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:

Расширительные баки в системе отопления
Расширительные баки в системе отопления

Компенсация объема теплоносителя, поддержка его оптимального давления, защита элементов от гидроудара – чрезвычайно важные факторы для любой жидкостной отопительной системы. Отвечает за ее безопасность расширительный бак.

Печь для дачи
Печь для дачи

О том, как именно организовать отопление загородного дома или дачи, с самого начала представляет далеко не каждый застройщик. В условиях недоступности природного газа, тем не менее, остается достаточно вариантов: печь, камин, современная буржуйка, в конце концов, электрообогреватели.

Инфракрасные нагревательные пленки в системах "теплый пол"
Инфракрасные нагревательные пленки в системах "теплый пол"

Инфракрасные пленочные системы известны почти двадцать лет, но в частных домах их стали использовать только последние три года. Пленочный обогрев хорошо зарекомендовал себя в промышленном использовании, но ничто не помешало ему занять свое место в жилище.

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.



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