Начальная

Windows Commander

Far
WinNavigator
Frigate
Norton Commander
WinNC
Dos Navigator
Servant Salamander
Turbo Browser

Winamp, Skins, Plugins
Необходимые Утилиты
Текстовые редакторы
Юмор

File managers and best utilites

Солнечные нагреватели воды - экономная энергия. Котел солнечный


солнечные коллекторы и батареи, принцип действия и эффективность

С ростом цен на энергоносители все актуальнее становится использование альтернативных источников энергии. А так как отопление у многих основная статья расходов, то об отоплении речь в первую очередь: платить приходится практически круглый год и немалые суммы. При желании сэкономить, первым на ум приходит солнечное тепло: мощный и совершенно бесплатный источник энергии. И использовать его вполне реально. Причем оборудование стоит хоть и дорого, но в разы дешевле, чем тепловые насосы. О том, как может быть использована энергия солнца для отопления дома, поговорим подробнее.

Отопление от солнца: за и против

Если говорить об использовании солнечной энергии для отопления, то нужно иметь в виду, что существуют два разных устройства для преобразования солнечной энергии:

  • Солнечные батареи. Они вырабатывают исключительно электрический ток. А вот его уже вы можете использовать для обеспечения работоспособности любого электрооборудования, в том числе и не работу отопительных приборов.
  • Солнечные коллекторы. Эти устройства нагревают жидкость (теплоноситель) и их можно напрямую подключать к системе отопления, а также с их помощью греть воду для бытовых нужд. Так можно обеспечить дом горячей водой и частично отоплением при помощи солнечной энергии

    Так можно обеспечить дом горячей водой и частично отоплением при помощи солнечной энергии

Оба варианта имеют свои особенности. Хотя сразу нужно сказать, какой бы из их вы ни выбрали, не спешите отказываться от той системы отопления, которая у вас есть. Солнце встает, конечно, каждое утро, но вот не всегда на ваши солнечные элементы будет попадать достаточно света. Самое разумное решение — сделать комбинированную систему. Когда энергии солнца достаточно, второй источник тепла работать не будет. Этим вы и обезопасите себя, и жить будете в комфортных условиях, и сэкономите.

Если желания или возможности ставить две системы нет, ваше солнечное отопление должно иметь, как минимум, двукратный запас по мощности. Тогда точно можно сказать, что тепло у вас будет в любом случае.

Достоинства использования солнечной энергии для отопления:

  • Безопасный и абсолютно «чистый» источник энергии.
  • Снижение затрат на отопление и ГВС.
  • Вы независимы от состояния экономики: солнце светит всегда, и в кризис, и в период расцвета.
  • Денег солнце за свою энергию не требует. Другое дело, что государство может обложить налогами владельцев гелиоустановок. Но пока такого не случилось — солнечная энергия бесплатна. Солнце постоянно посылает на землю тепло. И им можно воспользоваться для обогрева дома

    Солнце постоянно посылает на землю тепло. И им можно воспользоваться для обогрева дома

Недостатки:

  • Зависимость количества поступающего тепла от погоды и региона.
  • Для гарантированного отопления потребуется система, которая может работать параллельно с гелиосистемой отопления. Многие производители отопительного оборудования предусматривают такую возможность. В частности европейские производители настенных газовых котлов предусматривают совместную работу с солнечным отоплением (например, котлы Baxi). Даже если у вас установлено оборудование, у которого такой возможности нет, можно согласовать работу отопительной системы при помощи контролера.
  • Солидные финансовые вложения на стартовом.
  • Периодичное обслуживание: трубки и панели нужно очищать от налипшего мусора и мыть от пыли.
  • Некоторые из жидкостных солнечных коллекторов не могут работать при очень низких температурах. В преддверии сильных морозов жидкость приходится сливать. Но это касается не всех моделей и не всех жидкостей.

Теперь рассмотрим подробнее каждый из типов солнечных нагревательных элементов.

Солнечные коллекторы

Для солнечного отопления используют именно гелиоколлекторы. Эти установки при помощи тепла солнца нагревают жидкость-теплоноситель, которую потом можно использовать в системе водяного отопления. Специфика в том, что солнечный водонагреватель для отопления дома выдает только температуру 45-60оС, а самую высокую эффективность показывает при 35оС на выходе. Потому рекомендованы такие системы для использования в паре с теплыми водяными полами. Если отказываться от радиаторов вам не хочется, или увеличивайте количество секций (раза в два примерно) или подогревайте теплоноситель.

Для обеспечения дома теплой водой и для водяного отопления можно использовать солнечные коллекторы (плоские и трубчатые)Для обеспечения дома теплой водой и для водяного отопления можно использовать солнечные коллекторы (плоские и трубчатые)

Для обеспечения дома теплой водой и для водяного отопления можно использовать солнечные коллекторы (плоские и трубчатые)

Теперь о видах солнечных коллекторов. Конструктивно есть две модификации:

  • плоские;
  • трубчатые.

В каждой из групп есть вариации и по материалам, и по конструкции, но принцип действия у них один: по трубкам бежит теплоноситель, который нагревается от солнца. Вот только конструкции абсолютно разные.

Плоские солнечные коллекторы

Эти гелиоустановки для отопления имеют простую конструкцию и потому именно их можно при желании изготовить своими руками. На металлической раме закреплено прочное дно. Сверху уложен слой теплоизоляции. Изолируются для уменьшения потерь и стенки корпуса. Затем идет слой адсорбера — материала, который хорошо поглощает солнечное излучение, превращая его в тепло. Этот слой обычно имеет черный цвет. На адсорбере закреплены трубы, по которым течет теплоноситель. Сверху вся эта конструкция закрывается прозрачной крышкой. Материалом для крышки может быть закаленное стекло или один из пластиков (чаще всего это поликарбонат). В некоторых моделях светопропускающий материал крышки может проходить специальную обработку: для уменьшения отражающей способности его делают не гладким, а чуть матовым.

Конструкция плоского солнечного коллектора

Конструкция плоского солнечного коллектора

Трубы в плоском солнечном коллекторе обычно уложены змейкой, имеется два отверстия — впускное и выпускное. Может быть реализовано однотрубное и двухтрубное подключение. Это кому как нравится. Но для нормального теплообмена необходим насос. Возможна и самотечная система, но она будет очень неэффективной из-за небольшой скорости движения теплоносителя. Именно этого типа солнечный коллектор и используют для отопления, хотя с его помощью можно эффективно греть воду для ГВС.

Есть вариант самотечного коллектора, но его применяют в основном для подогрева воды. Называют такую конструкцию еще пластиковым солнечным коллектором. Это две пластины из прозрачного пластика, герметично закрепленные на корпусе. Внутри устроен лабиринт для продвижения воды. Иногда нижняя панель бывает окрашена в черный цвет. Имеется два отверстия — впускное и выпускное. Вода подается внутрь, по мере продвижения по лабиринту греется солнцем, и выходит уже теплой. Такая схема хорошо работает с резервуаром для воды и легко нагревает воду для ГВС. Это современная замена обычной бочке, установленной на летнем душе. Причем более эффективная замена.

Пластиковый коллектор используют для нагрева воды

Пластиковый коллектор используют для нагрева воды

Насколько эффективны солнечные коллекторы? Среди всех бытовых гелиоустановок на сегодня они показывают лучшие результаты: их КПД 72-75%. Но не все так хорошо:

  • они не работают ночью и плохо работают в пасмурную погоду;
  • большие потери тепла, особенно при ветре;
  • низкая ремонтопригодность: если что-то выходит из строя, то менять нужно значительную часть, или всю панель полностью.

Тем не менее, часто отопление частного дома от солнца делают именно при помощи этих гелиоустановок. Такие установки популярны в южных странах с активным излучением и положительными температурами в зимний период. Для наших зим они не подходят, но в летний сезон показывают хорошие результаты.

Воздушный коллектор

Эта установка может быть использована для воздушного отопления дома. Конструктивно она очень напоминает описанный выше пластиковый коллектор, но циркулирует и нагревается в нем воздух. Такие устройства навешиваются на стены. Действовать они могут двумя способами: если воздушный гелионагреватель герметичен, воздух забирается из помещения, нагревается и возвращается в то же помещение.

Воздушный коллектор устанавливается на южной стене

Воздушный коллектор устанавливается на южной стене

Есть другой вариант. В нем обогрев совмещен с вентиляцией. В наружном корпусе воздушного коллектора имеются отверстия. Через них внутрь конструкции поступает холодный воздух. Проходя через лабиринт, от солнечных лучей он нагревается, а затем подогретым попадает в помещение.

Такое отопление дома будет более-менее эффективным, если установка будет занимать всю южную стену, и при этом тени на этой стене не будет.

Трубчатые коллекторы

Тут тоже циркулирует теплоноситель по трубам, но каждая из таких теплообменных труб вставлена в стеклянную колбу. Все они соединяются в манифолде (manifold), который, по сути, является гребенкой.

Схема трубчатого коллектора

Схема трубчатого коллектора (кликните для увеличения размера картинки)

Трубчатые коллекторы имеют два типа трубок: коаксиальные и перьевые. Коаксиальные — труба в трубе — вложены одна в другую и их края запаяны. Внутри между двумя стенками создается разреженная безвоздушная среда. Потому такие трубки называют еще вакуумными. Перьевые трубки — это обычная трубка, запаянная с одной стороны. А перьевыми их называют потому, что для повышения теплоотдачи в них вставляется пластина адсорберная, которая имеет изогнутые края и чем-то напоминает перо.

Кроме того в разные корпуса могут быть вставлены теплообменники разного типа. Первые — это тепловые каналы Heat-pipe (Хит пайп). Это целая система преобразования солнечного света в тепловую энергию. Heat-pipe — это полая медная трубка небольшого диаметра, запаянная на одном конце. На втором находится массивный наконечник. В трубку залито вещество с низкой температурой кипения. При нагревании вещество начинает кипеть, часть его переходит в газообразное состояние и поднимается по трубке вверх. По пути от нагретых стенок трубки оно все больше нагревается. Попадает в верхнюю часть, где находится некоторое время. За это время часть тепла газ передает массивному наконечнику, постепенно охлаждается, конденсируется и оседает вниз, где процесс снова повторяется.

Схема работы теплового канала Heat-pipe

Схема работы теплового канала Heat-pipe

Второй способ — U-type — это традиционная трубка, заполненная теплоносителем. Тут никаких новостей или сюрпризов. Все как обычно: с одной стороны входит теплоноситель, проходя по трубке, нагревается от солнечного света. Несмотря на свою простоту этот вид теплообменников эффективнее. Но используется он реже. А все потому, что солнечные водонагреватели такого типа составляют собой единое целое. При повреждении одной трубки приходится менять вся секцию.

Трубчатые коллекторы с системой Heat-pipe стоят дороже, показывают меньшую эффективность, но используются чаще. А все потому, что поврежденную трубку поменять можно за пару минут. Причем, если колба использована коаксиальная, то трубка тоже может быть отремонтирована. Просто она разбирается (снимается верхняя заглушка) и поврежденный элемент (тепловой канал или сама колба) заменяется на исправный. Затем трубка вставляется на место.

Обычная U-образная трубка самый эффективный тепловой канал

Обычная U-образная трубка самый эффективный тепловой канал

Какой коллектор лучше для отопления

Для южных регионов с мягкой зимой и большим количеством солнечных дней в году лучший вариант — плоский коллектор. При таком климате он показывает высшую продуктивность.

Для регионов с более суровым климатом подходят трубчатые коллекторы. Причем для суровых зим больше подходят именно системы с Heat-pipe: они греют даже ночью и даже в пасмурную погоду, собирая большую часть спектра солнечного излучения. Они не боятся низких температур, но точный диапазон температур нужно уточнять: он зависит от вещества, находящегося в тепловом канале.

Эти системы при грамотном расчете могут быть основными, но чаще они просто экономят затраты на отопление от другого, платного источника энергии.

Для России больше подходят трубчатые гелиосистемы

Для России больше подходят трубчатые гелиосистемы

Еще одним вспомогательным отоплением может быть воздушный коллектор. Его можно сделать во всю стену, причем он легко реализуется своими руками. Он отлично подойдет для отопления гаража или дачи. Причем проблемы с недостаточным нагревом могут возникнуть не зимой, как вы ожидаете, а осенью. При морозе и снеге энергии солнца в разы больше, чем в пасмурную дождливую погоду.

Солнечные батареи

Слыша слова «солнечная энергетика» мы в первую очередь думаем именно о батареях, которые преобразуют свет в электричество. И делают это специальные фотоэлектрические преобразователи. Они выпускаются промышленностью из разных полупроводников. Чаще всего для бытового использования мы применяем кремниевые фотоэлементы. Они имеют самую низкую цену и показывают достаточно приличную производительность: 20-25%.

Солнечные батареи для частного дома в некоторых странах - обычное явление

Солнечные батареи для частного дома в некоторых странах — обычное явление

Напрямую использовать солнечные батареи для отопления можно лишь в том случае, если котел или другой отопительный прибор на электричестве вы подключите к этому источнику тока. Также солнечные панели в совокупности с электро-аккумуляторами можно интегрировать в систему снабжения дома электричеством и таким образом уменьшать приходящие ежемесячно счета за использованную электроэнергию. В принципе, вполне реально полностью обеспечить потребности семьи от этих установок. Просто средств и площадей потребуется много. В среднем с квадратного метра панели можно получить 120-150Вт. Вот и считайте, сколько квадратов кровли или придомовой территории должно быть занято такими панелями.

Особенности отопления солнечным теплом

Целесообразность устройства системы солнечного отопления у многих вызывает сомнения. Основной довод — это дорого и никогда себя не окупит. С тем, что это дорого, приходится согласиться: цены на оборудование немаленькие. Но никто не мешает вам начать с малого. Например, для оценки эффективности и практичности идеи сделать подобную установку самому. Затрат минимум, а представление будете иметь из первых рук. Потом уже будете решать стоит со всем этим связываться или нет. Вот только в чем дело: все негативные сообщения от теоретиков. От практиков не встречалось ни одного. Идет активное выяснение способов улучшения, переделок, но никто не сказал, что затея бесполезна. Это о чем-то говорит.

Теперь о том, что установка системы солнечного отопления никогда не окупится. Пока срок окупае

Если включить гелиосистему параллельно с централизованным энергоснабжением, можно сэкономить приличную сумму

Если включить гелиосистему параллельно с централизованным энергоснабжением, можно сэкономить приличную сумму

мости в нашей стране большой. Он сравним со сроком эксплуатации солнечных коллекторов или батарей. Но если посмотреть динамику роста цен на все энергоносители, то можно предположить, что вскоре он сократится до вполне приемлемых сроков.

Теперь собственно о том, как сделать систему. Прежде всего, нужно определить потребность вашего дома и семи в тепле и горячей воде. Общая методика расчета системы солнечного отопления следующая:

  • Зная, в каком регионе находится дом, вы можете узнать, сколько солнечного света приходится на 1м2 площади в каждом месяце года. Специалисты это называют инсоляцией. Исходя из этих данных, вы затем сможете прикинуть, сколько солнечных панелей вам необходимо. Но сначала нужно определить, сколько тепла понадобится на подготовку ГВС и отопление.
  • Если счетчик горячей воды у вас есть, то вы знаете объемы горячей воды, которые вы тратите ежемесячно. Выведите средние данные расхода за месяц или считайте по максимальному расходу — это кто как хочет. Также у вас должны иметься данные о тепловых потерях дома.
  • Присмотрите солнечные нагреватели, которые хотели бы поставить. Имея данные по их производительности, вы сможете примерно определить количество элементов, необходимое на покрытие ваших потребностей.

Кроме определения количества составляющих гелиосистемы, понадобится определить объем бака, в котором будет накапливаться горячая вода для ГВС. Это легко можно сделать, зная фактический расход вашей семьи. Если у вас установлен счетчик на ГВС, и вы имеете данные за несколько лет, можно вывести среднюю норму потребления в день (средний расход в месяц поделить на количество дней). Вот примерно такой объем бака вам нужен. Но бак нужно брать с запасом в 20% или около того. На всякий случай.

Принципиальная схема отопления дома с солнечными коллекторами

Принципиальная схема отопления дома с солнечными коллекторами

Если ГВС или счетчика нет, можно воспользоваться нормами потребления. Один человек в сутки в среднем расходует 100-150 литров воды. Зная, сколько человек постоянно проживают в доме, вы рассчитаете требуемый объем бака: норма умножается на количество жильцов.

Сразу нужно сказать, что рациональной (с точки зрения окупаемости) для средней полосы России является система солнечного отопления, которая покрывает порядка 30% потребности в тепле и полностью снабжает горячей водой. Это усредненный результат: в какие-то месяцы отопление будет на 70-80% обеспечиваться гелиосистемой, а в какие-то (декабрь-январь) всего на 10%. И снова-таки многое зависит от типа солнечных батарей и от региона проживания.

Причем дело не только в «севернее» или «южнее». Дело в количестве солнечных дней. Например, на очень холодной Чукотке солнечное отопление будет очень эффективным: там почти всегда светит солнце. В гораздо более мягком климате Англии, с вечными туманами, его эффективность крайне низка.;

Итоги

Несмотря на множество критиков, которые говорят о неэффективности солнечной энергетики и слишком большом сроке окупаемости, все больше людей хоть частично переходят на альтернативные источники. Кроме экономии многих привлекает независимость от государства и его ценовой политики. Чтобы не жалеть о напрасно вложенных суммах, можно сначала провести эксперимент: изготовить одну из солнечных установок своими руками и решить для себя насколько это вас привлекает (или нет).

teplowood.ru

Солнечные коллекторы

  • Солнечные коллекторы

    В дополнение к энергоэффективным системам отопления с использованием газогенераторных твердотопливных котлов предлагаем добавить солнечные системы подготовки горячей воды.

    Солнечные коллекторы - устройства, улавливающие лучистую энергию Солнца и преобразующие ее в тепло.

    Солнечные водонагреватели различных конструкций известны уже давно. Их преимущества в основном сводятся к полной автономности (если систему дополнить комплектом солнечных батарей и решить вопрос электроснабжения насосов) и абсолютной экологической чистоте.

    В нашем предложении имеются плоские солнечные коллекторы с площадью апертуры 1,82 м2 с абсорбером алюминий/медь с высокоселективным покрытием Blue Tec eta Plus, размером 1035х2020х90 мм, весом 35 кг,  емкостью 1,1 л.

    Такие солнечные комплекты могут быть подключены к любому свободному теплообменнику в водонагревателях уже установленных на Вашем объекте. Они расчитаны на использование бесплатной энергии солнца для нагрева ежедневно 200 л воды в период с апреля по сентябрь.

    Всего, с использованием такого комплекта, от солнца может быть получено 2 735 кВт-ч бесплатной энергии или 70% от годовой потребности в энергии, необходимой для ежедневного нагрева 200 л воды с 10С до 55С.

    В период отопительного сезона с октября по март комплект с двумя плоскими коллекторами с площадью апертуры 1,82 м2 не сможет полностью покрывать суточную потребность в нагреве 200 л воды до 55С. Для этих целей можно будет использовать другие источники.

    Экономически оправданным в этот период будет использование для подготовки горячей воды пиролизных котлов БТС.
  • Технические данные Спектр-850С

    Размеры(Д×Ш×В) 2050×1050×95 мм
    Вес нетто 37 кг
    Площадь абсорбера 1,97 м2
    Площадь аппертуры 1,93 м2
    Стандарт производства ГОСТ 2310-89
    Трубчатая часть Давление при испытаниях 1,5 МПа, 10 мин. Выходы 3/4" на правую сторону
    Абсорбер Покрытие Высокоселективное покрытие BlueTec Eta+
    Материал Цельнолистовой алюминий
    Толщина 1,1 мм
    Поглощение 95%
    Эмиссия 5%
    Стеклянное покрытие Материал Гелиостекло Овентроп антиблик "No drop"
    Прозрачность 96-98%
    Толщина 3,2 мм
    Изоляция Материал Фибергласс высокой плотности
    Толщина/плотность Задняя часть: 700 мм Сторона: 40 мм
    Рама коллектора Материал Алюминий анодированный антикоррозийнный
    Соединение Вход/выход Латунь М3/4" на правую сторону
    Коэффициент тепловых потерь n0 = 0,844; a1 = 2,889 Вт/м2×К; а2 = 0,017 Вт/м2×К
    Температура стагнации 215 °C 1000 Вт/м2
    Теплоемкость 12,44 кДж/м2×К
    Выходная мощность при G = 1000 Вт/м2 0К - 1629 Вт
    10К - 1570 Вт
    30К - 1432 Вт
    50К - 1268 Вт
    70К - 1078 Вт
  • Комплекты с солнечным коллектором

    Предлагаем комплекты для подготовки горячей воды для различных потребителей, в состав которых включены водонагреватели ВТ-11-ХХХ различной емкости с двумя теплообменниками.

    Водонагреватели можно посмотреть здесь. Нижний теплообменник подключается к солнечной системе, верхний – ко второму источнику тепла. Второй источник тепла обеспечивает подготовку горячей воды в периоды, когда производительности солнечной системы недостаточно.

    В стоимость комплектов не входят теплоизолированные трубопроводы, соединяющие коллекторное поле с насосными группами и теплообменниками водонагревателей.

    Количество потребителей Объем горячей воды в сутки, л Количество солнечных коллекторов Емкость водонагревателя (бойлера) Стоимость комплекта, руб
    2-3 150 1 150 120900
    4 200 2 200 145900
    6 300 3 300 196600
    8 400 4 400 248800
    10 500 5 500 288000
    16 800 8 750 401000
    20 1000 10 1000 486000
    40 2000 18 1500 762000

    В комплекты входят:

    • водонагреватели;
    • солнечные коллекторы с соединительными элементами и креплением на крышу;
    • насосные группы с контроллером;
    • расширительные баки;
    • пропиленгликоль.
    Солнечные коллекторы
  • Схемы подключения солнечных коллекторов

    Система нагрева воды

    В систему солнечного нагрева воды, как правило, входят солнечные тепловые коллекторы, бойлер, насосная станция и контроллер соответствующий поставленным задачам.

    Антифриз проходя через коллектор нагревается и, проходя по нижнему теплообменнику бойлера, нагревает его. С бойлера вода уже идет на ГВС.

    Количество потребителей Объем горячей воды в сутки, л Количество солнечных коллекторов Емкость водонагревателя (бойлера)
    2-3 150 1 150
    4 200 2 200
    6 300 3 300
    8 400 4 400
    10 500 5 500
    16 800 8 750
    20 1000 10 1000
    40 2000 18 1500

    Система обогрева помещений

    Система обогрева помещений строятся на использовании возможности солнечного коллектора конвентировать излучение солнца в тепловую энергию.

    Одним из самых эффективных способов нагрева помещений является применение систем теплых полов. Данная система состоит из: необходимого количества солнечных коллекторов, теплоаккумулятора , контроллера, и вспомогательного источника тепла при использовании системы зимой.

    Системы нагрева воды в бассейне

    Нагрев воды в бассейнах имеет свои особенности. Рассмотрим, например, нагрев воды в бассейне 3х6х2,5м. Его емкость составляет 45м3.

    Для первичного нагрева воды такого бассейна, до приемлемых 26-28С, потребуется 942 кВт-ч тепловой энергии. Это событие происходит один-два раза в год. Экономически не обосновано проектировать для этой задачи солнечную систему. Правильнее использовать для этого другой источник тепла. Например, котел мощностью 20 кВт выполнит эту задачу за двое суток.

    Другая задача – поддержание заданной температуры воды в бассейне на приемлемом уровне, - вполне по силам солнечной системе и это экономически оправдано. Речь идет о потере за день 1-2С. Для получения такого результата бассейн должен быть построен с минимизацией потерь тепла через зеркало воды и чашу бассейна. Для компенсации снижения температуры воды на 2С потребуется около 105 кВт-ч тепловой энергии. Для этого потребуется солнечная система с коллекторным полем около 30 м2. Это 16 плоских коллекторов с площадью апертуры 1,82 м2. Для компенсации снижения температуры воды на 1С потребуется около 52 кВт-ч тепловой энергии и коллекторное поле площадью 15 м2 из 8 плоских коллекторов.

  • tt-kotly.ru

    Солнечный котел

     

    СОЮЗ СОВЕТСКИХ

    СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

    РЕСПУБЛИК

    „„SU„„1210017 A дц 4 F 24 J 2/24, 2/28

    ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

    К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

    ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

    ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3683793/24-06 (22) 30.12.83 (46) 07.02.86. Бюл. № 5 (71) Всесоюзный дважды ордена Трудового

    Красного Знамени теплотехнический научноисследовательский институт им. Ф. Э. Дзержинского (72) А. И. Тугов, H. В. Симонова, В. А. Солодовников и Д. К. Ларкин (53) 662.997(088.8) (56) Патент США № 4159708, кл. F 24 J 3/02, опублик. 1979. (54) (57) СОЛНЕЧНЫЙ КОТЕЛ, содержащий корпус с прозрачным покрытием, поглощающую трубчатую панель, установленную в полости между прозрачным покрытием и тыльной стенкой корпуса, а также впускной и выпускной воздушные патрубки, расположенные в боковых стенках корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, в зазоре между панелью и тыльной стенкой установлена перегородка, трубы панели соединены воздухопроницаемыми проставками, а патрубки размещены по разные стороны от панели, причем между тыльной стенкой и перегородкой, между перегородкой и чанелью и по длине перегородки установлены регулирующие клапаны.

    1210017

    Составитель К. Заграничная

    Техред И. Верес Корректор О. Луговая

    Тираж 650 Подяисное

    ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

    113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рауьнская наб., д. 4/5

    Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

    Редактор Г. Волкова

    Заказ 501/49

    Изобретение относится к гелиотехнике, в особенности к высокотемпературным солнечным котлам, парогенераторам.

    Целью изобретения является повышение надежности работы путем предотвращения перегрева поглощающей панели и прозрачного покрытия при выпадении на нем конденсата.

    На фиг. 1 показан высокотемпературный солнечный котел башенного типа; на фиг. 2— поглощающая панель, фрагмент поперечного разреза.

    Солнечный котел содержит корпус 1 с прозрачным покрытием 2, поглощающую трубчатую панель 3, установленную в полости 4 между прозрачным покрытием 2 и тыльной стенкой 5 корпуса 1, образующей газоплотный кожух, а также впускной и выпускной воздушные патрубки 6 и ?, расположенные в боковых стенках 8 и 9 корпуса

    l. В зазоре 10 между панелью 3 и тыльной стенкой 5 установлена перегородка

    11, трубы 12 панели 3 соединены воздухопроницаемыми проставками 13 с отверстиями 14 в них. Патрубки 6 и 7 размещены по разные стороны от панели 3, а между тыльной стенкой 5 и перегородкой 11 установлен регулирующий клапан 15, между перегородкой 11 и панелью 3 — клапан 16, à по длине перегородки 11 — клапан 17. Патрубки 6 и 7 снабжены запорными клапанами 18 и 19.

    Котел работает сл едующим образом.

    При пусках после длительного простоя, когда в исходном состоянии температуры различных элементов котла, в том числе поглощающих панелей 3 близки к температуре окружающего воздуха, сначала прогревают панели 3 подачей в них относительно горячего рабочего тела от постороннего источника (не показан) . Далее на панели

    3 подают сконцентрированное отражателями (не показаны) солнечное излучение и открывают регулирующие запорные клапаны 18 и 19, соединяя полость 4 и зазор 10 с окружающим воздухом. При этом клапаны 15 и 16 закрыты, что обеспечивает сильную обдувку прозрачного покрытия 2. При этом воздух проходит через отверстия 14 в проставках

    13 между трубами 12 и нагревается от последних. В период пуска из данного тепло5

    f5

    45 вого состояния котла, а также при стационарной работе и простоях расход воздуха, а также место его поступления к прозрачному покрытию 2 регулируют клапанами 15—

    17. Регулирование осуществляют исходя из условий обеспечения надежности температурного режима труб 12 и проставок 13 (преимущественно в случае включения панелей 3 в пароперегревательный тракт котла), обеспечения температурного режима покрытия 2, при котором скорости его прогрева не превышают допустимых величин, а конденсации водяных паров не происходит.

    Например, при необходимости снижения температур металла труб 12 панелей 3 открывают клапан 16 и закрывают клапан

    15. При этом воздушный поток целиком омывает панель 3 по всей длине. При необходимости снятия меньшего количества тепла закрывают клапан 16 и открывают клапаны

    l5 и 17. При этом основной воздушный поток направлен в обход панели 3 и проходит между газоплотным кожухом, образованным стенкой 5, и перегородкой 11.

    Перед пусками после относительно коротких простоев в резерве при низкой температуре окружающего воздуха, т.е. перед пусками в исходном состоянии которых температуры элементов котла, в том числе панелей 3, выше температуры окружающего воздуха и на покрытии 2 уже имеется конденсат водяных паров, открытием клапанов 18 и 19 подают окружающий воздух в полость 4 и далее через отверстия 14 в патрубок 7. Воздух нагревается от труб 12 и проставок 13, нагревает покрытие 2 и сбрасывается через патрубок 7 в окружающую среду. При этом образовавшийся на покрытии 2 с внутренней стороны конденсат удаляется не только за счет его испарения, но и за счет уноса воздушным потоком.

    Размещение патрубка 6, по которому воздух подводится, в нижней части корпуса 1, а патрубка 7, по которому отводится воздух, в верхней части котла позволяет обеспечить естественную циркуляцию воздуха снизу вверх вдоль покрытия 2. При необходимости могут быть установлены устройства принудительного движения воздуха в этом же направлении, например патрубок

    6 может быть подключен к компрессору или патрубок 7 — к дымососу (не показаны) .

    Солнечный котел Солнечный котел 

    Похожие патенты:

    Изобретение относится к области энергетики, в частности к гелиотехнике, а более конкретно к конструкциям солнечных коллекторов, предназначенных для нужд народного хозяйства, а именно для использования в системах отопления и горячего водоснабжения

    Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано в коллекторах для отбора тепла из солнечного потока

    Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано, в частности, в устройствах, преобразующих электромагнитное излучение Солнца в тепловую энергию для нагрева теплоносителя

    Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано в солнечных коллекторах, предназначенных для нагрева воды

    Изобретение относится к области сельского хозяйства, а точнее к воздуховодонагревательным установкам, и может быть использовано в области растениеводства защищенного грунта, особенно в условиях высокогорья

    Изобретение относится к области создания высокотемпературных солнечных энергетических установок с концентраторами солнечного излучения и может быть использовано во всех отраслях промышленности, где требуется тепловая энергия

    Изобретение относится к созданию высокотемпературных солнечных энергетических установок с концентраторами солнечного излучения и может быть использовано во всех отраслях промышленности, где требуется тепловая энергия

    Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано в гелиосистемах отопления и горячего водоснабжения, использующих солнечные коллекторы

    Изобретение относится к гелиотехнике

    Изобретение относится к гелиоэнергетике, в частности - к солнечным энергетическим модулям с концентраторами для получения электрической энергии и теплоты

    Изобретение относится к области энергетики, в частности к гелиотехнике, а более конкретно к конструкциям солнечных коллекторов, предназначенных для нужд народного хозяйства, а именно для использования в системах отопления и горячего водоснабжения

    Изобретение относится к области гелиотехники, в частности к солнечным коллекторам, предназначенным для отбора тепла из солнечного потока и отвода его в тепловой аккумулятор

    Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано в сушильных установках и в системах воздушного отопления

    Солнечный котел, перегрев солнечного коллектора

    www.findpatent.ru

    Солнечные нагреватели

    Солнечные нагреватели

    Практическое использование солнечной энергии получило распространение для выработки низкопотенциальной теплоты. Областью применения солнечных установок такого типа могут быть отопление и горячее водоснабжение жилых и общественных построек (одноквартирные дома, жилые блоки, пансионаты и базы отдыха, животноводческие фермы), а также технологические процессы, использующие низкопотенциальную теплоту.

    В этих установках для преобразования солнечной энергии в тепловую применяются солнечные нагреватели (рис. 20). Основным элементом солнечного коллектора является плоская поглощающая панель, по внутренней полости которой циркулирует теплоноситель. Поглощающая панель изготовляется из двух профилированных стальных пластин, поверхность панели окрашивается в черный цвет для увеличения поглощения солнечной радиации. Панель помещена в металлический корпус с теплоизоляцией. Качественная теплоизоляция и прозрачное покрытие из стекла позволяют достичь приемлемой эффективности улавливания солнечной энергии. Стеклянное покрытие и надежная герметизация предохраняет поглощаемую панель от атмосферных осадков.

    Производство, монтаж и наладка солнечных коллекторов освоены управлением ’’Спецгелиотепломонтаж” Минмонтажспецстроя СССР (г. Тбилиси). Братским заводом отопительного оборудования серийно выпускаются солнечные нагреватели, разработанные научно-исследовательским институтом санитарной техники и оборудования зданий и сооружений (НИИСТ, г. Киев).

    Солнечные нагреватели рекомендуются для применения в установках бытового горячего водоснабжения: в садовых домиках и душевых установках (рис. 21,а), в индивидуальных домах усадебного типа (рис. 21,6). Использование одного солнечного коллектора в душевой кабине садового домика позволяет экономить более 1 м3 дров за сезон, а использование солнечных коллекторов для бытового горячего водоснабжения в одноквартирном трехкомнатном жилом доме дает экономию до 5 м3 дров за сезон или более 1 т угля.

    На рис. 22 приведены солнечные нагреватели как примеры использования системы в сочетании с резервными системами теплоснабжения экспериментальных домов, разработанными Институтом высоких температур АН СССР.

    Система теплоснабжения, приведенная на рис. 22 а, состоит из трех контуров - солнечного, отопительного и горячего водоснабжения, объединенных баком-теплообменником. Резервным источником теплоты являются электроводонагреватели мощностью по 10 кВт для отопительного контура и контура горячего водоснабжения. Солнечный контур включает солнечные нагреватели общей площадью 57,6 м2, трубчатый теплообменник площадью 25 м2, расположенный в баке-теплообменнике, и насос, с помощью которого осуществляется циркуляция теплоносителя (антифриза) в контуре.

    Отопительный контур включает бак-теплообменник вместимостью 2,5 м3, электронагреватель, отопительные чугунные радиаторы площадью около 20 м. Циркуляция воды в контуре естественная. Байпасная линия обеспечивает автономную работу отопительного контура. Контур горячего водоснабжения состоит из трубчатого теплообменника площадью 2,2 м2 (размещенного в баке-теплообменнике), бака-аккумулятора вместимостью 0,6 м3, электронагревателя, трубопроводов и арматуры.

    Проектом дома за счет солнечной энергии предусматривается покрытие до 65% годовой потребности в теплоте. На рис. 22, б приведена схема, также состоящая из трех контуров - солнечного, отопления и горячего водоснабжения, объединенных баком-теплообменником. В качестве резервного источника теплоты используется автоматический газовый водонагреватель АГВ-120, рассчитанный на полное обеспечение дома теплотой при отсутствии солнечной радиации. Во всех контурах теплоноситель - вода.

    В солнечном контуре предусмотрены: солнечный коллектор площадью 31,9 м2; трубчатый теплообменник площадью 2,2 м2, расположенный в баке-теплообменнике; насос, осуществляющий циркуляцию теплоносителя в контуре. В отопительный контур входят: бак-теплообменник, водонагреватель АГВ-120, отопительные чугунные радиаторы площадью около 28 м2. Циркуляция воды в контуре естественная.

    Для горячего водоснабжения вода забирается из бака-теплообменника и при необходимости подогревается в водонагревателе. Циркуляция воды в контуре горячего водоснабжения обеспечивается давлением водопровода. По этой схеме за счет солнечной энергии предусматривается покрытие до 45% годовой потребности в теплоте.

    kotel-m.ru

    Солнечные нагреватели воды - особенности устройства своими руками, инструкции на фото и видео

    Содержание:

    1. Особенности гелиосистем 2. Вакуумные гелиосистемы

    В последнее время в Европе стали активно использовать солнечные нагреватели воды. Они позволяют обеспечивать семью горячей водой, а нередко хватает солнечных батарей для отопления дома, если установлено достаточное количество солнечных батарей. Энергия Солнца бесплатна, поэтому такие устройства позволяют сэкономить, причем неплохо. Кроме того, использование такой энергии не сказывается на состоянии окружающей среды.

    нагрев воды солнцем

    Нагрев воды солнцем практикуется не одно столетие. С давних пор люди нагревали воду в бочках, выставляя их на солнце. Что касается современных батарей, то они позволяют эффективно преобразовывать данную энергию в тепловую. Как они выглядят эти устройства, можно увидеть на фото.

    Особенности гелиосистем

    В развитых странах практически в каждом доме можно встретить солнечные батареи – их используют в качестве дополнительной системы нагрева воды и отопления. Гелиобатареи легко подключаются к основной системе, давая возможность экономить на других ресурсах (таких как газ, уголь) до 60%.

    Чтобы обеспечить нагрев воды от солнца своими руками установить гелиосистему можно, но лучше подобную доверить эту работу специалистам. Чаще всего солнечные батареи устанавливают на крыше дома. Чтобы солнечные коллекторы для отопления были эффективны, необходимо внимательно просчитать угол наклона ската, угол падения солнечных лучей, количество ясных дней в году и многое другое. Исходя из этого, выбирают месторасположение коллекторов, их количество и площадь.

    горячая вода от солнца

    Водонагреватели на солнечных батареях работают следующим образом. Теплоноситель, нагретый солнцем, поступает в теплообменник, расположенный в накопительном баке. Чаще всего используют баки-аккумуляторы с двумя теплообменниками, сделанными из меди (прочитайте также: "Устанавливаем тепловой аккумулятор своими руками"). Этот материал имеет хорошую теплопроводность. Такая конструкция дает возможность применять нагретую воду не только в бытовых целях, но и для отопления (прочитайте: "Солнечное отопление дома своими руками - принцип изготовления").

    Благодаря естественной конвекции горячая вода поднимается вверх, а холодная поступает вниз. Встроенный датчик регулирует температуру в устройстве и реагирует на ее изменение. Таким образом, человеку практически не нужно контролировать работу гелиосистемы.

    В пасмурные дни, когда солнечных лучей недостаточно для нагрева, начинает работать основная система отопления. В жаркие дни, когда вода нагревается солнцем слишком быстро, расширительный бак принимает излишек теплоносителя. Наиболее эффективен нагрев воды солнцем в странах с теплым климатом, где в году много ясных дней.

    нагрев воды от солнца

    Глобальное использование энергии Солнца даст возможность существенно сократить расходы основных ресурсов-теплоносителей и улучшить экологическое состояние окружающей среды. Кроме того, это скажется на экономике стран с низкими запасами энергоресурсов. На сегодняшний день наиболее распространены вакуумные трубчатые и пластинчатые солнечные коллекторы. Каждый из них обладает определенными достоинствами и недостатками. В то же время, специалисты считают, что наиболее эффективный нагрев воды от солнца обеспечивают вакуумные батареи.

    Солнечный водонагреватель своими руками - подробное видео:

    Вакуумные гелиосистемы

    Установить солнечный нагреватель воды своими руками вполне возможно, но сначала нужно разобраться с принципом его работы. 

    Вакуумный коллектор работает по принципу термоса. Состоит он из двух трубок, между которыми находится вакуум. Внутрь помещена медная герметичная трубка, в которой циркулирует жидкость, а снаружи располагается стеклянная трубка большего диаметра. 

    солнечный нагреватель воды своими руками

    Вакуум и медь благодаря хорошей теплопроводности позволяют воде закипать уже при 30 градусах. Установив солнечные нагреватели воды своими руками, можно эффективно отапливать дом даже в регионах с холодными зимами. Когда вода закипает, образовавшийся пар поднимается вверх и отдает тепло медному теплоприемнику, который передает его теплоносителю. Потом остывшая вода поступает вниз, и процесс начинается заново. 

    Использование вакуумных коллекторов удобно еще и тем, что они легко ремонтируются. Если один из коллекторов пришел в негодность, то вышедший из строя элемент можно легко поменять на новую деталь, не демонтируя всю систему. Устройство солнечного водонагревателя вакуумного типа таково, что теплоноситель идет одним потоком, поэтому для замены испорченного элемента зачастую требуется остановить работу всей системы. В то же время, КПД гелиосистемы достигает 76%.

    Широко распространено мнение, что от солнечных водонагревателей зимой и в пасмурную погоду нет никакой пользы. На самом деле, горячая вода от солнца – это вполне реально. Вакуумные коллекторы сделаны таким образом, что они достаточно эффективны даже при минусовой температуре (до -35 градусов). Кроме того, тучи не являются препятствием для нагрева воды, так как эти гелиосистемы улавливают даже ультрафиолетовое излучение. Но периодически коллекторы нужно очищать от инея и снега. Плоские гелиосистемы от снеговых осадков самоочищаются, их стоимость меньше, но в то же время, они не столь функциональны.

    солнечные нагреватели воды характеристика

    Солнечные коллекторы – это эффективный способ обогрева дома, который позволяет неплохо сэкономить на традиционной системе отопления. Также массовое использование гелиосистем позволит улучшить экологическую обстановку. Именно поэтому в последнее время все большее количество людей выбирает такой способ получения тепловой энергии.

    teplospec.com

    Солнечные коллекторы для отопления - как сделать самому

    Солнечные коллекторы для отопления — альтернативная энергетика своими руками

    В отличие от запасов жидкого, газообразного, твердого топлива ресурсы солнечной энергии неистощимы. Использование поставляемого солнцем излучения не наносит вреда многострадальной окружающей среде, не опустошает кошельки владельцев загородных коттеджей. Для применения бесплатного подарка природы можно приобрести готовую установку или сделать продуктивные солнечные коллекторы для отопления самостоятельно из подручных средств и недорогих, зачастую «бросовых» материалов.

    Мощность достигающего земной поверхности потока солнечного света в средних широтах по усредненным данным NASA составляет примерно 1-1,2 кВт, приходящихся на м² площади. Это относительный параметр, зависящий от облачности, климатических условий, рельефа местности, времени года, от направления солнечного потока и еще от массы обстоятельств. При грамотном применении солнечной энергии она способна обеспечить теплом и горячей водой автономное загородное здание.

    Схема работы солнечного коллектора

    Солнечный коллектор для отопления, схема устройства и функционала

    Несмотря на конструктивные различия гелиоустановок, применяемых в качестве обогревателей и аккумулирующих энергию солнца систем, функции у них аналогичны. Они предназначены для сбора и преобразования солнечного излучения в тепловую энергию. Даже в пасмурный день коллекторные системы проявляют чудеса продуктивности, а в жаркий полдень установки поставляют до 1500 кВт.

    [include title="РСЯ - в записи"]

    Принцип действия основан на применении законов физики. Солнечные лучи, попавшие в замкнутое пространство, перерабатываются в тепловую энергию и накапливаются, не имея возможности выйти обратно. С учетом частичной потери энергии в самом коллекторе, в трубах и в аккумуляторе тепла оборудование со среднестатистическим КПД, составляющим приблизительно 60%, все равно представляет собой достойную альтернативу обычным схемам отопления.

    Солнечный коллектор, принцип действия

    Принцип действия солнечных коллекторов

    Обратите внимание. В северных европейских регионах работа солнечных коллекторов, оборудующих практичное архитектурное нововведение «солнечные дома», покрывает 50% потребности автономного строения в тепловой энергии. Дополняют их камины, печи, перерабатывающие древесину. Для стимуляции работы термических гелиоустановок, снабжающих теплом солнечные дома (здания, ориентированные по сторонам света), применяются насосы. Потребляют насосы не более 400 кВт/часов ежегодно.

    Типы обогревательных систем — «солнечные коллекторы» ↑

    • Воздушные гелио коллекторы-концентраторы, принцип действия которых базируется на использовании физического явления «парниковый эффект». Проникающее сквозь светопроводящий материал (ПВХ пленку, поликарбонатную плоскость, стекло) инфракрасное излучение поглощается теплоприемником. Получивший энергетический заряд теплоприемник передает тепло воздуху под стеклом. Нагретая воздушная масса используется для отопления.
    • Подвижные аккумуляторно-преобразующие солнечные системы, ориентируемые на солнечный источник энергии. Среди них есть установки, оснащенные поворачивающимися вслед за движением солнца зеркалами. Есть оборудование, полностью совершающее развороты и коллекторы, подвижными частями которых являются нагревательный элемент и зеркало. Эффективно использующие прямое и рассеянное излучение подвижные коллекторы не слишком востребованы из-за дороговизны.
    • Плоские гелио-устройства. Представляют собой застекленный черный ящик, собирающий направленные под углом 30-35º лучи. Время работы их ограничено продолжительностью солнечного дня, на продуктивность влияет площадь принимающей излучение поверхности, вертикальное или наклонное расположение. Это дешевая, потому самая распространенная разновидность.
    Производительные трубчатые коллекторы, перерабатывающие солнечное излучение

    Эффективный солнечный коллектор трубчатого типа

    • Трубчатые солнечные коллекторы. Устройства представляют собой черные трубки, наполненные теплоносителем, циркуляцию которого стимулирует разница температур коллектора и нижней (холодной) зоны накопителя. У круглых элементов в отличие от деталей плоских систем больше площадь поглощающей свет поверхности.
    • Вакуумные солнечные коллекторы – одна из разновидностей трубчатых устройств. Их конструкция состоит из стеклянной трубки с расположенной внутри еще одной, но уже черной трубкой с теплоносителем. Между прозрачной оболочкой и черной трубкой вакуум, выполняющий функцию теплоизоляции.
    Схема работы вакуумной гелиосистемы

    Схема работы вакуумного гелиоколлектора:1. трубки с жидкостью (вода, антифриз)2. теплоизоляционный корпус3. отражатель4. рама жесткости5 и 6. баки для холодной и горячей воды

    • Коллекторы-концентраторы солнечного излучения. Их оборудуют рефлекторами, осуществляющими фокусировку солнечных лучей с максимальной площади. Концентрирующие солнечную энергию зеркала и отражатели увеличивают мощность и плотность получаемого установкой потока, за счет чего появилась возможность сократить площадь принимающего солнечное излучение элемента. С целью повышения результативности данное оборудование оснащается устройствами слежения за траекторией солнца.

    Простейший солнечный коллектор для дачников – бочка ↑

    Сделать его можно из обыкновенной оцинкованной тары для жидкости с объемом 100 — 200 л, расположить которую нужно на крыше. Если самодельный аппарат установить на южной стороне кровли, покрытой блестящим металлическим листом, производительность элементарной установки позволит получать около 100 л воды, нагретой до 60º . Бочка лучше других агрегатов освещается солнечными лучами, а за счет минимальной площади теплообмена с воздухом обладает КПД, равнозначным фабричным установкам.

    [include title="РСЯ - в записи"]

    К минусам бочек относят возможность использования лишь в экологически чистых регионах, удаленных от фабрик, транспортных магистралей, аэропортов. Данный самодельный агрегат малоэффективен в зимнюю пору, теряет много тепла в ветряную погоду.

    Соорудить весьма эффективную гелиоустановку можно из змеевика старенького холодильника. Мастеру потребуются также фольга, рейки для изготовления каркаса, стекло и резиновый коврик. Нужна будет емкость для воды (бак, бочка) и трубы для слива ее и подачи, вентили.

    Как сделать солнечный коллектор из змеевика

    Гелиосистема, сделанная собственными руками

    • Вокруг змеевика, избавленного посредством тщательного промывания от следов и остатков фреона, сооружается каркас из реек. Привести точные размеры каркаса невозможно, так как это зависит от габаритов основного рабочего узла самодельного устройства, то есть от марки вышедшего из строя холодильника. Размеры коврика подгоняются под периметр каркаса, среди реек которого змеевик должен свободно располагаться.
    • На дно каркаса, выполненное из резинового коврика, укладывается слой фольги.
    • Затем змеевик фиксируют внутри сколоченной конструкции с помощью хомутов, снятых все с того же холодильника. Крепление хомутов выполняют винтами.
    • В стенках конструкции необходимо проделать отверстия для выхода трубок змеевика.
    • Дно самодельной гелио-котельной желательно укрепить рейками. Их нужно прибить с обратной стороны конструкции.
    Укрепленное рейками дно солнечного коллектора

    Днище гелиоколлектора желательно укрепить дополнительными рейками

    • Сверху крепиться стекло. Вырезать его можно из старой рамы. Фиксируют стекло скотчем по периметру, можно продублировать крепеж для успокоения совести парой шурупов.

    Совет. Обработка стыков герметиком повысит продуктивность самодельного солнечного коллектора.

    Собранную собственными руками солнечную «котельную» устанавливают на обращенной к югу стороне кровли (возможны варианты в 15-20º). Приоритетный угол наклона 35 градусов, потому что такой уклон предотвратит скопление осадков на стекле коллектора. Устройство можно расположить в доме или во дворе, сделав для него специальные наклонные опоры.

    Схема монтажа солнечного коллектора

    Схема монтажа самодельного солнечного коллектора:1. труба для поставки нагретой воды2. вентиль, предназначенный для сброса давления3. трубопровод для забора горячей воды4. запорная арматура5. вентиль для подпитки6 и 7. трубопровод для холодной воды8. вентиль для разгрузки (слива)

    Коллектор нужно соединить трубопроводом с предназначенной для сбора горячей воды емкостью-накопителем. По трубе нагретая в коллекторе, менее плотная вода самостоятельно перемещается в накопитель. Обычно это бочка или бак, водруженный на крышу или установленный на земле. Емкость закрывают крышкой, оборудованной вентилем для сброса давления. Вторая труба с запорным вентилем выходит из накопительной емкости, она поставляет холодную воду из бочки в коллектор.

    В этой замкнутой элементарной системе вода циркулирует, попеременно охлаждаясь и нагреваясь. Нагретая вода с меньшей плотностью перемещается в бочку, из нижней части накопителя более плотная холодная жидкость возвращается в коллектор.

    Кроме ощутимого сокращения расходов на отопление у самодельных солнечных коллекторов есть еще одно веское преимущество: их можно сделать из «бросовых» материалов, заплатив сущие копейки за то, чего не оказалось в запасе. Они не требуют профессионализма от мастера, не нуждаются в излишне усердном обслуживании. В случай поломки любой элемент можно без осложнений заменить.

    stroy-aqua.com

    Солнечно-топливной котельной

     

    Как известно, первая на территории бывшего СССР солнечно-топливная котельная, разработанная ЭНИН им. Кржижановского, была построена для гостиницы «Спортивная» в Симферополе. Она была оборудована отопительными котлами на природном газе и солнечными коллекторами площадью 204 м2. Эта гелиоустановка обеспечила экономию 20 % годового расхода природного газа и покрытие до 80 % нагрузки горячего водоснабжения. Гелиосистема была выполнена в виде солнечной приставки к имевшейся котельной. В Краснодарском крае в доперестроечный период под руководством В. А. Бутузова было построено пять подобных установок. Анализ работы солнечно-топливных котельных на современном этапе показывает их достаточно высокую эффек­тивность как в части экономии топлива и обеспе­чения экологической безопасности, так и по капи­тальным затратам. В таких системах достигаются наибольшие КПД солнечных коллекторов, боль­шая продолжительность сезона работы и повы­шенная эксплуатационная надежность. Одним из наиболее существенных достоинств этих установок является частичное использование существующего оборудования, а также возможность их об­служивания штатным персоналом котельной. Для комбинированного подогрева подпиточной воды солнечно-котельные установки в южных регионах могут работать в круглогодичном режиме.

    В Краснодарском крае, обладающем большим потенциалом солнечной энергии, эксплуатируются 36 гелиоустановок общей площадью 2700 м2. В сочинском санатории «Лазаревское» функционирует крупнейшая на побережье гелиосистема площадью 400 м2.

    Котельная в пос. Солоники Лазаревского района г. Сочи мощностью 1 МВт предназначена для отопления и горячего водоснабжения четырех жилых трехэтажных домов. В котельной установлено четыре котла типа «Универсал-5М», работающих на каменном угле, тепловой мощностью 0,259 МВт с площадью поверхности нагрева 33,1 м2 каждый без систем газоочистки и утилизации теплоты уходящих газов. Имеется также бак-аккумулятор вместимостью 25 м3. В конце 1995 г. администрацией района было принято решение о реконструкции котельной с преобразованием ее в солнечно-топливную. Это мотивировалось высокой стоимо­стью и трудностью доставки органического топлива, а также необходимостью улучшения экологической обстановки в речной долине поселка на фоне благоприятных для работы солнечно-коллекторных установок климатических условий.

    Первая очередь гелиосистемы котельной площадью 250 м2 предусматривает покрытие около 35 % расчетной годовой нагрузки горячего водоснабжения поселка. Котельная имеет два независимых контура циркуляции – отопления и горячего

    водоснабжения по закрытой схеме. Принципиальная схема солнечно-топливной котельной предусматривает сооружение дополнительного контура циркуляции, включающего в себя блоки солнечных коллекторов, циркуляционные насосы и баки-аккумуляторы с дополнительным баком вместимостью 20 м3.

    Установка может работать в сезонном и круглогодичном режимах эксплуатации. Температура нагретой воды – 55 °С, время аккумулирования энергии в баке-аккумуляторе – краткосрочное (1 – 2 сут). Дублирующим источником энергии служат существующие водогрейные котлы. Гелиоустановка представляет собой систему солнечных коллекторов, состоящую из пяти модулей, которые, в свою очередь, разделены на блоки по 10 коллекторов в каждом. Система обвязки трубопроводов – попутная, каждый блок может быть отключен индивидуально.

    Солнечные коллекторы располагают на плоской крыше котельной и специальной эстакаде. При проектировании учитывают возможность загрязнения коллекторов уносом из дымовой трубы, для предотвращения последствий которого выполнена система водяного смыва с поверхности коллекторов. Проектом предусмотрено использование солнечных коллекторов «Радуга» производства НПП «Конкурент» (г. Жуковский Московской области). Поглощающая панель коллектора – штампосварная из листовой нержавеющей стали, покрытие панели – селективное, выполненное напылением в вакуумной камере. Корпус изготовлен из специального анодированного алюминиевого профиля, тепловая изоляция – комбинированная (из базальтового волокна в алюминиевой фольге и пенополиуретана). Прогнозируемый срок службы коллектора – 15 – 20 лет.

    Значения КПД установки зависят от годового изменения климатических условий и температуры подаваемого теплоносителя, поэтому моделирование изменения КПД в годовом и суточном циклах – достаточно сложная задача. В данном случае были рассчитаны месячные суммы солнечной радиации на наклонную поверхность коллекторов, при этом усредненные значения КПД принимались равными 0,35 – 0,6 в зависимости от режима работы гелиоустановки и расчетного месяца. Расчетное годовое удельное количество суммарной солнечной радиации на наклонную поверхность гелиоустановки составляет 1860 кВт-ч/м2, а за се­зон с апреля по октябрь – 1350 кВт * ч/м2. Расчетное количество тепла, вырабатываемое гелио­системой при сезонной работе, равно 175 МВт * ч, при круглогодичной работе – 227,3 МВт * ч.

    Как показали технико-экономические расчеты, срок окупаемости гелиосистемы котельной в пос. Солоники (с учетом инфляции) составляет 3 – 6 лет в зависимости от режима работы установки, что является очень хорошим показателем для энергетического оборудования. При этом уменьшается количество вредных выбросов в окружающую среду: золы – на 3,4; оксидов серы, азота и углерода – на 10; углекислоты – на 156 т в год.

    Можно констатировать, что внедрение комбинированных солнечно-топливных котельных – один из наиболее перспективных путей повышения эффективности и экологической безопасности существующих коммунальных котельных. На территории России эксплуатируется более 75 тыс. отопительных котельных жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ) с суммарной тепловой мощностью 690,5 тыс. Гкал/ч. Потребление топлива (в пересчете на 1 т условного топлива) составляет 217,4 млн т, из них только 41 % – природный газ, около 47 % – твердое топливо, 12 % – жидкое и прочие виды топлива (торф, дрова) [8].

    В 1997 г. валовые выбросы вредных веществ в атмосферу предприятиями ЖКХ в целом по Рос­сии составили 677,68 тыс. т, что на 3,1 % больше, чем в предыдущем году. При этом существенно возросли выбросы жидких и газообразных веществ, в том числе оксида углерода (на 7,2 %), оксидов азота (на 3,8 %), сернистого ангидрида (на 2,1 %). Это прежде всего связано с продолжением эксплуатации маломощных котельных, не имеющих установок для очистки дымовых газов.

    В Краснодарском крае в 1999 г. валовой выброс загрязняющих веществ в атмосферу пред­приятиями энергетики составил 15,71 тыс. т, или 15,3 % общего выброса предприятиями края, что также осложняет экологическую ситуацию в курортном регионе. На предприятиях теплоэнергетики не сооружают установки очистки отходящих дымовых газов, на котлоагрегатах отсутствуют контрольно-измерительные приборы для поддержания оптимального режима горения, эксплуатируется устаревшее котельное оборудование.

    Поэтому работы по проектированию и внедрению комбинированных солнечно-топливных котельных, использующих наиболее экологически безопасное топливо и оборудованных системами очистки дымовых газов, что способствует улучшению экологической обстановки в регионе, должны получить широкую поддержку со стороны властных структур и муниципальных предприятий, обеспечивающих централизованное теплоснабжение потребителей. Это особенно важно для региона Сочи, характеризующегося высокими требованиями к экологической безопасности рекреационной зоны, на фоне благоприятных для внедрения энергоустановок на базе НВИЭ природно-климатических условий. В этом плане опыт, полученный при разработке солнечно-топливной котельной в пос. Солоники Лазаревского района Сочи, представляется весьма полезным и должен учитываться при формировании региональных программ энергоснабжения и устойчивого развития территории.

     

    Похожие статьи:

    poznayka.org


    Смотрите также

     

    ..:::Новинки:::..

    Windows Commander 5.11 Свежая версия.

    Новая версия
    IrfanView 3.75 (рус)

    Обновление текстового редактора TextEd, уже 1.75a

    System mechanic 3.7f
    Новая версия

    Обновление плагинов для WC, смотрим :-)

    Весь Winamp
    Посетите новый сайт.

    WinRaR 3.00
    Релиз уже здесь

    PowerDesk 4.0 free
    Просто - напросто сильный upgrade проводника.

    ..:::Счетчики:::..