Încălzirea locuințelor cu heliosisteme

Un pic de teorie

În părțile de sud, pe aceeași insulă. Cipru, unde soarele strălucește în mod esențial pe tot parcursul anului, în fiecare casă sunt instalate sisteme solare. Și nu este surprinzător.





Întotdeauna am crezut că soarele nu este atât de fierbinte, iar clima nu este atât de favorabilă pentru a permite instalarea de heliosisteme peste tot. De asemenea, calculele matematice resping aceste argumente.

Judeca pentru tine. În funcție de climă și latitudinea, fluxul mediu al radiației solare pe suprafața pământului este de 100-250 W / m2, atingând un nivel de vârf la amiază, când cerul este clar, practic orice (indiferent de latitudine) Locul de amplasare - aproximativ 1000 W / m2. Central Rusia Radiația solară „aduce“ la echivalentul de energie de suprafață până la aproximativ 150 kg CE / m2 pe an, în cazul în care combustibilul de referință - acesta este un combustibil convențional (aici și mai jos).







Provocarea cu care se confruntă practic designeri și creatori de diferite tipuri de instalații solare este cel mai eficient „asambla“ fluxul de energie și de ao transforma în forma dorită de energie (energie termică, energie electrică), la cel mai scăzut cost per unitate. Cel mai simplu și mai ieftin mod este de a utiliza energia de încălzire a apei menajere solare, în așa-numitele colectoare solare plane.

Tendința ultimilor trei ani este creșterea capacității plantelor cu o scădere a prețurilor. Astăzi, costul sistemelor solare de vid este destul de comparabil cu costurile sistemelor tradiționale de încălzire și economiile pe care le oferă sunt substanțiale

Indicatori economici

Potrivit Laboratorului de Energie Alternativă a Institutului de Probleme Tehnologice Marine, FEB RAS (Vladivostok), în general, instalațiile solare pot furniza următorii indicatori (pe 1 m2 de colector solar):

  • generarea de căldură în medie: 600-800 kW / h (pe an), maximă - până la 1050 kW / h (pe an), care va acoperi până la 40-60% din nevoile individuale ale consumatorilor în căldură, respectiv, pentru a reduce consumul de combustibil fosil până 100 kg pe an pentru 1 m2 de suprafață a colectorului solar și reduce poluarea mediului în timpul arderii.
  • economisirea combustibilului organic este de aproximativ 100 kg echivalent de combustibil pe metru pătrat de spațiu încălzit. Instalarea cu o suprafață de colectoare solare de 30 m2 economisește în general aproximativ 3 tone de combustibil echivalent. sau aproximativ 7,8 tone de cărbune;
  • reducerea emisiilor de CO 2 atinge 0,6-0,7 kg pentru 1 kW / h de energie termică generată;
  • 1 m2 de colector solar împiedică eliberarea a 350-730 kg de dioxid de carbon pe an

Principiul funcționării unui sistem solar de încălzire a apei

Fig. 1. Diagrama instalației de încălzire solară a apei pe tot parcursul anului

Un sistem solar de încălzire pe tot parcursul anului - SBU (figura 1) constă dintr-un colector solar și un schimbător de căldură-acumulator. Inima sistemului este colectorul. Este un dispozitiv care face posibilă utilizarea eficientă a energiei radiației solare pentru încălzirea lichidului de răcire (antigel). Suportul de căldură este încălzit în colectorul solar de energia soarelui și apoi dă energia termică la apă printr-un schimbător de căldură încorporat în rezervorul de acumulator. În rezervorul de stocare, apa fierbinte este stocată până la folosire, deci trebuie să aibă o izolare termică bună.

În circuitul primar, unde este amplasat colectorul solar, poate fi utilizată circulația naturală sau forțată a agentului de răcire. Rezervorul bateriei poate fi echipat cu o sursă electrică de încălzire sau cu alt dispozitiv de siguranță. Dacă temperatura din rezervorul de stocare scade sub temperatura setată (vreme prelungită sau un număr redus de ore de soare în timpul iernii), sistemul de încălzire se activează automat și aduce apa la temperatura setată.

Ca rezultat, folosind un sistem solar de încălzire, puteți obține până la 50-60% din necesarul de apă caldă necesar în timpul anului pentru încălzire și pentru nevoile interne. În timpul verii, soarele va pune la dispoziția casei apă caldă.

Tipuri de sisteme solare

Există diferite tipuri de colectoare solare, dar cele mai comune sunt colectoarele plate și colectorii cu tuburi vidate (figura 2)

Fig. 2. Colector solar

În practica mondială, sistemele de încălzire solară mici sunt cele mai utilizate pe scară largă. În general, aceste sisteme cuprind colectoare solare suprafață totală de rezervor de stocare de 2-8 m2 a cărui capacitate determinată de suprafața utilizată de colectori, pompa de circulație sau pompe (în funcție de tipul sistemului termic) și alte echipamente auxiliare. In sisteme mai mici, circulația lichidului de răcire a între colector și rezervorul de stocare poate fi efectuată fără o pompă, datorită convecției naturale (principiul termosifon). În acest caz, rezervorul de acumulator trebuie amplasat deasupra colectorului.

Cel mai simplu tip de astfel de instalații este un colector, cuplat cu un rezervor de stocare situat la capătul superior al colectorului. Sistemele de acest tip sunt utilizate, de obicei, pentru satisfacerea necesităților de alimentare cu apă caldă în casele mici de tip familial de tip cabana.

Figura 3. Diagrama termică a sistemului solar activ de alimentare cu apă caldă și încălzire: 1 - radiator; 2 - un cazan de încălzire; 3 - colector solar; 4 - analiza apei calde; 5 - apă caldă pentru sistemul de încălzire; 6 - apa din colectorul solar; 7 - grup de pompe; 8 - acumulator termic al instalației solare.

În Fig. 3 prezintă un exemplu de sistem activ cu o dimensiune mai mare, în care rezervorul de stocare este amplasat sub colectoare, iar circulația purtătorului de căldură este efectuată cu ajutorul unei pompe. Astfel de sisteme sunt folosite pentru alimentarea cu apă caldă și pentru încălzire. De regulă, în sistemele active care elimină doar o parte din sarcina de încălzire, este prevăzută o sursă de căldură de rezervă care utilizează electricitate sau gaz.

Un fenomen relativ nou în practica utilizării sursei de căldură solară sunt sistemele mari care pot asigura aprovizionarea cu apă caldă și încălzirea clădirilor de apartamente sau a zonelor rezidențiale întregi. În astfel de sisteme, se folosește acumularea de căldură zilnică sau sezonieră. Acumularea zilnică presupune posibilitatea utilizării sistemului prin utilizarea căldurii acumulate pentru câteva zile, sezonier - timp de câteva luni.

Pentru acumularea sezonieră de căldură, se folosesc rezervoare mari subterane umplute cu apă, în care toată cantitatea de căldură în exces primită de la colectori este descărcată în timpul verii. O altă variantă a acumulării sezoniere este încălzirea solului cu ajutorul unor sonde cu țevi, prin care circulă apa caldă provenită din colectoare.

La notă

Țările europene sunt liderii de necontestat în dezvoltarea noilor sisteme solare de alimentare cu căldură, dar sunt mult inferioare Chinei în punerea în funcțiune a noilor instalații solare. Astăzi, în Imperiul Celestial, 78% din colectoarele solare puse în funcțiune sunt reprezentate de numărul total de colectoare solare din lume. Europa reprezintă doar 9%, Turcia și Israel - 8%, iar alte țări - 5%. Nu este surprinzător faptul că acum este mai ușor și mai ieftin în Rusia să cumpere sisteme solare chineze, mai ales că indicatorul de calitate nu este mai rău pentru ei.

Modelarea matematică a încălzitoare de apă solare simplu, realizat în Institutul de temperaturi ridicate, folosind software-ul modern și date meteogoda tipice au arătat că, în condițiile climatice reale ale Rusiei, este recomandabil să se folosească încălzitoare de apă solare.

Astfel, pentru a instala sistemul raportului dintre suprafața colectorului solar la volumul rezervorului de stocare de 2 m2 / litru 100 zilnic probabilitate apa de încălzire la o temperatură nu mai mică de 37 ° C este de 50-90%, la o temperatură de minimum 45 ° C - 30-70 %, la o temperatură de cel puțin 55 ° C - 20-60%. Valorile maxime de probabilitate se referă la lunile de vară.

Energia solară este folosită pe scară largă pentru nevoile gospodăriilor în Europa. Astfel, suprafața totală a colectoarelor solare instalate în țările UE a ajuns la 13 960 000 de metri pătrați. iar in lume a depasit 150.000.000 mp. Creșterea anuală a suprafeței colectoarelor solare în Europa este în medie de 12%, iar în unele țări atinge 20-30% sau mai mult. În conformitate cu numărul de colectori pe lider mondial mii populație este Republica Cipru, în cazul în care 90% din case sunt echipate cu instalații solare (la mia de locuitori, aici trebuie să 615,7 m2 de colectoare solare), urmată de Israel, Grecia și Austria. Liderul absolut în zona de colectoare instalate în Europa este Germania - 47%, urmată de Grecia - 14%, Austria 12%, Spania - 6%, Italia - 4%, Franța - 3%.

În prezent, în Europa există:

  • 10 sisteme de alimentare cu căldură solară cu o suprafață de colectare de la 2400 la 8040 m2;
  • 22 de sisteme cu o suprafață colectoare de la 1000 până la 1250m2;
  • 25 de sisteme cu o suprafață de colector de la 500 la 1000 m2.






Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: