Солнечное тепло горячее водоснабжение и отопление

Солнечные коллекторы для частного дома. Перспективная технология для организации горячего водоснабжения и отопления

Постоянный рост цен на отопление и горячее водоснабжение заставляет многих из нас задуматься о способах экономии. Но можно ли не просто сократить расходы на электроэнергию, а свести их к нулю? Можно, если использовать энергию солнца. Солнечные коллекторы – это источник бесплатной и экологически чистой энергии.

Такие коллекторы, или, как их еще называют, гелиосистемы, предназначены для аккумулирования солнечной энергии для нагрева воды. Использование данной установки дает возможность дополнительного отопления в весенний и летний период. Иными словами, обладатели солнечных коллекторов получают горячую воду и тепло совершенно бесплатно.

Устройство и принцип работы

Простейший солнечный коллектор – это металлические пластины черного цвета, заключенные в корпус из стекла или пластика, которые обычно монтируются на крыше дома. В сущности, солнечный коллектор представляет собой миниатюрную теплицу, которая накапливает солнечную энергию. Эта энергия согревает воду, циркулирующую по трубам, скрытым под пластиной. Чем больше энергии передается теплоносителю, тем выше его эффективность. Но, хотя принцип работы для всех коллекторов один и тот же, их конструкция несколько различается в зависимости от типа коллектора и сферы его применения.

Неиспользованная остывшая вода из резервуара постепенно опускается вниз, освобождая место нагретой воде из коллектора. Холодная вода попадает в теплообменник, где нагревается и вновь поступает в резервуар. На практике это означает, что вода в накопительной емкости всегда остается горячей – в ясные солнечные дни ее температура может доходить до 70 o С.

Типы и характеристики бытовых коллекторов для нагрева воды и отопления

Описанная схема работы коллектора очень упрощена, на деле же гелиосистемы несколько сложнее. Существует несколько типов солнечных коллекторов со своими конструктивными особенностями.

Плоские высокоселективные

Плоский коллектор – один из самых распространенных типов. Их преимущество состоит в невысокой цене, однако в сравнении с другими моделями они теряют больше тепла. Плоские солнечные коллекторы состоят из плоскостного поглотителя, прозрачного стеклянного покрытия, теплоизоляции с оборотной стороны и рамы, которая в основном делается из алюминия или стали.

Плоскостной поглотитель – это выкрашенный в темной цвет металлический лист, соединенный с теплопроводящими трубами. Слой поглотителя аккумулирует солнечные лучи и трансформирует солнечную энергию в тепловую, которая затем передается жидкости-теплоносителю (смеси воды и гликоля). Эта жидкость «направляет» тепло в солнечный аккумулятор. Стеклянное покрытие коллектора защищает поглотитель от воздействия окружающей среды и снижает потери тепла, создавая парниковый эффект. Эту же функцию выполняет и теплоизоляция из минерального волокна.

Вакуумные трубчатые

Солнечные коллекторы этого типа состоят из стеклянных трубок, внутри каждой из которых располагается устройство, поглощающее солнечный свет. Вакуум – идеальный теплоизолятор, и потому теплопотери таких коллекторов значительно меньше. Существует два вида вакуумных коллекторов, различающихся по способу нагрева – с косвенной теплопередачей и прямоточные. Первый вид устройств предназначен для всесезонного использования, а второй – для теплого времени года, с апреля до сентября.

Концентрационные

Весной, летом и осенью дневной угловой ход солнечных лучей больше 120 градусов – угла, в котором эффективно работают неподвижные солнечные коллекторы. Повышение эксплуатационных температур до 120-250 o C возможно путем введения в солнечные коллекторы концентраторов с помощью параболоцилиндрических отражателей, проложенных под поглощающими элементами. Они концентрируют солнечные лучи, и в результате их на панель попадает больше. Для получения более высоких температур требуются устройства слежения за солнцем. Это достаточно дорогостоящее решение и применяется оно в основном в промышленных целях.

Воздушные

Солнечные воздушные коллекторы используются для нагрева воздуха. Это простые плоские коллекторы, применимые для отопления помещений и сушки сельскохозяйственной продукции. Воздух проходит через поглотитель благодаря естественной конвекции или под воздействием вентилятора. Недостаток последнего варианта в том, что часть энергии тратится на работу вентиляторов.

Расчет мощности солнечного коллектора

Солнечные коллекторы для дома могут обладать весьма высокой производительностью. Чтобы точно рассчитать мощность коллектора, нужно знать его площадь поглощения, величину инсоляции для вашего региона и КПД коллектора.

Допустим, используется коллектор площадью примерно 1 кв. м, состоящий из 7 трубок, каждая из которых имеет площадь поглощения 0,15 кв. м. Получаемая мощность в расчете на один день вычисляется следующим образом: 0,15 (площадь поглощения 1 трубки) × 1173,7 (величина инсоляции в Московской области) × 0,67 (КПД солнечного коллектора) =117,95 кВт•час/кв. м. В среднем за сутки одна вакуумная трубка теплового коллектора вырабатывает 0,325 кВт•час. В наиболее солнечные летние месяцы она будет производить 0,545 кВт•час.

Использование солнечных коллекторов в России и мире

Солнечные коллекторы широко распространены во всем мире, хотя для нашей страны они все еще остаются новинкой. Настоящий бум солнечных коллекторов пришелся на 1970-е, во времена нефтяного кризиса. Тогда их начали применять во многих странах, от США до Японии. В Израиле в наши дни более 85% населения используют солнечные коллекторы. Сейчас общая мощность солнечных коллекторов мира превышает 200 гигаватт тепловой энергии и продолжает неуклонно расти. Использование данной технологии в Германии, например, оценивается в 140 кв. м/1000 чел., в Австрии – 450 кв. м/1000 чел., на Кипре – около 800 кв. м/1000 чел. В России этот показатель пока очень мал – лишь 0,2 кв. м/1000 чел.

Многие могут усомниться – разумно ли использование таких устройств в России, где климат далеко не такой теплый и солнечных дней значительно меньше, чем в южных широтах? Расчеты, проведенные в РАН, доказывают, что даже наша суровая погода – не препятствие для эффективной эксплуатации коллекторов. В средней полосе России мощность солнечного потока составляет от 100 до 250 Вт на 1 кв. м площади. Максимальное значение равняется 1000 Вт (при ясном небе в полдень). Следовательно, при установке солнечного коллектора площадью 2 кв. м вода в баке емкостью 100 л будет ежедневно прогреваться до температуры от 37 o С и более (этот показатель может доходить до 55 o С). А в теплые месяцы коллектор будет еще эффективнее.

Солнечные коллекторы применяются для отопления, нагрева воды, подогрева бассейнов, обеспечения энергией теплиц. Они легко интегрируются в любую сеть водо- и теплоснабжения и просто монтируются. С помощью солнечных коллекторов можно сократить расходы на оплату энергоносителей, а в летние месяцы получать и вовсе бесплатную горячую воду. К известным и надежным производителям солнечных коллекторов относятся такие компании, как FUTUS-NUKLEON (Австрия-Чехия), TiSUN (Австрия), Ferroli (Италия), но особым доверием специалистов пользуются коллекторы от немецких компаний – Wolf и Vaillant. Эти бренды не просто предлагают надежную продукцию – они постоянно совершенствуют свои системы и внедряют новые технологии.

Стоимость гелиоустановки для дома

Цена солнечного коллектора для отопления дома зависит от его типа, сложности системы и мощности, а также, не в последнюю очередь, от производителя. Относительно небольшие установки для частных домов, коттеджей и дач с номинальной мощностью около 2 кВт•ч стоят от 160 000 рублей в базовой комплектации, более мощные системы с несколькими коллекторами общей мощностью около 6 кВт•ч, предназначенные не только для нагрева воды, но и для отопления в весенне-зимний период, обойдутся в 270 000 рублей. К этому нужно прибавить стоимость монтажа и наладки.

За какой срок окупится коллектор? На это влияет режим эксплуатации. Солнечные коллекторы в отопительный период поддерживают отопление приблизительно на 25%, а горячее водоснабжение в летние месяцы на 80-90%, так что окупаемость будет напрямую зависеть от ваших обычных расходов на тепло и горячую воду. В среднем срок окупаемости коллекторов составляет от 2 до 8 лет. Все это указывает на экономическую целесообразность и перспективность использования технологии в России.

Расчет тепловой мощности от гелиосистем. Окупаемость солнечного коллектора.

Добрый день, уважаемые читатели. Хотим поделиться расчетом выделения тепла солнечными установками.

Солнечная инсоляция — это облучение поверхностей солнечным светом, поток солнечной радиации на поверхность; облучение поверхности или пространства параллельным пучком лучей, поступающих с направления, в котором виден в данный момент центр солнечного диска.

Для примера рассмотрим плоские солнечные панели Vaillant VFK 135/2 VD (Германия). Площадь (абсорбер) одно коллектора 2,33 м2. Сколько тепла можем получить от одного коллектора? Для этого нам нужно знать КПД панели и солнечную инсоляцию в данный период времени. Существует таблица, в которой разбито по месяцам средняя солнечная инсоляция в сутки на 1 м2 площади поверхности.

Берем декабрь — самый наименьший показатель инсоляции в году 1,86 кВт*ч/сутки. Коэффициент КПД одной панели Vaillant VFK 135/2 VD — 78,5%. Следовательно одна панель в декабре месяце (в среднем) 1,86*2,33*0,78=3,38 кВт*ч/сутки. (1,86 кол-во инсоляции в декабре, 2,33 площадь абсорбер солнечной панели, 0,78 КПД солнечной панели).

Теперь приведем пример в июле месяце. 6,28*2,33*0,78=11,41 кВт*ч/сутки. В июле продолжительность солнечного дня составляет 15 часов, 11,41/15=0,76 кВт/час. Для примера этой мощности хватит, что бы нагреть два бойлера по 100 литров при входной температуре 15 градусов до 65 градусов за 16 часов, тем самым обеспечить ГВС (горячим водоснабжением) семью из 3-4 человек.

Окупаемость солнечных коллекторов. Чем выше вклад установки в потребление тепловой мощности потребителем, тем меньше ее срок окупаемости. В основном это коттеджи, гостиницы, санатории, пансионаты и пр. объекты, где большой расход тепловой энергии на нагрев воды, подогрев бассейна, поддержка существующей системы отопления. Для примера возьмем гостиницу на 15 номеров с потреблением воды (50 градусов) 2500 л/сутки. 50 человек по 50 литров горячей воды.

Проведем расчет количества тепла (Q) для нагрева воды от текущей температуры (tт) до заданной (tз). Формула Q = G х Ro х C х (tт — tз) — 2,5*1000*1(50-15)=87500 ккал (2,5 м3 воды, 1000 плотность воды кг/м3, 1 удельная теплоемкость воды, 50 температура нагретой воды, 15 начальная температура воды). Переведем ккал в кВч (1000 ккал = 1,16 кВч). 87,5*1,16=101,5 кВч. Для нагрева 2500 литров воды с 15 до 50 градусов потребуется затратить 101,5 кВч. Исходя из объектов, где используются солнечные панели с таким потреблением воды, рассчитаем их окупаемость. 10 панелей по 2,33 м2 площади абсорбера, получаем общую площадь 23,3 м2. Считаем количество тепла, в сезонное время (апрель-сентябрь). Приводим максимальное значение (условия полное потребление 2500 литров горячей воды в день). 23,3*0,78*4,58=85,37 кВч (Апрель) 23,3*0,78*5,51=100,13 кВч (Май) 23,3*0,78*5,89=107,04 кВч (Июнь) 23,3*0,78*6,28=114,13 кВч (Июль) 23,3*0,78*5,62= 102,13 кВч (Август) 23,3*0,78*4,75 = 86,32 кВч (Сентябрь).

По диаграмме видно, что 10 панелей способны обеспечить пиковую нагрузку на протяжении летнего сезона, апрель и сентябрь вряд ли будут нуждаться в пиковых нагрузках на приготовление горячей воды, а если все таки потребуется, есть альтернативный источник тепла к примеру электрический котел. Итого за 6 месяцев суммарно нагревая 2500 литров воды с 15 до 50 градусов каждый день солнечная установка из десяти плоских панелей способна выработать до 17300 кВт тепловой энергии в курортный сезон.

Рассчитаем на примере подогрева воды электричеством, 1 кВт возьмем для примера стоимостью 5 руб. Итого за сезон мы бы затратили/сэкономили 17300*5=86500 руб. Что бы рассчитать окупаемость, нужно взять стоимость установки в целом, включая материалы для монтажа, стоимость работ. У каждого производителя солнечных гелиоколлекторов свои нюансы, и своя стоимость. Далее стоит поделить сумму вложения установки на 86500 и получим кол-во лет, за которые она полностью окупится. Сумма вложений 800 тыс рублей, окупаемость = 9 лет.

Солнечное тепло: горячее водоснабжение и отопление

energo 01-10-2015 19:06

печати информация

В вакуумном водонагревателе-коллекторе котором, в объем находится темная поверхность, поглощающая излучение солнечное, отделен от окружающей среды вакуумированным что, пространством позволяет практически полностью устранять теплоты потери в окружающую среду за счет теплопроводности и Потери. конвекции на излучение в значительной степени подавляются за применения счет селективного покрытия. Так как коэффициент полный потерь в вакуумном коллекторе мал, нем в теплоноситель можно нагреть до температур 120—Солнечный°С .160 вакуумный коллектор обеспечивает сбор излучения солнечного в любую погоду, практически вне внешней от зависимости температуры. Коэффициент поглощения энергии коллекторов таких, при степени вакуума 10-5, 10-6, составляет 98 %. виде в Изоляция вакуума позволяет избежать потерь Преимущества.

тепла и области использования вакуумных солнечных Благодаря

коллекторов высокой теплоизоляции вакуумные солнечные работают коллекторы очень эффективно при низких окружающей температурах среды. Преимущество вакуумных коллекторов плоскими перед начинает проявлятся при температуре ниже воздуха 15 градусов Цельсия. При отрицательных воздуха температурах вакуумным коллекторам альтернативы нет.

тепловые Солнечные установки на основе вакуумных коллекторов применяться могут как для целей горячего так, водоснабжения и для отопления дома. При летнее в этом время можно полностью получать воду горячую от солнечного нагревателя. В остальное время счет за года энергии солнца можно получать до горячей 60% воды.
Часто возникает вопрос, реально насколько отапливать дом за счет энергии сожалению. К солнца, в европейской части России о значительной солнечного доле отопления в тепловом балансе говорить не Однако. приходится, солнечная отопительная установка на основе солнечных вакуумных коллекторов может с успехом справляться с поддержания задачей минимальной заданной температуры дома осенью и весной.

В зимнее время тоже можно некоторую на рассчитывать добавку тепловой энергии для она. Но отопления будет незначительна в декабре и январе. обычно Поэтому солнечную отопительную систему рассчитывают на весенне в работу-осенний период, а зимой она помогать будет вашей основной системе отопления (на дровах, газу, биотопливе, солярке и т.п.).

Немного технической Конструкция

информации стеклянных вакуумных труб похожа на термоса конструкцию: одна трубка вставлена в другую, с диаметром большим. Между ними вакуум, который совершенную представляет теплоизоляцию. Конвективные потери и потери на особенно, излучение ощутимые зимой, а также при температурах высоких нагреваемой воды, очень низкие. цилиндрической Благодаря форме трубок солнечные лучи постоянную на падают поверхность перпендикулярно к оси трубки. приводит Это к получению большей энергии с единицы поверхности теплоприемной, даже если солнце и светит неудобным «под» углом, во время захода и восхода например, солнца, и при разных поворотах коллектора. трубками Вакуумными используется и так называемый диффузионный когда, свет солнце закрыто облаками. Эти цилиндрической с коллекторы абсорбционной поверхностью имеют ряд преимуществ неоспоримых перед плоскими солнечными коллекторами. В время любое дня под прямым солнечным постоянно излучением находится часть абсорбирующего вещества трубки вакуумной; это как бы плоский коллектор, солнцем за поворачивающийся. При устройстве специальных отражателей воспринимающая эффективная площадь коллектора может быть в больше разы аналогичной площади плоского солнечного Существуют.

коллектора 3 основных типа вакуумных солнечных заполнением — с коллекторов внутреннего пространства теплоносителем, с тепловыми образными и с U-трубками трубками.

Вакуумный коллектор с прямой воде теплопередачей

Это самый простой тип коллекторов вакуумных. Изготавливаются только в Китае. Вакуумные расположены трубки под определенным углом и соединены с баком накопительным. Из него вода контура теплообменника прямо течёт в трубки, нагревается и возвращается обратно. К этой преимуществам системы относится непосредственная передача воде тепла без участия других элементов. также Существуют коллекторы такого типа без бака накопительного

трубками коллектор с прямой теплопередачей воде и теплообменником встроенным

Такой коллектор имеет все особенности и преимущества предыдущего типа коллекторов. Отличием наличие является встроенного в бак эффективного теплообменника, позволяет что подсоединить коллектор с баком к напорной водоснабжения сети. При этом в трубках по-прежнему нет практически давления. Одним из преимуществ также возможность является заполнения водонагревательного контура незамерзающей что, жидкостью позволяет использовать его и при минусовых небольших температурах (до минус 5-10 градусов). Другим является преимуществом то, что в коллекторе не откладываются соли другие и жесткости загрязнения, так как объем один теплоносителя и тот же, а расходуемая вода проходит внутреннему по только медному теплообменнику.

Из предлагаемых нашей коллекторов компанией такой тип имеют солнечные системы водонагревательные WAC и DAC.

Вакуумный коллектор с Это

термотрубками более сложный и более дорогой коллектора тип. Термотрубка – это закрытая медная небольшим с труба содержанием легкокипящей жидкости. Под тепла воздействием жидкость испаряется и забирает тепло трубки вакуумной. Пары поднимаются в верхнюю часть – где, головку конденсируются и передают тепло теплоносителю контура основного водопотребления или незамерзающей жидкости контура отопительного. Конденсат стекает вниз, и все снова повторяется. Приемник солнечного коллектора медный с изоляцией полиуретановой, закрыт нержавеющим листом. Передача происходит тепла через медную гильзу приемника. этому Благодаря отопительный контур отделен от трубок, повреждении при одной трубки коллектор продолжает Процедура. работать замены трубок очень проста, этом при нет необходимости сливать незамерзающую контура из смесь теплообменника.

Другим важным преимуществом тепловыми с коллекторов трубками является их способность работать температурах при до -35°С (полностью стеклянные коллекторы с тепловыми или) трубками даже до -50°С (коллекторы с металлическими тепловыми Обычно).

трубками испарение начинается при температуре более трубки 30°С, таким образом при низких трубка температурах как бы «запирается» и не происходит потерь через тепла коллектор (например ночью или в погоду пасмурную).

При этом коллектор помещается помещения снаружи, а все остальное оборудование — внутри что, дома способствует минимизации теплопотерь. (См. описание системы схемы с активной циркуляцией теплоносителя)

Спецификация вакуумированных стеклянных трубчатых коллекторов

• 1)Строение: стеклянная трубка двойная
• 2)Материал: боросиликатное стекло
• 3)Коэффициент абсорбера поглощения: более 0.92
• 4)Коэффициент излучения абсорбера: 80?С 0.08 (менее)
• 5)Давление: кВт м 2 *?С/230
• 7)Коэффициент теплопотерь: менее 0, 8 Вт/м 2 *?С
• 8)Срок более: службы 15 лет

• Коллектор (внутри): Коллектор
• медь (снаружи): сплав алюминия
• Параметры трубок стеклянных: 58мм*1.8мм/47мм*1.5мм
• эффективность Суточная: более 55% (более 42% Сопротивление)
• зимой: 25 мм
• Максимальное давление: 12 Бар
• Покрытие трубок вакуумных: ALN/AIN-SS/CU
• Тепловые трубки при работают температуре более 35?С

Из предлагаемых компанией нашей коллекторов такой тип имеют коллектор вакуумный с тепловыми трубками SCM.

«Ваш Дом Солнечный» разрабатывает, комплектует и поставляет готовые солнечного системы теплоснабжения, как с пассивной, так и с циркуляцией активной теплоносителя. Описание этих систем вы найти можете в соответствующих разделах нашего сайта. покупка и Заказ осуществляется через Интернет-магазин.

покупке к Перейти систем солнечного теплоснабжения

Вы можете приобрести и заказать системы солнечного теплоснабжения на базе коллекторов солнечных следующих типов:

Перед солнечных заказом систем можно заполнить небольшой Лист Опросный. Эта информация позволит нашим проведрить специалистам правильность вашего выбора, или сконфигурировать и подобрать солнечную нагревательную установку для нужд Ваших.

Вы можете заказать эту продукцию в интернет нашем магазине в разделе «Солнечные Коллекторы».

Приложение А (рекомендуемое). Определение тепловых характеристик систем солнечного теплоснабжения

Приложение А
(рекомендуемое)

Определение
тепловых характеристик систем солнечного теплоснабжения

А.1 Общие положения

В настоящем приложении разъясняется применение методики расчета В, описанного в 5.3, для:

— системы предварительного подогрева для системы горячего водоснабжения;

— комбинированной системы солнечного теплоснабжения.

Для этих двух систем определены основные характеристики, а также способ определения их теплопроизводительности.

А.2 Система предварительного подогрева воды для горячего водоснабжения

А.2.1 Общие положения

В первом примере представлена система солнечного горячего водоснабжения с солнечным коллектором, испытанным по ГОСТ Р 51596, [17], с апертурной площадью 2,702 , оптическим КПД, равным 0,8026, коэффициентом тепловых потерь, равным 3,723 и коэффициентом температурной зависимости коэффициента тепловых потерь солнечного коллектора второго порядка равным 0,0135 . Контур коллектора оборудован циркуляционным насосом номинальной мощностью 50 Вт, используемым также для заполнения контура водой. После заполнения контура насос переключают на мощность 20 Вт. Внутри бака-аккумулятора расположены теплообменник контура коллектора и прямой водозабор водопроводной воды. Объем бака-аккумулятора равен 120 л. Бак-аккумулятор и насос расположены на первом этаже здания в его обогреваемой части. Отопительный сезон продолжается с октября по март включительно. Отдельный резервный нагреватель всегда находится в режиме ожидания. Трубы между баком-аккумулятором и резервным нагревателем теплоизолированы. Циркуляция водопроводной воды через систему и резервный нагреватель осуществляется под давлением.

Задача состоит в определении тепловых характеристик этой системы солнечного горячего водоснабжения, находящейся в De Bilt, Нидерланды, при потреблении 110 л горячей воды в день (нагрев воды от 15°С до 65°С). Угол наклона плоскости солнечного коллектора к горизонту минус 45°, коллектор ориентирован на юг. Значения среднемесячных температур наружного воздуха и плотностей потока солнечного излучения, месячные суммы солнечного излучения в плоскости коллектора приведены в таблице А.1. Среднегодовая температура холодной воды равна 12°С.

Таблица А.1 — Среднемесячные температуры наружного воздуха и плотности потока солнечного излучения, месячные суммы солнечного излучения в плоскости коллектора (угол наклона 45°, южная ориентация) для места эксплуатации De Bilt, Нидерланды

Расчет тепловых характеристик выполнен поэтапно согласно 5.3.

А.2.2 Определение количества подведенного тепла

Определяется тепловая нагрузка горячего водоснабжения. Ежедневный расход тепла на горячую воду составляет:

В этом примере тепловые потери трубопроводов между резервным нагревателем и точками отбора воды составляют 10% количества подведенного тепла, что соответствует 0,64 . Согласно 5.3.2 потери тепла между баком-аккумулятором и резервным нагревателем приниматься в расчет не должны. Месячные значения расхода тепла на горячую воду приведены в таблице А.З.

А.2.3 Параметры системы

Большинство параметров системы, необходимых для определения значений X, Y и в распоряжении имеются. Следует рассчитать поправочный коэффициент на вместимость бака-аккумулятора:

Если КПД контура коллектора неизвестно, то его берут из А.2. Неизвестное значение общего коэффициента тепловых потерь труб контура коллектора также берут из Б.2 приложения Б. Затем можно рассчитать значение :

В таблице А.2 перечислены характеристики, необходимые для расчета теплопроизводительности системы солнечного теплоснабжения.

Таблица А.2 — Характеристики компонентов системы солнечного теплоснабжения для расчета производительности

А.2.4 Определение X, Y и производительности системы солнечного теплоснабжения #

Значения X, Y и рассчитывают для каждого месяца, используя месячные значения тепла, необходимые для нагрева горячей воды для водоснабжения и характеристики системы, перечисленные в таблице А.2. Значение в январе составляет 20 , в ноябре 2 и в декабре 27 ; эти значения приравнивают к нулю. Годовая производительность системы равна 950 .

Таблица А.3 — Среднемесячные значения расхода тепла на горячую воду X, Y и теплопроизводительности солнечной DHW системы предварительного нагрева

A.2.5 Определение энергии для собственных нужд

Значение энергии на работу насоса в контуре коллектора рассчитывают по формуле (16), где мощность насоса равна 20 Вт, а годовая продолжительность эксплуатации насоса 2000 ч, распределенная по месяцам в поступлении солнечного излучения на площадь приемника в таблице А.1. Значения энергии, расходуемой на собственные нужды, перечислены в таблице А.4. Годовое общее значение равно 40 .

Таблица А.4 — Среднемесячные значения расхода энергии на работу насоса в контуре коллектора

А.2.6 Определение потерь тепловой солнечной системы

Общий коэффициент тепловых потерь не был измерен, поэтому его значение рассчитывают по формуле (Б. 13) приложения Б:

Так как бак-аккумулятор солнечного коллектора установлен в отапливаемой части здания, то = 20°С.

Отношение / берут из таблицы А.3. Исходя из этого, рассчитывают тепловые потери бака-аккумулятора по формуле (17). Результаты расчетов представлены в таблице А.5. Годовые потери тепла бака-аккумулятора равны 228 .

Потери тепла в трубах между баком-аккумулятором и резервным нагревателем можно рассчитать по формуле (Б.10) приложения Б. Результаты расчетов представлены в таблице А.5. Годовые потери тепла в трубах равны 19 .

Таблица А.5 — Ежемесячные значения потерь тепла бака-аккумулятора и труб между баком-аккумулятором и резервным нагревателем

А.2.7 Определение возмещаемых потерь системы солнечного теплоснабжения

Часть энергии для собственных нужд и потери тепла системы солнечного теплоснабжения являются возмещаемыми и могут быть отнесены к отоплению здания в течение отопительного сезона согласно Б.8 приложения Б:

50% расхода энергии на собственные нужды;

100% тепловых потерь бака-аккумулятора и труб между баком-аккумулятором и резервным нагревателем, поскольку и солнечный аккумуляторный бак, и резервный нагреватель расположены в отапливаемой части здания.

Возмещаемые потери перечислены в таблице А.6. Годовые возмещаемые потери равны 42 .

Таблица А.6 — Ежемесячные значения возместимых потерь тепловой солнечной системы

А.3 Солнечная комбинированная система

А.3.1 Общие положения

Во втором примере рассматривается солнечная комбинированная система, имеющая солнечный коллектор с апертурной площадью 8,4 и бак-аккумулятор объемом 800 л. Верхняя часть бака-аккумулятора объемом 200 л нагревается резервным нагревателем для получения горячей воды. Для отопления помещения бак-аккумулятор действует как система предварительного нагрева, т.е. предварительно нагретая вода нагревается резервным нагревателем до ее поступления в распределительную систему. Резервный нагрев возможен в любое время в соответствии с правилами микробиологической защиты горячей воды. Резервный нагреватель включает в себя насос как для распределения тепла в отапливаемой части, так и для передачи резервного тепла в верхнюю часть бака-аккумулятора объемом 200 л для получения горячей воды. Стандартная продолжительность эксплуатации насоса в общепринятых комбинированных системах (без использования солнечной энергии) с соответствующими функциональными возможностями составляет 1000 ч в год, а ее распределение в течение года зависит от количества тепла. Мощность насоса в резервной части составляет 70 Вт. Характеристики солнечного коллектора (угол наклона, ориентация), его контура и насоса те же, что и в первом примере.

Система предназначена для дома на одну семью с годовой выработкой тепла на отопление 100 площади пола и забором горячей воды объемом 140 л в день при перепаде температур от 15°С до 65°С. Это низкотемпературная система распределения тепла для отопления; ее расчетная температура равна 40°С. Дом расположен в Цюрихе. Ежемесячные значения средней температуры воздуха, плотности потока солнечного излучения и поступления солнечного излучения на плоскость коллектора представлены в таблице А.7. Средняя годовая температура холодной воды равна 9,7°С.

Задача состоит в определении тепловых характеристик этой солнечной комбинированной системы. Расчет тепловых характеристик выполняют согласно с этапами, приведенными в 5.3.

Таблица А.7 — Среднемесячные значения температуры воздуха, плотности потока солнечного излучения и поступления излучения на плоскость коллектора под углом 45°, южной ориентации, для Цюриха [см. Б.4 и Б.5 (приложение Б)].