|
Расчет систем солнечных коллекторов для поддержки отопительных систем помещений |
|
|
|
Системы солнечных коллекторов для поддержки отопительных систем все больше пользуются спросом, так как замена традиционных типов топлива, используемых для отопления зданий, представляет собой особенно большой потенциал экономии средств, затрачиваемых на топливо, и ведет к сокращению выброса CO2 в атмосферу.Затраты незначительно превышают издержки на системы солнечных коллекторов, используемых только для приготовления только питьевой воды. Благодаря тому, что горелка включается/выключается реже улучшается к тому же и показатель использования системы за год, сокращаются выбросы вредных веществ в атмосферу по сравнению с обычными отопительными системами, срок службы горелки увеличивается.
 Расчетные температуры отопительных контуров Системы солнечных коллекторов дополнительно к подогреву питьевой воды разогревают часть отопительной воды. В частности, в переходный период система солнечных коллекторов может существенно поддержать отопительные системы зданий. В секторе жилья, в домах, рассчитанных на одну- две семьи, обычно используются системы с почти 20% - ой степенью общего покрытия потребности в теплой питьевой воде и отоплении. Системная техника Для поддержки систем отопления могут использоваться плоские или трубчатые коллекторы ф. Vaillant. Трубчатый коллектор auro-THERM exclusiv работает с превосходном КПД в том числе и в зимний - осенний период времени и, в зависимости от задействованного отопительного контура, поддерживает относительно высокие температуры. Энергия аккумулируется в комбинированном емкостном водонагревателе. Так как комбинированные емкостные водонагреватели экономят площадь, их гидравлические схемы просты, и Vaillant предлагает использовать auroSTOR VPS SC 700. Увязка в отопительную систему при наличии комбинированных емкостных водонагревателей осуществляется с помощью увеличения температуры обратной воды отопительного контура. Для быстрого и несложного подключения ф. Vaillant предлагает гидравлический блок, оснащенный 2 регулируемыми трехходовыми вентилями, установленными в одном теплоизолированном корпусе. Один вентиль отвечает за повышение температуры обратной воды в отопительном контуре, а второй – за переключение котла Стандартная теплоизоляция разных зданий При недостаточном солнечном облучении коллекторов подогрев питьевой воды осуществляется с помощью змеевика дополнительного нагревателя питьевой воды, расположенного внутри в верхней части комбинированного емкостного водонагревателя. За надлежащую согласованность работы всех регулирующих контуров отвечает солярный регулирующий шинный модуль Solarregler auro-MATIC 620, который централизовано управляет всеми насосами и вентилями. Принципиальный подход при выборе площади коллекторов Площадь коллекторов не должна быть слишком большой, для того чтобы держать в определенных пределах избыток энергии, получаемой в летний период времени. С другой же стороны, конечно, желательно добиться как можно более высокой степени покрытия. Чем лучше заизолировано здание, тем лучше удается это сделать. Системы солнечных коллекторов оптимально комбинируются с отопительными системами частных домов с бассейнами, что позволяет максимально использовать излишки тепловой энергии, аккумулируемой в летнее время, для подогрева воды в бассейнах. Факторы влияния при расчете • Потребность в питьевой воде • Желаемая доля покрытия потребности в энергии отопительной системы и системы для подогрева питьевой воды за счет солнечной энергии • Тип коллектора (плоский или трубчатый) • Местность, в которой устанавливаются коллекторы/погодные условия • Направление и наклон коллекторов • Тепло, потребляемое зданием • Расчетные температуры отопительных контуров Потребность в тепловой энергии, необходимой для отопления здания и подогрева питьевой воды Почти 80% энергии, используемой домами частного сектора, идет но отопление и подогрев питьевой воды. Чем ниже потребление тепловой энергии, тем лучше согласуется u1089 система солнечных коллекторов с отопительной системой здания. Стандарт теплоизоляции современных жилых домов на одну – две семьи в последнее время значительно улучшился. Постановление о сбережении энергетических ресурсов, действующее с февраля 2002 года, кроме всего прочего, требует интегрированной оценки потребности в тепловой энергии и используемой отопительной техники. Для того чтобы достичь показателей, предписанных данным Постановлением, необходимо инвестировать или в улучшение качества теплоизоляции или в модернизацию техники. При определении коэффициента энергопотребления следует учитывать, что использование систем солнечных коллекторов помогает экономить топливо, т.е. первичную энергию. Учитывая тот факт, что к тому же сокращается и годовое энергопотребление за счет приготовления теплой питьевой воды с помощью систем солнечных коллекторов в летнее время, то это является дополнительным стимулом для установки таких систем. В пассивных домах доля энергии, идущая на подогрев питьевой воды, составляет более 50% общего энергопотребления. Влияние температур в отопительных контурах. Чем ниже уровень температуры отопительной системы, к которой подключается система солнечных коллекторов, тем эффективнее она работает. Оптимальный рабочий диапазон температуры для увязки в трубопровод оборотной воды отопительного контура составляет 20 - 40°C. Поэтому настоятельно рекомендуется комбинировать системы солнечных коллекторов с настенными системами отопления и системами подогрева пола.
 Потребность в теплой питьевой воде, потребность в энергии, потребляемой отопительной системой, интенсивность солнечного облучения и выход солнечной энергии, используемый для поддержки системы отопления с помощью 8 auroTHERM exclusiv VTK 550 Указание: Отопительные контуры рассчитываются обычно с разбежкой между температурами в подающем и обратном трубопроводах, которая составляет 10-20 K. Точно выравнивание температур отдельных радиаторов/отопительных контуров невозможно. Как изображено на рисунке выше, при расчете отопительного контура с температурой 70°C/55°C температура в обратном трубопроводе падает ниже 40 °C только в том случае, если наружная температура превышает 0°C. Исходя из такого показателя как «количество час/год», такое соотношение не возможно (20%) . При расчете отопительного контура с температурой 50°C/30°C, напротив, создаются оптимальные условия в течение всего отопительного сезона, независимо от интенсивности солнечного облучения и от того, можно ли вообще в зимний, пасмурный день рассчитывать на какой- то выход энергии. Использование трубчатых коллекторов может в определенной мере компенсировать фактор влияние температур отопительного контура, так как при более высоком уровне температуры можно добиться более высокого КПД. В зданиях с относительно хорошей теплоизоляцией сокращается продолжительность отопительного сезона, часто весной, летом или осеньюотопления вообще становится излишним. Система солнечных коллекторов с малой расчетной площадью коллекторов может покрывать в межсезонье только ограниченную долю общего энергопотребления отопительной системой здания. Обычна доля покрытия тепловой энергии, потребляемой отопительной системой, за счет солнечной энергии составляет 5-15% , а общая доля покрытия, включая энергию, идущую на приготовление теплой питьевой воды, составляет 15-30% . Оптимальное положение площади коллекторов Исходя из того, что в период отопительного сезона солнце находится низко, самым оптимальным положением коллектора для поддержки системы отопления считается положение под углом 450 , а по возможности, и больше с ориентацией юг. В целом, диапазон угла для оптимального наклона и направления меньше, чем диапазон установки коллекторов, используемых только для приготовления теплой питьевой воды. Только наклон крыши под углом 20° может привести к уменьшению степени покрытия на 10%, что, однако, может быть легко компенсировано за счет увеличения площади коллекторов, равно как и отклонение от направления на юг. Крыша с наклоном на юго-запад предпочтительнее крыши с наклоном на юго-восток. Для грубого расчета площади коллекторов используются ниже приведенные правила большого пальца. Для расчета рекомендуем использовать соответствующую компьютерную программу, в том числе программу WinSoft ф. Vaillant. Правила большого пальца Условия для поддержки системы отопления с помощью систем солнечных коллекторов: • минимально возможное потребление тепла зданием • минимально возможные низкие температуры воды в подающем и обратном трубопроводах • хорошо отрегулированные отопительные контуры • оптимально возможное направление площади коллекторов на юг Система солнечных коллекторов должна быть рассчитана таким образом, чтобы доля покрытия потребляемой энергии, идущей на приготовление теплой питьевой воды и отопление односемейного дома, согласно требованиям Постановления о сбережении энергоресурсов составляла около 20%. Можно приближенно предположить, что для этого необходимо, чтобы:
|
