Слънчеви системи за производство на топла вода

01.07.2011, Брой 3/2011 / Технически статии / ОВК оборудване

  • Слънчеви системи за производство на топла вода
  • Слънчеви системи за производство на топла вода
  • Слънчеви системи за производство на топла вода

Технически статии

 

Основни елементи на различните видове системи, условия за ефективност

Слънцето е един от неизчерпаемите източници на енергия за Земята. Годишно до земната повърхност достига огромно количество енергия. Естествено, интензитетът на слънчевото греене е различен, в зависимост от географското разположение на даден район. За България, в различните географски зони, съгласно изследвания на БАН, той варира от приблизително 1400 до над 1700 kWh/m2. Този факт обяснява и бързото развитие на технологиите за оползотворяване на слънчевата енергия. Едно от най-наложилите се и масово използвани решения са слънчевите системи за производство на топла вода за битово горещо водоснабдяване (БГВ) и за подпомагане на отоплението. Тези системи са подходящи както за еднофамилни жилища, така и за големи хотелски комплекси, офис сгради и други.


› Реклама



Плоски и вакуумно-тръбни слънчеви колектори
Основен елемент на всяка една слънчева инсталация за топла вода, естествено, е слънчевият колектор. Принципно, слънчевите колектори улавят и трансформират, в топлина, пряката и дифузната слънчева радиация. За да бъде максимално ефективен, колекторът трябва да приема слънчевата енергия и да не я отдава обратно, което е особено важно през по-студените месеци от годината. В момента се предлагат основно два вида слънчеви колектори - плоски и вакуумно-тръбни.
Плоските слънчеви колектори, конструктивно представляват корпус, оформен като кутия и изработен от метални профили, обикновено алуминиеви, стоманени или от поцинкована ламарина, в които се полагат абсорберът, изолацията, покритието и тръбните връзки. Необходимо е корпусът да осигурява необходимата якост за безпроблемно транспортиране и монтаж на колектора, лесна поддръжка и сервиз, както и достатъчна плътност, за да се предотврати достъпът на вода и прах. Този вид колектори са често срещани поради относително по-ниската себестойност в сравнение с колекторите с вакуумни тръби. Те, обаче, се считат и за по-ниско ефективни.
Вакуумно-тръбните колектори, от своя страна, конструктивно представляват стъклени тръби, в които се поставя абсорберът, който обикновено е със селективно покритие и конструктивно е оформен като двустранно оребрена тръба. Тръбите обикновено се изработват от висококачествено стъкло, а диаметърът им варира от порядъка на 100 - 200 mm. Дебелината на стената е около 2,5 mm. Поддържането на условия на дълбок вакуум, в тръбите - приблизително 100 Pa, осигурява изключително добра изолация на абсорбера и защита от корозия. В сравнение с плоските слънчеви колектори, при вакуумно-тръбните загубите от отражение на слънчевата радиация са по-ниски. Като техен недостатък обикновено се посочва задържането на сняг и скреж върху тръбите, което води до намаляване на ефективността им при работа в подобни атмосферни условия. Разновидност на колекторите с вакуумни тръби са вакуумно-тръбни колектори с термотръби, които по мнението на специалисти в областта могат да работят и при минусови температури, при условие, че има слънчево греене.
Освен слънчевите колектори, друг задължителен елемент, от соларните системи за производство на топла вада, е




акумулаторът на топлина
Специфична особеност на слънчевите системи за производство на топла вода е необходимостта от акумулиране на произведената топлинна енергия, с цел, използването й в различно време от денонощието, което налага използването на акумулаторен съд. Тази необходимост е обусловена от нестабилното слънчево греене в рамките на денонощието и от факта, че топла вода за отопление и БГВ е необходима, не само през часовете със слънчево греене, но и тогава, когато слънчево греене напълно отсъства. Ефективността на слънчевата система в не малка степен зависи именно от коректния избор на акумулаторен съд. Специалистите съветват акумулаторите да се поставят в помещения, където да бъдат защитени от атмосферните влияния. Обикновено акумулаторите са вертикални и се използват в системи, както с естествена, така и с принудителна циркулация на топлоносителя. Могат да бъдат с един или два топлообменника. Акумулаторите с един топлообменник обикновено се използват в системи, в които не се предвижда възможност за допълнително дозагряване на водата в акумулатора, от котел. Акумулаторите с два топлообменника се препоръчват в случаите, когато слънчевата система се комбинира с едноконтурен котел, а така също ако слънчевата енергия се използва за подпомагане на отоплението. Широко използвани са и слънчевите системи, при които акумулиращият съд е свързан директно с тръбите на колектора.
Системите със слънчеви колектори позволяват различни варианти на изпълнение и окомплектоване на инсталацията, съобразно климатичните особености на района, в който тя ще бъде инсталирана, както и от предвижданата годишна използваемост. Известно е, че в зависимост от  начина на циркулация на водата през колектора, слънчевите системи се определят като системи с естествена циркулация, известни още като термосифонни или пасивни системи, и на системи с принудителна циркулация, наричани активни системи. Всяка от описаните системи би могла да бъде директна или индиректна в зависимост от броя на циркулационните кръгове. Предпочитание се дава на индиректните системи, тъй като с тях се осигурява по-дълъг експлоатационен живот на колектора. Използването на директна система създава значително по-големи рискове от възникване на корозия.
Слънчеви системи с естествена циркулация са сред най-разпространения вид слънчеви инсталации. Причина за това е ниската им себестойност, съчетана с опростена конструкция и лесен и бърз монтаж. Тъй като при тях топлоносителят циркулира благодарение на гравитационните сили, за да се осигури безпроблемно функциониране на системата, е необходимо най-ниската точка на акумулаторния съд да бъде разположена по-високо от най-високата точка на слънчевия колектор и на отстояние, не по-голямо от 3-4 м. Също така, при тези системи има опасност от замръзване на водата в колектора и водосъдържателя, което може да се избегне, ако течността, която се загрява в колектора е незамръзваща и циркулира по затворена серпентина в акумулатора, като по този начин двете течности не се смесват. Акумулаторът в този случай е или добре изолиран, или поставен вътре в сградата. Тези усложнения в системата с естествена циркулация намаляват нейната ефективност и забавят движението на течността и топлообмена, които принципно протичат с не голяма скорост. Тези недостатъци биха могли де се преодолеят, ако се използва система с принудена циркулация, в която е включена циркулационна помпа. В този случай, обаче, се препоръчва използването на допълнителна автоматика за следене на температурата на водата във акумулатора. Тези системи се отличават с по-висока ефективност, което позволява да се намали колекторната площ или от една и съща площ да се добива повече топлина. Колекторът може да се постави на покрива, а акумулаторът навсякъде в сградата. Възможно е използването и на допълнителен източник на енергия за компенсиране на недостига на топлина от колектора при по-дълги периоди на неблагоприятни метеорологични условия.


 

Условия за ефективна работа
Върху ефективността на слънчевите системи за отопление и БГВ влияние оказват различни фактори. Количеството оползотворено от колектора, слънчева енергия зависи от видът на слънчевия колектор, ориентацията и монтажният му наклон, както и от избора на отделните елементи на системата. Препоръчително е ориентацията на колектора да е на юг, но се допуска и ориентация на югоизток или югозапад. Препоръчителният наклон на колектора да е в диапазона от 30 до 60 градуса, като за оптимален се счита наклонът от 40-45 градуса. Производителите твърдят, че при тази ориентация и наклон сумарната денонощна трансформация на енергия има максимум. По отношение на използвания топлоносител, обикновено се препоръчва използването на химически очистена вода или антифриз на основата на етилен- или пропиленгликол. Добре е да се има предвид, че индиректните системи осигуряват по-дълъг експлоатационен живот на колектора в сравнение с директните, при които опасността от корозия е значително по-голяма.



 

 

ОЩЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМАТА

Адаптивно осветление за търговски обектиТехнически статии

Адаптивно осветление за търговски обекти

Интериорните адаптивни осветителни системи автоматично променят светлинния си поток и режима си на работа съобразно моментната заетост на помещението или обекта, в който са инсталирани, наличието на дневна светлина и други специфични критерии, обвързани с конкретното им приложение.

Една адаптивна контролна стратегия, базирана на различни нива на управление на осветлението и специално проектирана с цел максимални икономии на енергия и минимални негативни ефекти върху изпълняваната в даден търговски обект дейност, може да спомогне за спестяването на до 65% от енергийните разходи за осветление. Освен светлинният поток, чрез оптимизиране на контролните настройки на системата може да бъде регулирана и плътността на мощността на осветлението.

Internet of Things в пожарната безопасностТехнически статии

Internet of Things в пожарната безопасност

IoТ притежава потенциал да трансформира пожарната безопасност посредством извличане на допълнителна стойност от продукти, които вече са утвърдени и/или задължителни съгласно действащите наредби. Такива са например спринклерните пожарогасителни инсталации. С интегрирането на допълнителни сензори системата се превръща в интелигентно решение за пожарна защита, което минимизира риска за хората и собствеността.

Термостатични смесителни вентилиТехнически статии

Термостатични смесителни вентили

Термостатичните смесителни вентили намират широко приложение във водопроводните инсталации на множество жилищни, търговски и институционални сгради. Основната функция на тези вентили е или да контролират температурата на изходящата вода към системата за битово горещо водоснабдяване, или да осигурят нискотемпературно захранване към лъчиста подова отоплителна система, или и за двете. Статията разказва за видове, размери и конфигурации на вентили, предназначени за разнообразни специфични приложения.
Прочетете и за множеството уникални приложни сценарии, които изискват нестандартни или специални конструкции термостатични вентили. 

 

 Технологии за автоматизация на офис сградиТехнически статии

Технологии за автоматизация на офис сгради

Съвременните офис сгради се превръщат във все по-интелигентни обекти, в които служителите са непрекъснато свързани помежду си и с останалия свят чрез най-актуалните информационни и комуникационни технологии. Днес човекът, работното място и сградата функционират и взаимодействат в споделена екосистема, базирана на комплексни решения за сградна автоматизация.

Те са създадени да оптимизират управлението на сградните услуги, да улеснят изпълнението на различни дейности в офиса, да осигурят комфорт на служителите и да стимулират продуктивността им, като същевременно спомагат за повишаване на енергийната ефективност и спазване на екологичната и социална отговорност на компанията.

ОВК системи за кина, театри и зали за сценични изкустваТехнически статии

ОВК системи за кина, театри и зали за сценични изкуства

Киносалоните, театрите и залите за сценични изкуства са обекти със специално предназначение и множество конструктивни особености, които налагат използването на специално проектирани системи за отопление, вентилация и климатизация.

Параметрите на микроклимата, контролът на шума и вибрациите от механичното оборудване и, не на последно място – естетичният дизайн на инсталациите, са важни предизвикателства пред проектантите и изграждащите тези инсталации.

Икономии на вода в търговски сградиТехнически статии

Икономии на вода в търговски сгради

В конструкцията на търговските сгради влизат множество системи, които са базирани на използването на вода. Все по-активните глобални мерки за съхраняването на този ценен ресурс в днешно време изправят проектантите пред сложното предизвикателство не само да осигурят функционален дизайн, но и да гарантират водната и енергийната му ефективност.


 

Уеб дизайн от Ей Ем Дизайн. Списание ТД Инсталации. TLL Media © 2019 Всички права запазени. Карта на сайта.

Top