W ostatniej dekadzie energia słoneczna jako alternatywne źródło energii była coraz częściej wykorzystywana do ogrzewania i zaopatrywania budynków w ciepłą wodę. Głównym powodem jest chęć zastąpienia tradycyjnych paliw niedrogimi, przyjaznymi dla środowiska i odnawialnymi źródłami energii.
Konwersja energii słonecznej na ciepło zachodzi w układach słonecznych - konstrukcja i zasada działania modułu determinują specyfikę jego zastosowania. W tym materiale rozważymy rodzaje kolektorów słonecznych i zasady ich działania, a także omówimy popularne modele modułów słonecznych.
Możliwość zastosowania układu słonecznego
Heliosystem - kompleks do przekształcania energii promieniowania słonecznego w ciepło, który jest następnie przenoszony do wymiennika ciepła w celu ogrzania czynnika grzewczego systemu grzewczego lub źródła wody.
Wydajność słonecznej instalacji termicznej zależy od nasłonecznienia - ilości energii dostarczanej w ciągu jednego dnia na 1 metr kwadratowy powierzchni znajdującej się pod kątem 90 ° w stosunku do kierunkowości światła słonecznego. Zmierzona wartość wskaźnika wynosi kW * h / m2, wartość parametru zmienia się w zależności od sezonu.
Galeria obrazów
Zdjęcie z
Energia słoneczna wykorzystywana w życiu codziennym ma ogromne perspektywy. Źródło jego otrzymania jest niewyczerpane. Sam zasób jest odnawiany i nic nie kosztuje.
W zależności od rodzaju akumulacji i przetwarzania energii słonecznej urządzenia są podzielone na dwie grupy. Pierwszy obejmuje baterie wytwarzające energię elektryczną, drugi - kolektory, które przekazują ciepło konsumentowi
Zarówno panele słoneczne, jak i kolektory są instalowane w otwartych, nie zacienionych obszarach oświetlonych słońcem przez maksymalny okres dni. Ponieważ najczęściej znajdują się na dachach
Aby obsługiwać mini elektrownię słoneczną, oprócz akumulatorów, których liczba jest wybierana na podstawie wymaganej mocy, potrzebujesz kontrolera, konwencjonalnego lub hybrydowego falownika i akumulatorów, których objętość jest obliczana co najmniej w dniu pracy
Aby uzyskać energię cieplną dostarczaną przez kolektor słoneczny, nie jest potrzebne skomplikowane wyposażenie techniczne. Woda podgrzana w rurkach urządzenia natychmiast dostaje się do obwodu grzewczego lub zbiornika ciepłej wody
Kolektory słoneczne według rodzaju chłodziwa są podzielone na wodę i powietrze. Woda dostarcza ciepłą wodę do systemu grzewczego i mieszaczy, przenosi ogrzane powietrze do systemów grzewczych
Praktyczny i przydatny na wsi kolektor słoneczny można wykonać własnymi rękami. W lecie dostarczy basenowi ciepłą wodę, ogrzeje ją do celów sanitarnych i higienicznych, do nawadniania uprawianych roślin
Wadą obu systemów jest niezdolność do magazynowania energii otrzymanej ze słońca przez długi czas. Jeśli w przypadku akumulatorów można go przechowywać przez 24 godziny w akumulatorze, należy go natychmiast użyć z kolektorami. Izolowany zbiornik magazynowy pomoże utrzymać ciepło przez pewien czas.
Kolektory słoneczne w parze z bateriami
Mała elektrownia słoneczna
Rooftop Solar Panels
Najprostszy sposób na podłączenie baterii słonecznej
Kolektor wody słonecznej
Powietrzny kolektor słoneczny
Domowy kolektor rur polimerowych
Zbiornik termoizolacyjny na gorącą wodę
Średni poziom nasłonecznienia dla regionu umiarkowanego klimatu kontynentalnego wynosi 1000-1200 kWh / m2 (rocznie). Ilość słońca jest decydującym parametrem do obliczenia wydajności układu słonecznego.
Zastosowanie alternatywnego źródła energii pozwala ogrzać dom, uzyskać ciepłą wodę bez tradycyjnych kosztów energii - wyłącznie poprzez promieniowanie słoneczne
Instalacja słonecznego systemu grzewczego jest kosztownym przedsięwzięciem. Aby wydatki inwestycyjne się zwróciły, konieczne jest dokładne obliczenie systemu i przestrzeganie technologii instalacji.
Przykład. Średnia wartość nasłonecznienia dla Tuli w środku lata wynosi 4,67 kV / m2 * dziennie, pod warunkiem, że panel systemu zostanie zainstalowany pod kątem 50 °. Pojemność kolektora słonecznego wynoszącą 5 metrów kwadratowych oblicza się w następujący sposób: 4,67 * 4 = 18,68 kW ciepła na dzień. Ta objętość wystarcza do podgrzania 500 litrów wody o temperaturze od 17 ° C do 45 ° C.
Jak pokazuje praktyka, podczas korzystania z instalacji słonecznej właściciele domku w lecie mogą całkowicie przejść z ogrzewania elektrycznego lub gazowego na metodę słoneczną
Mówiąc o możliwości wprowadzenia nowych technologii, należy wziąć pod uwagę cechy techniczne konkretnego kolektora słonecznego. Niektóre zaczynają pracować przy 80 W / m2 energii słonecznej, podczas gdy inne wystarczają - 20 W / m2.
Nawet w klimacie południowym zastosowanie systemu kolektorów wyłącznie do ogrzewania się nie opłaci. Jeśli instalacja będzie używana wyłącznie zimą z niedoborem słońca, wówczas koszt sprzętu nie będzie pokrywany przez 15-20 lat.
Aby jak najlepiej wykorzystać heliokompleks, należy go włączyć do systemu dostarczania ciepłej wody. Nawet w zimie kolektor słoneczny pozwala „obniżyć” rachunki za energię do podgrzewania wody do 40–50%.
Według ekspertów, w przypadku użytku domowego, układ słoneczny zwraca się za około 5 lat. Wraz ze wzrostem cen energii elektrycznej i gazu okres zwrotu kompleksu ulegnie skróceniu
Oprócz korzyści ekonomicznych „ogrzewanie słoneczne” ma dodatkowe zalety:
- Przyjazność dla środowiska. Emisje dwutlenku węgla są zmniejszone. Przez rok 1 metr kwadratowy kolektora słonecznego zapobiega przedostaniu się do atmosfery 350-730 kg górnictwa.
- Estetyka. Przestrzeń kompaktowej wanny lub kuchni można wyeliminować z nieporęcznych kotłów lub gejzerów.
- Trwałość. Producenci twierdzą, że w zależności od technologii instalacji kompleks będzie trwał około 25-30 lat. Wiele firm udziela gwarancji do 3 lat.
Argumenty przeciwko wykorzystaniu energii słonecznej: wyraźna sezonowość, zależność od pogody i wysokie inwestycje początkowe.
Ogólny układ i zasada działania
Rozważ układ słoneczny z kolektorem jako główny element roboczy układu. Wygląd urządzenia przypomina metalowe pudełko, którego przednia strona wykonana jest ze szkła hartowanego. Wewnątrz skrzynki znajduje się korpus roboczy - cewka z absorberem.
Blok pochłaniający ciepło zapewnia ogrzewanie nośnika ciepła - krążącej cieczy, przekazuje wytworzone ciepło do obwodu zasilania wodą.
Główne elementy układu słonecznego: 1 - pole kolektora, 2 - odpowietrznik, 3 - stacja dystrybucji, 4 - zbiornik nadmiarowy, 5 - sterownik, 6 - podgrzewacz wody, 7,8 - element grzewczy i wymiennik ciepła, 9 - zawór mieszający ciepło, 10 - zużycie ciepłej wody, 11 - pobór zimnej wody, 12 - zrzut, T1 / T2 - czujniki temperatury
Kolektor słoneczny musi współpracować z zasobnikiem. Ponieważ nośnik ciepła jest podgrzewany do temperatury 90-130 ° C, nie można go podawać bezpośrednio do kranów z gorącą wodą ani grzejników. Chłodziwo dostaje się do wymiennika ciepła kotła. Zbiornik magazynowy jest często uzupełniany grzejnikiem elektrycznym.
Schemat pracy:
- Słońce ogrzewa powierzchnię kolektora.
- Promieniowanie cieplne przekazywane jest do elementu pochłaniającego (pochłaniacza), który zawiera płyn roboczy.
- Płyn chłodzący krążący w rurkach cewki jest podgrzewany.
- Sprzęt pompujący, jednostka sterująca i monitorująca zapewnia transfer ciepła przez rurociąg do cewki zbiornika magazynowego.
- Ciepło przekazywane jest do wody w kotle.
- Schłodzony płyn chłodzący wraca z powrotem do kolektora i cykl się powtarza.
Podgrzana woda z podgrzewacza wody jest dostarczana do obwodu grzewczego lub do punktów poboru wody.
Podczas aranżacji systemu grzewczego lub całorocznego zaopatrzenia w ciepłą wodę system jest wyposażony w źródło dodatkowego ogrzewania (kocioł, grzejnik elektryczny). Jest to warunek konieczny do utrzymania ustawionej temperatury.
Panele słoneczne w aranżacji domów prywatnych są najczęściej wykorzystywane jako zapasowe źródło energii elektrycznej:
Galeria obrazów
Zdjęcie z
Układ słoneczny do wytwarzania energii
Zależność mocy od wykorzystywanego obszaru
Sprzęt do kontroli słonecznej
Automatyzacja energii słonecznej
Odmiany kolektorów słonecznych
Niezależnie od celu układ słoneczny jest wyposażony w płaski lub kulisty kolektor rurowy. Każda z opcji ma wiele charakterystycznych cech pod względem właściwości technicznych i wydajności operacyjnej.
Próżnia - dla klimatu zimnego i umiarkowanego
Strukturalnie próżniowy kolektor słoneczny przypomina termos - wąskie rurki z chłodziwem umieszcza się w kolbach o większej średnicy. Pomiędzy naczyniami powstaje warstwa próżniowa, która odpowiada za izolację termiczną (zachowanie ciepła - do 95%). Rurowy kształt jest najbardziej optymalny do utrzymywania próżni i „zajętości” promieni słonecznych.
Podstawowe elementy rurowej słonecznej instalacji termicznej: rama nośna, korpus wymiennika ciepła, próżniowe rurki szklane pokryte wysoce selektywną powłoką dla intensywnego „pochłaniania” energii słonecznej
Wewnętrzna (ciepła) rura jest wypełniona solą fizjologiczną o niskiej temperaturze wrzenia (24–25 ° C). Po podgrzaniu ciecz paruje - para unosi się do kolby i ogrzewa chłodziwo krążące w korpusie kolektora.
W procesie kondensacji kropelki wody wpływają na końcówkę rurki i proces się powtarza.
Ze względu na obecność warstwy próżniowej ciecz wewnątrz żarówki cieplnej jest w stanie wrzeć i odparowywać w ujemnej temperaturze ulicy (do -35 ° С).
Charakterystyka modułów słonecznych zależy od takich kryteriów:
- konstrukcja tuby - piórkowa, współosiowa;
- urządzenie kanału cieplnego - „Rura cieplna”obieg bezpośredniego przepływu.
Żarówka z piór - szklana rurka, w której zamknięty jest pochłaniacz płytowy i kanał cieplny. Warstwa próżniowa przechodzi przez całą długość kanału cieplnego.
Rura koncentryczna - podwójna kolba z próżniową „wkładką” między ściankami dwóch zbiorników. Ciepło jest przekazywane z wnętrza rurki. Końcówka termometru jest wyposażona we wskaźnik podciśnienia.
Wydajność rurek piórkowych (1) jest wyższa w porównaniu do modeli koncentrycznych (2). Te pierwsze są jednak droższe i trudniejsze w instalacji. Ponadto, w przypadku awarii, kolba wstrzykiwacza będzie musiała zostać całkowicie wymieniona.
Kanał „Heat pipe” jest najczęstszym wariantem wymiany ciepła w kolektorach słonecznych.
Mechanizm działania opiera się na umieszczeniu w szczelnej metalowej rurce lotnej cieczy.
Popularność „Heat pipe” wynika z przystępnego kosztu, bezpretensjonalności obsługi i łatwości konserwacji. Ze względu na złożoność procesu wymiany ciepła maksymalny poziom wydajności wynosi 65%
Kanał bezpośredniego przepływu - przez szklaną kolbę przechodzą równolegle, połączone metalowymi rurkami w kształcie litery U.
Płyn chłodzący przepływający przez kanał jest podgrzewany i doprowadzany do korpusu kolektora.
Opcje konstrukcyjne próżniowego kolektora słonecznego: 1 - modyfikacja za pomocą rury centralnego ogrzewania „Heat pipe”, 2 - instalacja solarna z bezpośrednim przepływem obiegu chłodziwa
Rury koncentryczne i rurkowe można łączyć z kanałami cieplnymi na różne sposoby.
Opcja 1. Kolba koncentryczna z rurką grzewczą jest najpopularniejszym rozwiązaniem. W kolektorze ciepło jest wielokrotnie przekazywane ze ścianek szklanej rurki do wewnętrznej kolby, a następnie do chłodziwa. Stopień sprawności optycznej sięga 65%.
Schemat koncentrycznej rury „Heat pipe”: 1 - skorupa szkła, 2 - selektywna powłoka, 3 - metalowe żebra, 4 - próżnia, 5 - żarówka termiczna z substancją wrzącej światła, 6 - wewnętrzna szklana rurka
Opcja 2 Współosiowa kolba o przepływie bezpośrednim jest znana jako kolektor w kształcie litery U. Dzięki tej konstrukcji straty ciepła są zmniejszone - energia cieplna z aluminium jest przenoszona do rur z krążącym chłodziwem.
Oprócz wysokiej wydajności (do 75%) model ma wady:
- złożoność instalacji - kolby są integralną częścią dwururowego korpusu kolektora (mainfold) i są instalowane w całości;
- wymiana pojedynczej rurki jest wykluczona.
Ponadto jednostka w kształcie litery U wymaga chłodziwa i jest droższa niż modele z „rurą cieplną”.
Urządzenie kolektora słonecznego w kształcie litery U: 1 - szklany „cylinder”, 2 - powłoka chłonna, 3 - aluminiowa „pokrywa”, 4 - kolba z chłodziwem, 5 - próżnia, 6 - wewnętrzna szklana rurka
Opcja 3 Rura piórkowa z zasadą działania „Heat pipe”. Charakterystyczne cechy kolektora:
- wysoka charakterystyka optyczna - wydajność około 77%;
- płaski pochłaniacz bezpośrednio przenosi energię cieplną do rurki przenoszącej ciepło;
- dzięki zastosowaniu pojedynczej warstwy szkła odbicie promieniowania słonecznego jest zmniejszone;
Istnieje możliwość wymiany uszkodzonego elementu bez spuszczania płynu chłodzącego z układu słonecznego.
Opcja 4 Fontanna z bezpośrednim przepływem jest najskuteczniejszym narzędziem do wykorzystania energii słonecznej jako alternatywnego źródła energii do podgrzewania wody lub ogrzewania domów. Wysokowydajny kolektor pracuje z wydajnością 80%. Wadą systemu jest trudność naprawy.
Schematy urządzenia z piórowymi kolektorami słonecznymi: 1 - układ słoneczny z kanałem „heat pipe”, 2 - dwururowa obudowa kolektora słonecznego z bezpośrednim przepływem chłodziwa
Niezależnie od konstrukcji kolektory rurowe mają następujące zalety:
- wydajność w niskiej temperaturze;
- niskie straty ciepła;
- czas funkcjonowania w ciągu dnia;
- zdolność podgrzewania chłodziwa do wysokich temperatur;
- niski wiatr;
- łatwość instalacji.
Główną wadą modeli próżniowych jest niemożność samoczyszczenia od pokrywy śnieżnej. Warstwa próżniowa nie przepuszcza ciepła, dlatego warstwa śniegu nie topi się i blokuje dostęp słońca do pola kolektora. Dodatkowe wady: wysoka cena i konieczność dostosowania się do kąta roboczego kolby co najmniej 20 °.
Kolektory słoneczne podgrzewające chłodziwo mogą być stosowane do przygotowywania ciepłej wody, jeżeli są wyposażone w zasobnik:
Galeria obrazów
Zdjęcie z
Zbiornik gorącej wody
Struktura rurki kolektora do ogrzewania powietrznego
Ogrzewanie wody w nośniku ciepła
Urządzenie sterujące systemem
Przeczytaj więcej na temat zasady działania próżniowego kolektora słonecznego z lampami, czytaj dalej.
Woda - najlepsza opcja dla południowych szerokości geograficznych
Płaski (panelowy) kolektor słoneczny - prostokątna aluminiowa płyta, zamknięta od góry pokrywą z tworzywa sztucznego lub szkła. Wewnątrz skrzynki znajduje się pole absorpcji, metalowa cewka i warstwa izolacji termicznej. Obszar kolektora jest wypełniony linią przepływu, przez którą przepływa czynnik chłodzący.
Podstawowe elementy płaskiego kolektora słonecznego: obudowa, pochłaniacz, powłoka ochronna, warstwa izolacji termicznej i łączniki. Podczas montażu stosuje się szkło matowe o transmitancji w zakresie widmowym 0,4-1,8 mikrona.
Absorpcja ciepła wysoce selektywnej powłoki chłonnej sięga 90%. Przepływający metalowy rurociąg jest umieszczony między „absorberem” a izolacją termiczną. Stosowane są dwa schematy układania rur: „harfa” i „meander”.
Proces montażu kolektorów słonecznych, które ogrzewają płynny czynnik chłodzący, obejmuje szereg tradycyjnych kroków:
Galeria obrazów
Zdjęcie z
Aby przymocować jeden lub grupę kolektorów na dachu, montuje się na nim metalową ramę. Mocowanie do skrzyni przez powłokę
Przed zainstalowaniem rur, w których chłodzony będzie płyn chłodzący, należy sprawdzić, czy pierścienie uszczelniające ściśle przylegają do gniazd rurki rozgałęźnej
Szklane rurki urządzenia słonecznego są podłączone do kolektora. U góry należy je włożyć do gniazda za pomocą pierścienia uszczelniającego, u dołu delikatnie przymocować za pomocą zacisku, nie pociągając
Aby zmniejszyć straty ciepła podczas transportu wody podgrzanej przez słońce lub środek przeciw zamarzaniu, rura opuszczająca kolektor i elementy łączące urządzenia są szczelnie owinięte folią izolacyjną
Dopóki domowy układ słoneczny nie zostanie wypełniony płynem chłodzącym, dostosuj kąt nachylenia, skupiając się na faktycznym stopniu oświetlenia
Aby usunąć powietrze, zawsze zawarte w wodzie i stopniowo uwalniane z jej składu, na górze systemu jest zainstalowany automatyczny odpowietrznik
Zmontowany kolektor jest podłączony do systemu grzewczego w dowolny wygodny sposób: przez właz lub przejście w dachu, przez otwór w ścianie itp.
Jeśli istnieje potrzeba zautomatyzowania procesu przygotowania chłodziwa, w zależności od warunków pogodowych, można go wyposażyć w zewnętrzne czujniki temperatury i regulator temperatury
Krok 1: Montaż ramy do montażu grupy kolektorów
Krok 2: Przygotowanie kolektora do instalacji rurowej
Krok 3: Podłączanie rur kolektora słonecznego
Krok 4: Izolowanie rurociągu słonecznego
Krok 5: wyreguluj tygiel pod kątem
Krok 6: Instalacja automatycznego odpowietrznika
Krok 7: Podłącz kolektor do obwodu grzewczego
Krok 8: połączenie z systemem sterowania
Jeśli obwód grzewczy jest uzupełniony linią doprowadzającą wodę sanitarną do źródła ciepłej wody, sensowne jest podłączenie akumulatora ciepła do kolektora słonecznego. Najprostszą opcją będzie zbiornik o odpowiedniej pojemności z izolacją termiczną, zdolny do utrzymania temperatury podgrzewanej wody. Musi być zainstalowany na estakadzie:
Galeria obrazów
Zdjęcie z
Produkcja najprostszego akumulatora ciepła
Montaż zbiornika na estakadzie
Podłączenie oddziału GVS i połączenie armatury
Układanie linii GVS w wyposażonym domu
Kolektor rurowy z płynnym chłodziwem działa jak efekt „szklarniowy” - promienie słoneczne przenikają przez szkło i ogrzewają rurociąg. Dzięki szczelności i izolacji termicznej ciepło jest zatrzymywane wewnątrz panelu.
Wytrzymałość modułu słonecznego zależy w dużej mierze od materiału pokrywy ochronnej:
- zwykłe szkło - najtańsza i krucha powłoka;
- napięte szkło - wysoki stopień rozproszenia światła i zwiększona wytrzymałość;
- szkło antyrefleksyjne - różni się maksymalną zdolnością pochłaniania (95%) ze względu na obecność warstwy eliminującej odbicie promieni słonecznych;
- samoczyszczące (polarne) szkło z dwutlenkiem tytanu - zanieczyszczenia organiczne wypalają się na słońcu, a resztki śmieci są zmywane przez deszcz.
Szkło poliwęglanowe jest najbardziej odporne na wstrząsy. Materiał jest instalowany w drogich modelach.
Odbicie światła słonecznego i pochłanianie: 1 - powłoka antyrefleksyjna, 2 - hartowane szkło odporne na uderzenia. Optymalna grubość zewnętrznej powłoki ochronnej wynosi 4 mm
Cechy operacyjne i funkcjonalne paneli słonecznych:
- w systemach wymuszonego obiegu przewidziano funkcję rozmrażania, która pozwala szybko pozbyć się pokrywy śnieżnej na heliopolu;
- szkło pryzmatyczne wychwytuje szeroki zakres promieni pod różnymi kątami - w okresie letnim wydajność instalacji sięga 78-80%;
- kolektor nie boi się przegrzania - przy nadmiarze energii cieplnej możliwe jest wymuszone chłodzenie chłodziwa;
- zwiększona odporność na uderzenia w porównaniu do rurowych odpowiedników;
- możliwość montażu pod dowolnym kątem;
- przystępne ceny.
Systemy nie są pozbawione wad. W okresie niedoboru promieniowania słonecznego wraz ze wzrostem różnicy temperatur wydajność płaskiego kolektora słonecznego znacznie spada z powodu niewystarczającej izolacji termicznej. Dlatego moduł panelu opłaca się latem lub w regionach o ciepłym klimacie.
Heliosystemy: funkcje projektowania i obsługi
Różnorodność układów słonecznych można sklasyfikować według następujących parametrów: metoda wykorzystania promieniowania słonecznego, metoda cyrkulacji chłodziwa, liczba obwodów i sezonowość działania.
Kompleks aktywny i pasywny
Kolektor słoneczny jest przewidziany w dowolnym systemie konwersji energii słonecznej. W oparciu o metodę wykorzystania uzyskanego ciepła rozróżnia się dwa typy heliokompleksów: pasywny i aktywny.
Pierwszą odmianą jest słoneczny system grzewczy, w którym elementy konstrukcyjne budynku działają jako element pochłaniający promieniowanie słoneczne. Dach, ściana kolektora lub okna działają jak powierzchnia słoneczna.
Schemat pasywnego układu słonecznego o niskiej temperaturze ze ścianą kolektora: 1 - promienie słoneczne, 2 - półprzezroczysty ekran, 3 - bariera powietrzna, 4 - ogrzane powietrze, 5 - przepływy powietrza wywiewanego, 6 - promieniowanie cieplne ze ściany, 7 - pochłaniająca ciepło powierzchnia ściany kolektora, 8 - rolety dekoracyjne
W krajach europejskich technologie pasywne stosowane są przy budowie budynków energooszczędnych. Powierzchnie przyjmujące hel dekorują się pod fałszywymi oknami. Za szklaną powłoką znajduje się poczerniały mur z jasnymi otworami.
Akumulatory ciepła to elementy konstrukcyjne - ściany i podłogi, izolowane styropianem od zewnątrz.
Aktywne systemy wymagają użycia niezależnych urządzeń niezwiązanych z konstrukcją.
Do tej kategorii zaliczają się rozpatrywane kompleksy z rurowymi, płaskimi kolektorami - słoneczne instalacje termiczne z reguły umieszcza się na dachu budynku
Termosyfony i systemy cyrkulacyjne
Solarne urządzenia termiczne z naturalnym ruchem chłodziwa wzdłuż obwodu kolektor-akumulator-kolektor są realizowane konwekcyjnie - podnosi się ciepła ciecz o niskiej gęstości, spływa chłodzona ciecz.
W systemach termosyfonowych zbiornik magazynowy znajduje się nad kolektorem, zapewniając spontaniczną cyrkulację chłodziwa.
Schemat pracy jest charakterystyczny dla jednoobwodowych systemów sezonowych. Kompleks Thermosiphon nie jest zalecany do kolektorów o powierzchni większej niż 12 m2
Bezciśnieniowy układ słoneczny ma szeroką listę wad:
- w pochmurne dni wydajność kompleksu spada - wymagana jest duża różnica temperatur dla przepływu chłodziwa;
- utrata ciepła z powodu powolnego przepływu płynu;
- ryzyko przegrzania zbiornika z powodu niekontrolowanego procesu ogrzewania;
- niestabilność kolektora;
- trudność umieszczenia zbiornika akumulatora - po zamontowaniu na dachu zwiększają się straty ciepła, procesy korozji są przyspieszone, istnieje ryzyko zamarznięcia rur.
Zalety systemu „grawitacyjnego”: prostota konstrukcji i przystępność cenowa.
Nakłady inwestycyjne na zorganizowanie cyrkulacyjnego (wymuszonego) układu słonecznego są znacznie wyższe niż zainstalowanie kompleksu bezciśnieniowego. Pompa uderza w obwód, zapewniając ruch chłodziwa. Działanie pompowni kontrolowane jest przez sterownik.
Dodatkowa moc cieplna wytwarzana w wymuszonym kompleksie przekracza moc zużywaną przez sprzęt pompujący. Wydajność systemu wzrośnie o jedną trzecią
Ta metoda cyrkulacji jest stosowana w całorocznych instalacjach słonecznych z podwójnym obwodem.
Zalety w pełni funkcjonalnego kompleksu:
- nieograniczony wybór lokalizacji zbiornika magazynowego;
- występ poza sezonem;
- wybór optymalnego trybu ogrzewania;
- bezpieczeństwo - blokowanie operacji podczas przegrzania.
Wadą systemu jest jego zależność od energii elektrycznej.
Schematy rozwiązań technicznych: jedno- i dwuprzewodowe
W instalacjach jednoprzewodowych płyn krąży, który jest następnie doprowadzany do punktów poboru wody. Zimą wodę z systemu należy spuścić, aby zapobiec zamarzaniu i pękaniu rur.
Cechy jednoprzewodowych kompleksów solarnych:
- Zalecane jest „tankowanie” układu z oczyszczoną, niesztywną wodą - osadzanie się soli na ściankach rur prowadzi do zatkania kanałów i uszkodzenia kolektora;
- korozja spowodowana nadmiarem powietrza w wodzie;
- ograniczony okres użytkowania - w ciągu czterech do pięciu lat;
- wysoka wydajność w lecie.
W dwukompleksowych heliokompleksach krąży specjalny płyn chłodzący (niezamarzający płyn z dodatkami przeciwpieniącymi i antykorozyjnymi), który przenosi ciepło do wody przez wymiennik ciepła.
Obwód heliosystemu z jednym obwodem (1) i podwójnym obwodem (2). Druga opcja charakteryzuje się zwiększoną niezawodnością, zdolnością do pracy w zimie i czasem działania (20-50 lat)
Niuanse działania modułu dwuobwodowego: niewielki spadek wydajności (3-5% mniej niż w systemie jednoprzewodowym), potrzeba całkowitej wymiany płynu chłodzącego co 7 lat.
Warunki pracy i zwiększania wydajności
Obliczanie i instalacja układu słonecznego najlepiej powierzyć profesjonalistom. Zgodność z techniką instalacji zapewni funkcjonalność i uzyskanie deklarowanej wydajności. Aby poprawić wydajność i żywotność, należy wziąć pod uwagę niektóre niuanse.
Zawór termostatyczny. W tradycyjnych systemach grzewczych element termostatyczny jest rzadko instalowany, ponieważ generator ciepła odpowiada za regulację temperatury. Jednak przy wyposażaniu układu słonecznego nie można zapomnieć o zaworze bezpieczeństwa.
Ogrzanie zbiornika do maksymalnej dopuszczalnej temperatury zwiększa wydajność kolektora i pozwala na wykorzystanie ciepła słonecznego nawet przy pochmurnej pogodzie
Optymalna pozycja zaworu wynosi 60 cm od grzejnika. W bliskiej odległości „termostat” nagrzewa się i blokuje przepływ ciepłej wody.
Umieszczenie zbiornika magazynowego. Pojemność bufora CWU musi być zainstalowana w dostępnym miejscu. Po umieszczeniu w zwartym pomieszczeniu szczególną uwagę zwraca się na wysokość sufitów.
Minimalna wolna przestrzeń nad zbiornikiem wynosi 60 cm Odstęp ten jest niezbędny do utrzymania akumulatora i wymiany anody magnezowej.
Montaż zbiornika wyrównawczego. Element kompensuje rozszerzalność cieplną podczas stagnacji. Zainstalowanie zbiornika nad urządzeniem pompującym spowoduje przegrzanie membrany i jej przedwczesne zużycie.
Najlepszym miejscem na zbiornik wyrównawczy jest grupa pomp. Wpływ temperatury podczas tej instalacji jest znacznie zmniejszony, a membrana dłużej zachowuje elastyczność
Połączenie solarne. Podczas podłączania rur zaleca się zorganizowanie pętli. „Pętla termiczna” zmniejsza straty ciepła, zapobiegając uwalnianiu ogrzanego płynu.
Technicznie poprawna wersja realizacji „pętli” obwodu słonecznego. Zaniedbanie tego wymogu powoduje spadek temperatury w zbiorniku o 1-2 ° C na noc
Zawór zwrotny. Zapobiega „przewróceniu” obiegu płynu chłodzącego. Przy braku aktywności słonecznej zawór zwrotny zapobiega rozpraszaniu ciepła zgromadzonego w ciągu dnia.
Popularne modele modułów „słonecznych”
Popyt na heliosystemy firm krajowych i zagranicznych. Produkty producentów zdobyły dobrą reputację: NPO Mashinostroeniya (Rosja), Helion (Rosja), Ariston (Włochy), Alten (Ukraina), Viessman (Niemcy), Amcor (Izrael) itp.
Układ słoneczny „Falcon”. Płaski kolektor słoneczny wyposażony w wielowarstwową powłokę optyczną z rozpylaniem magnetronowym. Minimalna zdolność promieniowania i wysoki poziom absorpcji zapewniają wydajność do 80%.
Charakterystyka wydajności:
- temperatura pracy - do -21 ° С;
- odwrócone promieniowanie cieplne - 3-5%;
- górna warstwa - szkło hartowane (4 mm).
Kolektor SVK-A (Alten). Próżniowa instalacja solarna o powierzchni absorpcji 0,8-2,41 m2 M (w zależności od modelu). Nośnikiem ciepła jest glikol propylenowy; izolacja cieplna miedzianego wymiennika ciepła 75 mm minimalizuje straty ciepła.
Dodatkowe opcje:
- obudowa - aluminium anodowane;
- średnica wymiennika ciepła - 38 mm;
- izolacja - wełna mineralna z obróbką antyhigroskopijną;
- powłoka - szkło borokrzemowe 3,3 mm;
- Wydajność - 98%.
Vitosol 100-F - płaski kolektor słoneczny do montażu poziomego lub pionowego. Pochłaniacz miedzi z rurową cewką w kształcie harfy i powłoką heliotitanową. Przepuszczalność światła - 81%.
Przybliżona kolejność cen dla systemów solarnych: płaskie kolektory słoneczne - od 400 cu / m2, kolektorowe kolektory słoneczne - 350 cu / 10 kolb próżniowych. Kompletny system obiegu - od 2500 cu
Zasada działania kolektorów słonecznych i ich typy:
Ocena wydajności kolektora płaskiego w temperaturach ujemnych:
Technologia montażu kolektora słonecznego na przykładzie modelu Buderus:
Energia słoneczna jest odnawialnym źródłem ciepła. Biorąc pod uwagę wzrost cen tradycyjnych zasobów energii, wprowadzenie systemów słonecznych uzasadnia inwestycje kapitałowe i opłaca się w ciągu następnych pięciu lat, z zastrzeżeniem technik instalacyjnych.
Jeśli masz cenne informacje, które chcesz udostępnić odwiedzającym naszą stronę, zostaw swoje komentarze w bloku pod tym artykułem. Tam możesz zadać interesujące pytania na temat tego artykułu lub podzielić się doświadczeniami z użytkowania kolektorów słonecznych.