.: 8-495-771-14-07


АКТИВНАЯ СИСТЕМА СОЛНЕЧНОГО ОТОПЛЕНИЯ

Система отопления с использованием солнечного излучения, которая в зависимости от вида теплоносителя может быть жидкостной или воздушной. В жидкостной системе отопления теплоносителем в контуре коллектора солнечной энергии (КСЭ) служат вода, антифриз (40—50%-ный водный раствор этилен- либо пропиленгликоля) или воздух. Воздушная система в отличие от жидкостной не подвергается замерзанию и коррозии, имеет меньшую массу, но теплотехнически менее эффективна. Теплота в системах воздушного отопления зданий распределяется с помощью вентиляторов и воздуховодов или излучающих панелей, радиаторов и конвекторов в системах водяного отопления. Жидкий теплоноситель нагревается в коллекторах солнечной энергии и поступает в водяной аккумулятор теплоты, где отдает теплоту тепло-аккумулирующей среде, и насосом возвращается в коллектор. Теплоноситель из обратной магистрали системы отопления другим насосом подается в аккумулятор теплоты и после подогрева снова поступает в систему отопления здания. При отсутствии или недостаточном количестве солнечной теплоты необходимы дополнительный источник теплоты и регулирующая арматура для переключения потоков. Активная система солнечного отопления может иметь 2 теплообменных аппарата: один для передачи теплоты из коллектора солнечной энергии в аккумулятор, второй — из аккумулятора теплоты к потребителю. Воздушная активная система солнечного отопления состоит из воздушного коллектора солнечной энергии, галечного аккумулятора теплоты, а также дополнительного источника теплоты и запорно-регулирующих клапанов. Нагретый в коллекторе воздух поступает в отапливаемое здание. В коллекторе нагревается поступающий в верхнюю часть аккумулятора незамерзающий теплоноситель. Охлажденный теплоноситель возвращается насосом в коллектор из нижней части аккумулятора теплоты. Предусмотрены теплообменник для нагревания воздуха системы отопления и дополнительный нагреватель. Имеется подогреватель воды, подключенный к аккумулятору теплоты через теплообменник. Внутри этого подогревателя предусмотрен дополнительный подогреватель, используемый, когда солнечной теплоты недостаточно, для подогрева воды до требуемой температуры.
Активная система солнечного отопления характеризуется годовой теплопроизводительностью, кпд, степенью замещения топлива или долей солнечной энергии в покрытии тепловой нагрузки за месяц или год, годовой экономией топлива. К ним добавляются характеристики экономической эффективности гелиосистемы: себестоимость единицы отпущенной теплоты, капиальные затраты и эксплуатационыне расходы, срок окупаемости. Цель теплового расчета активной системы солнечного отопления — определение ее тепловой мощности, площади коллектора солнечной энергии и объема аккумулятора теплоты. Исходными данными служат: показатели климата местности (дневное количество суммарной и диффузной солнечной радиации, поступающей на горизонтальную поверхность, и температура наружного воздуха в течение года), эффективный оптический кпд и коэффециент тепловых потерь коллектора, среднемесячная тепловая нагрузка отопления, суточное потребление горячей воды и температуpa холодной и горячей воды, удельный объем и коэффециент теплопотерь аккумулятора теплоты.
Тепловая мощность активная системы солнечного отопления меньше мощности коллектора на величину теплопотерь в соединительных трубопроводах и аккумуляторе теплоты, а также неиспользуемого избыточного количества полученной теплоты. Активные системы солнечного отопления требуют больших капиталовложений, поэтому экономически нецелесообразно проектировать системы, способные покрывать всю годовую тепловую нагрузку отопления и горячего водоснабжения. В системах с краткосрочным аккумулированием теплоты оптимальная степень замещения составляет 0,5, в системах с сезонным аккумулированием — 0,8—0,9. К основным конструктивным характеристикам активной системы солнечного отопления относятся площадь поверхности коллектора солнечной энергии А и объем аккумулятора теплоты V. Определение этих величин — задача сложная, и наилучшим решением является динамическое моделирование системы. Упрощенно (весьма грубо) величину А, м , вычисляют по ф-ле А - QH/QC, где QH — тепловая нагрузка отопления в марте, кВт/ч; Qc — суточная теплопроизводительность гелиосистемы, кВт/ч. Объем V, м , аккумулятора теплоты — Vm Av, где v — удельный объем теплового аккумулятора, м на м площади поверхности коллектора солнечной энергии. Оптимальная ориентация коллектора — южная, угол наклона его к горизонту равен широте <р местности для систем горячего водоснабжения <р+15 для системы отопления и <р-15 для круглогодичных систем горячего водоснабжения. Основные тенденции развития активной системы солнечного отопления — совершенствование конструкций, упрощение и удешевление технологии изготовления и монтажа коллекторов солнечной энергии и аккумуляторов теплоты, использование комбинированных солнечно-теплонасосных систем отопления (теплоснабжения).