Тепловой коллектор: Солнечный коллектор — водонагреватель для дома, бассейна

Содержание

Тепловой насос и солнечный коллектор для отопления

Тепловые насосы относятся к теплотехническому оборудованию, использующему тепло альтернативных источников энергии, для переноса его в дом. Это энергоэффективные системы, предназначенные для тепло-холодоснабжения жилых и коммерческих строений, а также для экономного нагрева воды для бассейна, быта или технологических потребностей.

Гелиосистемы используют солнечное излучение для нагрева воды или теплоносителя и переноса тепла в систему горячего водоснабжения и отопления.

Разберемся в особенностях функционирования этих двух систем относительно применения их для отопления частных жилых или коммерческих объектов.

Не будем останавливаться подробно на описании принципа работы теплового насоса. Про это можно узнать из других источников.

Главное, что теплонасосное оборудование относится к оборудованию, использующему возобновляемое и бесплатное тепло воздуха, грунта и воды. Теплонасосы действуют на основе технологий, основанных на физических преобразованиях, проходящих с выделением тепла, состояния фреона, который циркулирует в компрессорном контуре теплового насоса.

А инверторные технологии управления компрессорами, энергоэффективные насосы и ЕС-вентиляторы, электронное управление – все это обеспечивает высокую энергоэффективность и преимущества тепловых насосов перед другим теплотехническим оборудованием.

Уточним теперь, как и где нужно устанавливать отдельные типы теплонасосного оборудования. Остановимся на трех основных типах — тепловых насосах “грунт-вода”, “воздух-вода”, “вода-вода”, потому что они непосредственно кроме функции отопления дополнительно греют воду для хозяйственных нужд.

1. Грунтовые или тепловые насосы “грунт-вода”

  • Функции: отопление/охлаждение/нагрев воды.
  • Берут тепло от слоя грунта (геотермальное исполнение) через горизонтальный коллектор или от вертикальных грунтовых зондов. Горизонтальный коллектор может быть утоплен в водоеме.
  • Установка на участке около объекта, требуются дорогостоящие земляные работы по укладке горизонтального коллектора или бурению и укладке глубинных зондов для качественного теплосъема. Качество слоев грунта влияет на характеристики теплопроизводительности.
  • Производительность по теплу и холоду стабильная на протяжении всего года.
  • Наивысшие показатели сезонной энергоэффективности, платежи по отоплению сокращаются до 80%.
  • Устанавливаются как основной тепловой источник и управляют работой солнечных коллекторов или резервных котлов.

2. Тепловые насосы «вода-вода»

  • Функции: отопление/охлаждение/нагрев воды.
  • Извлекают тепло из подземного водного горизонта (гидротермальное исполнение).
  • Требуется водоносный горизонт на глубине не более 15м с достаточным количеством воды для съема тепла. Нужен высококвалифицированный дорогой монтаж и наладка оборудования.
  • Тепло-холодопроизводительность постоянная на протяжении года. Высокие и стабильные показатели энергоэффективности.
  • Стабильно всю зиму отапливают дом, управляют по бивалентной схеме резервными источниками – гелиосистемами и котлами.

3.

Тепловой насос «воздух-вода»
  • Функции: отопление/охлаждение/нагрев воды.
  • Для установки не нужен участок или дорогие монтажные работы. Монтаж наружного и внутреннего блоков (или моноблока) профессиональный, занимает мало времени. Для установки блоков не нужно много места.
  • Теплопроизводительность меняется в зависимости от температур атмосферного воздуха. Экономически выгодно использовать тепловой насос «воздух-вода» по бивалентной схеме — с резервным котлом. Может работать в моноэнергетическом режиме автономно, с включением в сильные морозы встроенного многоуровневого электронагревателя.
  • Максимальный показатель сезонной энергоэффективности высокий, но ниже чем у грунтовых ТН.
  • Легко устанавливается в уже готовых системах при их модернизации, а также в новых частных домах, в квартирах, на коммерческих объектах.
  • Отлично поддерживаются гелиосистемами для производства горячей воды летом, весной и осенью.
  • Экономически выгодный вариант с наименьшим сроком окупаемости для внедрения энергосберегающего отопления в новом доме.
  • Преимущества управления тепловых насосов: интеллектуальное программируемое управление через панель управления или удаленный Wi-Fi контроль, адаптируемость с другими системами управления – «умный дом», автоматикой котлов или солнечных станций.

 

Солнечные коллекторы

Теперь рассмотрим, что могут или не могут, солнечные коллекторы — системы, использующие альтернативный источник – энергию солнца, для нагрева воды или незамерзающего теплоносителя.

Различают несколько типов солнечных коллекторов: вакуумные трубчатые различных конструкций, плоские и гибридные. Различают также сезонные и круглогодичные гелиосистемы. В сезонных (термосифонных) установках подогревается вода, они продуктивно работают только с весны до осени, зимой не используются из-за угрозы замерзания воды. Это отличный вариант для нагрева воды в открытых бассейнах, а также для душевых в домах и базах отдыха, пансионатах или в открытых бассейнах аквапарков.

Круглогодичные вакуумные трубчатые и плоские коллекторы производительно работают круглый год, но только в солнечную погоду. Внутри систем циркулирует незамерзающий теплоноситель (например – пропиленгликоль). В гибридных моделях (PVT-коллекторах) – вырабатывается электроэнергия и подогревается вода.

Отметим интересные свойства и функциональность таких систем.

  • Функции: нагрев воды.
  • Производительность гелиосистем различается в зависимости от интенсивности сезонной солнечной инсоляции в местности установки и пространственной ориентации панелей или трубок.
  • Гелиосистемы больше эффективны в летнее время, когда солнце наиболее активно посылает тепло. В зимнее время из-за пасмурных дней и меньшего количества тепла, получаемого от солнца, продуктивность гелиосистем падает в несколько раз и тепла хватает только на частичный нагрев теплоносителя.
  • С их помощью можно почти полностью с мая по сентябрь удовлетворить потребности дома, квартиры или коммерческого предприятия в горячей воде. По реальным данным получают до 90% от нужного объема горячей воды. В зимнее время продуктивность гелиосистем падает в 4-5 раз, количество полученного от солнца тепла для подогрева воды падает до 30%.
  • Они рассчитываются из расчета, что в день на одного члена семьи необходимо подогреть до 40-50 литров воды. Гелиосистема из 30 вакуумных трубок, установленная на крыше дома, способна в летний день подогреть до 280-300 литров воды с температурой до 60 градусов. Этого достаточно для бытовых нужд семьи из 4-6 человек. Ни котел, ни бойлер, включать не нужно.
  • Горячая бесплатная вода всегда доступна, если днем светит солнце. Но теплопроизводительность зависит от угла наклона и направления поля коллектора к падающим солнечным лучам.
  • Гелиосистемы отлично подходят для комплексных решений по теплоснабжению, включающих котел, автоматику, накопительный бак, бойлер косвенного нагрева и т. д.
  • Солнечные коллекторы могут передавать выработанное тепло через промежуточные теплообменники в систему отопления, для предварительного нагрева воды в контурах отопления, снимая тепловую нагрузку с котла (теплового насоса).

Теперь сравним, что лучше для отопления: тепловой насос или гелиосистема?

Берем для сравнения, как наиболее доступный по цене и наиболее популярный по запросам, тепловой насос “воздух-вода”.

Он не только отапливает и охлаждает комнаты дома, но подогревает воду в нужном количестве. Гелиосистема только греет воду, отлично – летом, но только частично — зимой.

По стоимости тепловой насос Mycond для дома 75-120 м кв., где живет 3-5 человек, может стоить от 3 до 6 тысяч евро, гелиосистема с продуктивностью по горячей воде до 300 л/сутки — от 3000 долларов.

Тепловой насос справляется с нагрузками стабильно, круглый год. Гелиоколлекторы -максимально полезны летом.

Нельзя сказать, что лучше или хуже. И то, и другое оборудование ценно по-своему.

Для нагрева воды в душевых на пляже или на базе отдыха, в аквапарке или на мойке машин будут очень полезны вакуумные или плоские коллекторы, которые продуктивно и почти бесплатно греют воду в нужном количестве. Для пляжа лучше подойдут сезонные термосифонные установки с прямым нагревом воды, более дешевые и быстро окупающиеся.

Для работы весь год, чтобы сэкономить до 70% затрат на нагрев воды, устанавливают вакуумные трубные или плоские коллекторы. Летом это полностью покрывает все потребности в горячей воде. Зимой — частично, но даже предварительный подогрев воды для системы отопления поможет снизить затраты на отопление.

Гелиосистема может выступать как экономически выгодное дополнение к тепловому насосу. И так и делают многие владельцы частных домов, особенно если есть крытый или открытый бассейн.

Хотя тепловой насос греет горячую воду очень экономно, греть воду летом выгоднее гелиосистемами. Приятно получать горячую воду почти даром. И тепловой насос будет работать дольше.

Вы платите еще меньше по отоплению и ГВС зимой, а летом не платите ничего, кроме расходов за электричество на работу бытовых приборов и за использование газовой плиты, если она есть.

Выводы

Что лучше для отопления? Конечно – тепловой насос. Сначала нужно рассчитать, подобрать и купить тепловой насос. Заключить договор со специализированной компанией и установить его с последующим сервисным обслуживанием. А через год или пару лет установить в пару к тепловому насосу солнечные коллекторы. Приобретать и то и другое лучше через программу IQ-Energy, или через банковские “зеленые” кредитные программы, с экономией до 30 -35%, потраченных на это энергосберегающее оборудование, средств. Вы сэкономите до 75 % годовых затрат на ГВС, сэкономите электроэнергию, будете более выгодно использовать тепловой насос.

Солнечный коллектор для отопления дома: тепловой, водяной теплообменник, вакуумный

Содержание:

Солнечные коллекторы относятся к особому виду климатической техники. Их основное назначение – нагревание воды для использования во всех сферах жизнедеятельности человека. Отличительной особенностью коллекторов является производство на основе возобновляемых бесплатных источников энергии. Функционирование таких устройств основано на принципе изменения плотности воды в процессе нагревания. Следовательно, вода с более высокой температурой выталкивает участки с холодной водой, что избавляет от необходимости включать в процесс насосное оборудование.


Принцип работы коллектора

Гелио системы работают с использованием обычной воды или антифриза. Более низкая, чем в коллекторе, температура воды в нижней части приводит к включению обогрева. За перемещение жидкости отвечает встроенный насос. Вода в накопителе нагревается посредством теплообменника, в этом случае температура коллектора поднимается до определенных значений.

Благодаря смесителю вода в системе может перемещаться в разных направлениях, в результате происходит смена теплой и остывшей воды. Нагревающаяся жидкость расширяется, что приводит к ее замене в системах с естественной циркуляцией. Теплая жидкость поднимается вверх, выталкивая охлажденную воду в бак для нагревания.


Для стабильной работы системы необходим теплоизоляционный слой толщиной 0,25-0,3 метра и резервуар прямоугольной формы. Это способствует равномерному распределению воды по всем участкам, делая работу всей системы более эффективной.

Использование солнечных коллекторов для отопления домов

Правильный монтаж солнечных тепловых коллекторов помогает снизить расходы, связанные с отоплением частного жилья, на 50-90%. Особенно активным можно назвать обогрев помещений в весенне-осенний период, хотя в целом система может работать круглый год.

Выбирая коллектор, следует принимать во внимание следующие параметры:

  • Площадь системы.
  •  Необходимое количество тепла.

Для зимнего периода проводят соответствующие расчеты, так как в холодное время требуется большее количество тепла для создания комфортных условий, что приводит к увеличению расходов.


Солнечные теплообменники могут выступать в качестве дополнительного обогрева. При правильной теплоизоляции строения возможна автономная работа системы.

Главным принципом организации функционирования гелиосистемы можно назвать естественную циркуляцию воды за счет конвекционных потоков. В этом случае пассивная циркуляция воды делает работу системы менее эффективной по сравнению с другими. Бак одновременно должен примыкать к коллектору и находиться выше него.

Системы с принудительным движением рабочей среды подразумевают использование циркуляционного насоса. В этом случае эффективное использование воды делает более продуктивной работу всей системы. Обслуживание таких систем должно быть на высоком уровне, все зависит от электроэнергии, которая обеспечивает действие системы.

Принцип совмещения водяного коллектора и отопительной системы

Подключение к системе отопления зависит от того, по какому принципу циркулирует вода в определенной системе. Самым простым способом подключается система с естественной циркуляцией. В этом случае необходимо обеспечить нагревание воды в системе.

Накопительный бак располагают так, чтобы он находился выше уровня коллектора. При этом верхний вывод подключают на входе горячей воды в отопительную систему, а нижний – к обратной трубе. На входе в коллектор для обогрева помещений могут образоваться воздушные пробки. Стоимость такого варианта несколько дешевле систем с принудительной циркуляцией.


Системы, работа которых основана на использовании циркуляционных насосов, могут подключаться к солнечному коллектору для отопления дома, но с использованием автоматики. Объясняется это наличием некоторых особенностей таких систем:

  • Управление насосом осуществляет контроллер с учетом показаний специальных датчиков.
  • Обогрев прекращается при достижении заданных значений температуры согласно датчикам.
  • Установка датчиков проводится в баке-накопителе, обратной трубе и выходе коллектора.
  • Более эффективный обогрев получается комплексной работой такой системы и дополнительных источников тепла.

Степень нагревания воды в такой системе во многом зависит расположения коллектора относительно солнца и уровня его наклона. Наиболее эффективной считается установка коллекторов в местах, где прямые солнечные лучи попадают на их поверхность большую часть дня. Если система будет работать индивидуально, без подключения дополнительных источников тепла, то бак-накопитель должен иметь объем не меньше 40 куб.см. В этом случае можно добиться максимального эффекта от работы системы в пасмурную погоду.

Расчет параметров коллектора для определенной системы представляет собой довольно сложный процесс. При этом необходимо учитывать наклон крыши, место расположения, уровень солнечной радиации и объем накопителя. Правильные расчеты может выполнить только квалифицированный специалист.

Тепловые коллекторы производятся разными фирмами, поэтому выбирать какую-либо марку нужно с учетом производительности. Этот параметр может иметь различные значения, все зависит от торговой марки.

Использование поликарбоната в качестве материала для теплового коллектора

Главными элементами таких коллекторов являются листы поликарбоната. Крепление коллектора выполняется к торцевым частям листа. Сборка такой системы должна выполняться в специальном закрытом жестяном коробе, который накрывается дополнительным листом поликарбоната.

Крышка может быть стеклянной, в этом случае лист поликарбоната создает парниковый эффект, создавая впечатление двойного остекления. Использование только поликарбоната сделает работу системы стабильной.

Особенности структуры

Главный элемент в системе нагревания воды – это непосредственно солнечный коллектор для отопления. Он может быть нескольких видов:

  • Плоского типа.
  • Вакуумного типа.
  • Водяного типа.

Плоские коллекторы выполняются на основе алюминиевой рамы, внутри которой расположены медные трубки с покрытием из специального поглощающего материала. Под ними находится теплоизоляционный слой. Сверху конструкция полностью закрыта закаленным стеклом, характеризующимся хорошей пропускной способностью света. Работа таких систем может осуществляться в определенный период  или в течение всего года.

Вакуумный солнечный коллектор для отопления дома сделан на основе рамы с вакуумными трубками, для изготовления которых использовалось боросиликатное стекло. Внутри каждой трубки вмонтированы специальные колбы со специальным поглощающим покрытием. В этих колбах установлены медные трубки с теплоносителем низкого давления. Конец трубки помещен в теплообменник, куда доставляет тепловая энергия.


Одной из разновидностей вакуумного коллектора является солнечный водяной коллектор. Конструкция типа «морская труба» выполнена на основе рамы, на которой располагаются водяной бак и трубки. Внутри трубных элементов есть дополнительная трубка, причем пространство между ними обязательно вакуумное. Абсорбент покрывает трубки заполненные водой. Нагретая вода перемещается в бак наверху, а холодная опускается для нагревания к трубкам.

Обязательным элементом любой гелиосистемы является бак-аккумулятор. В нем хранится вода, которую можно использовать по назначению. Чтобы тепло могло удерживаться круглый год, снаружи бак утепляют на 3-5 см.

Особые моменты

Одной из характеристик гелиоустановок является номинальная мощность, измеряемая в киловаттах. Этот параметр показывает, какое количество энергии вырабатывает система при максимальном солнечном освещении. Следует учитывать, что в утренние и вечерние часы работа системы будет не такой эффективной. В ночное время горячая вода подается из бойлера, в котором происходит накопление воды в течение дня.

При выборе коллектора важно уточнить возможность работы в зимнее время. Кроме того обязательно следует рассчитать необходимую мощность системы, которая требуется для безупречной работы коллектора. Располагать оборудование рекомендуется на предварительно смонтированном каркасе или непосредственно на крыше.


Солнечный коллектор - Что такое Солнечный коллектор?

Солнечный коллектор – гелиоустановка (для сбора тепловой энергии Солнца), способная нагревать материал-теплоноситель.

Солнечный коллектор - гелиоустановка (для сбора тепловой энергии Солнца), способная нагревать материал-теплоноситель.

Солнечные коллекторы применяются для отапливания промышленных и бытовых помещений, для горячего водоснабжения производственных процессов и бытовых нужд.
Пищевая и текстильная промышленности больше остальных отраслей нуждаются в использовании солнечных коллекторов (при производственных процессах требуется вода с температурой 30-90 °C).

В Европе в 2000 г. общая площадь солнечных коллекторов составляла 14,89 млн м², а во всём мире - 71,341 млн м².

Солнечные коллекторы способны производить электроэнергию с помощью фотоэлектрических элементов или двигателя Стирлинга.

Известны 2 основных типа солнечных коллекторов:

Плоские

Плоский коллектор состоит из абсорбера, поглощающего солнечное излучение, прозрачного покрытия и термоизолирующего слоя.

В плоском коллекторе работает следующий механизм: падающая энергия передается теплоносителю в коллекторе, эффективность коллектора пропорциональна количеству падающей энергии.

При отсутствии расхода тепла плоские коллекторы способны нагреть воду до 190-200 °C.

Вакуумные

В вакуумных солнечных коллекторах нашли применение тепловые трубки, выполняющие роль теплопроводников.

При облучении установки солнечным светом, жидкость, находящаяся в нижней части трубки, нагревается и превращается в пар. Пары поднимаются в верхнюю часть трубки, где, конденсируясь, передают тепло коллектору.

В вакуумных установках возможно повышение температур теплоносителя вплоть до 250-300 °C в режиме ограничения отбора тепла.

Известен также отдельный тип солнечных коллекторов: Солнечные воздушные коллекторы.

Солнечные воздушные коллекторы - это приборы, работающие по принципу гелиоэнергетики, способные нагревать воздух.

Чаще всего солнечные воздушные коллекторы представлены простыми плоскими коллекторными конструкциями.

Они используются:

  • для отопления помещений,

  • для просушивания с/х продукции.

Тепловые солнечные коллекторы

Для чего используются тепловые солнечные коллекторы? Где можно их использовать - сферы применения, варианты применения, плюсы и минусы коллекторов, технические характеристики, эффективность. Можно ли сделать самому и насколько это оправдано. Схемы применения и перспективы.

к содержанию ↑

Назначение

Коллектор и солнечная батарея два разных устройства. Батарея использует преобразование солнечной энергии в электрическую, накапливающуюся в аккумуляторах и применяющуюся для бытовых нужд. Солнечные коллекторы, как и тепловой насос, предназначены для сбора и накапливания экологически чистой энергии Солнца, преобразование которой используется для нагрева воды либо отопления. В промышленных масштабах стали широко использоваться солнечные тепловые электростанции, преобразующую тепло в электроэнергию.

к содержанию ↑

Устройство

Коллекторы состоят из трех основных частей:

  • панели;
  • аванкамера;
  • накопительный бак.

Панели представлены в виде трубчатого радиатора, помещенного в короб с наружной стенкой из стекла. Их необходимо располагать на любом хорошо освещенном месте. В радиатор панели поступает жидкость, которая затем нагревается и передвигается в аванкамеру, где холодная вода замещается горячей, что создает постоянное динамическое давление в системе. При этом холодная жидкость поступает в радиатор, а горячая в накопительный бак.

Стандартные панели легко приспособить к любым условиям. При помощи специальных монтажных профилей их можно устанавливать параллельно друг другу в ряд в неограниченном количестве. В алюминиевых монтажных профилях просверливают отверстия и крепят к панелям снизу на болты или заклепки. После завершения работы панели солнечных абсорберов вместе с монтажными профилями представляют собой единую жесткую конструкцию.

Система солнечного теплоснабжения делится на две группы: с воздушным и с жидкостным теплоносителем. Коллекторы улавливают и поглощают излучение, и, совершая преобразование ее в тепловую энергию, передают в накопительный элемент, из которой тепло распределяется по помещению. Любая из систем может дополняться вспомогательным оборудованием (циркуляционный насос, датчики давления, предохранительные клапаны).

к содержанию ↑

Принцип работы

В дневное время тепловое излучение передается теплоносителю (вода или антифриз), циркулирующему через коллектор. Нагретый теплоноситель передает энергию в бак водонагревателя, расположенного выше его и собирающего воду для горячего водоснабжения. В простой версии циркуляция воды осуществляется естественным образом благодаря разности плотности горячей и холодной воды в контуре, а для того, чтобы циркуляция не прекращалась, используется специальный насос. Циркуляционный насос предназначен для активной прокачки жидкости по конструкции.

В усложненном варианте коллектор включен в отдельный контур, наполненный водой или антифризом. Насос помогает им начать циркулировать, передавая при этом сохраненную солнечную энергию в теплоизолированный бак-аккумулятор, который позволяет запасать тепло и брать его в случае необходимости. Если энергии недостаточно, предусмотренный в конструкции бака электрический или газовый нагреватель, автоматически включается и поддерживает необходимую температуру.

к содержанию ↑

Виды

Тем, кто хочет, чтобы в его доме была система солнечного теплоснабжения, для начала следует определиться с наиболее подходящим типом коллектора.

к содержанию ↑

Коллектор плоского типа

Представлен в виде коробки, закрытой закаленным стеклом, и имеющий особый слой, поглощающий солнечное тепло. Этот слой соединен с трубками, по которым ведется циркуляция теплоносителя. Чем больше энергии он будет получать, тем выше его эффективность. Уменьшение тепловых потерь в самой панели и обеспечение наибольшего поглощения тепла на пластинах абсорбера позволяет обеспечить максимальный сбор энергии. При отсутствии застоя плоские коллекторы способны нагреть воду до 200 °C. Они предназначены для подогрева воды в бассейнах, бытовых нужд и отопления дома.

к содержанию ↑

Коллектор вакуумного типа

Представляет собой стеклянные батареи (ряд полых трубок). Наружная батарея имеет прозрачную поверхность, а внутренняя батарея покрыта специальным слоем, который улавливает излучение. Вакуумная прослойка между внутренними и внешними батареями помогает сохранить около 90% поглощаемой энергии. Проводниками тепла являются специальные трубки. При нагревании панели происходит преобразование жидкости, находящейся в нижней части батареи в пар, который поднимаясь, предает тепло в коллектор. Этот тип системы имеет больший КПД по сравнению с коллекторами плоского типа, так как его можно использовать при низких температурах и в условиях плохой освещенности. Вакуумная солнечная батарея позволяет нагреть температуру теплоносителя до 300 °C, при использовании многослойного стеклянного покрытия и создании в коллекторах вакуума.

к содержанию ↑

Тепловой насос

Системы солнечного теплоснабжения наиболее эффективно работают с таким устройством, как тепловой насос. Предназначен для сбора энергии из окружающей среды вне зависимости от погодных условий и может устанавливаться внутри дома. В качестве источника энергии здесь могут выступать вода, воздух либо грунт. Тепловой насос может работать, используя лишь солнечные коллекторы, если достаточно солнечной электроэнергии. При использовании комбинированной системы «тепловой насос и солнечный коллектор», не имеет значения тип коллектора, однако наиболее подходящим вариантом будет солнечная вакуумная батарея.

к содержанию ↑

Что лучше

Система солнечного теплоснабжения может устанавливаться на крышах любого вида. Более прочными и надежными считаются плоские коллекторы, в отличие от вакуумных, конструкция которых более хрупкая. Однако при повреждении плоского коллектора придется заменить всю абсорбирующую систему, тогда как у вакуумного замене подлежит лишь поврежденная батарея.

Эффективность вакуумного коллектора гораздо выше, чем плоского. Их можно использовать в зимнее время и они производят больше энергии в пасмурную погоду. Достаточно большое распространение получил тепловой насос, несмотря на свою высокую стоимость. Показатель выработки энергии у вакуумных коллекторов зависит от величины трубок. В норме размеры трубок должны составлять в диаметре 58 мм при длине от 1,2-2,1 метра. Достаточно сложно установить коллектор своими руками. Однако обладание определенными знаниями, а также следование подробным инструкциям по монтажу и выбору места системы, указанными при покупке оборудования существенно упростит задачу и поможет принести в дом солнечное теплоснабжение.



Оцените статью:

Загрузка...

Поделитесь с друзьями:

Солнечные системы - Vaillant

Солнечные системы

В отличие от ископаемых топлив, солнечная энергия практически неисчерпаема, она экологически чистая и бесплатная. Современные отопительные системы могут сочетаться с солнечными коллекторами, делая солнечные системы обогрева доступными для получения горячей воды или для подачи дополнительного тепла в контур отопления.

Использование солнечного излучения в качестве тепловой энергии называется тепловым обогревом. Его не следует путать с фотовольтаическим эффектом, который заключается в получении электрического тока от солнечного света. Большие возможности использования солнечной энергии давно уже получили признание: Наша опробованная и испытанная технология доказала себя за многие годы.

Преимущества солнечной энергии:

  • Бесконечное количество бесплатной энергии
  • Отсутствие выбросов CO2 во время работы
  • Экономия затрат: на 60 % меньше энергии на нагрев воды, на 25 % меньше энергии на отопление
  • Сокращает потребление ископаемых видов топлива
  • Солнечную тепловую систему можно интегрировать в существующие системы
  • Современные системы эффективно работают даже зимой

Как работает солнечный обогрев

Солнечные водонагреватели работают по принципу чёрного садового шланга, который лежит на солнце. Поверхность шланга поглощает солнечные лучи и, в частности, тепловое излучение, нагревая при этом находящуюся в нём воду.

Солнечный нагрев работает следующим образом:

  1. Коллекторы с помощью поглотителя поглощают солнечный свет. В нём нагревается особый жидкий теплоноситель.
  2. Насос подаёт жидкость на теплообменник солнечного аккумулятора.
  3. В нём тепловая энергия передаётся на аккумулирующий бак.
  4. При недостаточности солнечной радиации для нагрева воды, обычная отопительная система подогревает аккумулирующий бак до установленной температуры.

Солнечная тепловая система в зависимости от конструкции покрывает приблизительно до 60 % энергии, необходимой для удовлетворения потребностей в горячей воде.

Использование солнечной энергии для отопления

Кроме производства горячей воды для бытовых нужд, нагретый в коллекторах теплоноситель может использоваться для дополнительного подогрева бытовой горячей воды. Этот метод обеспечивает занимательную поддержку работы нагревательной системы и даёт существенную экономию. Таким образом, даже при умеренных температурах, благодаря системе солнечной поддержки блок нагрева часто может оставаться выключенным.

Ключевым элементом данного решения является комбинированный бак, то есть, буферный бак в сочетании с домашней системой горячей воды. При достаточном уровне солнечного излучения, теплоноситель, который находится в солнечной системе обогрева, нагревает воду в одном из баков при помощи находящегося в его нижней части теплообменника. В случае уменьшения температуры, например, из-за того, что вы долго принимаете душ, включается нагревательный блок через вторую цепь, которая осуществляет дополнительный нагрев воды.

Солнечные нагревательные системы от Vaillant - надежные и гибкие

Как правило, солнечной энергии недостаточно, чтобы покрыть весь спрос на тепловую энергию круглый год. Поэтому, лучше всего её использовать в традиционной системе. Сочетание с газовой или жидкотопливной технологией конденсации является оптимальным и экономичным решением. Конечно, сочетание солнечного нагрева с тепловым насосом или отоплением пеллетами еще более эффективно.

Солнечные коллекторы

Различают два типа солнечных тепловых (генерирующих тепло) коллекторов, которые используются в солнечных тепловых системах: плоский коллектор и вакуумный трубчатый коллектор.

Плоские коллекторы - Энергия на поверхности

Главным элементом плоского коллектора является поглощающая поверхность, которая ориентирована на солнце. Покрытие поглощающей поверхности сконструировано таким образом, что оно способно поглощать максимум излучения и отражает лишь небольшую часть энергии. Поглощенная энергия передается на теплоноситель, который циркулирует в трубках под поверхностью поглотителя.

С технической точки зрения плоские коллекторы отличаются от вакуумных трубчатых коллекторов, главным образом, изоляцией поглотителя. В плоском коллекторе используется традиционный изолирующий материал, такой как минеральная вата или полиуретановая пена.

Преимущества плоского коллекторов:

  • Более низкая закупочная стоимость
  • Низкие затраты на обслуживание и ремонт
  • Идеально подходят для низкотемпературных систем для обеспечения горячей водой или поверхностного отопления

Для того чтобы предложить высококачественные коллекторы, эффективные в каждой системе и комбинации систем за выгодную цену, Vaillant разработала плоские коллекторы. Благодаря инновационным технологиям они достигают самую высокую эффективность с оптимальной выработкой солнечной энергии при существенном снижении стоимости.

Вакуумные трубчатые коллекторы - самая высокая выработка солнечной энергии от трубчатых коллекторов

Функциональный принцип вакуумных трубчатых коллекторов такой же самый, что и для плоских коллекторов. Они также поглощают солнечное излучение с помощью поглотителей и затем передают солнечную энергию в форме тепловой энергии на теплоноситель.

Однако в отличие от пластинчатых коллекторов, вакуумные трубчатые коллекторы используют хороших изолирующие свойства вакуума. Именно поэтому они и называются вакуумными трубчатыми коллекторами. Благодаря вакууму в стеклянной трубке тепловые потери почти полностью отсутствуют. Кроме того, под каждой отдельной трубкой устанавливается отражатель, который фокусирует солнечный свет на поглощающую трубку. В целом, вакуумные трубчатые коллекторы более эффективны, чем плоские коллекторы.

Преимущества вакуумных трубчатых коллекторов:

  • Более высокая эффективность, лучшая производительность даже при меньшем количестве солнечного света и при рассеянном свете.
  • Может также использоваться на участке крыши, не ориентированном строго на юг.
  • Производит более высокую температуру и может быть интегрированным с высокотемпературными нагревательными системами.

Вакуумный трубчатый коллектор фирмы Vaillant auroTHERM exclusiv является выбором для тех, кто стремится к оптимальному использованию солнечной энергии. Конструкция вакуумного трубчатого коллектора позволяет достичь максимальной производительности даже отклонениии солнечных лучей и рассеянном солнечном свете, постоянно высокая выработка солнечной энергии, и, в целом, максимально возможное получение энергии.

Узнайте больше о солнечных коллекторах от Vaillant

Быстрая, безопасная и легкая сборка

Для всех солнечных коллекторов нашей линейки предусмотрена унифицированная систем креплений. Это существенно ускоряет и облегчает установку. Можно гарантировать, что коллекторы устанавливаются быстро, безопасно и легко. Более того, наша система обеспечивает максимальную гибкость при её монтаже.

Независимо от конфигурации, вертикальная или горизонтальная, одна группа рядом с другой или одна над другой - любая конфигурация установки возможна с нашими коллекторами. Также наши коллекторы можно вмонтировать в кровлю и установить на плоской крыше в дополнении к классическому варианту установки на крыше. Вы можете также выбрать вертикальную и горизонтальную ориентацию коллектора.

Это вас может заинтересовать:

О возможности использования солнечных коллекторов для получения тепловой энергии в климатических условиях Таджикистана

Библиографическое описание:

Юмаев, Н. Р. О возможности использования солнечных коллекторов для получения тепловой энергии в климатических условиях Таджикистана / Н. Р. Юмаев. — Текст : непосредственный // Технические науки: теория и практика : материалы IV Междунар. науч. конф. (г. Казань, ноябрь 2018 г.). — Казань : Молодой ученый, 2018. — С. 32-36. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/312/14572/ (дата обращения: 02.05.2021).



Статья посвящена возможности использования солнечной энергии как источника получения тепла в климатических условиях Таджикистана. Приводятся сведения о валовом, техническом и экономическом потенциале тепловой энергии солнца в Республике Таджикистан, разновидностях солнечных коллекторов, преимуществах и недостатках солнечных коллекторов, факторах? которые стоит учитывать при выборе солнечного коллектора

Ключевые слова: солнечная энергия, климат Душанбе. потенциал тепловой энергии солнца, альтернативный источник, солнечный коллектор.

Энергия солнца является одним из важных доступных возобновляемых источников на Земле. Использование солнечной энергии не влияет на состояние окружающей среды, поскольку для её получения не требуется бурить скважины, шахты, использовать и сжигать традиционное топливо. К тому же, этот вид энергии возобновляемый и не стоит ничего, требуются затраты только на покупку и монтаж оборудования.

В последнее десятилетие солнечная энергия, как альтернативный источник энергии используется все чаще для отопления и обеспечения зданий горячей водой. Основная причина — стремление заменить традиционное топливо доступными, экологически чистыми и возобновляемыми энергоресурсами. Преобразование солнечной энергии в тепловую происходит в гелиосистемах — конструкция и принцип действия модуля определяет специфику его применения.

Географическая широта и климат — главные факторы, определяющие возможности использования солнечной энергии.

Таджикистан расположен между 36°40' и 41°05' северной широты, в зоне так называемого «золотого пояса» солнечного сияния. Континентальный климат характеризуется значительными суточными и сезонными колебаниями воздуха, малым количеством осадков, сухостью воздуха, малой облачностью и продолжительностью солнечного сияния 2100–3166 часов за год, а количество солнечных дней в году колеблется от 260 до 300. [1]

В таб.1. представлен климат Душанбе.

Таблица 1

Климат Душанбе

Показатель

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI.

XII

Год

Абсолютный максимум, °C

21,6

23,1

29,6

33,8

38,8

42,8

49,0

42,8

38,9

36,8

29,7

24,3

49,0

Средний максимум, °C

9,4

10,6

15,6

20,6

26,1

32,8

35,6

34,4

30,0

23,3

15,6

10,6

22,1

Средняя температура, °C

1,7

4,0

8,8

15,1

19,7

24,8

27,4

25,4

20,3

14,2

8,6

4,0

14,5

Средний минимум, °C

−0,6

1,7

5,6

9,4

13,3

17,8

19,4

17,2

12,8

7,8

3,3

0,6

9,0

Абсолютный минимум, °C

−26,6

−17,3

−13,4

−7,8

1,2

8,4

10,9

8,1

3,0

−4,4

−13,5

−19,5

−26,6

Норма осадков, мм

66

75

108

105

66

6

3

1

3

31

45

60

568

Источник: По данным гидрометеостанции г. Душанбе

В большинстве районов республики интенсивность солнечной радиации достигает 1000 Вт/м2, а годовые суммы радиации достигают 2000 кВт/м2. Эффективное использование только солнечной энергии даст возможность получать горячую воду с температурой свыше +70°С, как минимум, 7 месяцев в году — с апреля по октябрь с вероятностью 65 %, в марте и ноябре температура воды, полученной от солнечных коллекторов, составит порядка +50°С.

В коллекторе даже в декабре — феврале температура воды в солнечные дни может составить примерно +40°С, в пасмурные, не морозные дни температура горячей воды, полученной благодаря одноконтурной гелиосистеме, составляет +25…+30°С, что позволяет экономить до 60 % электроэнергии при подогреве воды до необходимой температуры.

Потенциал солнечного тепла в Таджикистане оценен следующими величинами:

‒ Валовой потенциал — 13733.5 млн. Гкал/год;

‒ Технический потенциал — 11.3 млн. Гкал/год;

‒ Экономически целесообразный потенциал — 4. 1 млн. Гкал/год. [2]

В настоящее время в мире работает более 2 млн. гелиоустановок горячего водоснабжения. Площадь солнечных (тепловых) коллекторов в США составляет 10, а в Японии — 8 млн. м2. В США и в Японии работают более 5 млн. тепловых насосов. В большинстве стран приняты законы, создающие льготные условия, как для производителей, так и для потребителей альтернативной энергии, что является определяющим фактором успешного внедрения. [3]

В Таджикистане с целью продемонстрировать возможности применения солнечных коллекторов, несколько коллекторных систем были установлены на рынках, в мечетях и других общественных местах городов Душанбе и Курган-Тюбе (рис.1).

а) б)

Рис. 1. Примеры солнечных коллекторов, установленных в Таджикистане: а) Солнечная водонагревательная установка производства фирмы «Ezinc» (Турция). Установлена в школе интернате № 2 г. Душанбе. б) Солнечная водонагревательная установка производства фирмы «Ezinc» (Турция). Установлена в Центральной клинической больнице г. Курган-Тюбе (Юг Таджикистана)

Солнечный коллектор — это конструкция или устройство для поглощения радиации от Солнца и преобразования ее в тепловую энергию, используемую далее для нагрева воды.

Солнечные коллекторы бывают разных видов. Особенно популярными в настоящее время и наиболее доступными являются плоские и вакуумные солнечные коллекторы.

Плоский солнечный коллектор состоит из абсорбера (элемента, который эффективно поглощает солнечное излучение), прозрачного покрытия и теплоизолирующего слоя. В принципе работы плоских солнечных коллекторов заложен парниковый эффект. Он заключается в том, что солнечное излучение, падающее на поверхность гелиоколлектора, практически полностью пропускается стеклом. Таким образом, происходит накопление тепловой энергии внутри солнечного коллектора. Передача теплоты к теплоносителю осуществляется с помощью конструктивных элементов, как правило, выполненных из алюминия или меди. Отвод теплоты осуществляется теплоносителем — водой или незамерзающей жидкостью.

а) б)

Рис. 2. Виды солнечных коллекторов: а) Плоский солнечный коллектор [4]. б) Вакуумный солнечный коллектор [5]

Вакуумный солнечный коллектор напоминает термос — узкие трубки с теплоносителем размещены в колбах большего диаметра. Между сосудами образуется вакуумная прослойка, отвечающая за теплоизоляцию (сохранность тепла — до 95 %). Трубчатая форма наиболее оптимальна для удержания вакуума и «оккупации» солнечных лучей.

Области применения солнечных коллекторов:

‒ Горячее водоснабжение и отопление частных домов и дач.

‒ Горячее водоснабжение многоэтажных домов.

‒ Солнечные коллекторы для системы горячего водоснабжения в гостиницах, ресторанах, кафе и барах.

‒ Солнечные системы подогрева бассейнов.

‒ Горячее водоснабжение и отопление промышленных объектов.

‒ Горячее водоснабжение и отопление для учреждений здравоохранения: больницы, поликлиники, санатории, профилактории, центры здоровья.

Монтаж солнечных коллекторных установок позволяет покрыть до 60 % потребностей индивидуальных потребителей в тепле, что позволит сэкономить на электроэнергии или на топливе. В целом, солнечные установки могут обеспечить следующие показатели, приведенные на 1 м2 солнечного коллектора:

‒ Выработка тепловой энергии: средняя 600–800 кВт*ч/м2 в год; максимальная до 1050 кВт*ч/м2 в год.

‒ Экономия органического топлива: около 100 кг у. т./м2 или около 260 кг/м2 угля; установка с площадью солнечных коллекторов 30 м2 в целом экономит около 3-х тонн у. т. или около 7,8 тонн угля.

Снижение выбросов: 0,6–0,7 кг СО2 на 1 кВт*ч выработанной тепловой энергии; 1 м2 солнечного коллектора предотвращает выброс 350–730 кг углекислого газа в год. [6]

В холодную погоду внешние части системы солнечных коллекторов соприкасаются с дождем или снегом, и теряют на этом некую часть тепла. Работая зимой, плоские коллекторы очень сильно лишаются своей эффективности, а вакуумные коллекторы работают практически так же эффективно, как и летом, благодаря отличной теплоизоляции.

Следовательно, для отопления можно использовать оба типа солнечных коллекторов, но для здания определенной площади эффективнее эксплуатировать вакуумные коллекторы, ведь если использовать плоские коллекторы, то понадобится в несколько раз больше самих коллекторов для поддержания той же мощности. Этот факт понижает экономическую целесообразность использования плоских солнечных коллекторов в системе отопления, в холодное время года.

Также стоит отметить, что эффективно использовать вакуумные коллекторы для обеспечения горячим водоснабжением как в облачную, так и в пасмурную погоду, за счет минимального теплообмена с окружающей средой, они дают достаточно тепла для нагрева воды, в то время, как плоские коллекторы могут гораздо хуже справляться с данной задачей, перекладывая ее на резервную систему подогрева воды.

В таб.2 представлены преимущества и недостатки плоских и вакуумных солнечных коллекторов.

Таблица 2

Преимущества и недостатки вакуумных и плоских коллекторов*

Вакуумный коллектор

Плоские коллектор

Преимущества

Преимущества

Отличное соотношение цена / производительность для умеренных широт ихолодного климата

Отличное соотношение цена / производительность для южных широт итёплого климата

Низкие теплопотери

Способность очищаться от снега и инея

Работоспособность в холодное время года до –35 С

Высокая производительность летом

Способность обеззараживать воду.

Меньшая начальная стоимость

Длительный период работы в течение суток

Возможность установки под любым углом

Удобство монтажа и транспортировки

Высокая надёжность. Низкая парусность.

Недостатки

Недостатки

Неспособность к самоочистке от снега

Высокие теплопотери

Относительно высокая начальная стоимость коллектора

Низкая работоспособность в холодное время года

Рабочий угол наклона не менее 20°

Сложность транспортировки

Сложность монтажа

Высокая парусность

Сложность ремонта

*Источник: http://solar-kollektor. ru/solnechnye_kollektor/sravnenie.htm

В таб.3 представлены характеристики плоских и вакуумных солнечных коллекторов.

Таблица 3

Характеристики различных типов солнечных коллекторов**

Тип коллектора

КПД,%

Коэффициент превращения

Фактор терми­ческих потерь

Температурная зона

Плоский коллектор

30–50

0,66–0,83

2,9–5,3

20–80

Вакуумный трубчатый коллектор

40–60

0,62–0,84

0,7–2,0

50–120

**Источник: http://www. ppu21.ru/article/631.html

При выборе солнечного коллектора любой конструкции необходимо учитывать мощность, коэффициент полезного действия; производительность, область применения и климатические данные.

Расчет вырабатываемой энергии солнечным коллектором

Энергия, вырабатываемая солнечным коллектором за год, определяется географической точкой установки коллектора и статистическими данными по годовой солнечной инсоляции в этом регионе. Так, для Душанбе показатель солнечной инсоляции за год составляет 1541,6 кВт*час/м2. Используя полученное значение эффективной площади поглощения коллектора можно рассчитать вырабатываемую им за год энергию. Так коллектор модели SCH-30 может выработать в Душанбе 2,77 м2 * 1541,6 кВт*ч/м2 = 3251,15 кВт*ч, но с учетом кпд=80 % только примерно 2600,0 кВт*ч.

По такому же методу легко произвести расчет производимой вакуумным солнечным коллектором энергии с любым другим количеством трубок. Например, вакуумный коллектор модели SCH-20 (20 вакуумных трубок) выработает за год 1173,7 кВт*ч/м2 * 1,86 м2 * 0,8 =1746,0 кВт*ч.

Выводы

Системы, состоящие из солнечных коллекторов весьма эффективны, и их следует внедрять повсеместно, несмотря на высокую стоимость капиталовложений. В процессе эксплуатации система себя окупит, и позволит экономить деньги и традиционные источники энергии. Установка таких систем позволить снизить пагубное влияние на экологию. Солнечные коллекторы экологически чистые и абсолютно безопасны для окружающей среды. Солнечные коллекторы — эффективный, экологически безопасный, альтернативный источник энергии, за ними зелёное будущее всей нашей планеты!

Развитие солнечной тепловой энергетики может, обеспечит население Республики Таджикистан горячей водой и отоплением.

Литература:

  1. Ахмедов Х.М, Каримов Х. С.. Возобновляемые источники энергии в Таджикистане и возможности их использования. Душанбе, Дониш, 2005, 35 с.
  2. Н. Петров, Х. М. Ахмедов, К. Кабутов, Х. С. Каримов общая оценка ситуации в энергетике в мире и таджикистане. Известия АН РТ отделение физико-математических, химических, геологических и технических наук. 2009 г. № 2 (135), с. 107–108.
  3. Эргашев С. М., Тухтамуродов И. Б., Эшмирзоев А. Б., Юлдашев З. Ш. Обзор и оценка потенциала возобновляемых источников энергии Республики Таджикистан. VIII Международная студенческая электронная научная конференция «Студенческий научный форум» — 2016.
  4. [Электронный ресурс]. http://atmosfera.ks.ua/solar-flat-collector-SPK-F4M
  5. [Электронный ресурс]. https://e-solarpower.ru/solar-kollektors/solnechnye-kollektory/solnechnyy-kollektor-sunrain-etz58–1800–10-r1/
  6. Слесаренко И. В. Возможности устойчивого социально-экономического развития территории на основе солнечной энергетики. Оценка технико-экономических показателей солнечных водонагревательных установок. Фундаментальные исследования. — 2015. — № 12 (часть 4) — С. 829.

Основные термины (генерируются автоматически): коллектор, солнечный коллектор, горячее водоснабжение, солнечная энергия, Таджикистан, горячая вода, Душанбе, вакуумный солнечный коллектор, тепловая энергия, холодное время.

Солнечный коллектор для аккумулирования тепловой энергии

Применение солнечных коллекторов для аккумулирования и подачи тепла в систему отопления

Солнечный коллектор, гелиоприемник, гелиотермическая установка, гелиоколлектор является возобновляемым источником энергии, получаемой от солнечных лучей и может быть использован для отопления, горячего водоснабжения, обогрева теплиц, получения технологического пара. Представляет собой востребованную и перспективную экологически чистую альтернативную энергетическую систему.

Для достижения целей диверсификации источников получения тепловой энергии, в настоящий момент, вслед за европейскими компаниями, работающими в сфере отопления и теплоснабжения, в нашей стране начинает активно развиваться тепловая гелиоэнергетика.

Применение солнечных коллекторов позволяет достигать экономии общих годовых энергетических затрат до 25-40%, а общей экономии на горячее водоснабжение – до 50%. Учитывая непостоянство интенсивности солнечного излучения от времени года, суток или погодных условий, гелиоустановки в инженерных системах сочетают с сезонными теплоаккумуляторами, догревателями, соединенными с дополнительным источником тепла или с центральными сетями отопления. При необходимости получения технологического пара можно аккумулировать горячую воду под давлением выше атмосферного.

В качестве гелиоприемников обычно применяют плоские солнечные коллекторы с прозрачным для света слоем солярного стекла и поглощающим солнечное излучение селективным покрытием, имеющим высокую степень черноты твердого тела. А также слоем теплоизоляции, в качестве которого активно применяется вакуум, эффективно снижающий конвективную часть тепловых потерь. Приемники солнечного излучения устанавливают на плоских или скатных кровлях зданий. Угол наклона коллекторов принимается в зависимости от назначения системы, климатических условий и возможного соотношения прямого, отраженного и рассеянного солнечного излучения.

Передача тепла от солнечных коллекторов к теплоносителю горячего теплоснабжения осуществляется через систему теплообменников и буферного бака-аккумулятора, выполняющего в некоторых системах и функцию расширительного бака. Удобно применять паяные пластинчатые теплообменники, они имеют компактные габаритные размеры в сочетании с большой площадью теплосъема. Для движения теплоносителя в системе применяется циркуляционный насос с управляемой частотой вращения.

Нагревательный коллектор - обзор

3.2.11.3 Системы отопления помещений воздухом

Солнечные воздухонагреватели еще не подвергались детальному изучению, как солнечные водонагреватели, но для отопления небольших одноэтажных домов воздухонагреватели имеют ряд преимуществ , например, простота, низкая стоимость и отсутствие опасности замерзания; кроме того, утечки, которые могут произойти, не вызовут таких повреждений, как вода.

Недостатком воздушных систем является то, что они требуют больших вентиляторов для перемещения воздуха.Они более дорогие и энергоемкие, чем небольшие циркуляционные насосы, которые используются в системах водяного отопления. Кроме того, воздуховоды, по которым переносится воздух, должны быть намного больше и, следовательно, дороже, чем трубы, используемые в водяных системах. Проблемы могут легко развиться, когда воздуховоды встроены в стены или вокруг элементов конструкции.

На рис. III / 17 показаны различные типы солнечных коллекторов для нагрева воздуха, а именно:

Рис. III / 17.

Источник: ISES
A)

Стеклянный ящик с черным дном

B)

Ящик с черным гофрированным листом

C)

Коллекторная панель со стальными ребрами

D)

Наклонная бита из минеральной ваты, окрашенная в черный цвет, нагревается солнцем, и через него проходит воздух

E)

Ящик с черным дном и покрывающим его слоем марли пропускается воздухом

F)

Ящик со стеклянными пластинами, через которые проходит воздух. Нижние выкрашены в черный цвет (система Löf)

Следует отметить, что коллекторы могут использоваться не только для систем отопления дома, но и для систем осушения, как описано в разделе 3.4.

Поскольку воздух менее эффективен, чем вода для передачи тепла от металлов, коллектор должен быть намного больше, и он должен включать большую площадь теплопередачи, например. в виде финнов. При использовании воздуха рабочие температуры ниже, чем при использовании воды, и необходим большой объемный расход.Удельная теплоемкость 1 м3 воздуха составляет около 0,36 Втч / градус Цельсия, в то время как теплоемкость 1 м3 воды составляет 1,16 Втч / градус Цельсия.

При низких температурах воздух может безопасно проходить через изолированные проходы между этажами или балки крыши и воздушные пространства, существующие в стенах с карнизами. Однако необходимо соблюдать осторожность, чтобы обеспечить равномерный поток через все части системы воздушного отопления.

Избирательность пластин коллектора воздухонагревателя может быть значительно улучшена путем их гофрирования с образованием ряда параллельных V-образных канавок. Прямое излучение, падающее на звездочки, затем претерпевает несколько отражений с поглощением на каждой поверхности. Такие гофрированные пластины, изготовленные из стали или алюминия, обладают избирательным направлением, и при установке с правильной ориентацией они демонстрируют коэффициент поглощения солнечного излучения в течение большей части года, который значительно выше, чем коэффициент поглощения плоского листа, из которого они сделаны. Увеличение эмиттанса по сравнению с плоским листом относительно невелико. Листы с V-образным рифлением, кроме того, обеспечивают дополнительную поверхность теплопередачи.

Обе стороны металла должны быть окрашены в черный цвет. Верх должен быть черным, чтобы поглощать солнечное излучение, которое проходит через остекление, а нижняя поверхность также должна быть черной, чтобы она могла излучать тепло к покрытию поверх изоляции из стекловаты и позволять этой поверхности способствовать процессу нагрева воздуха. . Такие коллекторы были разработаны CSIRO в Австралии.

Таким образом, система воздушного отопления требует 4 элемента:

a.

Застекленный коллектор, обращенный к экватору, наклонен и изолирован так, что собранное тепло будет уходить в воздух и не теряться.

б.

Вентилятор для циркуляции воздуха. Фильтр на вентиляторе минимизирует проблему пыли в доме.

г.

Каменный слой для хранения тепла зимой и хранения холодного воздуха в другое время года, когда воздух ночью достаточно холодный, чтобы охладить камни, чтобы они, в свою очередь, могли охлаждать дом в течение дня.

г.

Система дополнительного отопления.

Для нагрева воздуха построено несколько типов коллекторов.Лёф, например, построил коллектор, в котором используются перекрывающиеся стеклянные пластины. В его коллекторе воздух подается вверх со скоростью около 30 см / с через коробку глубиной около 10 см с почерневшей спинкой, покрытой одним или несколькими остеклениями. По мере того, как воздух рядом с задней частью коробки нагревается, в поток вставляется лист прозрачного стекла, чтобы он не смешивался с более холодным воздухом наверху. Через небольшое расстояние над первым листом вставляется еще один прозрачный лист с проходом между ними. Таким образом, последовательные стеклянные листы накладываются друг на друга в виде лестницы.Передние края стеклянных листов прозрачные, задние части стеклянных листов затемнены, чтобы нагреть прилегающий воздух, уже протекающий между остеклением. Лёф использовал хранилище из гальки.

На рис. III / 18 показана простая система отопления помещения воздухом. Тепло собирается в коллекторе на крыше и отводится вентилятором в подвал, в котором находится каменное хранилище. С помощью другого вентилятора нагретый воздух может подаваться в комнаты.

Рис. III / 18.

Источник: ISES

Эта же система с небольшими изменениями может использоваться для охлаждения помещений, и это фактически было сделано на нескольких установках в США.

Солнечные системы воздушного отопления были более популярны в США, чем в Европе, потому что водяные системы центрального отопления являются наиболее распространенными традиционными системами отопления в Европе, в то время как воздушное отопление популярно для отопления помещений в США, и поэтому логично рассматривать воздушное отопление. также как жидкость для сбора солнечной энергии.

При любых обстоятельствах в системе воздушного отопления тепло должно передаваться от твердого тела к воздуху и наоборот в трех точках:

a.

От коллекторной пластины в воздух.

б.

Из теплого воздуха в накопитель.

г.

С носителя информации в воздух.

Конечно, во всех этих трех точках есть потери тепла.

Носитель информации должен иметь не только высокую теплоемкость, но и большую поверхность переноса. Из более дешевых носителей чаще всего использовались щебень или гравий. В качестве альтернативы бункер для хранения может содержать плавкие соли в небольших пластиковых контейнерах, система хранения, разработанная Марией Телкес и имеющая f. инст. использовался в доме «Solar One» в Делавэре.

Сочетать солнечную систему воздушного отопления с водонагревательным устройством сложно и неэкономично. Обратное, то есть сбор воды и распределение теплого воздуха, более целесообразно. В этом случае первичным накопителем является вода, но щебень, окружающий первичный водонагреватель, может действовать и как вторичный накопитель, и как средство теплопередачи для системы нагрева теплого воздуха. Такую систему довольно легко совместить с водонагревательным прибором.

Наибольшее преимущество системы воздушного отопления проявляется, когда теплый воздух из коллектора используется непосредственно для обогрева помещения, а в системе SOLARON, разработанной Лёфом и другими, только один вентилятор используется для трех вышеупомянутых операций воздушного транспорта. (см. рис. III / 19a-d)

Рис. III / 19a.

Источник: SOLARON

Рис. III / 19b.

Источник: СОЛАРОН

Рис. III / 19c.

Источник: SOLARON

Рис. III / 19d.

Источник: СОЛАРОН

Телкес и Раймонд построили дом на солнечной энергии в Дувре, штат Массачусетс.в 1939 году, в котором использовались вертикальные коллекторные панели южной стены и аккумулировалось тепло при фазовом переходе декагидрата сульфата натрия. Эта система была спроектирована так, чтобы выдерживать общую тепловую нагрузку, обеспечивая достаточную (теоретическую) мощность для сохранения расчетной тепловой нагрузки в течение 5 дней.

Дом SOLAR ONE в Университете Делавэра, строительство которого недавно было завершено, как уже упоминалось, включает аналогичную систему.

Блисс в 1956 году построил и описал полностью отапливаемый солнечный дом в пустыне Аризоны, в котором использовался матричный воздухонагреватель, в котором воздух проходил через затемненный экран в застекленной коробке.Всасывание через экран предотвращало попадание горячих конвекционных потоков на вышележащее стекло. В нем было хранилище для камней. Система, которая была построена, не представляла экономического оптимума, но аналогичная система меньшего размера с некоторым дополнительным источником тепла привела бы к более низкой стоимости.

Несколько домов были построены Тромбом и Мишелем в Одейо, Пиренеи (Франция), с использованием обогревателей на южных стенах в зимние месяцы и с дополнительными электрическими ненавистниками, покрывающими длительные периоды неблагоприятной погоды.

Наконец, следует упомянуть, что гибридная система, в которой воздух, нагретый в солнечном коллекторе, хранится в резервуаре для воды, была описана Пейтом из Университета штата Юта. Система довольно проста и дешева: горячий воздух из коллектора выдувается через теплообменник автомобильного радиаторного типа. За счет самоконвекции тепло передается в верхнюю часть бака для воды, а холодная вода из дна бака течет в радиатор. Если холодный воздух снаружи проходит через тот же радиатор, создается циркуляция в противоположном направлении.

Тепловой коллектор и накопительная камера (Патент)

Аткинсон, Д. Л. Коллектор тепла и накопительная камера . США: Н. П., 1977. Интернет.

Аткинсон, Д. Л. Коллектор тепла и накопительная камера . Соединенные Штаты.

Аткинсон, Д.Вт. «Теплоприемник и накопительная камера». Соединенные Штаты.

@article {osti_6789548,
title = {Теплосборник и накопительная камера},
author = {Аткинсон, Д. Л.},
abstractNote = {Описывается коллектор и накопительная камера солнечной энергии. Стеклянная передняя стена позволяет солнечным лучам проходить внутрь, нагревая куски камня, а также помогает теплу проходить наружу.Эта стеклянная стена простирается вперед и вниз. За этой стеклянной стеной находится параллельная сетчатая перегородка. Позади этой перегородки находятся первая и вторая перегородки, первая из которых вместе с перегородкой образует первую каменную камеру, а вторая вместе с первой образует вторую каменную камеру. Первая перегородка проходит от верхней или нижней стенки по направлению к другой стенке и за ее пределами, в то время как вторая перегородка проходит от другой стенки к первой стенке и за ее пределами. Первая и вторая стенки образуют обходной проход, образованный первой и второй взаимосвязанными каменными камерами, которые заполнены кусками породы неправильной формы, через которые может циркулировать воздух.Коллектор и накопительная камера соединены с нагнетательной камерой горячего воздуха и возвратом холодного воздуха обычной печи с горячим воздухом. В печи могут использоваться источники тепла отдельно от коллектора и накопительной камеры, или камера может быть источником тепла для печи.},
doi = {},
url = {https://www.osti.gov/biblio/6789548}, journal = {},
number =,
объем =,
place = {United States},
год = {1977},
месяц = ​​{11}
}

Солнечные водонагреватели для коммерческих помещений | Солнечные тепловые коллекторы с вакуумными трубками

Солнечные водонагревательные коллекторы с вакуумными трубками

В то время как технология вакуумных труб явно превосходит плоские панели почти во всех приложениях для нагрева воды, преимущества действительно огромны при использовании для солнечного кондиционирования воздуха, отопления или коммерческих процессов.

Это связано с тем, что коллекторы с вакуумными трубками с тепловыми трубками могут легче достигать необходимых более высоких температур, они могут собирать и удерживать тепло, даже когда на улице очень холодно, а благодаря превосходному модификатору угла падения они собирают солнечную энергию более равномерно в течение дня, что приводит к более низкие требования к буферу или аккумулированию тепла. Есть еще много других преимуществ.

Ниже представлена ​​информация о коллекторах SPP и некоторых причинах, по которым после интенсивных исследований мы выбрали эту технологию в отличие от плоских пластинчатых коллекторов или других марок вакуумных трубчатых коллекторов для наших солнечных систем кондиционирования воздуха, солнечного отопления и других коммерческих и технологических приложений. .

В системе солнечного теплового коллектора SPP используются вакуумные трубы (стеклопакет), медные коллекторы, медные тепловые трубы, алюминиевый корпус, изоляция из стекловаты и рама из нержавеющей стали.

Вакуумные трубки

Трубки изготовлены из боросиликатного стекла с низким коэффициентом излучения (стекло с очень низким содержанием железа, обладающее превосходной прочностью и термостойкостью) с цельностеклянным уплотнением, и в них используется селективное покрытие AL / N на AL, что позволяет использовать весь спектр солнечной энергии для выработки тепла.

Это обеспечивает большую тепловую эффективность при ярком солнечном свете, но также обеспечивает высокую эффективность в условиях пасмурной погоды или рассеянного солнечного света. Кроме того, из трубок откачивают воздух, и в них имеется газопоглотитель бария (индикатор вакуума), который меняет цвет с серебряного на белый, если вакуум в трубке нарушен.

Осмотр трубок показывает, что снаружи на самом деле 2 слоя стекла и между ними создается вакуум.


Хороший способ продемонстрировать это - наполнить пустую трубку очень горячей водой и заметить, что она даже не нагревается, когда вы держите трубку в руках. Это из-за «эффекта термоса», создаваемого вакуумом между слоями стекла.

Медный коллектор

Коллектор изготовлен из меди, что обеспечивает отличную теплопередачу, устойчиво к коррозии и позволяет паять все соединения, а не паять.

В нем используются «сухие» подключаемые тепловые трубки, что означает, что соединения выполняются автоматически, что делает установку или замену очень простой.

Для сравнения, другие системы с откачанными трубами, которые требуют открытия коллектора для установки или замены, что требует много времени и может вызвать ожоги рук установщика в солнечный день.

Алюминиевый коллектор

В коллекторе используется полностью алюминиевый корпус с порошковым покрытием, обеспечивающий долговечность, структурную целостность и легкий вес.

Небольшой вес важен для простоты установки и снижения общей нагрузки на крышу в более крупных установках, которые в некоторых случаях могут включать до 150 коллекторов.

Коллектор упакован изоляцией из стекловаты и герметизирован специальной УФ-стабилизированной силиконовой резиной, которая может выдерживать температуру до 482 градусов F.

Тепловые трубки

Некоторые системы вакуумированных трубок называются U-образными трубками, что означает, что раствор гликоля входит и присутствует в каждой трубке, а не течет через коллектор.В системе с вакуумными трубками SPP используется так называемая тепловая трубка.

Тепловая трубка обеспечивает быструю теплопередачу. Сама тепловая трубка представляет собой медную трубку, которая поддерживает вакуум и содержит небольшое количество жидкости.

Низкое давление (вакуум) в медных трубах означает, что жидкость кипит при низкой температуре (около 30 C / 86 ⁰F), превращаясь в пар и устремляясь к теплу тепловой трубки, неся тепло. Он отводит тепло (раствор гликоля, проходящий через коллектор), конденсируется и стекает обратно, чтобы повторить процесс.

Тепловые трубки SPP изготовлены из бескислородной меди очень высокой чистоты, что важно для обеспечения длительного срока службы тепловой трубки.


Обычная медная труба для воды (используемая для коллектора) не подходит для тепловой трубы, потому что со временем кислород и другие микроэлементы выщелачиваются, образуя воздушный карман в верхней части тепловой трубы.

Гибкая рама и варианты монтажа

Хорошо продуманная и прочная каркасная система необходима для рентабельной установки большой системы теплового коллектора.SPP предлагает монтажные решения из нержавеющей стали для любой ситуации.

  • Стандартная рама (монтаж заподлицо на крыше)
  • Черепичная крыша (ремни крепления крыши)
  • Асфальтовая крыша (резиновые подушки / круглые ножки)
  • Крыша из профнастила (подкладки резиновые)

Солнечные тепловые коллекторы, Солнечные коллекторы

Есть 4 основные категории солнечных водонагревателей или солнечных коллекторов:

- Низкотемпературная неглазурованная - Концентрирующая - Плоская пластина - Вакуумная трубка

Низкотемпературные неглазурованные коллекторы

Этот тип коллектора в основном используется для обогрева бассейнов и состоит из матов черного цвета или трубок из материалов на основе резины или пластика, по которым циркулирует вода в бассейне. Такие панели эффективны при нагревании больших объемов воды за счет небольшого повышения температуры (идеально подходит для бассейна) в теплую солнечную погоду. В жарких солнечных регионах такие панели также используются для горячего водоснабжения.

Поскольку этот тип коллектора не изолирован, он не может эффективно работать в более прохладных условиях или когда требуется более горячая вода (температура душа).

Такие коллекторы часто называют «неглазурованными», поскольку они не имеют стеклянной крышки, как плоские пластины или вакуумные трубчатые коллекторы.Это название, однако, может вызвать путаницу со следующим типом «концентрирующего» коллектора, описанным ниже, который также является «неглазурованным», но очень отличается по конструкции и принципу действия.

Коллекторы-концентраторы

Когда требуются высокие температуры (> 120 o C / 250 o F), например, для производства пара, часто используются концентрирующие коллекторы.

Концентрирующий коллектор использует зеркала для концентрации солнечного света на абсорбирующей трубе или панели, что позволяет достичь гораздо более высоких температур.Такие коллекторы обычно требуют отслеживания по одной или двум осям, чтобы следовать за солнцем и обеспечивать оптимальный угол отражения. Из-за размера и сложности этих систем они в основном используются для крупномасштабных проектов.

Плоские коллекторы

Плоские коллекторы являются наиболее распространенным и широко используемым типом солнечного термостата

.

коллектор для горячего водоснабжения. Конструкция представляет собой очень простую изолированную коробку с листом абсорбера, приваренным к медной трубе, по которой циркулирует теплоноситель.

Несмотря на то, что основная концепция дизайна довольно последовательна у производителей, существуют различия в аспектах конструкции, которые могут улучшить производительность, сделать панели легче, проще в установке и подходящими для различных форматов установки и, в конечном итоге, влияют на стоимость, эффективность и долговечность.

Коллекторы с плоской пластиной хорошо работают в теплом климате и при достижении температуры для основного горячего водоснабжения (<60 o C / 140 o F).Отсутствие изоляции над поглотителем является неотъемлемым недостатком конструкции и приводит к большим потерям тепла. Эта потеря тепла означает, что плоские пластины не могут эффективно нагреться при более высоких температурах (> 70 o C / 160 o F), а производительность значительно снижается в холодную погоду.

Для получения дополнительной информации о плоских солнечных коллекторах Apricus щелкните здесь.

Коллекторы вакуумные

Вакуумные трубки состоят из массива стеклянных трубок с одной или двумя стенками с вакуумом, который обеспечивает отличную изоляцию от потерь тепла.Конструкция очень похожа на стеклянную колбу с горячей водой, в которой хранится горячая вода.

Одностенные вакуумные трубки обычно имеют ребро с абсорбирующим покрытием, аналогичное тому, которое используется в плоском пластинчатом коллекторе.

Вакуумные трубки с двойными стенками имеют абсорбирующее покрытие на внутренней трубке, а пространство между двумя трубками «вакуумируется» для образования вакуума.

Apricus использует вакуумные трубы с двойными стенками, так как они обладают некоторыми преимуществами по сравнению с одностенными.Для получения более подробной информации о вакуумированных трубках щелкните здесь.

Для получения дополнительной информации о солнечных коллекторах с вакуумными трубками Apricus AP щелкните здесь.

Garland 1621199 ТЕПЛООБРАБОТКА | Parts Town

Привет, добро пожаловать в Parts Town!

Parts Town и 3Wire объединились и объединились с IPC, объединив команду, которую вы знаете, с крупнейшим в отрасли товарным запасом и передовыми технологиями, чтобы предоставить вам абсолютно лучший опыт.Все выглядит немного по-другому, это правда, но вы действительно находитесь в нужном месте.

Привет, добро пожаловать в Parts Town!

Parts Town и 3Wire объединили свои силы и объединились с NDCP, объединив вашу известную команду с крупнейшим в отрасли товарным запасом и передовыми технологиями, чтобы предоставить вам лучший опыт. Все выглядит немного по-другому, это правда, но вы действительно находитесь в нужном месте.

Привет, добро пожаловать в Parts Town!

Parts Town и 3Wire объединили усилия и объединились с SMS, объединив команду, которую вы знаете, с крупнейшим в отрасли товарным запасом и передовыми технологиями, чтобы предоставить вам абсолютно лучший опыт.Все выглядит немного по-другому, это правда, но вы действительно находитесь в нужном месте.

Привет!

RSCS и Parts Town объединили свои усилия, объединив известную команду с крупнейшим в отрасли товарным запасом и передовыми технологиями, чтобы предоставить вам лучший опыт. Все выглядит немного по-другому, это правда, но вы действительно находитесь в нужном месте.

Привет, добро пожаловать в Parts Town!

Parts Town и 3Wire Foodservice объединили свои усилия. Теперь вы будете работать с замечательной командой, которую знаете, имея при этом доступ к крупнейшему в отрасли инвентарю и передовым технологиям. Все выглядит немного по-другому, это правда, но вы действительно находитесь в нужном месте.

Что вы можете ожидать:

  • Больше всего запчастей на планете - все OEM, все время
  • Отличная технология, которая упрощает поиск и покупку запчастей, включая поиск серийного номера, PartSPIN® и интеллектуальные руководства, найдено на сайте partstown.com и в нашем ведущем в отрасли мобильном приложении
  • Исключительный опыт работы с клиентами от команды, которой вы доверяете, с каждым электронным письмом, живым чатом, текстовыми сообщениями и телефонными звонками, обеспечивается дружелюбной и знающей командой
  • Позднее, чем кто-либо еще - поддержка и доставка всех заказов на складе до 9 вечера по восточному времени

Чего можно ожидать:

Готовы начать? Пошли!

Продолжайте движение в Parts Town

Ищете запчасти для оборудования для напитков?

Marmon Link - это новый дом для оригинальных запчастей для семейства производителей оборудования Marmon. Найдите детали и аксессуары для розлива напитков, а также детали для Корнелиуса, Замка принца, Серебряного короля, Анджело По и Короля сабли.

Heat Collector Ltd, Земляные тепловые насосы, Воздушные тепловые насосы

Что такое тепловые насосы?

Тепловые насосы используются для замены котлов центрального отопления системы. Они поглощают тепло из окружающей среды, которое может быть используется для обогрева радиаторов отопления, теплого пола или теплого воздуха конвекторы.Его также можно использовать для обеспечения горячей водой вашего дом или бизнес. Тепловые насосы используют обычное охлаждение технология для извлечения солнечного тепла, хранящегося в воздухе или земли вокруг вашего помещения и поднимите его до температура, подходящая для обогрева. Этот принцип работает даже в середине зимы при температуре наружного воздуха всего -15 ° C. Тепловые насосы потребляют около четверти энергии, чем другие виды отопления, потому что они собирают тепла, которое уже есть, и сконцентрируйте его, увеличивая температура, чтобы его можно было использовать.Вот почему это называется Возобновляемая энергия.

Сколько они стоят?

Ориентировочно - 1000 фунтов стерлингов за каждый кВт необходимой мощности. для обогрева вашего дома. Стоимость варьируется в зависимости от размера вашего дом, насколько он утеплен и сколько лет назад был построен. Для дома с 3 спальнями, построенного с 1960 года, это, вероятно, будет стоить около 5000 фунтов стерлингов за воздушный тепловой насос и 7000 фунтов стерлингов за грунтовый тепловой насос плюс около 2500 фунтов стерлингов за монтаж. Тогда вам понадобится специальный резервуар для горячей воды и возможно дополнительные радиаторы, возможно еще 3000 фунтов стерлингов. если ты выбрал тепловой насос с грунтовым источником, чтобы закопать трубы снаружи, скажем, еще от 5 000 до 15 000 фунтов стерлингов. Хотя это дорого по сравнению с традиционным котлом. установка теплового насоса может сэкономить до 50% на отоплении счета, и правительство будет платить вам через возобновляемую Поощрение за отопление на 7 лет для внутренних установок и на 20 лет для небытовых установок.Плата за внутренний Программа поощрения за использование возобновляемых источников тепла предназначена для компенсации вам дополнительные затраты на установку этой углеродосберегающей технологии. Программа поощрения за использование небытовых возобновляемых источников тепла предназначена для обеспечить 10% окупаемости ваших инвестиций.

RHI Кэшбэк

В рамках программы поощрения возобновляемого тепла (RHI) правительства Великобритании схема, если вы установите подходящее возобновляемое отопление технологии, вы получаете ежеквартальные выплаты в течение семи лет.Схема рассчитана на покрытие дополнительных затрат на установку это оборудование взамен традиционных котлов и оплата на основе тепла, которое вы производите из возобновляемых источников. Это общая потребность в тепле для отопления и горячей воды, как показано на ваш EPC (сертификат энергоэффективности) за вычетом суммы электричество, необходимое для выработки тепла. Эта цифра будет варьироваться в зависимости от конструкции вашей системы.Чем ниже температура в радиаторах, тем больше эффективность системы и снижение количества электроэнергии потребуется, чтобы произвести тепло. Действующий тариф ставка 20,89 пенсов за киловатт-час (единицу) для наземного источника тепловые насосы и 10,71 пенса за киловатт-час (единицу) для воздуха исходные тепловые насосы.

Наши Показатели наземных тепловых насосов апрель 2014 г. - сентябрь 2015 г.

Мы верим в эту технологию и в экономию, которую она дает, поэтому чтобы быть прозрачными, мы подумали, что это будет хорошей идеей чтобы показать наши данные за апрель 2014 г., чтобы вы могли увидеть, насколько эффективно насосы могут быть и сколько денег вы можете сэкономить!

Используемая электроэнергия

4562 кВтч

Стоимость отопления за кВтч

0. 02301p

Стоимость с апреля 2014 г.

£ 616,84

Прибыль на отопление

£ 1 715,28

CO2 сброшен по сравнению с электрическим

13,1 тонны

Сбережения и выплаты RHI в течение Период против электрического отопления

5 339 фунтов стерлингов.45

Краткое руководство: установка наземного теплового насоса

Скважины / траншеи

Все начинается со скважины, после того, как бурение в комплекте, трубы вставляются в скважину и все скважины соединены в Звездной камере. Поток и оттуда подсоединяются обратные трубы к тепловому насосу. Если у вас достаточно места, в котором можно проложить трубы отвода тепла траншеи, что экономит затраты на бурение.

Подключите его

Для данной установки потребовалось 4 скважины по 80 метров. глубоко соединенные вместе с трубами, уложенными в траншеях.Установки различаются, некоторые могут быть траншеями, а некоторые будут просверливает отверстия. Теперь мы можем предложить систему Rehau Helix, серию спиральных труб, как вертикальная пружина, погруженная на 3 метра в земля. Поскольку это более короткие и широкие отверстия, их можно просверлить с помощью шнек, закрепленный на JCB. У вас даже может быть доступ к реке который можно использовать в качестве источника тепла.

Засыпка траншей

Некоторых беспокоит внешний вид и беспорядок от установка геотермального теплового насоса, вы будете спокойны знать, что после завершения работы не осталось и следа установка будет видна.Поля для гольфа идут своим ходом проходит через фервей без отрицательных последствий для игры. Есть одно оправдание плохому выстрелу!

Работа выполнена

Мы верим в технологии и считаем, что они важны для нашим клиентам, чтобы они могли увидеть тепловой насос в действии. Это тепловой насос, установленный в офисе Теплосборника.В настоящее время работает с КПД 600% (6 кВт тепла на каждый киловатт потребляемой электроэнергии) максимальная выгода от государственного стимулирования использования возобновляемых источников тепла схема и на данный момент отапливает наш дом за полцены газа!

Мы просто должны сделать все, что в наших силах, чтобы замедлить замедлить глобальное потепление, пока оно не стало слишком поздно. Наука Чисто. Споры о глобальном потеплении окончены.

Арнольд Шварценеггер Экологический активист

Самая важная вещь в глобальном потеплении заключается в следующем. Ответственны ли люди за большую часть климата изменения будут оставлены на усмотрение ученых, но это все нашей ответственности оставить эту планету в лучшей форме для будущих поколений, чем мы это нашли.

Майк Хакаби Политик

Изменение климата может убить Амазонку и другие дожди леса, и таким образом устранить один из основных способов, с помощью которых углекислый газ удаляется из атмосферы.

Стивен Хокинг Genius

Мы сможем сыграть ведущую роль в борьбе с изменением климата, только если мы становимся низкоуглеродной экономикой. Я думаю, что это особенно важно, чтобы во время рецессии мы не сбрасывали приверженность окружающей среде и борьбе с изменением климата менять.

Дэвид Кэмерон Премьер-министр и новатор RHI

Изменение климата разрушает наш путь к устойчивости. Наш мир - это мир надвигающихся проблем, и все больше и больше ограниченные ресурсы.Устойчивое развитие предлагает лучшее шанс скорректировать наш курс.

Пан Ги Мун Генеральный секретарь Организации Объединенных Наций

Изменение климата - ужасная проблема, и она абсолютно необходимо решить. Это заслуживает огромного приоритета.

Билл Гейтс Филантроп и программист

Стоит ли думать о тепловом насосе?

Да! Возобновляемые технологии - это не то будущее, которое они здесь сегодня

  • Более дешевые счета за топливо
  • Чрезвычайно низкий обслуживание
  • RHI Кэшбэк
  • Нижний воздействие на окружающую среду

Последние кадры

Входящие трубы контура заземления.

Наши партнеры

Основы технологии: Солнечный водонагреватель


Солнечный водонагреватель

Основы технологии


Огромный рынок в Китае, амбициозные цели в ЕС… но что основы солнечного нагрева воды? Фолькер Квашнинг описывает принципы и технологии использования солнечной энергии для нагрева воды и внешний вид в приложениях для горячего водоснабжения и отопления помещений.

История применения солнечной тепловой энергии уходит корнями в далекую историю, по крайней мере что касается использования Архимедом вогнутого зеркала для нагрева воды в 214 году до нашей эры. Как термин, «Солнечная энергия» охватывает все виды использования солнечной энергии в тепловых целях и представляет собой ряд различные варианты технологий. Эта статья посвящена неконцентрирующему солнечному коллектору. системы, используемые для нагрева воды для бытовых нужд (системы концентрирующих коллекторов были освещены в REW с ноября по декабрь 2003 г.).

Солнечные коллекторы

В основе гелиотермической системы лежит солнечный коллектор. Поглощает солнечную радиацию, преобразует его в тепло и передает полезное тепло солнечной системе. Есть ряд различных дизайнерских решений для коллекционеров: помимо простых поглотителей, используемых для плавания подогрев бассейна, были также разработаны более сложные системы для более высоких температуры, такие как встроенные накопительные коллекторы, плоские коллекторы, вакуумные плоские коллекторы и вакуумные трубчатые коллекторы.Хотя коммерческие интегральные коллекторы хранения действительно существуют, значительное количество не было продано, и поэтому здесь они подробно не описываются.

Коллекторы плоские
Большинство солнечных коллекторов, которые продаются во многих странах, относятся к категории плоских. Основными их составляющими являются прозрачная передняя крышка, корпус коллектора и поглотитель. Поглотитель внутри плоского корпуса коллектора преобразует солнечный свет в нагревает и передает его воде в трубках абсорбера.Как коллектор может дойти до застоя температурах до 200 ° C (т.е. когда вода не течет), все используемые материалы должны быть способен противостоять такой жаре. Поэтому поглотитель обычно изготавливается из металлических материалов. такие как медь, сталь или алюминий. Корпус коллектора может быть выполнен из пластик, металл или дерево, а передняя стеклянная крышка должна быть герметизирована, чтобы тепло не побега, а грязь, насекомые или влага не попадают в сам коллектор. Многие коллекционеры также имеют контролируемую вентиляцию, чтобы избежать конденсации внутри стеклянной передней части покрытие.Корпус коллектора хорошо изолирован сзади и по бокам, сохраняя тепло. потери низкие. Тем не менее, некоторые потери тепла коллектора все еще существуют, в основном из-за разница температур между поглотителем и окружающим воздухом, и они подразделяются на конвекционные и радиационные потери. Первые вызваны движением воздуха, а последние вызваны обменом тепла излучением между поглотителем и среда.
Лист стекла закрывает коллектор, когда он обращен к солнцу, и это помогает предотвратить большинство конвективных потерь.Кроме того, он снижает тепловое излучение поглотителя в окружающая среда так же, как и в теплице. Однако стекло также отражает небольшую часть солнечного света, которая вообще не достигает поглотителя. На рис. 1 показаны процессы, происходящие на плоском коллекторе.

РИСУНОК 1. Процессы на плоском коллекторе

Селективные поглотители
Черные материалы очень хорошо поглощают солнечный свет и в результате нагреваются.Поскольку металлический материалы не имеют естественной черной поверхности, их необходимо покрывать для селективного абсорбция. Этой цели может служить черный термостойкий лак, но есть гораздо лучшие материалы для покрытия абсорбера. Если черная поверхность нагревается, из нее выделяется часть тепловая энергия снова в виде теплового излучения, как это может быть показано с электрическими конфорками: когда конфорка включена, тепловое излучение ощущается на коже, не касаясь самой конфорки. Черный лакированный абсорбер показывает такой же эффект, перенося только часть абсорбированного материала. нагревают воду, протекающую через трубы абсорбера, при этом выделяя немного тепла обратно в окружающую среду.
Так называемые селективные покрытия почти так же хорошо поглощают солнечный свет, как и черный лак. поверхности и повторно излучают гораздо меньшее количество теплового излучения. Пока нанесение покрытий необходимые для этих материалов более сложные, чем для лакирования, это компенсируется гораздо более высокой эффективностью. В результате многие поглотители сегодня имеют селективные покрытия с использованием материалов, включая черный хром, черный никель или TiNOX.

Коллекторы вакуумные
Потери тепла конвекцией из-за движения воздуха внутри коллектора могут быть значительно уменьшены. уменьшается за счет поддержания вакуума между передней крышкой и поглотителем плоской пластины коллекционер.Поскольку в этом случае давление окружающего воздуха будет прижимать переднюю крышку к поглотителя, между задней частью коллектора и крышка, чтобы крышка оставалась в форме. Трудно поддерживать вакуум более длительный период времени, так как окружающий воздух всегда найдет путь между стеклом и корпус, чтобы попасть в коллектор, поэтому откачанный коллектор с плоской пластиной должен время от времени снова эвакуироваться. Этих недостатков можно избежать с вакуумными коллекторами.Высокий (почти полный) вакуум внутри закрытая стеклянная трубка вакуумного коллектора более стабильна в течение длительного периода время, чем в откачанном плоском коллекторе. Благодаря своей форме стеклянные трубки лучше выдерживают давление окружающего воздуха, поэтому между спинами не требуются опоры и лицевые стороны.
Коллектор из вакуумной трубки представляет собой закрытую стеклянную трубку, внутри которой находится металлический лист абсорбера с тепловой трубкой посередине, содержащий термочувствительный среда, такая как метанол.Солнце нагревает и испаряет эту жидкость в тепловых трубках, и Затем пар поднимается к конденсатору и теплообменнику на конце трубы. Там пар конденсируется и передает тепло теплоносителю солнечного цикла, воде с антифриз. Конденсированная жидкость течет обратно в нижнюю часть тепловой трубы, где солнце снова начинает нагревать его. Для правильной работы трубы должны иметь минимум угол наклона, чтобы пар поднимался, а жидкость текла обратно.Поперечное сечение Принцип работы вакуум-трубчатого коллектора и принцип его действия показан на рисунке 2. В некоторых коллекторах с вакуумной трубкой тепловая трубка проходит через конец стеклянная трубка, так что теплоноситель солнечного цикла может протекать прямо через нее. С этим типом коллектора теплообменник не нужен, и коллектор не нужен. должны быть установлены с минимальным углом наклона.

РИСУНОК 2. Принцип вакуумного трубчатого коллектора с тепловой трубкой; вид сверху

Значительно больший выигрыш в энергии может быть получен с помощью вакуумных трубчатых коллекторов, особенно в более прохладные месяцы года.Таким образом, солнечная система с использованием откачанной трубки Для коллекторов требуется меньшая площадь коллектора, чем для коллекторов со стандартной плоской пластиной. коллекционеры.
С другой стороны, удельная цена коллектора для вакуум-трубчатых коллекторов выше, чем для плоских систем. Еще одно соображение заключается в том, что трубчатые коллекторы не могут быть встроены в крышу, поэтому они всегда должны устанавливаться поверх нее, что снижает их архитектурные возможности.

ФОТО.Подключение откачанных трубок к солнечному циклу

КПД коллектора

Для сравнения коллекторов испытательные учреждения обычно оценивают кривые эффективности на основе измерений производительности коллектора. Эти кривые приведены для различная освещенность E и различная разница температур между коллекторами T C и окружающий воздух T A . Обычно используемое эмпирическое уравнение для КПД коллектора eta C - это:

эта С = эта 0 - ( a 1 · ( T C - T A ) + a 2 · T C - 9015 A ) ²) / E

Три параметра eta 0 , a 1 и a 2 являются оценивается по пробным измерениям коллектора; эта 0 также называется оптической эффективностью. На рисунке 3 показан типичный КПД коллектора. для плоского коллектора. Тепловые потери увеличиваются по мере увеличения разницы температур между коллектор и окружающий воздух поднимается. При низкой солнечной освещенности КПД снижается при более высокая скорость; например, при солнечной освещенности всего 200 Вт / м² выход, показанный на Рисунке 3 коллектор проб становится нулевым даже при более низкой разнице температур (около 40 ° C).

РИСУНОК 3. Эффективность коллектора при различной освещенности и разнице температур

Методы нагрева воды

Термосифонные системы
Для хранения воды на ночь или в пасмурные дни необходим резервуар для хранения.Очень простой способ сделать это, используя силу тяжести, показан на рисунке 4 - термосифон система. Принцип работы термосифонной системы заключается в том, что холодная вода имеет более высокую удельная плотность, чем у теплой воды, и поэтому, будучи тяжелее, будет тонуть. Следовательно коллектор всегда монтируется под резервуаром для воды, чтобы холодная вода из бак попадает в коллектор по нисходящей водяной трубе. Если коллектор нагревается, вода, вода снова поднимается и достигает резервуара по восходящей водяной трубе на верхний конец коллектора.Цикл бак – водопровод – коллектор обеспечивает подачу воды. нагревается до достижения равновесной температуры. Затем потребитель может сделать использование горячей воды из верхней части бака, при этом любая использованная вода заменяется холодной вода на дне. Затем коллектор снова нагревает холодную воду. Из-за более высокого перепады температур при более высокой солнечной радиации, теплая вода поднимается быстрее, чем она делает при более низкой освещенности. Таким образом, циркуляция воды почти полностью адаптируется. идеально соответствует уровню солнечной освещенности.Резервуар для хранения термосифонной системы должен располагаться значительно выше коллектора, иначе цикл может идти в обратном направлении. ночью и вся вода остынет. Кроме того, цикл не работает правильно при очень небольших перепадах высот. В регионах с высокой солнечной радиацией и плоской крышей архитектуры, резервуары для хранения обычно устанавливают на крыше.
Системы Thermosyphon работают очень экономично в качестве нагрева воды для бытового потребления. системы, и принцип прост, не требует ни насоса, ни управления.Тем не мение, термосифонные системы обычно не подходят для больших систем, т.е. площадь коллектора более 10 м². Кроме того, трудно разместить резервуар. над коллектором в зданиях с покатой крышей и одноконтурным термосифоном системы подходят только для незамерзающих регионов.

РИСУНОК 4. Термосифонная система

Системы принудительной циркуляции
В отличие от термосифонных систем, для перекачки воды можно использовать электрический насос. через солнечный цикл системы принудительной циркуляцией.Коллектор и резервуар для хранения затем быть установлен независимо, и без разницы в высоте между резервуаром и коллектором является необходимым. На рисунке 5 показана система с принудительной циркуляцией с обычным котлом. для резервного отопления.
Два датчика температуры контролируют температуру в солнечном коллекторе и резервуар. Если температура коллектора выше температуры резервуара на определенное количество, система управления запускает насос, который перемещает теплоноситель в солнечной цикл; Разница температур «включения» обычно составляет от 5 ° C до 10 ° C.Если разность температур уменьшается ниже второго порога, регулятор отключает насос снова.
В регионах, где есть опасность заморозков, обычно применяют двухконтурную систему. Питьевая вода хранится внутри резервуара для хранения, в то время как вода в солнечном цикле находится в смешивается с антифризом. Теплообменник передает тепло солнечной энергии. цикл к резервуару для хранения и сохраняет питьевую воду отдельно от антифриза смесь.
Системы с принудительной циркуляцией могут использоваться как для отопления помещений, так и для бытовых нужд. водяное отопление.В этом случае коллекторы и резервуары для хранения должны быть намного больше, чем с простые бытовые системы водяного отопления, в которых площадь коллектора составляет около 4 м². достаточно для большинства домашних хозяйств. Также были успешно реализованы более крупные системы. с двумя и более резервуарами для хранения.

РИСУНОК 5. Двухтактная система с принудительной циркуляцией с обычным котлом для резервного отопления

Централизованное солнечное отопление

Если весь жилой массив должен быть оснащен солнечными системами, одним из решений является солнечная энергия. система централизованного теплоснабжения (см. рисунок 6).Сборщики либо распределены по дома или заменены большим центральным солнечным коллектором. Затем коллекторы нагреваются до большого центральный накопительный бак, из которого большая часть тепла распределяется обратно в дома. В Отношение площади поверхности к объему центрального резервуара намного лучше, чем у распределенного резервуара. системы хранения, поэтому потери при хранении намного ниже, и даже допускают сезонное тепло место хранения. Солнечное центральное отопление также является вариантом, если отопление помещения должно быть покрыто солнечная энергия. Потери в трубопроводах с центральным резервуаром выше, но в некоторых солнечных батареях Демонстрационные системы отопления уже успешно прошли испытания.

РИСУНОК 6. Солнечная система централизованного теплоснабжения

Рынки солнечных коллекторов

Китай на сегодняшний день является крупнейшим в мире производителем и пользователем солнечной энергии для нагрева воды. К концу 2002 г. общая установленная площадь солнечных систем горячего водоснабжения было около 40 миллионов м²; годовой объем производства и продаж достиг примерно 8 миллионов м² в 2002 году.В настоящее время насчитывается более 1000 производителей, производящих и продажи солнечных тепловых систем, а общий оборот составил более 1 миллиарда евро. достигнуто. Коллекторы с вакуумными трубками доминируют на внутреннем и внешнем рынках Китая. рынки.
В других странах к 2001 году в США было смонтировано около 1 миллиона м² поверхности коллектора; почти все это было сделано из неглазурованных поглотителей, используемых для обогрева бассейнов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *