Сущность и целевое назначение гелиосистемы
В этой статье даются общие сведения и обзор систем солнечного отопления и охлаждения. В этих системах источником энергии является солнечная энергия, а потребляющими компонентами - устройства нагрева и охлаждения. Для обеспечения стабильной работы систем, работающих на солнечной энергии, также необходимы системы аккумулирования тепла.
Системы солнечного отопления можно разделить на две группы: пассивная и активная. По сути, эти системы собирают тепловую энергию от солнца и используют собранное тепло для обогрева помещений или гелиосистема для нагрева воды. Пассивные солнечные системы полагаются на структуру/конструкцию здания для сбора тепла. Это может проявляться в форме наклона или ориентации крыши, что позволяет увеличить поглощение солнечной энергии. Напротив, активные солнечные системы отопления полагаются на тепловые насосы, которые передают тепло, накопленное солнечными коллекторами, в здание. В отличие от фотоэлектрических панелей, которые вырабатывают электричество, тепловые солнечные панели используются для улавливания энергии солнца и использования ее для обеспечения вышеупомянутых применений. Обычно эти системы не предназначены для автономных систем из-за непостоянства источника энергии и отсутствия жизнеспособных вариантов хранения. Однако эти системы могут дополнять другие существующие системы отопления, работающие на природном газе или других источниках.
Купить котел и другое необходимое оборудование для системы отопления можно в нашем интернет-магазине.
Сложности при проектировании
Особенности проектирования пассивной гелиосистемы
Пассивная солнечная система отопления - это система, использующая солнечное тепло, которая объединяет здание и отопительное сооружение как одно целое. Зимой эта система может эффективно собирать, накапливать и распределять солнечное тепло. Летом он может препятствовать солнечному излучению и рассеивать избыток тепла.
Заказать проект и монтаж системы отопления вы можете в нашей компании. Чтобы получить подробную информацию, узнать стоимость работ и записаться на консультацию, перейдите в раздел «услуги».
- Чтобы уменьшить теплопотери, правильно выполняйте монтаж герметичного утеплителя.
- Установите достаточное количество солнечных коллекторов на южной стене.
- Установите в здании достаточное количество аккумуляторов тепла.
- Помещение, предназначенное для обогрева необходимо устроить напротив коллекторов и накопителей.
Примеры знаменитых строений с использованием гелиосистем для отопления
Гелиосистема для отопления может поставлять все необходимое тепло в течение всего года, если используется какая-либо форма теплового насоса. Таким образом, тепловой насос можно рассматривать как эффективный и относительно дешевый вспомогательный источник тепла. Экономия, конечно, улучшается, если одна и та же система теплового насоса используется как для отопления зимой, так и для охлаждения летом.
В США дом в Тусоне использует неглазурованные коллекторы в качестве источника тепла и радиатора, а в Японии дом Янагимати делает то же самое. Здесь тепловой насос используется почти постоянно. Другие, такие как дома в Альбукерке, Линкольне и Лейк-Пэджетт, имеют застекленный коллектор и в течение коротких периодов времени используют только тепловой насос в качестве вспомогательного агрегата. В домах Thomason в качестве источника тепла используется застекленный коллектор, обращенный на юг, а северная неглазурованная поверхность крыши - в качестве радиатора, но вместо тепловых насосов используются циркуляционные насосы, однако аналогичная система может работать с тепловыми насосами.
Основные типы активных солнечных систем
Был разработан ряд различных активных солнечных тепловых технологий. Различия в основном связаны с условиями теплопотребления, определяемыми типом потребителя тепла. Активная гелиосистема - это система, которая активно преобразует солнечную энергию в полезное тепло, используя солнечные коллекторы. Задача активной солнечной системы - собирать солнечную энергию, преобразовывать ее в тепло, накапливать тепло, а затем поставлять его потребителю. Работа активных систем возможна благодаря механическим устройствам. Это могут быть циркуляционные насосы (в системах жидкостного отопления) и вентиляторы (в системах воздушного отопления).
Активные солнечные системы отопления можно классифицировать по различным критериям, таким как основные характеристики, функции, способ использования солнечной энергии, дизайн, способ взаимодействия с другими устройствами, а также системы или производственные технологии. Классификация солнечных активных систем отопления обычно основана на следующих особенностях и свойствах.
- Тип рабочего вещества, которое использует гелиосистема: жидкость (то есть вода или смесь антифриза, в зависимости от климата); жидкость, используемая как в жидкой, так и в газовой фазе (например, хладагент, термомасло); воздуха.
- Функция, выполняемая системой: нагрев воды; обогрев помещения. охлаждение/кондиционирование.
- Способ использования солнечной энергии: прямой, где энергия, собранная солнечными коллекторами, подается напрямую потребителям без промежуточных контуров (на практике этот принцип может использоваться только в открытых (проточных) системах водяного отопления в сельском хозяйстве и в простейших термосифонных системах); непрямой, когда между солнечным коллектором и пользователем существует более одного контура (это всегда связано с замкнутым контуром солнечного коллектора и другим разомкнутым контуром или замкнутый контур, если система обеспечивает только обогрев помещения.
- Количество источников тепла, используемых в системе отопления: однополярные системы, не имеющие источников тепла, кроме солнечных коллекторов (примеры таких систем включают термосифонные установки, используемые для приготовления горячей воды в условиях очень хорошей инсоляции. В странах с более высокими широтами такие системы могут использоваться сезонно (летом), когда высокая освещенность позволяет полностью покрыть потребность в ГВС и, возможно, в воде для бассейнов); системы с двумя источниками (двухвалентные или гибридные), кроме солнечной энергии, они также используют другой вспомогательный источник тепла, особенно в виде различных электрических нагревателей (например, стержневой электрический нагреватель в накопительном баке); системы с несколькими источниками, которые представляют собой солнечные системы с несколькими вспомогательными (пиковыми) источниками тепла, в основном комбинированного типа. (типичные решения включают взаимодействие между солнечной системой и тепловым насосом (например, грунтовым тепловым насосом) и дополнительным обычным нагревателем для пиковых нагрузок, обычно электрическим нагревателем или газомазутным котлом).
- Способ изготовления системы, в том числе: заводские солнечные системы отопления, которые представляют собой отдельные продукты, предлагаемые под одним торговым наименованием, продаются в виде готовых к установке комплектов фиксированной конфигурации; солнечные системы отопления, изготавливаемые по индивидуальному заказу, изготавливаются по индивидуальному заказу или собираются из стандартного набора компонентов.В этом видео вам будет представлен рассказ пользователя гелиосистемы после трех лет эксплуатации:
Диапазон температур гелиосистемы
Устройство гелиосистемы
- Солнечные коллекторы:
- Подающие и обратные трубопроводы.
- Циркуляционные насосы в контурах принудительной циркуляции.
- Теплообменники, разделяющие замкнутые контуры в системе.
- Резервуары для хранения тепла, поступающего от солнечных коллекторов или других источников.
- Предохранительные устройства, предотвращающие чрезмерное повышение давления или температуры (например, расширительные баки, предохранительные клапаны, вентиляционные отверстия).
- Системы КИПиА для отдельных контуров и устройств (включая датчики температуры, термостаты, регулирующую арматуру и др.).
- Вспомогательные традиционные нагревательные устройства или системы, которые могут поддерживать солнечную систему непрерывно или обеспечивать резерв. Это могут быть электрические нагреватели или котлы, работающие на газе, масле или биомассе.
- Вспомогательное оборудование, позволяющее использовать низкотемпературное тепло от солнечного источника или другого возобновляемого источника тепла через тепловой насос.
- Чиллеры сорбционного типа, используемые в системах солнечного охлаждения и кондиционирования воздуха.
- Основные внутренние компоненты комбинированной системы солнечного отопления.
Коротко о главном
Солнечная тепловая энергия используется для нагрева воды для бытовых нужд, бассейнов или промышленных водонагревателей. Это полностью возобновляемый источник, вырабатываемый непосредственно за счет солнечного света, и после установки он вообще не производит углерода.
Использование солнечной системы отопления для обогрева ваших радиаторов или системы подогрева полов - это вариант, но мы не рекомендуем это в России. Относительно низкие уровни солнечной радиации, доступные зимой, серьезно ограничивают вклад, который может внести система солнечных тепловых панелей разумного размера. Если вы увеличите площадь солнечных панелей, которые вы устанавливаете, то летом вы получите много энергии, которая тратится впустую.