Солнечные гелиоколлекторы

Солнечные гелиоколлекторы.

Горячее водоснабжение и отопление вашего дома , бассейна от солнца.

Схема продолжительности  солнечного сияния в России

В среднем по году, в зависимости  от климатических условий и широты местности, поток солнечного излучения  на земную поверхность составляет от 100 до 250 Вт/м2, достигая пиковых значений в полдень при ясном небе, практически в любом (независимо от широты) месте, около 1 000 Вт/м2. В условиях средней полосы России солнечное излучение "приносит" на поверхность земли энергию, эквивалентную примерно 100-150 кг у.т./м2 в год. Практическая задача, стоящая перед разработчиками и создателями различного вида солнечных установок, состоит в том, чтобы наиболее эффективно "собрать" этот поток энергии и преобразовать его в нужный вид энергии (теплоту, электроэнергию) при наименьших затратах на установку. Простейшим и наиболее дешевым способом использования солнечной энергии является нагрев бытовой воды в так называемых плоских солнечных коллекторах. Более сложными являются устройства с вакуумными солнечными коллекторами. В солнечные летние дни разницы в работе хороших плоских и вакуумных солнечных коллекторов практически незаметна. Однако при низкой температуре окружающей среды преимущества вакуумных коллекторов становятся очевидны. Также, даже в летнее время есть разница в между максимальными температурами нагрева воды в коллекторах. Если для плоских коллекторов максимальная температура не превышает 80-90 градусов, то в вакуумных коллекторах температура теплоносителя может превышать 100 °С. С одной стороны, это требует постоянного отвода тепла от вакуумного коллектора, чтобы он не закипел. Однако с другой стороны, в системах с плоскими коллекторами существует проблема размножения бактерий и других микроорганизмов (там тепло и влажно), которой нет в системах с вакуумными коллекторами.

Прямоточный вакуумированный трубчатый коллектор

 

 

 

В каждую вакуумированную трубку встроен медный поглотитель с гелио титановым покрытием, гарантирующим высокий уровень поглощения солнечной энергии и малую эмиссию теплового излучения. Вакуумированное пространство позволяет практически полностью устранить тепло потери. На поглотителе установлен коаксиальный трубчатый прямоточный теплообменник, выходящий в коллектор. Протекающий через него теплоноситель забирает тепло от поглотителя. К преимуществам этой системы можно отнести непосредственную передачу тепла воде, что позволяет сократить тепло потери. Так как полный коэффициент потерь в вакуумном коллекторе мал, теплоноситель в нем можно нагреть до температур 120-160°С.

 

 

 

Вакуумированный трубчатый коллектор с тепловой трубкой

Конструкция вакуумированного трубчатого коллектора с тепловой трубкой похожа на конструкцию термоса: одна стеклянная/металлическая трубка вставлена в другую большего диаметра. Между ними - вакуум, который представляет собой отличную теплоизоляцию. Благодаря ему потери на излучение, особенно заметные при повышенных температурах нагреваемой воды, очень низкие. В каждую вакуумированную трубку встроена медная пластина поглотителя с гелио титановым покрытием, гарантирующим высокий уровень поглощения солнечной энергии и малую эмиссию теплового излучения. Под поглотителем установлена тепловая труба, заполненная испаряющейся жидкостью. С помощью гибкого соединительного элемента тепловая труба подсоединена к конденсатору, находящемуся в теплообменнике типа "труба в трубе". Соединение относится к так называемому "сухому" типу, что позволяет поворачивать или заменять трубки и при заполненной установке, находящейся под давлением. Наиболее важное преимущество вакуумированного коллектора с тепловой трубкой заключается в том, что он способен работать при температурах до -30°С (коллекторы со стеклянными тепловыми трубками) или даже до -45°С (коллекторы с металлическими тепловыми трубками).

Принцип действия вакуумированного коллектора с тепловой трубкой.

Это более сложный и  более дорогой тип коллектора. Тепловая трубка - это закрытая медная/стеклянная трубка с небольшим содержанием  легкокипящей жидкости. Под воздействием тепла жидкость испаряется и забирает тепло вакуумной трубки. Пары поднимаются  в верхнюю часть, где конденсируются и передают тепло теплоносителю  основного контура водопотребления  или незамерзающей жидкости отопительного  контура. Конденсат стекает вниз, и все повторяется снова. Приемник солнечного коллектора медный с теплоизоляцией. Передача тепла происходит через  медную "гильзу" приемника, благодаря  этому отопительный контур отделен  от трубок, и при повреждении одной  трубки коллектор продолжает работать. Отдельную трубку можно заменить в случае необходимости, коллектор  при этом продолжает функционировать. Процедура замены трубок очень проста, при этом нет необходимости сливать  незамерзающую жидкость из контура  теплообменника.

Расчет  экономии

—Для примера возьмем солнечный нагреватель на 130 л, площадь приема солнечной энергии 1,7 м2 
—Известно, что в солнечный день на каждый квадратный метр поверхности в районе Ростова на дону, установленный перпендикулярно солнечным лучам, падает от 800 до 1000 Ватт солнечной тепловой энергии (в зависимости от состояния атмосферы). 
—Возьмем среднюю цифру в 900 Вт/м2 
—Теплоемкость воды равна 4200 Дж/кг×град., 1 Ватт = 3600 Дж., т. е. для нагрева 1 литра воды на 1 °С нужно 1,16 Вт. 
—Коллектор, площадью 1,7 м2 за 1 час может нагреть: 1,7 х 900 /1,16 = 1320 л на  1 °С 
—Или 1320÷50 = 26,4 литра за 1 час на 50 °С (нагрев до 65 °С с начальной температуры воды 15 °С) 
—Бак 130 литров нагреется за 5 часов. 
—В течении светового времени бак в 130 литров нагревается в средней полосе 2 раза или 260 литров. 
—Электричества для нагрева 260 литров на 50 °С нужно 15 кВт или почти 35 руб. (1 кВт = 2,3 руб) 
—Стоимость модели СВН-130 = 400$ или 13 200 руб. 
—Окупаемость модели при 100 % использовании 12 месяцев.

Преимущества  использования вакуумных солнечных  коллекторов.

Благодаря высокой теплоизоляции  вакуумные солнечные коллекторы эффективно работают при низких температурах окружающей среды. Преимущество вакуумных  коллекторов перед плоскими начинает проявляться при температуре воздуха ниже 5 o С. При отрицательных температурах воздуха вакуумным коллекторам альтернативы нет.

Солнечные тепловые установки  на основе вакуумных коллекторов  могут применяться как для  целей горячего водоснабжения, так  и для отопления дома. При этом в летнее время можно полностью  получать горячую воду от солнечного нагревателя. В остальное время  года за счет энергии солнца можно  получать до 60% горячей воды. Солнечная  отопительная установка на основе вакуумных  солнечных коллекторов может  с успехом справляться с задачей  поддержания минимальной заданной температуры дома весной и осенью. В зимнее время также можно  рассчитывать на некоторую добавку  тепловой энергии для отопления. Но она будет незначительна в  декабре и январе. Поэтому обычно солнечную отопительную систему  рассчитывают на работу в весенне-осенний  период, а зимой она будет помогать основной системе теплового насоса

Устройство вакуумного коллектора.

Главным элементом вакуумного коллектора являются вакуумные трубки. Внешний слой трубки изготовлен из высокопрочного боросиликатного стекла, устойчивого к атмосферным воздействиям и увеличенной способности пропускать солнечное излучение. Внутренняя же стенка стеклянной трубки имеет абсорбирующее  покрытие, где и образуется тепло. Изоляция в виде вакуума позволяет  избежать потерь тепла. Во внутренней вакуумной трубке находится медная трубка, заполненная реагентом. Полученное там тепло передается в заборный коллектор. Отбор тепла с наконечника  приводит к тому, что реагент сжижается  и перемещается обратно по трубке, где процесс снова повторяется. Температура на медном наконечнике  может достигать 300°С. 

 

Компания «НТ Экоклимат» индивидуально подходит к каждому клиенту и максимально эффективно интегрирует гелиосистему в тепловую схему горячего водоснабжения, отопления и вентиляции. Сотрудничество с ООО «НТ Экоклимат» позволяет хорошо подготовиться к грядущему подорожанию энергоносителей и обеспечить себе энергетически благополучное будущее.

Использование солнечных  коллекторов позволит:

• существенно снизить стоимость получения теплой воды для потребительских нужд (50-60% в течение года в сравнении с традиционными источниками энергии);
• снизить потребление энергоносителей, применяемых для нужд центрального отопления в сезон до 50%;
• эффективно застраховаться от последствий возрастающих в цене носителей энергии, а также от незапланированного перерыва в их поставке;
• принять участие в улучшении экологического состояния окружающей среды, ограничивая выброс в атмосферу углекислого газа и серы;
• получать теплую воду в пасмурные дни, так как вакуумные трубки используют диффузионный свет;
• обеспечить возможность взаимодействия солярной установки с существующей системой центрального отопления.

 

 

Система солнечного отопления дома

 

 

 

 

1. Коллектор; 
2. Расширительный бачок; 
3. Бойлер; 
4. Тепловой насос 5-6-7-Радиаторы; 
5. Насос; 
6. Вход холодной воды; 
7. Выход горячей воды; 
8. Контрольная панель; 

 

Солнечная водонагревательная установка СВУ (рис.1) состоит из солнечного коллектора и теплообменника-аккумулятора. Через солнечный коллектор циркулирует  теплоноситель (антифриз). Теплоноситель  нагревается в солнечном коллекторе энергией солнца и отдает затем тепловую энергию воде через теплообменник, вмонтированный в бак-аккумулятор. В баке-аккумуляторе хранится горячая вода до момента ее использования, поэтому он должен иметь хорошую теплоизоляцию. В первом контуре, где расположен солнечный коллектор, может использоваться естественная или принудительная циркуляция теплоносителя. В бак-аккумулятор может устанавливаться электрический или какой-либо другой автоматический нагреватель-дублер. В случае понижения температуры в баке-аккумуляторе ниже установленной (продолжительная пасмурная погода или малое количество часов солнечного сияния зимой) нагреватель-дублер автоматически включается и догревает воду до заданной температуры. 

 

«НТ Экоклимат» разрабатывает, комплектует и поставляет готовые системы солнечного теплоснабжения, как с пассивной, так и с активной циркуляцией теплоносителя.

Ценовые предложения комплекта.

Модель НТЭкоклимат			JY-31	JY-32	JY-33	JY-34
Характеристики		Диаметр трубки (MM)	58	58	58	58
		Длина трубки (MM)	1800	1800	1800	1800
		Количество трубок (Шт)	20	25	30	35
Ёмкость бака		Ёмкость бойлера (Л)	150	200	250	300
Размер установки (SQ.M)			1.28*1.80	1.68*1.80	2.00*1.80	2.48*1.80
Площать установки (SQ.M)			2,1	2,92	3,33	4,14
Размеры	Размер бака (CM)		112*55*55	150*55*55	133*64*64	158*64*64
	Рама (СМ)		164*12*34	205*12*34	245*12*34	285*12*34
	Трубы (СМ)		195*34*26*2	195*22*26*3	195*26*34*3	195*22*26*4
Полный объём (SQ.M)			0,75	0,79	1,06	1,15
Вес	Бака (KG)		44/50	55/61	61/67	66/72
	Рама (KG)		14	18	22	27
	Трубы (KG)		44	55	66	77
Общий вес установки (KГ)			102/108	128/134	149/155	170/176
Цена $ для бака с одним  теплообменником			868	911	1194	1253
Цена $ для бака с двумя  теплообменниками			925	971	1250	1350

Солнечный водонагреватель  с выносным баком (СВНУ активного  типа, закрытый контур) 
Солнечные сплит системы. Наиболее эффективные и распространенные установки в Европе. Существует большое количество схем подключения. Легко встраивается в существующие системы отопления или горячего водоснабжения. Подходит для всех типов климата и единственная, рекомендованная для районов с низкими температурами (до -50°С) и низкими значениями солнечной радиации, система.

 

Гелиоколлекторы : ставить или подождать ?

ПРОБЛЕМАМИ ЭКОНОМИИ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ, А СЛЕДОВАТЕЛЬНО, И СЕМЕЙНОГО БЮДЖЕТА ТАК ИЛИ ИНАЧЕ ОЗАБОЧЕНЫ ВСЕ ДОМОВЛАДЕЛЬЦЫ. ПРИ ЭТОМ ОДНИ ИЗ НИХ ИЩУТ ВЫХОД ИЗ СОЗДАВШЕГОСЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ТУПИКА В ПРОГРЕССИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ, ДРУГИЕ ПРОДОЛЖАЮТ РАСХОДОВАТЬ ГАЗ И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО, РАССУЖДАЯ О ДОРОГОВИЗНЕ ПОДОБНОГО ОБОРУДОВАНИЯ. В САМОМ ДЕЛЕ, СТОИТ ЛИ СЕГОДНЯ УСТАНАВЛИВАТЬ АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ ДОМА ИЛИ ПОДОЖДАТЬ ДО ЛУЧШИХ ВРЕМЕН? НА ЭТОТ И ДРУГИЕ НАИБОЛЕЕ ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ МЫ ПОПРОСИЛИ ОТВЕТИТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИРЕКТОРА КОМПАНИИ «ИМПОСОЛ УКРАИНА» ГЛЕБА КОВАЛЕВА. 

Установка гелиосистемы, предназначенной для обеспечения дома горячей водой, обойдется по минимуму в $5000, то есть примерно 30000 гривен. Не слишком ли дорого? Представляете, сколько воды можно подогреть за эти деньги.

— Давайте подсчитаем, какие  средства обычно затрачивают домовладельцы на эти цели. Наиболее оптимальным топливом сегодня является газ. Семья из трех-четырех человек, проживающая в небольшом (площадью до 300 м2) доме, расходует на горячее водоснабжение и отопление в среднем около 6000 м3 газа в год. Причем только в том случае, если это современный дом, возведенный в соответствии со всеми строительными нормами, а не старое строение.

Согласно действующим  тарифам, при потреблении до 6000 м3 газа стоимость 1000 м3 — 478 грн. Все, что превышает лимит, оплачивается из расчета 980 грн. за 1000м³. С 1 декабря вводятся новые расценки: до 6000 м3 — по 805,3 грн., свыше — по 1648,2 грн. Таким образом, вскоре за пользование газом нашему домовладельцу придется платить как минимум 4831 грн., или примерно около $1000 в год.

Принимая во внимание, что  за последние два года тарифы на газ выросли на 300% и это, по-видимому, не предел, в перспективе сумма может серьезно увеличиться.

Что касается солнечных коллекторов, 7-8 месяцев в году они полностью обеспечивают дом горячей водой, а зимой и в межсезонье нагревают ее до +30°С, поэтому понадобится гораздо меньше газа или электроэнергии, чтобы довести воду до нужной температуры. Это экономит 80% средств, затрачиваемых на ГВС. Кроме того, в переходный период система может обеспечить обогрев дома, что позволит сэкономить на отоплении еще 20-30%. Таким образом, экономия составит примерно 60% общих затрат. То есть вместо $1000 нужно будет заплатить $400.