Прорачун основних карактеристика соларних инсталација. Утицај климатских услова на избор режима рада инсталације. Класификација ССТ. Шематски дијаграм двухконтурной система.
Системи соларног грејања (ССТ) постају све више популаран у многим земљама света. Посебно су импресивни напредак у соларне теплоэнергетики у Европи, где је годишњи раст промета у индустрији у последњих десет година износио 11-12%.
Укупна површина соларних колектора (СБ), успостављена је данас у европским земљама, што чини више од 11 милиона м2. У протеклој деценији највише се брзо тржиште ССТ су се развили у Немачкој, Аустрији и Грчкој. Специфична површина соларних колектора до 2004. године био је у Грчкој 264 м2 на 1.000 људи, у Аустрији - 203 површина м2, а у просеку за земље Европске заједнице - 26 м2 на 1.000 становника. Развој овог сектора тржишта у Европи, у пратњи организација посебне кампање за промоцију нових технологија, као и финансијски и правни прописом и подршка.
Оштар раст трошкова органске изворе енергије у последње време дао развој соларне теплоэнергетики додатни подстицај. Чак и оне земље у Европи (Италија, Шпанија), у којима, без обзира на велике климатске потенцијал за коришћење соларне енергије, ова индустрија је развио спор, у периоду 2004-2005 донели додатне програме за његову употребу.
Светска искуства примене МЗ показује да је соларни систем грејања може да буде ефикасан и поуздан да се обезбеди топлу воду и грејање стамбених и јавних објеката, за грејање воде у базенима, па чак и сунчеве клима и за десалинизацију воде.
Више детаља успехе страних земаља у савладавању и коришћењу соларне енергије описује у специјализованим публикацијама, који, нажалост, то је практично недоступни широким круговима инжењерство јавности.
Како стоје ствари са стварањем системи соларног грејања у Русији данас? У великој мери успех у овој индустрији у Европи објашњени моћна законодавне и финансијску подршку у свим земљама европске заједнице. У нашој земљи, као што је, дакле, и друге подршке у потпуности недостају, и стога напредак у овој области је минимална, док је мали број система ипак створио и успешно ради.
Пре него што размотре специфичне шеме соларних система, потребно је да се разјасни, погодна уопште климатским условима Русије за њихово стварање и развој и које комплекси највећи потенцијал у нашим условима.
Прорачун основних карактеристика соларних инсталација
Под сунчевим теплоснабжением подразумева коришћење соларне енергије за обезбеђивање топле воде и грејања у стамбено-комуналне, домаћинство или производној области. За одређивање ефикасности соларног грејања у одређеном ставу или региону не само да је информација о климатским условима. Треба имати квантитативни подаци који карактеришу ефикасност примене соларних система (обично са равним СБ).
Постојеће методе обрачуна активне омогућавају да се на основу коришћења климатских информација и узимајући у обзир карактеристике примењује на опрему одредити њихове основне поставке, а то су:
- стопа замене топлотна оптерећења о'објекат (удео соларне енергије у покривању оптерећења) ф за одређени период времена (месец дана, сезоне, године);
- корисне теплопроизводительность инсталације Q за тај период;
- трг УО у инсталацију Ф.
Погодан величине за поређење различитих опција за коришћење постројења је специфична теплопроизводительность q, отнесенная до 1 м2 површине УО у инсталацију.
У раду [1] одржана прорачуни по дефиницији наведених главних карактеристика у различитим регионима Русије 39 према израчунатим насеља, релативно равномерно се налазе на територији земље. У текућем плану бавили следеће режима рада постројења:
- учествују у покривању оптерећења грејања и ГВС (режим грејања);
- учествују у покривању оптерећења само ГВС-у током целе године (режим током целе године топлу воду);
- учествују у покривању оптерећења само ГВС и само у неотопительный периоду (режим сезонски топле воде).
Прва два режима захтевају инсталацију на двухконтурной шеми, када се, у првом коллекторном петља расхладне течности је антифриз, а топлоте до потрошача у резервоар-батерија (БА) испао кроз размењивач топлоте. Сезонске инсталација може бити одноконтурными, испуњен водом.
Један од параметара за израчунавање термичка оптерећења. Оптерећење ГВС јединствена Одрезати и да се дефинише на основу једног појединца. У складу са тим и прорачун параметара соларне инсталације ГВС се практично врши на основу специфичне оптерећење (по једну особу). При томе резултати ће бити разноврсни, јер другог ф и К, добијених на основу једног човека, остају константа у сваком броју људи, под топлом водом, и само на подручју колектора расте са квадратом овом броју.
Много теже је одређивање оптерећења грејања, која је, поред климатских карактеристика, зависи од обима зграде, конфигурација, топлотна отпорност зидова и плоча и других фактора. Било универзални приступ је овде немогућ, и грејање оптерећење треба да буде одређен за сваки појединачни о'објекат (или сличне врсте о'објекти).
Другу групу параметара који се уносе у прорачун као и основне информације се представљају климатски подаци, а то је - просек за месец вредности укупног и разбацани зрачења на хоризонталну површину и просечна месечна температура ваздуха. Као извор података за обрачун поставља и топлотне карактеристике УО, се користе у овој инсталацији.
За израчунавање параметара постројења примењује тзв ф-метод [2].
Прави позитиван ефекат коришћења соларне инсталације (осим заштите животне средине) је потрошња горива. При одређивању такав резултат коришћења соларне инсталације у суштини знају ЕФИКАСНОСТ замењује горива уређај. У условима децентрализованог даљинског грејања (мале контролу котла и индивидуалне отопительно-клима топла вода котао) овај ЕФИКАСНОСТ се може узети једнак 0, 5. При том, у зависности од начина употребе инсталације и климатских услова у овом ставу специфична годишња (сезонска) горива (према прорачунима) креће се од 0, 05 до 0, 2 т века тако
Утицај климатских услова на избор режима рада соларне инсталације
Анализа низа поравнања резултата у раду [1], добијених по свим тачкама, омогућава вам да урадите следеће закључке у вези примене соларних система у Русији.
Коришћењем соларне инсталације у режиму даљинског грејања, то јест, са учешћем га у покривању оптерећења грејања и ГВС, трг УО мора да буде најмање 0, 4 од отапливаемой простор за постизање стопе замене годишњи топлотна оптерећења на већини поена 0, 25-0, 40. У овом режиму, просечна годишња специфична теплопроизводительность инсталације мали због недоиспользования јој топлотне енергије у летњем периоду. Тако да примена соларних инсталација у овом режиму, у већини области Русије (њен европски део, Западној и Средњој Сибиру) непрактично. Изузетак чине подручја Забайкалья (посебно јужне), југа Хабаровского и Приморског врха. У овим областима, због карактеристика климе рад инсталације у режиму даљинског грејања може да буде прилично ефикасан.
Коришћење соларне инсталације у режиму током целе године ГВС обезбеђује високе вредности специфичне теплопроизводительности, самим тим, и специфичне годишње штеди гориво, тако што је у овом режиму топлотна снага инсталације се користи највише у потпуности. Наравно, што је већи годишњи теплопроизводительность постиже у подова који највише погодују местима, као што су јужна део европске територије РУСИЈЕ (на југу од Самары), јужни део Западне и Средње Сибиру, Забайкалья и Далеког Истока. Све у свему коришћење соларних инсталација у овом режиму са различитим степенима ефикасности може бити саветује да свуда јужно од 60 ° ц. в. како у европским, тако и у азијском делу Русије. Препоручена трг УО је при том 1, 0 - 1, 5 м2 по особи.
Коришћење соларних инсталација у режиму сезонски ГВС има значајну корист у смислу лакоће кола (користи одноконтурная шема без миддлеуаре топлоте, нема потребе да се у примени антифриза, итд ), али фл'повезан са смањењем специфичне теплопроизводительности у поређењу са режимом током целе године ГВС. Овај пад је, наравно, више него краће неотопительный период, то јест, време коришћења инсталације у годишњем циклусу. Примена соларних инсталација у режиму сезонски ГВС непрактично да се тамо, где неотопительный период је мање од н'пет месеци. Препоручена трг УО у овом режиму је 1 м2 по особи.
Класификација системи соларног грејања
Дакле, јасно је да је највише масу у условима Русији може бити инсталиран ГВС. Одлучујући фактор избора, очигледно је да ће економски показатељи, који мора да се ослони на прелиминарне топлотне прорачуне систем, дизајниран са подацима за сваког појединачног о'објекта, локације, карактеристике, омладинског климатских име и вредност замењује енергије.
Које су врсте система могу се користити за решавање ових задатака?
Традиционалне шеме већини ССТ је шема помоћу соларних колектора (МЗ) са аккумуляцией добијене енергије у резервоару-диск.
ССТ се могу сврстати по различитим критеријумима:
- по договору:
- топле воде систем (ГВС);
- систем грејања;
- комбиновани системи;
- жидкостные;
- ваздушни;
- целе године;
- сезонске;
- одноконтурные;
- двухконтурные;
- многоконтурные.
Независно од варијанте система извршења у светској пракси се најчешће примењује градација система за њихове продуктивности, која одређује принципијелан шему и опција конструктивног система извршења. Индикативно опсега перформансе и користе се за њихову реализацију опције система приказани су у табели.
Табела. Индикативно опсега перформансе и користе се за њихову реализацију опције система
| Перформансе за топлу воду у дан | Тип система | Опис система |
| <150 л | "Чоколадица" | Најједноставнији систем у коме СБ, БА и цевовода о'спојени у један инсталацију комплетне фабрике спремности и обично, нероз'емким. Примењује се за сезонске ГВС у домаћинству како би и на о'објекте које послују само у летњем периоду. |
| 150-300 л | имала безнасосные ("термосифонная") | Систем у коме кретање расхладне течности у коллекторном петља је извршена због разлике густине расхладне течности, нагреваемого у СБ, и хлађење га у БА. У таквим системима БА увек да се налази изнад СБ и растојање између њих је мало. Најчешће се примењује за сезонске ГВС. |
| 300-500 (750) л | мали црпне | Систем са принудном циркулацијом расхладне течности у коллекторном петља којој су пумпе и система за аутоматско управљање њима. Локација БА релативно СБ - произвољно. Може се применити и за сезонске (ГВС), тако и током целе године рада (ГВС + грејање). |
| > 1000 л | велика многоконтурная ("индустријска") | Систем са принудном циркулацијом расхладне течности. Примењују за даљинског грејања о'објеката са великом топлотна оптерећења у режиму сезонски или током целе године рада. |
Система типа "цанди-бар" и мале термосифонные системи често називају кућним или кућним сунчевим грејачи воде. Ова инсталација може бити како једна, тако и двухконтурными, постављена на отвореном и одликује повишеним теплопотерями штедног резервоара-батерије. За разлику од "бомбоне бар" у малим системима СБ и БА се обављају одвојено и могу се монтирати заједно у јединствену подршку дизајну, тако и на удаљености једни од других, затворени хидраулички отпор коллекторного линије.
На основу анализе материјала наведеног, може се закључити да је најприкладнији у условима Русија је соларна инсталација, која послује у режиму сезонски или током целе године топлу воду.
С обзиром на климатске услове у земљи, јасно је да то мора да буде два споја систем, где у коллекторном петља циркулише незамерзающий расхладна течност (сл. 1).
Уз одговарајуће повећање површине СБ и обима БА овај соларни инсталирате, поређаних по овом обрасцу, може се користити и у режиму грејања (ГВС + грејање).
Опрема системи соларног грејања
У 1970-80-их година већина соларни системи за грејање воде системи у нашој земљи, тако и у иностранству, били одноконтурными, односно система директног грејање славине (мрежа) воде. Искуство је показало да за све своје једноставности и привидне ниским трошковима ови системи су довољно проблематичны у раду и имају мањи животни век у поређењу са двухконтурными системима, увођење средњи топлоте између МЗ и БА.
Уз ширење примене соларних система такође дошло постепен прелаз од опште примене "моноблоков" и малим бојлера (са термосифонным кретања расхладне течности кроз МЗ) на двухконтурным системима са принудним црпне циркулацијом. Таква шема је систем вам омогућава да пошаљете БА у било ком погодном месту зграде. Данас велики део сунчевог система у Европи је уређена по овом принципу.
Најчешћи у Европи систем, користе и данас за ГВС индивидуалних стамбених објеката (викендице), је два споја систем са принудном циркулацијом у коллекторном петља резно уље-антифриз.
Избор загрејаној води од БА је направљен са горње тачке резервоара метод отера, да се путем подношења хладном водом из водовода (или другог извора) под притиском у доњи део резервоара. Шематски дијаграм овог система не зависи од њене перформансе и инсталације место.
У иностранству за породичне куће се обично користе БА обимом од 300 до 700 литара, а на подручју МЗ бира у зависности од климатских услова пропорционални потребном обиму БА и економски оправданих трајања сезоне рада система.
Обично су соларни системи представљају сет, који се састоји од следећих елемената:
- соларни колектор;
- систем ослонац за причвршћивање СБ на крововима (косо или стан) или зидовима;
- резервоар-батерија са уграђеним теплообменниками;
- циркулационе пумпе са комплет мерних уређаја и вентила;
- мембрански резервоар за компензацију топлотног ширења за хлађење коллекторного линије;
- јединица за управљање радом пумпе са сензора температуре,
- цевовод са термички;
- запорно-регулисање и предохранительная арматуре;
- опрема;
- измењивачи топлоте (за употребу у комплету са БА у великим количинама).
У неким системима уместо СБ примењује их је основни чвор - теплопоглощающие панела (ПП). Они се користе, обично, при новој изградњи објеката, када постоји могућност да се створи тзв топлу кров, то јест гнездо на кров ПП, а да замени осталих чворова СБ - кућишта, доњи и транспарентан изолације - користе елементе самог крова. То производи до смањења трошкова за постављање, монтажа и пуштање сунчевог система, али захтева пажљиво обављање свих радова за хидроизолацију места инсталацију ПП.
Постављање свих ових елемената на конкретном о'објекту за рачуноводство његових карактеристика захтева испуњење пројектних радова, у току којих се одређује место и начин учврстите СБ. Посебно је тешко да то урадите, ако оријентација зграде не дозвољава да оптимизујете правац и нагиба колектора. Такође рачунају за пласман БА, пумпе, и што је најважније - распоред цевовода производи и своје спајање са расположивим аутопутева зграде.
Стога, за сваки о'објекат пројекти се постављање елемената сунчевог система ће се разликовати већој или мањој мери једни од других и када је очување укупне принципијелна шема.
У зв'язку са овим немогуће довести коначан и комплетан списак опреме елемената система, као што је урађено за домаћинство соларних бојлера, дакле, испод је списак и опис опреме, од којих може бити скомпонована било који систем произвољно перформанси у оквиру изабраног опсега.
Нажалост, једини домаћим регулаторним документом, који се може користити приликом израде соларног система, остаје ВСН 52-86 "Инсталирање соларне топле воде. Правила пројектовања ", у коме се наводе општи принципи изградње оваквих система и основне услове за њим. Савремених регулаторних докумената у Русији још увек нема.
Шематски дијаграм двухконтурной ССТ
Размотримо принципијелан шему двухконтурной системи соларног грејања (сл. 2).
Коллекторный контура систем је затворен и да је испуњен неки ништа незамерзающим и нетоксичан расхладне течности. Нетоксичность расхладне течности је обов'услов, који даје могућност да се при постављању схеме за инсталацију уради више једноставним техничким решењима и да се избегне "правила два зидова", који деле отровног расхладна течност и пијаћу воду. На ниским температурама смрзавања расхладне течности омогућавају да се не споји са МЗ у зимском периоду, што такође смањује рад и повећава коррозионную отпорност система.
Тренутно се налази у зв'због развернувшимся изградњом на тржишту са'приказала је велики број система за грејање за појединачне породичне куће. Хлађење система у складу са захтевима, пре'су за расхладне течности соларних система. Ове хлађење, како страних, тако и развијен у Русији, имају уравнотежен сет инхибитори корозије за основне конструкционе метала колектора. Избор расхладне течности се врши по њиховом теплофизическим својства и вредности.
Колектори су постављени, као и обично, на крову зграде, иако је у сваком конкретном случају могуће су и друге локације инсталације. Услови смештаја и оријентације МЗ су изабрани према регулаторних докумената.
На излазу из УО у највишој тачки путање је инсталиран аутоматски вентил-воздухоотводчик. Затим загријане у СБ расхладна течност тече кроз опускной гасовод и пуштен у доње топлоте БА, где се хлади, пренос топлоте расходной води резервоара. Након изласка из резервоара расхладна течност на гасоводу долази кроз пумпу у доњи део МЗ.
Горњи топлоте БА повезан на котла за грејање, уједињеног са отопительным линија зграде. Циркулација топле воде из котла за грејање БА врши уз помоћ посебног пумпе.
Избор вруће расходной воде из БА врши у горње тачке резервоара за подношење одоздо у резервоар хладне воде (то јест, увек троши највећи топла вода, имајући у резервоару). Ова вода на аутопуту служи на тачке избор. За обезбеђивање сталног присуства у тачкама избор топле воде у систем може да буде укључен циркуляционная аутопута са својим пумпе.
Заправо БА увек је под притиском водоводне мреже.
Укључивање циркулационих пумпи коллекторного контуре врши контролна јединица, које по својој функцији је дифференциальным релеј, сравнивающим читања две температура сензора: сензор постављен на излазу расхладне течности из СБ, и сензор постављен у БА. Место инсталације сензора у резервоару могу бити различите по висини, и то утиче на параметре рада регулатора, а самим тим и на теплопроизводительность систем и његову безбедност.
Ако је температура расхладне течности на излазу из МЗ горе него што је температура воде у резервоару, то укључује циркулационе пумпе и топлота се преноси воде у резервоару. При коришћењу савремених пумпе при раду може да се подешавање фреквенције обртања пумпе, да се, по могућности, одржава константном скуп разлика регулишу температуре сензора.
Многи страни јединице за управљање имају функцију заштиту инсталације од прегревања. Тако, ако је температура МЗ прелази утврђене ниво, блок за управљање принудно укључује пумпе, док температура колектора не ће пасти на 10°Ц, без обзира на то што сам резервоар ће се загреју изнад инсталиран ограничавање температуре. Али када се постигне у резервоару максималне температуре 95°Ц пумпе искључује нужно.
Књижевност се користи приликом припреме материјала
Тарнижевский Б. Б. Процена ефикасности примене сунчеве даљинског грејања у Русији. // "Теплоэнергетика" број 5, 1996. - С. 15-18.
Бекман Века, Клеин С., Дача, Ј. Обрачун системи соларног грејања. - Пм : Энергоиздат, 1982.
ВСН 52-86 "Инсталирање соларне топле воде. Правила пројектовања". // Госгражданстрой СССР, 1987.
ГОСТ Р 51595-2000 "Алтернативна енергетика. Соларна енергија. Соларни колектори. Заједнички технички услови".
Вјачеслав Шершнев, шеф специјалиста ПГУП "НВО инжењеринг"
Николај Дударев, директор пројекта ПГУП "НВО инжењеринг"
Извор: ввв. еremont. sr
Комментариев нет:
Отправить комментарий