За годы независимости на Украине не были приняты нормативные документы по проектированию солнечных установок горячего водоснабжения, поэтому проектирование и расчёт таких установок выполняется на основании временных строительных норм ВСН 52-86, разработанных Государственным комитетом по гражданскому строительству и архитектуре при Госстрое СССР (Госгражданстрой) в 1988 году.

Эти нормы распространяются на проектирование вновь строящихся и реконструируемых установок солнечного горячего водоснабжения с плоскими солнечными коллекторами для хозяйственно-бытовых нужд жилых и общественных зданий, а также вспомогательных зданий и помещений предприятий.

Нормы устанавливают:

— основные требования к конструкциям и оборудованию; методику теплотехнического расчета установки солнечного горячего водоснабжения;

— методику определения технико-экономической целесообразности использования солнечной энергии для нужд горячего водоснабжения.

При проектировании установок солнечного горячего водоснабжения руководствуются также строительными нормами и правилами:

— СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика»;

— СНиП 2.04.01-87 « Внутренний водопровод и канализация зданий»;

— СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети»;

— СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»;

Электрические устройства установок солнечного горячего водоснабжения должны отвечать требованиям Правил устройства электроустановок.

4.1. Основное оборудование установок солнечного горячего водоснабжения

Для установок солнечного горячего водоснабжения следует применять проточные солнечные коллекторы с одинарным или двойным остеклением.

В установках солнечного горячего водоснабжения следует использовать водяные насосы, применяемые в системах горячего водоснабжения и отопления зданий. При применении в солнечных установках горячего водоснабжения антифризов следует применять насосы типа ЦВЦ или другие насосы аналогичной герметичности.

При установке циркуляционных насосов в жилых домах следует применять малошумные насосы или принимать меры к снижению шума и вибраций до норм, допустимых СНиП 11-12-77.

Передача теплоты из одного контура установки солнечного горячего водоснабжения в другой осуществляется скоростными или пластинчатыми теплообменниками и баками-аккумуляторами с теплообменниками. При расчете поверхностей теплообменников следует принимать величину среднелогарифмического

температурного напора, но не более 5°С.

4.2. Основные требования к конструированию установок солнечного горячего водоснабжения

Выбор установок солнечного горячего водоснабжения в зависимости от типа и назначения здании может производиться согласно данных, представленных в табл. 4.1.

Установки солнечного горячего водоснабжения с естественной циркуляцией, как правило, следует применять при площади солнечных коллекторов до 10 м2.

Сезонные установки без дублирующего источника теплоты с принудительной циркуляцией должны работать в режиме с постоянной температурой горячей воды.

В качестве теплоносителя в теплоприемном контуре коллекторов солнечной энергии (КСЭ) двухконтурных установок следует применять, деаэрированную воду или нетоксичный и негорючий антифриз. Допускается применение антифризов на основе зтиленгликоля. В этом случае следует применять баки-аккумуляторы с двумя независимыми теплообменниками или трехконтурную установку.

Установки солнечного горячего водоснабжения должны быть взаимосвязаны с дублирующими тепловыми источниками (котельной, ТЭЦ, электрокотлом и т. п.), используемыми в качестве догревателя воды предварительно нагретой установкой солнечного горячего водоснабжения.

В летних душевых кабинах располагаемый (свободный) напор у смесителя душа следует принимать не менее 1,5 м. При этом к каждому смесителю должна осуществляться самостоятельная подводка горячей и холодной воды, коллекторное распределение воды в этом случае не рекомендуется.

Пространственное размещение солнечных коллекторов следует определять с учетом типа застройки, ландшафтных и климатических условий, возможностей строительной площадки.

Оптимальной ориентацией солнечных коллекторов считается юг с возможными отклонениями на восток до 20°, на запад — до 30°.

Угол наклона солнечных коллекторов к горизонту следует принимать для установки, работающей круглый год, равным широте местности; в летний период — широте местности минус 15°; в отопительный период — широте местности плюс 15°.

Расчет опорных конструкций под солнечные коллекторы следует вести с учетом ветровой и снеговой нагрузок. При строительстве установок солнечного горячего водоснабжения в сейсмических районах конструкции следует проектировать с учетом сейсмических воздействий.

При проектировании установок солнечного горячего водоснабжения на просадочных грунтах следует предусматривать, чтобы грунты под зданиями и сооружениями не замачивались при сбросе и утечке теплоносителя.

При разработке установок солнечного горячего водоснабжения следует предусматривать:

— тепловую изоляцию баков-аккумуляторов, теплообменников и трубопроводов. Термическое сопротивление тепловой изоляции трубопроводов и оборудования должно обеспечивать потерю тепла не более 5%;

— устройства для опорожнения и заполнения гелиоприемного контура. В каждой установке солнечного горячего водоснабжения следует предусматривать устройства для удаления воздуха из нее;

— возможность мойки солнечных коллекторов от грязи и пыли.

В установках с естественной циркуляцией следует присоединять: трубопроводы, подающие воду в солнечные

коллекторы, а также водопроводную воду — к нижней части бака — аккумулятора, а трубопроводы, отводящие нагретую воду от солнечных коллекторов и подающие ее в систему горячего водоснабжения — к верхней части бака-аккумулятора. Для соединения солнечных коллекторов с баком-аккумулятором следует использовать трубы с диаметром условного прохода не менее 25 мм.

Прокладку магистральных трубопроводов установок солнечного горячего водоснабжения следует предусматривать с уклоном не менее 0,01 — для установок с естественной циркуляцией теплоносителя; 0,002 —для установок с насосной циркуляцией теплоносителя.

Уклоны труб подводок к солнечным коллекторам следует принимать равными 5-10 мм на всю длину подводки.

При расстановке солнечных коллекторов расстояние между рядами или блоками солнечных коллекторов по горизонтали следует, принимать равным 1,7 высоты ряда или блока солнечных коллекторов при круглогодичном действии установки и равным 1,2 высоты ряда — при летней работе установки.

В проекте, как правило, следует предусматривать возможность измерения температуры на входе и на выходе теплоносителя из групп солнечных коллекторов (при параллельном присоединении этих групп), теплообменников, баков-аккумуляторов, а также установки манометров в нижней точке теплоприемного контура.

Для обеспечения постоянной температуры горячей воды, выходящей из установки солнечного горячего водоснабжения, следует использовать автоматические регуляторы температуры.

Для управления циркуляционными насосами установки солнечного горячего водоснабжения, работающей с постоянным расходом теплоносителя в теплоприёмном контуре, следует применять дифференциальные терморегуляторы, один датчик которых устанавливается на нижней поверхности пластины солнечного коллектора последнего по ходу теплоносителя, а второй — в баке-аккумуляторе на уровне входного патрубка холодной воды, а в скоростном теплообменнике — на патрубке выхода горячей воды из него.

Для более эффективной работы солнечные коллекторы следует соединять в группы по смешанной схеме. Движение теплоносителя в солнечных коллекторах следует предусматривать снизу вверх.

В установках солнечного горячего водоснабжения с большой площадью солнечных коллекторов следует предусматривать возможность отключения отдельных секций в случае выхода их из строя без остановки всей установки.

В установках солнечного горячего водоснабжения с площадью солнечных коллекторов более 25 м2 следует предусматривать установку резервного насоса в теплоприёмном контуре.

Для удобного и безопасного обслуживания оборудования и арматуры установки горячего водоснабжения в проекте следует предусматривать постоянные площадки и лестницы с перилами

высотой не менее 0,9 м, имеющие сплошную обшивку перил понизу не менее 0,1 м. Переходные площадки и лестницы должны иметь перила с обеих сторон.

Применение гладких площадок и ступеней лестниц запрещается. Лестницы должны иметь, ширину не менее 0,6 м, высоту между ступенями не более 0,2 м, ширину ступеней не менее 0,08 м. Лестницы высотой более 1,5 м должны устанавливаться с углом наклона к горизонтали не более 50°.

Ширина свободного прохода для обслуживания солнечных коллекторов, арматуры, контрольно-измерительных приборов и другого оборудования должна быть не менее 0,8 м.

Обслуживание установок солнечного горячего водоснабжения на высоте до 5 м от поверхности земли, перекрытий или рабочих настилов допускается с приставных лестниц и передвижных вышек, отвечающих требованиям СНиП Ш-4-80.

1. Плоский солнечный коллектор — предназначен для

преобразования солнечной энергии в тепловую энергию теплоносителя: теплоприемник (абсорбер) — алюминиевая трубчато­листовая конструкция с селективным покрытием «Алюминиевая чернь». Алюминиевые трубки увеличенного диаметра (016) обеспечивают многолетнюю работу коллектора на жесткой воде. Прозрачная изоляция — сотовый полипропилен. Стоек к воздействиям ударных нагрузок, кислотных дождей и ультрафиолетового излучения. Хорошо пропускает длинноволновое солнечное излучение; теплоизоляция — 16 миллиметровое иглопробивное

стеклополотно с отражающей алюминиевой фольгой; корпус — анодированный алюминиевый профиль стойкий к морскому воздуху.

2. Одноконтурный солнечный бойлер — предназначен для дозированной подачи холодной воды в зону нагрева и ее аккумулирования. Емкость бойлера изготовлена из высококачеставенной стали толщиной 3 мм (или нержавеющая сталь) и с внешней стороны покрыта эмалевопорошковым составом. Коррозионная стойкость в морском климате обеспечивается термополяризацией покрытия в печи при температуре 200 гадусов Цельсия. Емкость бойлера теплоизолирована минераловатным утеплителем толщиной 50 мм (падение температуры воды в бойлере за ночь — 1 гадус Цельсия).

Указания по монтажу:

• ориентация: южное направление с отклонением по азимуту до +30 град., при наклоне к горизонту 30 град;

• строго горизонтальная выставка коллекторов; выдерживание величин указанных уклонов циркуляционных трубопроводов;

• в связи с возможностью разрушения абсорбера в результате замерзания воды в нем, при снижении температуры воздуха до +3 град. С, воду из коллектора слить;

• бак аккумулятор и трубопроводы теплоизолировать отражающей изоляцией;

• участок конструкции здания, на котором устанавливаются ТОГ, должен обладать достаточной прочностью и устойчивостью;

• на входе в ТОГ установить фильтр грубой очистки;

• нижняя точка бака-аккумулятора должна быть выше верхней точки коллектора и не далее от коллектора.

Указания по эксплуатации:

• открыть водопроводный кран и отрегулировать поплавковый клапан;

• удалить из циркуляционного контура воздушные пробки (принудительно подают под напором воду в обратный циркуляционный трубопровод до удаления воздушной пробки);

• мыть прозрачную изоляцию (сотовый полипропилен) 1 раз в месяц;

• мыть бак-накопитель и гелиоконтур от илистых осадков 1 раз перед сезоном;

• не позднее 30 октября необходимо отключить ТОГ от водопровода, слив воду, отвинтив пробки.

• Производитель: Украина;

Термосифонные двухконтурные солнечные системы (Греция) для обеспечения горячей водой в весенне-летний период мини­гостиниц на 20-35 чел. с потребностью 700/1000 л/сут. Период использования 20.03 — 01.11.

Термосифонная одноконтурная солнечная система — конструкция, которая объединяет в себе плоский солнечный коллектор, двухконтурный солярный бойлер, группу безопасности и крепёжную монтажную раму.

Двухконтурный солярный бойлер — предназначен для аккумулирования горячей воды.

Система поддержания оптимальной температуры — ТЭН с термостатом и магниевым анодом, N = 4 кВт.

Группа безопасности — воздухосбрасывающий клапан (Траб.= 150 °С, Р = 1,5 кг/см2), подрывной клапан (Р = 10 кг/см2).

Основные технические характеристики термосифонной солнечной

системы.

Т акже ООО «ЭКОСТРОЙ» предлагает:

Солнечные системы REGULUS SOL 200. В систему входят:

— солнечные коллекторы — 2 коллектора КРС2 — ВР (Чехия);

— воздухоотводчик — автоматический 3/8 до 150 0С;

— вонтролёр — SR — 1.1 в комплекте 2 датчика типа NTC;

— насосный узел R — 125 — в комплекте с насосом 25/4, датчиком температуры, группы безопасности, кранами заправки;

— расширительный бак — 12 л., 6 Бар;

— монтажный узел — набор для крепления

присоединительный комплект фитингов для гелиоантифриз (-30 0С), 10 л.

— резервуар — бойлер с одним теплообменником, возможностью установки ТЭНа с термостатом).

Солнечные системы REGULUS SOL 300. В систему входят: — солнечные коллекторы — 3 коллектора КРС2 — ВР (Чехия);

— воздухоотводчик — автоматический 3/8 до 150 0С;

— контролёр — SR — 1.1 в комплекте 2 датчика типа NTC;

— насосный узел R — 125 — в комплекте с насосом 25/4, датчиком температуры, группы безопасности, кранами заправки;

— расширительный бак — 18 л., 6 Бар;

— монтажный узел — набор для крепления коллекторов, присоединительный комплект фитингов для коллекторов,

— гелиоантифриз (-30 0С), 15 л.;

— резервуар — бойлер с одним теплообменником, V = 300 л. (с возможностью установки ТЭНа с термостатом).

Солнечные системы REGULUS SOL 400. В систему входят:

— солнечные коллекторы — 4 коллектора КРС2 — ВР (Чехия);

— воздухоотводчик — автоматический 3/8 до 150 0С;

— контролёр — SR — 1.1 в комплекте 2 датчика типа NTC;

— насосный узел R — 125 — в комплекте с насосом 25/4, датчиком температуры, группы безопасности, кранами заправки;

— расширительный бак — 25 л., 6 Бар;

— монтажный узел — набор для крепления коллекторов, присоединительный комплект фитингов для коллекторов;

— гелиоантифриз (-30 0С), 20 л.;

— резервуар — бойлер с одним теплообменником, V = 400 л. (с возможностью установки ТЭНа с термостатом).

Солнечные системы REGULUS SOL 1000. В систему входят:

— солнечные коллекторы — 8 коллекторов КРС2 — ВР (Чехия);

— воздухоотводчик — автоматический 3/8 до 150 0С;

— контролёр — SR — 1.1 в комплекте 2 датчика типа NTC;

— сепаратор воздуха;

— насосный узел R — 125 — в комплекте с насосом 25/4, датчиком температуры, группы безопасности, кранами заправки;

— расширительный бак — 50 л., 6 Бар;

— монтажный узел — набор для крепления коллекторов, присоединительный комплект фитингов для коллекторов, гелиоантифриз (-30 0С), 40 л.

— резервуар — бак — аккумулятор, V = 1000 л. скоростной теплообменный аппарат.

Стоимость гелиосистем

По данным компании «Экострой», на октябрь 2008 года сложились следующие цены на гелиоустановки.

1. Одноконтурные термосифонные гелиосистемы украинского производства.

2. Курс гривны для перерасчета принят 7,5 грн. х 1€.

2. Сезонные двухконтурные термосифонные гелиосистемы (производство Г реция)

3. Круглогодичные двухконтурные термосифонные гелиосистемы (производство Греция)

Примечание: стоимость монтажных и пусконаладочных работ в стоимость оборудования не включена и составляет около 25% от стоимости оборудования.

Экономические показатели. Сравнительная стоимость нагрева

1 3

1 м воды для населения с использованием разных источников энергии (цены на энергоносители взяты по состоянию на август 2008 года).

4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ УСТАНОВОК ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ НАГРЕВА ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ НА ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВЫЕ НУЖДЫ

Фирма производит несколько типоразмеров этих коллекторов (АР2, АР-3, АР-4, АР-5 и др.), которые отличаются размерами,

производительностью и примененными. конструкционными материалами. Приводим техническую характеристику наиболее

распространенного коллектора АР-5.

Основные объекты, где установлены гелиосистемы ООО ТПК «АФРОС»:

Кастрополь. Санаторный корпус.

S гелиосистемы 150 м2. Производительность: 18000 л/сутки (t=50°C)

Алупка. Частный коттедж. S гелиополя 8 м2.

Произв одительность :900 л/сут.

Севастополь, п. Кача.

S гелиополя 48 м2. Произв одительность :600 л/сутки (t=50°C).

Детский оздоровительный центр ""Альбатрос". Учкуевка. S гелиополя 150 кв. м.

Производительность:

18000 л/сутки"

Севастополь. п. Кача. База отдыха ""Берег"". S гелиополя на одном доме 4 м2.

Произв одительность :450 л/сутки (t=55°C)

Частный дом. Кацивели. S гелиополя 8 кв. м Произв одительность :900 л/сутки

Гурзуф. Детский лагерь ""Жемчужный берег"". S гелиополя 24 м2. Производительность 2500 л/сутки.

Малый маяк. Частная гостиница. S гелиополя 6 м2. Производительность 700 л/сутки.

ООО «КРЫМСКАЯ ТЕПЛОВАЯ КОМПАНИЯ».

Работает в городе Севастополь, ул. Маринеско, 21-а, тел. ф. (692) 47 — 56 — 02, 46 — 11 — 98. Email: Krim-tk@optima. com. ua vvsgelios@bk. ru

Основными направлениями деятельности является:

— производство гелиоколлекторов;

— монтаж гелиосистем горячего водоснабжения, отопления и нагрева бассейнов с целью экономии органического топлива и снижения выбросов загрязняющих веществ в окружающую природную среду;

— монтаж внутренних и наружных систем горячего и холодного водоснабжения;

— монтаж систем отопления (радиаторное отопление, электрические и гидравлические «теплые полы»);

— монтаж автономных котельных на жидком, газообразном и твердом топливе.

Диапазон мощностей изготовленных гелиоустановок колеблется от малых (5-15 кВт — частный дом, мотель) до крупных (0,4 МВт — санаторий, плавательный бассейн и т. д.).

Специалисты компании прошли обучение на дочернем предприятии фирмы «DOMA Solartechnik» (Германия). Гелиоколлекторы, выпускаемые фирмой имеют международный сертификат № 9806-2 ISO 9001 и немецкий сертификат № 02-328-126 DIN. Конструкция гелиоколлектора запатентована в Украине (патент № 42584 А), отвечает требованиям ГОСТ 28310-89 «Коллекторы солнечные. Общие технические условия», отличается высокой скоростью монтажа, малым удельным весом, что снижает металлоемкость опорных конструкций и время сборки системы. Компания имеет лицензию АА № 744545 Госстроя Украины на производство монтажных и пуско-наладочных работ.

Предлагаемые системы наиболее эффективны на объектах, теплоснабжение и горячее водоснабжение которых осуществляется от котельных, использующих жидкое топливо (печное топливо, мазуты, дизтопливо). Максимальный эффект достигается на курортно — рекреационных объектах, где пик потребления горячей воды совпадает с максимальным количеством солнечных часов в день. Предлагаемые гелиосистемы, благодаря совершенной системе автоматического управления, надежно работают совместно с автоматизированными котельными. Причем, возможна работа без присутствия обслуживающего персонала.

Преимуществом продукции является весьма широкий типоразмерный ряд гелиоколлекторов (28 видов) площадью от 1,5 м2 до 15,2 м2 и конструкция, позволяющая изготавливать

гелиоколлекторы любой геометрической формы и интегрировать их в крышу в качестве кровельного материала.

Абсорбер имеет селективное покрытие с большим коэффициентом преобразования солнечной энергии в тепловую, трубки коллектора изготовлены из меди. Специальные резиновые уплотнители выдерживают высокие температуры и солнечное излучение. Теплоизоляция из базальтовой ваты позволяет и антисептированный деревянный корпус обладают высокими теплоизоляционными свойствами, устойчивы к морскому климату и высоким температурам. Благодаря этому солнечный коллектор обладает высокой надежностью и отличными теплотехническими свойствами.

Гарантия на гелиоколлекторы, выпускаемые фирмой, 10 лет при расчетном сроке эксплуатации 25 лет. Выполняется гарантийное и послегарантийное обслуживание.

В состав изготавливаемых ООО «Крымская тепловая компания» гелиосистем входят: гелиоколлекторы, емкость —

аккумулятор тепловой энергии со встроенным, либо выносным теплообменником, запорно-регулирующая арматура, приборы безопасности, насосные группы и блок регулирующей автоматики. Все оборудование размещается во внутренних помещениях. Гелиоколлекторы размещаются на кровле зданий, либо открытых площадках с ориентацией на юг. Гелиосистема представляет собой двухконтурную систему горячего водоснабжения круглогодичного действия. В первом контуре циркулирует незамерзающий теплоноситель, во втором — вода. Это дает следующие преимущества перед одноконтурными системами:

— увеличенный до 25-30 лет срок службы. В гелиосистеме отсутствует коррозия, так как трубки гелиоколлектора медные и в них циркулирует антифриз с ингибитором коррозии;

— использование солнечной энергии в течение всего срока эксплуатации, а не только в теплый период года, сокращает срок окупаемости в 1,5 раза.

Гелиосистемы рассчитаны на замещение тепловой нагрузки на горячее водоснабжение в теплый период года, и частичное в остальное время года, с последующим догревом от котельной или ТЭНов. Блок автоматики позволяет управлять работой гелиосистемы без вмешательства человека, автоматически включая насосы при достижении достаточного уровня тепловой энергии от солнца и поддерживая заданную температуру в бойлере.

Все материалы, используемые в гелиоустановке, имеют большой срок службы (25-30 лет) при сроках окупаемости от 2,5 до 7 лет, в зависимости от стоимости замещаемой энергии и первоначальных капитальных вложений.

Стоимость готовой гелиосистемы составляет от 1200 до 3500 гривен за 1 м2 гелиополя. С одного квадратного метра гелиополя, в теплый период года, снимается от 100 до 120 литров горячей воды температурой 45-55 °С. За год количество получаемой тепловой энергии составляет до 3,7 МДж/м.

Примеры изготовленных систем OOO «Крымская тепловая компания»

Двухконтурная гелиоустановка горячего водоснабжения в санатории «Ай-Петри» (пгт. Мисхор) Двухконтурная гелиоустановка горячего водоснабжения санатория «Ай — Петри» (пгт. Мисхор) площадью 420,0 м2. Производительность до 50,0 м3/сут горячей воды температурой 45-60 0С. Гелиоустановка является одной из крупнейших действующих гелиосистем в Украине.

Двухконтурная гелиоустановка горячего водоснабжения, отопления и подогрева бассейна пансионата «Горное солнце» (пгт. Алупка). Первая смонтированная в Украине гелиосистема с использованием вакуумных гелиоколлекторов для отопления и нагрева бассейна. Площадь поля вакуумных гелиоколлекторов фирмы «Thermosolar» (Словакия) 40,0 м2. Площадь отопления 1200,0 м2, производительность по горячей воде — до 2,5 м3/сут, подогрев

бассейна — 12 м3. Система смонтирована специалистами ООО «Крымская тепловая компания».

Гелиоустановка горячего водоснабжения административного корпуса базы отдыха «Вязовая роща» (п. Орловка) площадью 18,8 м2. Благодаря высокой жесткости корпуса, малому удельному весу и модульной конструкции гелиоколлектора металлоемкость опорных конструкций и сроки монтажа снижены в 1,5-2 раза по сравнению с другими солнечными коллекторами.

Гелиоустановка горячего водоснабжения круглогодичного ействия пансионата «Альбатрос» — .(г. Севастополь). Площадь гелиополя 100,0 м2. Производительность гелиоустановки до 11,0 м3 горячей воды в сутки. Особенностью является несущая конструкция гелиосистемы, выполненная без опоры на «мягкую» кровлю здания, что позволяет выполнять ее обслуживание и текущий ремонт.

Гелиоустановка горячего водоснабжения коттеджа (с. Орловка). Площадь гелиоколлектора 4,8 м2. Гелиоколлектор смонтирован на кровле из металлочерепицы.

Гелиоустановка горячего водоснабжения базы отдыха «Прометей» Таврического национального университета (г.

Г елиосистема горячего водоснабжения пансионата «Берег» (п. Орловка) площадью 187,5 м2 в процессе монтажа.

Гелиоустановка горячего водоснабжения детского лагеря «Ласпи», площадью 50 м2 (бухта Ласпи).

ООО «ЭКОСТРОЙ», г. Феодосия, ул. Федько, 87, 98107, e-mail: ekostroy@ekostroy. com. ua, www. ekostroy. com. ua

Осуществляет комплектацию и поставку потребителям комплектов оборудования:

Термосифонные одноконтурные солнечные системы (Украина) для обеспечения горячей водой в весенне-летний период частных домов, дач, душевых павильонов. Период использования 20.04-01.10.

Это конструкция, которая объединяет плоский солнечный коллектор, емкость с водой с поплавковой системой водоподачи и монтажную раму. Поставляется в виде готовой

к подключению системы с ограничением мощности до 200 л/день. Теплоносителем в ОТГ, воспринимающим солнечную энергию, является нагреваемая для бытовых нужд вода. При нагреве от солнечного излучения плотность воды в коллекторе уменьшается, что приводит к перемещению ее по трубопроводам теплосъема через верхнюю точку коллектора (термосифонный эффект) в верхнюю часть емкости с водой. Одновременно холодная вода с нижней части емкости стекает к нижнему входному патрубку коллектора, осуществляя, при наличии солнечного излучения, постоянную циркуляцию в системе.

В баке с водой образуются две температурные зоны:

Зона с горячей водой (июль — +73 град. С; апрель, октябрь — +48 град. С), верхняя треть бака;

Зона с холодной водой — нижняя треть бака.

Отбор воды потребителю осуществляется из наиболее прогретых верхних слоев, что позволяет пользоваться горячей водой до полного прогрева бака.

Модульные солнечные установки с естественной циркуляцией наиболее распространенный тип гелиосистем. Производительность одного модуля 200-600 л/сутки. Для достижения большей производительности увеличивают количество модулей. Особенностью монтажа для всех гелиосистем с естественной (гравитационной) циркуляцией является необходимое условие — расположение бака-аккумулятора над солнечными коллекторами. Модульные установки энергонезависимы, относительно недороги.

Гелиосистемы с принудительной циркуляцией.

Данная схема применяется в случае монтажа гелиополей большой площади и невозможности выполнения схем с

естественной циркуляцией. Бак-аккумулятор располагается ниже солнечных коллекторов (пристроенные помещения, цокольные

этажи, помещения котельной…). Гелиополе, состоящее из солнечных

коллекторов и теплообменник емкости-накопителя соединяются

между собой в замкнутую систему, в которой под давлением циркулирует теплоноситель (антифриз). Коллектора, поглощая
солнечную энергию, нагревает теплоноситель, который поступает в теплообменник ёмкости-накопителя, где отдает тепло сетевой воде. Циркуляция теплоносителя происходит за счет работы циркуляционного насоса. Электронный контроллер управляет работой циркуляционного насоса, включая его при достижении необходимой минимальной разности температур в коллекторе и теплообменнике или выключая при отсутствии целесообразности циркуляции.

ООО ТПК "АФРОС" — 99011, Украина, Крым, г. Севастополь, ул. Одесская, 3/2 т/ф: +38(0692) 54-18-52, 54-79-

48http://www. afros. com. ua e-mail: afros@sevcable. net

Фирма работает в городе Севастополе, производит солнечные коллекторы, комплектует и монтирует гелиосистемы любой сложности для:

— автономного горячего водоснабжения;

— подогрева воды в бассейнах;

— частичного или полного отопления;

— использования горячей воды в технологических целях.

Качество компонентов поставляемых гелиосистем

подтверждено государственными испытаниями в сертифицированных лабораториях. Коллекторы соответствуют ТУ У 29.7-30120646-002­2002 (АМГА .065148.001ТУ) и Standart License Corporation "Broadway Technology".

Солнечные панели фирмы "Афрос" запатентованы в Украине.

Вакуумная труба — основной элемент солнечной установки. Она состоит из двух боросиликатных трубок, устойчивых к химическим и термическим нагрузкам. Внешняя поверхность внутренней трубки покрыта поглощающим излучение селективным слоем. Эта покрытая трубка закрыта с одного конца, а другим концом прикреплена к внешней трубе. В пространстве между внутренней и внешней трубами создан вакуум для предотвращения потерь теплоты.

Вакуумные тепловые трубы преобразуют солнечную энергию в тепловую, которая передается с высокой степенью поглощения и незначительными потерями тепловой трубе посредством алюминиевого оребрения, она обладает такими характеристиками, которые позволяют воспринимать низкотемпературное тепло.

Вакуумные трубы преобразуют солнечную энергию в тепловую, которая передается медным U-образным трубкам с высокой степенью поглощения и незначительными потерями посредством алюминиевого оребрения. Жидкость (вода или антифриз) в U — образной трубе нагревается и тепловая энергия передается через медный теплообменник воде в емкости.

Коллектор испытан на давление 1,0 МПа, рабочее давление в системе — 0,6 МПа.

Солнечные водонагреватели могут использоваться в качестве первой ступени для предварительного подогрева воды в обычных топливных системах горячего водоснабжения.

По экономическим соображениям за счет солнечной энергии целесообразно покрывать до 80 % нагрузки горячего водоснабжения, поэтому необходимо использовать наряду с коллекторами солнечной энергии также дополнительные источники энергии.

1 — солнечные коллекторы, 2 — блок управления системой, 3 — выход теплой воды, 4 — проточный водонагреватель, котёл.

Возможны следующие варианты установки теплообменников:

A) Жидкость, нагретая в солнечном коллекторе подводится к теплообменнику, расположенному под медным теплообменником тёплой бытовой воды. Оба теплообменника находятся в воде, нагреваемой от котла.

B) Жидкость, нагретая в солнечном коллекторе подводится к теплообменнику, расположенному вокруг медного теплообменника тёплой бытовой воды. Оба теплообменника находятся в воде, нагреваемой от котла.

C) Жидкость, нагретая в солнечном коллекторе подводится к теплообменнику, расположенному на наружной части котла. Догревает воду внутри ёмкости, нагреваемую от котла, которая в свою очередь нагревает медный теплообменник с тёплой бытовой водой. Такой вариант менее эффективен по сравнению с A и B, но дешевле.

В качестве дополнительного источника может использоваться электронагреватель или топливный котел. Для индивидуальных потребителей следует рекомендовать использовать водонагреватели с естественной циркуляцией воды или компактные устройства, поскольку они имеют хорошую эффективность при невысокой цене и просты в конструктивном отношении, а следовательно, и надежны.

1 — воздухоотделитель с шариковым клапаном, 2 — датчик температуры в солярной системе, 3 — солнечный коллектор, 4 — солярная группа, 5 — мембранный сосуд солярной системы, 6 — сливной клапан, 7 — контроллер солярной установки, 8 — бак-аккумулятор системы горячего водоснабжения с одним змеевиком и ТЭНами, 9 — ТЭН, 10 — датчик температуры системы горячего водоснабжения в баке-аккумуляторе, 11 — газовый котел с модульной мощностью

Рис. 3.8. Система солнечного теплоснабжения с буферным баком-аккумулятором для поддержки системы центрального отопления.

1 — воздухоотделитель с шариковым клапаном, 2 — датчик температуры в солярной системе, 3 — солнечный коллектор, 4 — насос накачивающий пластинчатый теплообменник, 5 — солярная группа, 6 — мембранный сосуд солярной системы, 7 — бак-аккумулятор системы горячего водоснабжения с двумя змеевиками, 8 — контроллер солярной установки, 9 — ТЭН, 10 — датчик температуры системы горячего водоснабжения в баке-аккумулятор, 11 — циркуляционный насос, 12 — циркуляционный насос накачивающий

теплообменник горячей воды, 13 — котел центрального отопления, 14 — циркуляционный насос солярной установки накачивающий буферный бак — аккумулятор, 15 — циркуляционный насос центрального отопления

накачивающий буферный бак-аккумулятор, 16 — датчик температуры в буферном баке-аккумуляторе, 17 — циркуляционный насос центрального отопления, 18 — пластинчатый теплообменник, буферный резервуар.

Нагрев бассейнов в межсезонье при использовании тепловых коллекторов.

11

Рис. 3.10. Комбинированная система солнечного теплоснабжения с печью или ТЭНами.

1 — воздухоотделитель с шариковым клапаном;

2 — датчик температуры в солярной системе; 3 — солнечный коллектор; 4 — солярная группа; 5 — мембранный сосуд солярной системы; 6 — сливной клапан; 7 — контроллер солярной установки; 8 — бак-аккумулятор системы горячего водоснабжения с одним змеевиком и ТЭНами; 9 — ТЭН; 10 — датчик температуры системы горячего водоснабжения в баке-аккумуляторе; 11 — котел местного отопления.

Главным препятствием широкого применения тепловых коллекторов является опасность размораживания системы в зимний период. Именно этот фактор и разрушает большинство гелиосистем. И как бы мы не утепляли трассу и сами гелиоприемные площади, риск размораживание системы остается высоким.

Выходом их этого неприятного состояния — установки двухконтурной системы. Она частично похож на одноконтурную систему с принудительной циркуляцией. Однако между баком аккумулятором и гелиополем устанавливается дополнительный теплообменник.

ори чан ВО, ELI

j о a j о о

Уішаїле

нне

тло. щяя ваш

Тепло

Рис. 3.3. Общая схема двухконтурной системы

В результате мы имеем два контура циркуляции теплоносителя, в которых независимо циркулирует телоносители. Это дает возможность заполнять первый контур морозостойким носителем. Второй контур заполняется обычной жидкостью.

Так же этот прием позволяет увеличить число контуров до трех и более. Каждый циркулирующий контур может применяться для отдельных целей. Например, один из вторичных контуров используется для обогрева полов, когда как другой идет на нагрев воды для кухни.

Обогреї Періьш Конттр

^Дущ

Второй Контлр ^Кухни Третин Контор

На рис. 3.5 показаны конструкции водяных баков — аккумуляторов вместимостью 200…500 л, которые часто применяются в водонагревательных гелиоустановках (Мхитарян Н. М.)

многоконтурных бойлнров, где догрев воды, предварительно нагретой в гелиосистеме, можно производить за счет электрического нагревателя и котлов, работающих на традиционных видах топлива.

Водяные баки-аккумуляторы выполняются, как правило, в виде вертикальной конструкции с высотой, превышающей в 3…5 раз его диаметр, для обеспечения температурного расслоения воды в баке. Внутренняя поверхность бака тем или иным способом защищается от коррозии (эмалируется или изготавливается из нержавеющей стали). Внутри бака иногда устанавливаются горизонтальные перегородки, способствующие температурному расслоению массы воды, так как пониженные значения температуры воды в нижней части, куда подается теплота из солнечного коллектора, увеличивают эффективность работы гелиоустановки. Отбор горячей воды производится из верхней части бака.

Для повышения эффективности теплоотбора, а следовательно увеличения общего КПД солярной системы применяют

принудительную циркуляцию теплоносителя. В состав подобной «активной» системы солнечного отопления входят коллектор солнечной энергии, аккумулятор теплоты, дополнительный

(резервный) источник энергии, теплообменники для передачи теплоты из КСЭ в аккумулятор и из него к потребителям, насосы или вентиляторы, трубопроводы с арматурой и комплекс устройств для автоматического управления работой системы. Солнечный коллектор обычно устанавливается на крыше дома, остальное оборудование гелиосистемы отопления и горячего водоснабжения дома размещается в подвале. Там устанавливаются основной аккумулятор теплоты, теплообменник для подогрева воды, бак для аккумулирования горячей воды, теплообменник для нагрева воздуха для отопления дома, расширительный бак и теплообменник для передачи теплоты от антифриза к воде. Снаружи дома находится теплообменник, предназначенный для сброса избыточного количества уловленной солнечной теплоты в летний период.

1.-солнечный коллектор 1620x630x38 (мм); 2-насос ВК 1/16, 0=3,6куб. м.,Н=16м., в. ст. с эл. двигателем А0Л2-22-Н, N=1,5kBt, п=1450 об/мин; 3-водоводяной скоростной водонагреватель ПВВ-12, Dk=219MM, L=4000mm; 4-бак горячей воды; 4′-бак холодной воды; V=15куб. м., разм. 3200x2000x2509 (Ь)мм; 5-уравнительный бачок с шаровым краном V=0,25куб. м. разм. 1000x500x500 (Ь)мм; 6-грязевик Dk=159×4,5, Н=390мм, для тр.57хЗ

Рис. 3.2. Схема с принудительной циркуляцией теплоноситея

Сравнение активных и пассивных гелиосистем дает

возможность выявить их преимущества и недостатки. Преимущества активных гелиосистем связаны с легкостью и гибкостью интегрирования систем со зданием, возможностью автоматического управления работой системы и снижением тепловых потерь. Однако при применении активных гелиосистем часто возникают проблемы, обусловленные недостаточной надежностью оборудования, в том числе систем автоматического управления. В отличии от них пассивные системы просты, надежны в работе и недороги, но они также имеют недостатки. прежде всего возникают трудности с поддержанием температурного режима, необходимого для

обеспечения теплового комфорта в отапливаемых помещениях. В гибридных системах можно соединить достоинства активных и пассивных элементов и устранить многие недостатки, повысив тем самым эффективность систем при умеренных капиталовложениях.

1- коллектор (приемник) солнечной энергии; 2 — датчик разности температур; 3 —

аккумуляторный бак с открытым отбором воды; 4 — подача воды; 5 — насос горячей воды; б — выход горячей воды; 7 — коллекторный насос.

Гелиоустановка (рис. 3.1), как правило, состоит из расходного бака холодной воды с поплавковым регулятором уровня, гелиоколлектора, бака-аккумулятора и регулирующей арматуры.

Бак-аккумулятор обычно расположен ниже расходного бака холодной воды. Циркуляция воды может быть естественная или принудительная.

Естественная циркуляция. Холодная вода подводится в расходный бак холодной воды, проходит через коллектор и поступает в бак-аккумулятор горячей воды. Затем, из его верхней части отводится потребителям горячей воды. Перечисленные элементы образуют контур естественной циркуляции воды. По подъемной трубе горячая вода из коллектора солнечной энергии поступает в бак — аккумулятор, а по спускной трубе из бака в коллектор поступает более холодная вода для нагрева за счет поглощенной солнечной энергии.

Солнечные водонагревательные установки с естественной циркуляцией теплоносителя являются саморегулирующимися системами и расход жидкости в них полностью определяется интенсивностью поступающего солнечного излучения, а также теплотехническими и гидравлическими характеристиками

солнечного коллектора, бака-аккумулятора и соединительных трубопроводов. Установки с принудительной циркуляцией

теплоносителя целесообразно использовать для горячего

водоснабжения крупных объектов. В них солнечный коллектор представляет собой большой массив модулей. Эти установки имеют большую термопроизводительность, но, как правило, они довольно сложны.

По принципу работы солнечные водонагревательные установки можно разделить на два типа: установки с естественной и

принудительной циркуляцией теплоносителя. В настоящее время много производится пассивных водонагревателей, которые работают без насоса, а, следовательно, не потребляют электроэнергию. Они проще в конструктивном отношении, надежнее в эксплуатации, почти не требуют ухода, а по своей эффективности практически не уступают солнечным водонагревательным установкам с принудительной циркуляцией.