3.3.1. Общие сведения

Гелиоустановки с естественной циркуляцией теплоно­сителя в контуре гелиоколлектора имеют достаточно ши­рокое распространение благодаря простой конструкции, автономности работы и простоте эксплуатации.

В таких гелиоустановках тепловой аккумулятор раз­мещается выше гелиоколлектора на 1 м. После восхода Солнца вода в гелиоколлекторе постепенно нагревается, и ее плотность становится меньше плотности воды в тепло­вом аккумуляторе. Благодаря этому возникает разность давлений, величина которой зависит от разности удельно­го веса воды в различных ветвях контура и относительно­го расположения теплового аккумулятора и гелиоколлек­тора. В контуре гелиоколлектора предусмотрен обратный клапан для предотвращения возникновения обратной цир­куляции. Вследствие разности давлений он открывается, и вода начинает двигаться в контуре гелиоколлектора. По­сле полудня интенсивность солнечной радиации спадает, температура воды в коллекторе снижается, циркуляция теплоносителя постепенно уменьшается и, наконец, пре­кращается. Такой гелиосистеме свойственна устойчивость, потому что прирост температуры воды в гелиоколлекторе вызывает прирост расхода теплоносителя, а это, в свою очередь, приводит к уменьшению подогрева воды. Таким образом, работа установки саморегулируется.

Расчеты гелиосистем с естественной циркуляцией те­плоносителя отличаются от расчетов систем с принуди­тельной циркуляцией. При принудительной циркуляции можно задавать закономерность изменения расхода те­плоносителя и, в зависимости от этого, определять темпе­ратуру теплоносителя на выходе из гелиоколлектора при известных его характеристиках. Это позволяет выполнять проектные расчеты, согласно которым можно заблаговре­менно определить количество воды, нагретой до заданной температуры. В гелиоустановках с естественной циркуля­цией теплоносителя взаимное влияние температуры воды и расхода теплоносителя усложняет проведение проект­ных расчетов. Можно осуществить только проверочные вычисления, согласно которым задается количество воды в тепловом аккумуляторе и определяется ее температура после окончания процесса подогрева. Для проверочных вычислений весь период работы установки распределяет­ся на небольшие промежутки времени, и в каждом из них методом последовательного приближения определяется расход теплоносителя и температура воды в тепловом ак­кумуляторе. Это очень кропотливая работа, которую необ­ходимо выполнять с помощью компьютеров.