Принципові схеми системи сонячного гарячого водопостачання

Сонячний колектор Сокіл

Загальні вимоги до систем сонячного теплопостачання.

Рекомендується використовувати сонячний колектор «Сокіл-А» в системах, що не вимагають зливу теплоносія в зимовий період. Теплоносієм в колекторному контурі може бути хімічно очищена вода або, при можливості замерзання, рекомендується використовувати антифризи на основі етилен- або пропіленгліколю, що застосовуються в системах опалення індивідуальних будинків і містять інгібітори корозії для алюмінієвих сплавів.

Для збільшення терміну служби і збереження високої ефективності роботи протягом усього періоду експлуатації колектори «Сокіл-А» рекомендується використовувати в системах непрямого нагріву води, тобто першому контурі двоконтурних систем. мають спеціальний проміжний теплообмінник для передачі тепла в накопичувальний бак-акумулятор системи. Прямий нагрів води в колекторах не рекомендується через прискорення внутрішньої корозії і можливого засмічення каналів поглинаючої панелі механічними суспензіями і відкладеннями солей.

При використанні колекторів в системах сонячного теплопостачання вони повинні розроблятися відповідно до вимог ВСН 52-86 «Установки сонячного гарячого водопостачання. Норми проектування. »(Госгражданстрой, М. 1988). Колектори, що входять до складу побутових сонячних водонагрівачів, монтуються відповідно до керівництвом по експлуатації цих установок.

У колекторному контурі системи необхідно передбачати установку мембранного розширювального бачка для компенсації збільшення обсягу теплоносія при нагріванні і запобіжного клапана для запобігання колектора від зростання тиску понад робітника.

Практично всі сонячні системи працюють в режимі акумулювання тепла в накопичувальному баку, оскільки корисно використане тепло надходить в систему (до колекторів) тільки в денний час, а система повинна забезпечувати цілодобову подачу гарячої води споживачу.

Сонячні колектори можуть застосовуватися як в термосифонних системах з природною циркуляцією теплоносія першого (колекторного) контуру, так і в системах з примусовою (насосної) циркуляцією теплоносія.

Особливістю систем є те, що в разі термосифонної системи нижня точка бака-акумулятора повинна розташовуватися вище верхньої точки колектора і не далі 3-4 м. Від колекторів, а при насосної циркуляції теплоносія розташування бака-акумулятора може бути довільним.

Установки сонячного гарячого водопостачання з природною циркуляцією, як правило, слід застосовувати при площі сонячних колекторів до 10 м 2.

Принципова схема одноконтурной термосіфоннойсістеми сонячного гарячого водопостачання.

Робота одноконтурной термосифонної системи для прямого нагріву води

Колектори, бак-акумулятор і сполучні трубопроводи системи заповнені холодною водою. Сонячне випромінювання, проходячи через прозоре покриття (скління) колектора нагріває його поглинає панель і воду в її каналах. При нагріванні щільність води зменшується і нагріта рідина починає переміщатися в верхню точку колектора і далі по трубопроводу - в бак-акумулятор. У баку нагріта вода переміщається у верхню точку, а більш холодна вода розміщується в нижній частині бака, тобто спостерігається розшарування води в залежності від температури. Більш холодна вода з нижньої частини бака по трубопроводу надходить в нижню частину колектора. Таким чином, при наявності достатньої сонячної радіації, в колекторному контурі встановлюється постійна циркуляція, швидкість і інтенсивність якої залежать від щільності потоку сонячного випромінювання. Поступово, протягом світлового дня, відбувається повний прогрів всього бака, при цьому відбір води для використання має здійснюватися з найбільш гарячих шарів води, розташованих у верхній частині бака. Зазвичай це робиться подачею холодної води в бак знизу під тиском, яка витісняє нагріту воду з бака.

Застосування колектора «Сокіл-А» в таких схемах не рекомендується.

Принципова схема двоконтурної термосифонної системи сонячного гарячого водопостачання.

Робота двухконтурной термосифонної системи.

Робота такої системи аналогічна роботі одноконтурной системи, але в системі є окремий замкнутий колекторний контур, що складається з колекторів, трубопроводів і теплообмінника в баку-акумуляторі. Цей контур заправляється спеціальним (як правило, незамерзающим) теплоносієм. При нагріванні теплоносія в колекторі він надходить у верхню частину теплообмінника, віддає тепло воді в баку і охолоджуючись рухається вниз до входу в колектори, здійснюючи постійну циркуляцію при наявності сонячної радіації.

Повний прогрів бака відбувається поступово, протягом усього світлового дня, але оскільки відбір води до споживача виробляється з найбільш прогрітих верхніх шарів, користування гарячою водою можливо і до повного прогріву.

Принципова схема двоконтурної системи сонячного гарячого водопостачання з примусовою циркуляцією

У системах з примусовою циркуляцією в колекторний контур включається циркуляційний насос, що дає можливість встановлювати бак-акумулятор в будь-якій частині будівлі. Напрямок руху теплоносія повинен співпадати з напрямом природної циркуляції в колекторах. Включення і вимикання насоса проводиться електронним блоком управління, що представляє собою диференціальне управляє реле, який би порівняв показники датчиків температури, встановлених на виході з колекторів і в баку. Насос включається, якщо температура в колекторах вище температури води в баку. Існують блоки, що дозволяють змінювати швидкість обертання і подачу насоса, підтримуючи постійну різницю температур між колекторами і баком.

Розміщення в будівлі елементів сонячної системи гарячого водопостачання.

Просторове розміщення сонячних колекторів слід визначати з урахуванням типу забудови, ландшафтних і кліматичних умов.

Сонячні колектори, що розміщуються на покрівлі будівель, повинні розташовуватися на опорах.

Розрахунок опорних конструкцій під сонячні колектори слід вести з урахуванням вітрового і снігового навантаження, а також можливих сейсмічних впливів.