Логин(Регистрация) Пароль(Забыли?)

Расширенный поиск

Объявления
07.06.2018
Входные металлические двери voldoor
20.05.2015
Светильники Wunderlicht (Германия)
11.07.2014
Электротехническое оборудование и силовая электроника
28.05.2010
Новый коттедж в тихой деревеньке
все объявления

Наши партнеры
все партнеры
Рекомендуем

 

 




Проверить аттестат


Шик-Ремонт / Каталог статей / Отопление и газоснабжение / Гелиоколлекторы в перспективе

Гелиоколлекторы в перспективе


Гелиоколлекторы в перспективе

Потенциал солнца настолько велик, что даже тысячной доли от поступающей с солнечным светом на Землю энергии хватило бы для удовлетворения потребностей всего человечества. Подсчитано, что количество энергии солнечного излучения, попадающей на здание, расположенное в средних широтах, превышает в несколько раз энергозатраты на его отопление. Однако есть одно «но»: преобразовать энергию солнца не так просто. И все же то, что мы уже можем собрать, является значительным подспорьем. Например, для средних широт – это около 1800 Вт/м². Упускать такую «халяву» было бы неразумно.

Следует сразу отметить, что энергия солнца является бесплатной только условно, поскольку в ее «себестоимость» следует вложить и доргостоящее оборудование – те же солнечные батареи, которые пока еще имеют высокую стоимость. Нас гелиоэнергетика пока заинтересовывает «постольку поскольку», чего не скажешь о странах, где нет ископаемых углеводородов. Например, в Израиле, где много солнца и мало дождя, солнечной энергии стали уделять в последнее время много внимания. В пустыне Негев была построена первая солнечно-термальная электростанция в стране, а этим летом запущена станция на солнечных батареях, мощностью 5 МВт. Стоимость подобных проектов исчисляется миллионами долларов, однако правительство Израиля готово тратить миллиарды и находит солнечную энергетику вполне перспективным делом.Солнечная электро

Ну, с Израилем все понятно – много солнца, имеются инвестиции, а пустыня просто идеально подходит для размещения солнечных электростанций. А что же для нас полезного может предложить современная гелиоэнергетика?

В первую очередь это гелиоколлекторы, которые напрямую абсорбируют солнечное излучение, уменьшая расход энергоносителей, затрачивающихся на отопление и обогрев. Эффективность гелиоколлектоных установок во многом зависит от широты и климатических условий места их дислокации.

Солнечная энергия также может использоваться пассивно, т.е. без участия дополнительных устройств. Самый простой пример работы пассивной системы – это непосредственный нагрев элементов строительных конструкций от солнца, благодаря чему происходит снижение теплопотерь здания.

Для пассивных систем характерна передача тепла непосредственно приборам, использующим его без преобразования в другой вид энергии. В контурах таких систем, как правило, отсутствуют вспомогательные механизмы, и поэтому они отличаются надежностью и долговечностью. Вмести с этим, пассивные системы, практически неуправляемы, а теплопоступление от них – неравномерно. Примеры пассивных систем, использующих солнечное излучение – это зачерненные водонагревательные баки, а также теплицы, застекленные веранды.

Непосредственное использование солнечного излучения находит широкое применение в т.н. пассивных домах. Благодаря простым решениям, удается существенно снизить энергозатраты на отопление в зимний период. Проекты пассивных домов создаются с учетом основополагающих для них принципов, в которых инсоляция занимает не последнюю роль. Оптимальные планировочные решения, большая площадь остекления с солнечной стороны и минимизация теплопотерь через стеклопакеты делают возможным аккумуляцию тепла в хорошо термоизолированных стенах дома. При этом северная сторона дома имеет наименьшую площадь, и к тому же сильнее утеплена. Южную сторону проектируют максимальной высоты, чтобы получить дополнительную площадь для инсоляции.

Пассивный дом с геоколлекторамиСистемы, в которых солнечная энергия преобразуется в тепловую, посредством накопления специальными устройствами, называются активными. Такие системы не являются автономными, и, как правило, требуют определенного количества электроэнергии, которая затрачивается на перекачку теплоносителя и автоматическое управление. И, тем не менее, активные системы тоже рентабельны, поскольку количество затраченной электроэнергии в десятки раз меньше эквивалента преобразованной энергии солнца. Наиболее распространенными активными солнечными системами являются гелиоколлекторы.

Различают два типа гелиоколлекторов: плоские и трубчатые. В Европе в основном используют именно трубчатый вариант. Такие коллекторы представляют собой ряд стеклянных трубок специальной конструкции. Трубка гелиоколлектора – это на самом деле две трубки (одна вложенная в другую), между которыми находится вакуум для наилучшей термоизоляции теплоносителя от внешней среды. Внутренняя трубка имеет селективное теплопоглощающее покрытие, которое обеспечивает ей максимальный нагрев от солнечных лучей.

В свою очередь трубчатые коллекторы имеют множество разновидностей, отличающихся конструкцией трубок. Одна из самых эффективных технологий трубок гелиоколлекторов – Heat-Pipe (тепловая труба). Принципиальное отличие этого вида от остальных вакуумированых трубок в наличии замкнутого испарительно-конденсационного стержня, внутри которого находится легкоиспаряющаяся жидкость. За счет испарения жидкости на одном и ее конденсации на другом конце трубки происходит перенос тепла.Плоский геоколлектор

Плоские гелиоколлекторы имеют иную конструкцию. Главным элементом в них является металлическая пластина с высокоселективным (коэф. поглощения = 0,94-0,95) покрытием, к которой подведены медные трубки – каналы для теплоносителя. Пластина эта находится в плоском коробе, защищенном сверху противоударным стеклом, и теплоизолированном минеральной ватой снизу.

Теплоносителем в простых гелиоколлекторах может быть вода либо воздух. Такие системы называются открытыми (незамкнутыми). Они распространены преимущественно в южных регионах, а там где зимой температура опускается ниже нуля, используются сезонно. В более сложных системах теплоносителем выступает антифриз, циркулирующий в замкнутой системе, где вместо котла – поглотитель солнечного излучения. Эффективность отбора тепла во многом зависит от конструкции поглотителя, в частности, от площади соприкосновения медных трубок с поглощающей поверхностью. Чтобы увеличить эту площадь, производители либо придают медным трубкам прямоугольное сечение, либо выштамповывают канавки в медной пластине. Принцип работы плоского гелиоколлектора очень прост. Каждому из нас случалось трогать в солнечный день разогретую металлическую поверхность, причем иногда температура была такой, что металл просто обжигал ладонь. Так вот, если отбирать тепло у металлической пластины (в данном случае абсорбера или поглотителя) при помощи теплообмена с циркулирующей в системе жидкостью или газом, то можно легко переносить и даже накапливать тепло в другом месте. Плоские гелиоколлекторы выпускаются многими производителями, наиболее известные из которых VIESSMANN, TEPWOSOLAZ, VAILANT, SOLVIS.

Трубчатые коллекторы эффективнее плоских, примерно, на 20-35%, если рассматривать усредненные данные в годовом цикле. Зато плоские коллекторы при одинаковой площади в несколько раз дешевле, а значит, и окупаются они быстрее. К сожалению, и те и другие типы гелиоколлекторов теряют свою эффективность при минусовых температурах, а потому практически не в состоянии помочь системе отопления в нашем климате. Однако в теплое время года гелиоколлекторы способны существенно снизить себестоимость горячей воды.

Гелиоколлекторы и ГВС

Трубчатые геоколлекторыЭффективность солнечных энергогенерирующих систем, в т.ч. и гелиоколлекторов, всецело зависит от географической широты их расположения. Так, на 50° с.ш. панель гелиоколлектора площадью 188 м² при наклоне 35° нагревает в течение одного июльского дня 141 л воды с 17°С до 55°С (данные из расчета с учетом всех параметров). Аналогичная установка, но расположенная южнее на 45° с.ш. за тот же период нагреет уже 210 л воды.

В системах горячего водоснабжения (ГВС) на базе гелиоколлектора обязательно присутствует термоизолированный бак-аккумулятор емкостью от 200 до 2000 литров. Как правило, такие системы страхуются резервным источником тепла для нагрева воды до оптимальной температуры в пасмурную или холодную погоду. Это могут быть электронаргевательные элементы, а также контуры, подключенные к традиционным источникам тепла.

Гелиоколлекторные системы горячего водоснабжения могут быть с естественной или принудительной циркуляцией. В первом случае циркуляция теплоносителя происходит за счет конвекции. При этом бак-аккумулятор должен находиться выше гелиоколлекторной панели. Данная система еще называется термосифонной. Она наиболее дешевая, не требует насосов, однако ее реализация не всегда возможна из-за проблемы установки бака выше гелиоколлектора.

Наиболее дорогой гелиоколлекторной системой является двухконтурная с принудительной циркуляцией теплоносителя. Она состоит из гелиоколлектора (плоского или трубчатого), бака-аккумулятора, насосного модуля, блока автоматического управления.

Для одного среднего коттеджа обычно достаточно системы из 2-4 плоских коллекторов, которая будет производить 200-300 л горячей воды в сутки.

Традиционно гелиоколлекторы устанавливают на крышах домов, но также они могут располагаться на земле или на стенах здания в виде козырьков.

В заключении хочется затронуть главное заблуждение на счет гилиоколлекторных систем в целом. Обыватели считают, что такие системы работают только в ясную погоду, однако на самом деле тучи только незначительно задерживают инфракрасное излучение. То есть гелиоколлекторы будут работать и в пасмурную погоду, правда, их эффективность при этом снижается на 30-50%. В таком случае вода в баке-аккумуляторе подогревается вспомогательными тепловыми источниками, но экономия все равно есть, причем значительная!

21.11.2011
Автор текста: М. Тамилин
Добавил: Михаил Тамилин



Понравилась статья? Поделись с друзьями:


Данный текст статьи защищен авторскими правами! Любое копирование возможно, только после письменного согласия администрации.







Другие статьи по этой теме:

Котельное оборудование. Кто на новенького?
Котельное оборудование. Кто на новенького?

Главная задача разработчиков котельного оборудования – это уменьшение энергопотребления и увеличение производительности. И при таком кажущемся противоречии, тем не менее, год за годом задачу эту они выполняют.

Каминные вкладыши с водяными контурами или РГВ
Каминные вкладыши с водяными контурами или РГВ

В последние годы в новых домах все чаще устанавливаются не традиционные камины, а камины с закрытой топкой, представляющей собой чугунный или стальной каминный вкладыш. Благодаря специальной конструкции вкладыша стало возможным в несколько раз снизить теплопотери через дымоход, подсоединить систему распределения горячего воздуха или контур горячего водоснабжения.

Подовые печи. Талькомагнезитные каминные печи
Подовые печи. Талькомагнезитные каминные печи

Печи, используемые для отопления дома, должны обладать высокой теплоемкостью, а также быть удобными в эксплуатации, долговечными и красивыми. Не так давно появился новый вид печей, обладающих всеми этими качествами, но имеющих принципиальное отличие от традиционных.

Выбор и установка солнечных коллекторов
Выбор и установка солнечных коллекторов

В поисках большей энергетической автономии для своего дома стоит обратить внимание на солнечные коллекторы. Звезда, вокруг которой вращается Земля, излучает колоссальное количество энергии, которую можно и нужно использовать для своего блага.



Карта сайта|Онлайн-консультанты|Обратная связь|Политика конфиденциальности