MINISTEERIUM ENERGIA JA ELEKTRITSIOON NSVL

TEADUS- JA TEHNILINE PÕHIOSAKOND
ENERGIA JA ELEKTRITSIOON

METOODILISED JUHISED
ARVUTUSEKS JA KUJUNDAMISEKS
PÄIKESEKÜTTESÜSTEEMID

RD 34.20.115-89

SOYUZTEKHENERGO TIPPTEENUS

Moskva 1990

ARENDATUD nime kandva tööpunalipu riikliku teadusliku uurimistöö energeetikainstituudi orden. G.M. Kržižanovski

ESINEJAD M.N. EGAI, O.M. KORŠUNOV, A.S. LEONOVITŠ, V.V. NUSHTAYKIN, V.K. RYBALKO, B.V. TARNIZHEVSKI, V.G. BULYCHEV

KINNITUD Energeetika ja elektrifitseerimise teaduslik ja tehniline peadirektoraat 12/07/89

Juhataja V.I. GORY

Kehtivusaeg on määratud

alates 01.01.90

kuni 01.01.92

Käesolevad juhendid kehtestavad arvutuste tegemise korra ja sisaldavad soovitusi päikeseküttesüsteemide projekteerimiseks elamute, avalike ja avalike ruumide jaoks. tööstushooned ja struktuurid.

Juhend on mõeldud projekteerijatele ja inseneridele, kes on seotud päikesekütte- ja soojaveevarustussüsteemide arendamisega.

. ÜLDSÄTTED

kus f - päikeseenergia osakaal kogu aasta keskmisest soojuskoormusest;

kus F - SC pindala, m2.

kus H on keskmine aastane kogu päikesekiirgus horisontaalsel pinnal, kW h/m2 ; asub rakendusest;

a, b - parameetrid, mis on määratud võrranditest () ja ()

kus r - hoone välispiirete soojusisolatsiooniomaduste karakteristikud STV koormuse fikseeritud väärtusel, on päevase küttekoormuse suhe välisõhu temperatuuril 0 °C päevase sooja tarbevee koormuse kohta. Rohkem r , mida suurem on küttekoormuse osakaal võrreldes STV koormuse osatähtsusega ja seda ebatäiuslikum on hoone projekt soojuskadude osas; r = 0 võetakse arvesse ainult Sooja vee süsteemid. Tunnus määratakse valemiga

kus λ on hoone erisoojuskadu, W/(m 3 °C);

m - tundide arv päevas;

k - ventilatsiooniõhu vahetuskurss, 1/päev;

ρ sisse - õhu tihedus 0 °C juures, kg/m3;

f - asendusmäär, ligikaudu 0,2–0,4.

Väärtused λ, k, V, t in, s sätestatud SST projekteerimisel.

Koefitsiendi α väärtused päikesekollektorid II ja III tüübid

Koefitsiendi väärtused
α 1	α 2	α 3	α 4	α 5	α 6	α 7	α 8	α 9
607,0	80,0		1340,0	437,5	22,5	1900,0	1125,0	25,0
298,0	148,5	61,5	150,0	1112,0	337,5	700,0	1725,0	775,0

Päikesekollektorite β koefitsiendi väärtused II ja III tüübid

Koefitsiendi väärtused
β 1	β 2	β 3	β 4	β 5	β 6	β 7	β 8	β 9
1,177	0,496	0,140			0,995	3,350	5,05	1,400
1,062	0,434	0,158	2,465	2,958	1,088	3,550	4,475	1,775

Koefitsientide a ja b väärtusedon laualt. .

Koefitsientide a ja väärtused b sõltuvalt päikesekollektori tüübist

	Koefitsiendi väärtused

		0,75
		0,80

kus qi - SGVS aastane erisoojusvõimsus väärtustes f erineb 0,5-st;

Δq - SGVS aastase erisoojusvõimsuse muutus, %.

Aastase erisoojustoodangu muutusΔq aastasest päikesekiirgusest horisontaalsel pinnal H ja koefitsient f

. SOOVITUSED PÄIKESEKÜTTESÜSTEEMIDE PROJEKTEERIMISEKS kus З с - konkreetsed vähendatud kulud toodetud soojusenergia ühiku kohta SST, rub./GJ; Zb - konkreetsed vähendatud kulud põhipaigaldise toodetud soojusenergia ühiku kohta, rub./GJ. kus C c - vähenenud kulud SST-le ja varundusele, rubla/aastas; kus k c - SST kapitalikulud, hõõruda; k in - varukoopia kapitalikulud, hõõruda; E n - kapitaliinvesteeringute võrdleva efektiivsuse standardkoefitsient (0,1); E s on tegevuskulude osa SST kapitalikuludest; E in - tegevuskulude osakaal varukoopia kapitalikuludest; C on tagavara poolt toodetud soojusenergia ühiku maksumus, rub./GJ; N d - tagavara poolt aasta jooksul toodetud soojusenergia kogus, GJ; k e - keskkonnareostuse vähendamise mõju, hõõruda.; k n - varukoopiat teenindava personali palkade säästmisest tulenev sotsiaalne efekt, hõõrumine. Konkreetsed vähendatud kulud määratakse valemiga kus C b - põhipaigaldise vähendatud kulud, rub./aastas;	Mõiste definitsioon
	päikesekollektor	Seade päikesekiirguse püüdmiseks ja muundamiseks soojus- ja muud tüüpi energiaks
Tunni (päevane, kuu jne) küttevõimsus	Kollektorist eemaldatud soojusenergia kogus töötunnis (päev, kuu jne).
Lame päikesekollektor	Mittefokuseeriv päikesekollektor lameda konfiguratsiooniga neelava elemendiga (nt "toru lehes", ainult torudest jne) ja lameda läbipaistva isolatsiooniga
Soojust vastuvõtva pinna pindala	Neelava elemendi pind, mida valgustab päike normaalse kiirte langemise tingimustes
Soojuskao koefitsient läbi läbipaistva isolatsiooni (kollektori põhi, külgseinad)	Soojusvool keskkonda läbi läbipaistva isolatsiooni (kollektori põhi, külgseinad) soojust vastuvõtva pinna pindalaühiku kohta, neelava elemendi ja välisõhu keskmiste temperatuuride erinevusega 1 ° C
Spetsiifiline jahutusvedeliku vool lame päikesekollektoris	Jahutusvedeliku vool kollektoris soojust vastuvõtva pinna pindalaühiku kohta
Tõhususe tegur	Väärtus, mis iseloomustab soojusülekande efektiivsust neelava elemendi pinnalt jahutusvedelikku ja mis on võrdne tegeliku soojusväljundi ja soojusväljundi suhtega, tingimusel et kõik soojustakistused, mis ülekanduvad soojustakistused neelava elemendi pinnalt jahutusvedelikule jahutusvedelik on null
Pinna mustuse aste	Pinnakiirguse intensiivsuse ja musta keha kiirguse intensiivsuse suhe samal temperatuuril
Klaaside läbilaskvus	Läbipaistva isolatsiooni pinnale langeva päikese (infrapuna, nähtav) kiirguse osa, mida edastab läbipaistev isolatsioon
Alaõpe	Traditsiooniline soojusenergia allikas, mis katab osaliselt või täielikult soojuskoormuse ja töötab koos päikeseküttesüsteemiga
Päikese soojussüsteem	Süsteem, mis katab kütte- ja soojaveekoormused päikeseenergia abil

2. lisa

Päikesekollektorite soojuslikud omadused

	Koguja tüüp

Summaarne soojuskao koefitsient U L, W/(m 2 °C)
Soojust vastuvõtva pinna neeldumisvõime α	0,95	0,90	0,95
Neeldumispinna emissiooniaste kollektori töötemperatuuride vahemikus ε	0,95	0,10	0,95
Klaaside läbilaskvus τ p	0,87	0,87	0,72
Tõhususe tegur F R	0,91	0,93	0,95
Maksimaalne jahutusvedeliku temperatuur, °C
Märkus. I - ühe klaasiga mitteselektiivne kollektor; II - ühe klaasiga selektiivkollektor; III - topeltklaasist mitteselektiivne kollektor.

3. lisa

Päikesekollektorite tehnilised omadused

	Tootja
	Bratski kütteseadmete tehas	Spetsgelioteplomontazh GSSR	KiievZNIIEP	Bukhara päikeseseadmete tehas
Pikkus, mm	1530	1000 - 3000	1624	1100
Laius, mm			1008
Kõrgus, mm		70 - 100
Kaal, kg	50,5	30 - 50
Soojust vastuvõttev pind, m		0,6 - 1,5		0,62
Töörõhk, MPa		0,2 - 0,6

4. lisa

TT tüüpi läbivoolusoojusvahetite tehnilised omadused

	Välis/sisemine läbimõõt, mm		Voolu piirkond		Ühe sektsiooni küttepind, m 2	Sektsiooni pikkus, mm	Ühe sektsiooni kaal, kg
	Välis/sisemine läbimõõt, mm		sisemine toru, cm 2	rõngakujuline kanal, cm2
	sisemine toru	välimine toru	sisemine toru, cm 2	rõngakujuline kanal, cm2
TT 1-25/38-10/10	25/20	38/32	3,14	1,13		1500
TT 2-25/38-10/10	25/20	38/32	6,28	6,26		1500

5. lisa

Aastane kogu päikesekiirguse saabumine horisontaalsele pinnale (N), kW h/m 2


Aserbaidžaani NSV
Bakuu	1378
Kirovobad	1426
Mingachevir	1426
Armeenia NSV
Jerevan	1701
Leninakan	1681
Sevan	1732
Nahtšivan	1783
Gruusia NSV
Telavi	1498
Thbilisi	1396
Tskhakaya	1365
Kasahstani NSV
Almatõ	1447
Gurjev	1569
Ševtšenko kindlus	1437
Džezkazgan	1508
Ak-Kum	1773
Araali meri	1630
Birsa-Kelmes	1569
Kustanay	1212
Semipalatinsk	1437
Dzhanybek	1304
Kolmykovo	1406
Kirgiisi NSV
Frunze	1538
Tien Shan	1915
RSFSR
Altai piirkond
Blagoveštšenka	1284
Astrahani piirkond
Astrahan	1365
Volgogradi piirkond
Volgograd	1314
Voroneži piirkond
Voronež	1039
Kivist stepp	1111
Krasnodari piirkond
Sotši	1365
Kuibõševi piirkond
Kuibõšev	1172
Kurski piirkond
Kursk	1029
Moldova NSV
Kišinev	1304
Orenburgi piirkond
Buzuluk	1162
Rostovi piirkond
Tsimljansk	1284
Hiiglane	1314
Saratovi piirkond
Eršov	1263
Saratov	1233
Stavropoli piirkond
Essentuki	1294
Usbekistani NSV
Samarkand	1661
Tamdybulak	1752
Takhnatash	1681
Taškent	1559
Termez	1844
Fergana	1671
Tšuruk	1610
Tadžikistani NSV
Dušanbe	1752
Türkmenistani NSV
Ak-Molla	1834
Ašgabat	1722
Hasan-Kuli	1783
Kara-Bogaz-Gol	1671
Chardzhou	1885
Ukraina NSV
Hersoni piirkond
Herson	1335
Askania Nova	1335
Sumy piirkond
Konotop	1080
Poltava piirkond
Poltava	1100
Volõni piirkond
Kovel	1070
Donetski piirkond
Donetsk	1233
Taga-Karpaatia piirkond
Beregovo	1202
Kiievi piirkond
Kiiev	1141
Kirovogradi piirkond
Znamenka	1161
Krimmi piirkond
Evpatoria	1386
Karadag	1426
Odessa piirkond
	30,8	39,2	49,8	61,7	70,8	75,3	73,6	66,2	55,1	43,6	33,6	28,7
	28,8	37,2	47,8	59,7	68,8	73,3	71,6	64,2	53,1	41,6	31,6	26,7
	26,8	35,2	45,8	57,7	66,8	71,3	69,6	62,2	51,1	39,6	29,6	24,7
	24,8	33,2	43,8	55,7	64,8	69,3	67,5	60,2	49,1	37,6	27,6	22,7
	22,8	31,2	41,8	53,7	62,8	67,3	65,6	58,2	47,1	35,6	25,6	20,7
	20,8	29,2	39,8	51,7	60,8	65,3	63,6	56,2	45,1	33,6	23,6	18,7
	18,8	27,2	37,8	49,7	58,8	63,3	61,6	54,2	43,1	31,6	21,6	16,7
	16,8	25,2	35,8	47,7	56,8	61,3
Keemistemperatuur, °C	106,0	110,0	107,5	105,0	113,0
Viskoossus, 10-3 Pa s:
temperatuuril 5 °C		5,15		6,38
temperatuuril 20 °C					7,65
temperatuuril -40 °C	7,75	35,3		28,45
Tihedus, kg/m 3				1077	1483 - 1490
Soojusmahtuvus kJ/(m 3 °C):
temperatuuril 5 °C	3900	3524
temperatuuril 20 °C				3340	3486
Korrosiivsus	Tugev	Keskmine	Nõrk	Nõrk	Tugev
Toksilisus	Ei	Keskmine	Ei	Nõrk	Ei

Märkmed e. Kaaliumkarbonaadil põhinevatel jahutusvedelikel on järgmine koostis (massiosa):

Retsept 1 Retsept 2

Kaaliumkarbonaat, 1,5-vesi 51,6 42,9

Naatriumfosfaat, 12-hüdraat 4,3 3,57

Naatriumsilikaat, 9-hüdraat 2,6 2,16

Naatriumtetraboraat, 10-hüdraat 2,0 1,66

Fluoresoiin 0,01 0,01

Vesi kuni 100 kuni 100

Päikesekütte ehitamine eramaja jaoks oma kätega ei ole raske ülesanne, nagu asjatundmatule võhikule tundub. Selleks on vaja keevitusoskusi ja materjale, mis on saadaval igas riistvarapoes.

Oma kätega eramaja päikesekütte loomise asjakohasus

Täieliku autonoomia saavutamine on iga eraehitust alustava omaniku unistus. Kuid kas päikeseenergia on tõesti võimeline elamut kütma, eriti kui selle hoidmiseks mõeldud seade on garaažis kokku pandud?

Olenevalt piirkonnast võib päikesevoog olla vahemikus 50 W/m² pilvise päeva korral kuni 1400 W/m² selge suvetaevaga. Selliste näitajate korral on isegi primitiivne kollektor madala efektiivsusega (45-50%) ja pindalaga 15 ruutmeetrit. suudab toota umbes 7000-10000 kWh aastas. Ja see on tahkeküttekatla jaoks säästetud 3 tonni küttepuid!

keskmiselt on seadme ruutmeetri kohta 900 W;
vee temperatuuri tõstmiseks on vaja kulutada 1,16 W;
võttes arvesse ka kollektori soojuskadu, suudab 1 ruutm soojendada umbes 10 liitrit vett tunnis temperatuurini 70 kraadi;
ühe inimese jaoks vajaliku 50 liitri kuuma vee saamiseks peate kulutama 3,48 kW;
pärast hüdrometeoroloogiakeskuse andmete kontrollimist võimsuse kohta päikesekiirgus(W/sq.m) piirkonnas on vaja jagada 3480 W saadud päikesekiirguse võimsusega – see on päikesekollektori pindala, mis on vajalik 50 liitri vee soojendamiseks.

Nagu selgub, on tõhus autonoomne küte, mis kasutab ainult päikeseenergiat, üsna problemaatiline. Lõppude lõpuks on süngel talvehooajal päikesekiirgust väga vähe ja kollektorit, mille pindala on 120 ruutmeetrit, on platsile võimatu paigutada. see ei õnnestu alati.

Kas päikesekollektorid on siis tõesti mittetoimivad? Ärge tehke neile eelnevalt allahindlust. Nii et sellise salvestusseadme abil saate suvel ilma boilerita hakkama - võimsusest piisab teie pere elamiseks kuum vesi. Talvel on võimalik energiakulusid vähendada, kui varustada päikesekollektorist juba soojendatud vett elektriboilerisse.
Lisaks on päikesekollektor suurepäraseks abiliseks soojuspumbale madala temperatuuriga küttega majas (soojad põrandad).

Seega kasutatakse talvel soojendatavat jahutusvedelikku soojendusega põrandates ja suvel saab üleliigse soojuse suunata maasoojusringi. See vähendab soojuspumba võimsust.
Pealegi maasoojus ei uuendata, nii et aja jooksul tekib mulla paksusesse järjest kasvav “külmakott”. Näiteks tavapärases maasoojusringis alguses kütteperiood temperatuur on +5 kraadi ja lõpus -2C. Kütmisel tõuseb algtemperatuur +15 C-ni ja kütteperioodi lõpuks ei lange alla +2 C.

Omatehtud päikesekollektori ehitus

Oma võimetes kindla meistri jaoks pole soojuskollektori kokkupanek keeruline. Võite alustada väikese seadmega, et pakkuda oma dachas kuuma vett, ja kui katse õnnestub, jätkake täieõigusliku päikesejaama loomisega.

Metalltorudest lame päikesekollektor

Lihtsaim kollektor on lame. Selle seadme jaoks vajate:

keevitusmasin;
torud alates roostevabast terasest või vask;
terasleht;
karastatud klaas või polükarbonaat;
puitlauad raami jaoks;
mittesüttiv isolatsioon, mis talub 200 kraadini kuumutatud metalli;
must matt värv vastupidav kõrgetele temperatuuridele.

Päikesekollektori kokkupanek on üsna lihtne:

Torud on keevitatud terasleht– see toimib päikeseenergia adsorberina, seega peaks torude sobivus olema võimalikult tihe. Kõik on värvitud matt mustaks.

Torudega lehele asetatakse raam nii, et torud on vastamisi sees. Torude sisse- ja väljalaskeava jaoks puuritakse augud. Isolatsiooni paigaldamine toimub. Hügroskoopse materjali kasutamisel peate hoolitsema veekindluse eest - pärast märjaks saamist ei kaitse isolatsioon ju enam torusid jahtumise eest.

Isolatsioon kinnitatakse OSB-lehega, kõik vuugid täidetakse hermeetikuga.
Adsorberi poolele asetatakse väikese õhuvahega läbipaistev klaas või polükarbonaat. Selle eesmärk on vältida teraslehe jahtumist.
Pärast hermeetiku pealekandmist saate klaasi kinnitada puidust aknahelmestega. See hoiab ära külma õhu sisenemise ja kaitseb klaasi kuumutamisel ja jahutamisel raami kokkutõmbumise eest.

Kollektori täielikuks toimimiseks vajate akumulatsioonipaaki. See võib olla valmistatud väljastpoolt isoleeritud plastikust tünnist, millesse on spiraalselt paigutatud päikesekollektoriga ühendatud soojusvaheti. Soojendusega vee sisselaskeava peaks asuma ülaosas ja külma vee väljalaskeava all.

Oluline on paak ja kollektor õigesti paigutada. Vee loomuliku tsirkulatsiooni tagamiseks peab paak asuma kollektori kohal ja torud peavad olema püsiva kaldega.

Vanametallist valmistatud päikesekütteseade

Kui koos keevitusmasin Sõprust ei õnnestunud luua, käepärast saab teha lihtsa päikeseküttekeha. Näiteks plekkpurkidest. Selleks tehakse põhja augud, purgid ise kinnitatakse üksteise külge hermeetikuga ja asetatakse sellele PVC-torude ristmikul. Need värvitakse mustaks ja asetatakse klaasi alla raami sisse samamoodi nagu tavalised torud.

Päikeseenergia maja fassaad

Miks mitte kaunistada maja tavalise voodri asemel millegi kasulikuga? Näiteks tehes päikeseküttekeha kogu lõunapoolsele seinale.

See lahendus võimaldab optimeerida küttekulusid korraga kahes suunas – vähendada energiakulusid ja oluliselt vähendada sellest tulenevat soojuskadu täiendav isolatsioon fassaad.

Seade on uskumatult lihtne ega vaja eritööriistu:

isolatsioonile asetatakse värvitud tsingitud leht;
peale asetatakse roostevaba teras gofreeritud toru, ka mustaks värvitud;
kõik on kaetud polükarbonaat lehtedega ja kinnitatud alumiiniumnurkadega.

Kui see meetod tundub keeruline, näitab video tinast valmistatud versiooni, polüpropüleenist torud ja filmid. Palju lihtsam!

Päikesesüsteemide klassifikatsioon ja põhielemendid

Päikeseküttesüsteemid on süsteemid, mis kasutavad soojusenergia allikana päikesekiirgust. Nende iseloomulik erinevus teistest süsteemidest on madala temperatuuriga küte on spetsiaalse elemendi – päikesevastuvõtja – kasutamine, mis on mõeldud päikesekiirguse püüdmiseks ja selle muundamiseks soojusenergia.

Päikesekiirguse kasutamise meetodi järgi jaotatakse päikese madala temperatuuriga küttesüsteemid passiivseteks ja aktiivseteks.

Passiivsed päikeseküttesüsteemid on sellised, kus hoone ise või selle üksikud korpused (hoone-kollektor, seinakollektor, katusekollektor jne) toimivad päikesekiirgust vastuvõtva ja soojuseks muundava elemendina (joonis 3.4)) .

Riis. 3.4. Passiivne madala temperatuuriga päikeseküttesüsteem “seinakollektor”: 1 – päikesekiired; 2 – poolläbipaistev ekraan; 3 – õhusiiber; 4 – soojendatud õhk; 5 – jahutatud õhk ruumist; 6 – seinamassi oma pikalaineline soojuskiirgus; 7 – seina must kiirt vastuvõttev pind; 8 – rulood.

Aktiivsed on päikeseenergia madala temperatuuriga küttesüsteemid, milles päikesevastuvõtja on iseseisev eraldiseisev seade, mis ei ole hoonega seotud. Aktiivsed päikesesüsteemid võib jagada järgmisteks osadeks:

- otstarbe järgi (sooja veevarustus, küttesüsteemid, soojus- ja külmavarustuse kombineeritud süsteemid);

- kasutatud jahutusvedeliku tüübi järgi (vedelik - vesi, antifriis ja õhk);

- töö kestuse järgi (aastaringselt, hooajaliselt);

- Kõrval tehniline lahendus ahelad (ühe-, kahe-, mitmeahelalised).

Õhk on laialdaselt kasutatav jahutusvedelik, mis ei külmu kogu tööparameetrite ulatuses. Jahutusvedelikuna kasutades on võimalik kombineerida küttesüsteeme ventilatsioonisüsteemiga. Õhk on aga väikese soojusvõimsusega jahutusvedelik, mis toob kaasa metallikulu suurenemise õhkküttesüsteemide paigaldamisel võrreldes veesüsteemidega.

Vesi on soojusintensiivne ja laialdaselt kättesaadav jahutusvedelik. Kuid temperatuuril alla 0°C on vaja sellele lisada antifriisi. Lisaks tuleb arvestada, et hapnikuga küllastunud vesi põhjustab torustike ja seadmete korrosiooni. Kuid metalli tarbimine päikeseveesüsteemides on palju väiksem, mis aitab oluliselt kaasa nende laiemale kasutamisele.

Hooajalised päikeseenergia soojaveevarustussüsteemid on tavaliselt üheahelalised ja töötavad suvel ja üleminekukuudel, positiivse välistemperatuuriga perioodidel. Olenevalt hooldatava objekti eesmärgist ja töötingimustest võib neil olla täiendav soojusallikas või ilma selleta hakkama saada.

Hoonete päikeseküttesüsteemid on tavaliselt kaheahelalised või enamasti mitmeahelalised ning erinevate ahelate jaoks saab kasutada erinevaid jahutusvedelikke (näiteks päikesekontuuris - mittekülmuvate vedelike vesilahused, vahekontuurides - vesi ja tarbijaahelas - õhk).

Hoonete soojuse ja külmaga varustamiseks mõeldud aastaringsed kombineeritud päikesesüsteemid on mitmeahelalised ja sisaldavad täiendavat soojusallikat traditsioonilise fossiilkütustel töötava soojusgeneraatori või soojustrafo kujul.

Skemaatiline diagramm päikeseküttesüsteem on näidatud joonisel 3.5. See sisaldab kolme tsirkulatsiooniahelat:

- esimene ahel, mis koosneb päikesekollektoritest 1, tsirkulatsioonipumbast 8 ja vedelsoojusvahetist 3;

- teine ahel, mis koosneb akumulatsioonipaagist 2, tsirkulatsioonipumbast 8 ja soojusvahetist 3;

- kolmas ahel, mis koosneb akumulatsioonipaagist 2, tsirkulatsioonipumbast 8, vesi-õhk soojusvahetist (küttekehast) 5.

Riis. 3.5. Päikeseküttesüsteemi skemaatiline diagramm: 1 – päikesekollektor; 2 – akumulatsioonipaak; 3 – soojusvaheti; 4 – hoone; 5 – küttekeha; 6 – küttesüsteemi varundamine; 7 – sooja veevarustussüsteemi varundamine; 8 - tsirkulatsioonipump; 9 – ventilaator.

Päikeseküttesüsteem töötab järgmiselt. Päikesekollektorites 1 soojenev soojusvastuvõtukontuuri jahutusvedelik (antifriis) siseneb soojusvahetisse 3, kus antifriisi soojus kandub soojusvaheti 3 torudevahelises ruumis ringlevale veele. sekundaarahela pump 8. Soojendatud vesi siseneb akumulatsioonipaaki 2. Salvestuspaagist võtab vett soojaveevarustuspump 8, viiakse vajadusel varuosas 7 vajaliku temperatuurini ja siseneb hoone soojaveevarustussüsteemi. Säilituspaaki laetakse veevõrgust.

Kütmiseks suunatakse vesi akumulatsioonipaagist 2 kolmanda ringkonnapumba 8 abil küttekehasse 5, mille kaudu juhitakse õhk ventilaatori 9 abil läbi ja soojendamisel siseneb see hoonesse 4. Päikese puudumisel päikesekollektorite tekitatud kiirguse või soojusenergia puudumise tõttu lülitatakse sisse varukoopia 6.

Päikeseküttesüsteemi elementide valiku ja paigutuse määravad igal konkreetsel juhul kliimategurid, rajatise otstarve, soojustarbimise režiim ja majandusnäitajad.

Kontsentreeruvad päikesevastuvõtjad

Kontsentreeruvad päikesevastuvõtjad on sfäärilised või paraboolsed peeglid (joon. 3.6), valmistatud poleeritud metallist, mille fookusesse on paigutatud soojust vastuvõttev element (päikesekatel), mille kaudu ringleb jahutusvedelik. Jahutusvedelikuna kasutatakse vett või mittekülmuvaid vedelikke. Kasutades vett jahutusvedelikuna öösel ja külmal ajal, tuleb süsteem tühjendada, et vältida selle külmumist.

Päikesekiirguse püüdmise ja muundamise protsessi kõrge efektiivsuse tagamiseks peab kontsentreeriv päikesevastuvõtja olema pidevalt suunatud rangelt Päikesele. Selleks on päikesevastuvõtja varustatud jälgimissüsteemiga, sealhulgas suunaanduriga Päikese poole, elektroonilise signaali muundamisseadme ja käigukastiga elektrimootoriga päikesevastuvõtja konstruktsiooni kahes tasapinnas pööramiseks.

Kontsentreerivate päikesevastuvõtjatega süsteemide eeliseks on võime tekitada soojust suhteliselt kõrgel temperatuuril (kuni 100 ° C) ja isegi auru. Puuduste hulgas on konstruktsiooni kõrge hind; vajadus peegeldavaid pindu pidevalt tolmust puhastada; töötada ainult valgel ajal ja seetõttu on vaja suuri akusid; suured energiakulud päikese jälgimissüsteemi juhtimiseks, mis on proportsionaalsed toodetud energiaga. Need puudused takistavad aktiivsete madala temperatuuriga päikeseküttesüsteemide laialdast kasutamist koos kontsentreeritud päikeseenergia vastuvõtjatega. Viimasel ajal on madala temperatuuriga päikeseküttesüsteemides kõige sagedamini kasutatud lamedaid päikesevastuvõtjaid.

Tasapinnalised päikesekollektorid

Lame päikesekollektor on lameda konfiguratsiooniga neelava paneeli ja lameda läbipaistva isolatsiooniga seade päikesekiirguse energia neelamiseks ja selle soojuseks muundamiseks.

Tasapinnalised päikesekollektorid (joonis 3.7) koosnevad klaasist või plastikust kattest (ühekordne, kahekordne, kolmekordne), päikesepoolsel küljel mustaks värvitud soojust vastuvõtvast paneelist, tagaküljel isolatsioonist ja korpusest (metallist, plastik, klaas, puit).

Soojust vastuvõtva paneelina võib kasutada mis tahes metall- või plastlehte, millel on jahutusvedeliku kanalid. Soojust vastuvõtvad paneelid on valmistatud kahte tüüpi alumiiniumist või terasest: lehttoru ja stantsitud paneelid (toru lehes). Plastpaneelid nende hapruse ja kiire vananemise tõttu mõju all päikesekiired, ja ka madala soojusjuhtivuse tõttu, ei kasutata laialdaselt.

Riis. 3.6 Päikesevastuvõtjate kontsentreerimine: a – paraboolkontsentraator; b – paraboolne silindriline kontsentraator; 1 – päikesekiired; 2 – soojust vastuvõttev element (päikesekollektor); 3 – peegel; 4 – jälgimissüsteemi ajamimehhanism; 5 – jahutusvedelikku varustavad ja väljastavad torustikud.

Riis. 3.7. Lame päikesekollektor: 1 – päikesekiired; 2 – klaasimine; 3 – kere; 4 – soojust vastuvõttev pind; 5 – soojusisolatsioon; 6 – pitsat; 7 – soojust vastuvõtva plaadi enda pikalainekiirgus.

Päikesekiirguse mõjul soojenevad soojust vastuvõtvad paneelid temperatuurini 70–80 ° C, ületades ümbritseva keskkonna temperatuuri, mis suurendab paneeli konvektiivset soojusülekannet keskkonda ja oma kiirgust taevasse. . Jahutusvedeliku kõrgemate temperatuuride saavutamiseks kaetakse plaadi pind spektriselektiivsete kihtidega, mis neelavad aktiivselt päikese lühilainekiirgust ja vähendavad spektri pikalainelises osas enda soojuskiirgust. Sellised mustal niklil, mustal kroomil, alumiiniumil vaskoksiidil, vasel vaskoksiidil ja teistel põhinevad konstruktsioonid on kallid (nende maksumus on sageli võrreldav soojust vastuvõtva paneeli enda maksumusega). Teine võimalus lameplaatkollektorite jõudluse parandamiseks on soojuskadude vähendamiseks tekitada soojust vastuvõtva paneeli ja läbipaistva isolatsiooni vahele vaakum (neljanda põlvkonna päikesekollektorid).

Päikesekollektoritel põhinevate päikesepatareide käitamise kogemus on näidanud selliste süsteemide mitmeid olulisi puudusi. Esiteks on see kollektsionääride kõrge hind. Nende töö efektiivsuse tõstmine selektiivkatete, klaaside läbipaistvuse suurendamise, evakueerimise, aga ka jahutussüsteemi paigaldamisega osutuvad majanduslikult kahjumlikuks. Oluliseks puuduseks on vajadus klaasi sageli tolmust puhastada, mis praktiliselt välistab kollektori kasutamise tööstuspiirkondades. Päikesekollektorite pikaajalisel töötamisel, eriti talvistes tingimustes, täheldatakse nende sagedasi rikkeid valgustatud ja tumenenud klaasipiirkondade ebaühtlase laienemise tõttu, mis on tingitud klaaside terviklikkuse rikkumisest. Samuti esineb suur osa kollektoreid transportimise ja paigaldamise käigus rikkeid. Kollektoriga operatsioonisüsteemide oluliseks puuduseks on ka ebaühtlane laadimine aasta ja päeva jooksul. Kogemused kollektorite käitamisel Euroopas ja Venemaa Euroopa osas, kus hajuskiirgus on suur (kuni 50%), on näidanud aastaringse autonoomse kuumaveevarustuse ja küttesüsteemi loomise võimatust. Kõik keskmistel laiuskraadidel asuvad päikesekollektoriga päikesesüsteemid nõuavad suuremahuliste akumulatsioonipaakide paigaldamist ja täiendava energiaallika kaasamist süsteemi, mis vähendab nende kasutamise majanduslikku efekti. Sellega seoses on kõige soovitavam neid kasutada piirkondades, kus päikesekiirguse keskmine intensiivsus on kõrge (mitte madalam kui 300 W/m2).

Kirjeldus:

Sotši olümpiaalade kujundamisel on eriti oluline keskkonnasõbralike taastuvate energiaallikate ja ennekõike päikesekiirguse energia kasutamine. Sellega seoses passiivse väljatöötamise ja rakendamise kogemus päikesesüsteemid küttevarustus elamutes ja ühiskondlikud hooned Liaoningi provintsis (Hiina), sest geograafiline asukoht ja selle Hiina osa kliimatingimused on võrreldavad Sotši omadega.

Hiina Rahvavabariigi kogemus

Zhao Jinling, Ph.D. tehnika. Teadused, Daliani Polütehniline Ülikool (PRC), praktikant tööstuslike soojusenergiasüsteemide osakonnas,

A. Ya. Shelginsky, tehnikateaduste doktor teadused, prof., teadus. Juhataja, MPEI (TLÜ), Moskva

Sotši olümpiaalade kujundamisel on eriti oluline keskkonnasõbralike taastuvate energiaallikate ja ennekõike päikesekiirguse energia kasutamine. Sellega seoses pakuvad huvi Liaoningi provintsi (Hiina) passiivsete päikeseküttesüsteemide arendamise ja rakendamise kogemus elamutes ja avalikes hoonetes, kuna selle Hiina osa geograafiline asukoht ja kliimatingimused on võrreldavad Sotši omadega.

Taastuvate energiaallikate (TAV) kasutamine soojusvarustussüsteemides on praegu asjakohane ja väga paljutõotav, eeldusel, et seda küsimust käsitletakse pädevalt, kuna traditsioonilised energiaallikad (nafta, gaas jne) ei ole piiramatud. Sellega seoses on paljud riigid, sealhulgas Hiina, minemas üle keskkonnasõbralike taastuvate energiaallikate kasutamisele, millest üks on päikesekiirguse soojus.

Võimalus tõhus kasutamine päikese kiirgussoojus Hiina Rahvavabariigis sõltub piirkonnast, kuna kliimatingimused erinevad osad riigid on väga erinevad: parasvöötme mandriosast (läänes ja põhjas) kuumade suvede ja karmide talvedega, subtroopilisest riigi keskosas kuni troopilise mussoonini lõunarannikul ja saartel, mille määrab selle territooriumi geograafiline asukoht, kus objekt asub. asub (tabel).

Tabel
Päikeseressursside jaotus kogu Hiinas

Tsoon	Iga-aastane kestus insolatsioon, h	Päikeseenergia kiirgus, MJ/(m 2 .aasta)	Piirkond Hiina	Asjakohased valdkonnad teistes maailma riikides
I	2 800-3 300	7 550-9 250	Tiibet jne.	Pakistani ja India põhjapiirkonnad
II	3 000-3 200	5 850-7 550	Hebei jne.	Jakarta (Indoneesia)
III	2 200-3 000	5 000-5 850	Peking, Dalian jne.	Washington (USA)
IV	1 400-2 200	4 150-5 000	Hubzhi, Hunan jne.	Milano (Itaalia), Saksamaa, Jaapan
V	1 000-1 400	3 350-4 150	Sichuan ja Guizhou	Pariis (Prantsusmaa), Moskva (Venemaa)

Liaoningi provintsis jääb päikesekiirguse intensiivsus vahemikku 5000–5850 MJ/m2 aastas (Sotšis umbes 5000 MJ/m2 aastas), mis võimaldab hoonete kütte- ja jahutussüsteeme aktiivselt kasutada, mis põhinevad päikesekiirguse energia. Sellised päikesekiirguse ja välisõhu soojust muundavad süsteemid võib jagada aktiivseteks ja passiivseteks.

Passiivsed päikeseküttesüsteemid (PSHS) kasutavad soojendatud õhu loomulikku ringlust (joonis 1), st gravitatsioonijõude.

Aktiivsed päikesesoojussüsteemid (joonis 2) kasutavad oma töö tagamiseks täiendavaid energiaallikaid (näiteks elekter). Päikesekiirguse soojus siseneb päikesekollektoritesse, kus see osaliselt akumuleerub ja kantakse üle vahepealsesse jahutusvedelikku, mis transporditakse ja jaotatakse pumpade abil mööda ruumi.

Võimalikud on nullkütte- ja külmatarbimisega süsteemid, kus vastavad siseõhu parameetrid tagatakse ilma täiendava energiakuluta, mille põhjuseks on:

vajalik soojusisolatsioon;
sobivate soojus- ja külmasalvestusomadustega ehitusmaterjalide valik;
vastavate omadustega täiendavate soojus- ja külmaakude süsteemis kasutamine.

Joonisel fig. 3 on näidatud täiustatud tööskeem passiivne süsteem hoone küttevarustus elementidega (kardinad, ventiilid), mis võimaldavad täpsemalt reguleerida siseõhu temperatuuri. Hoone lõunaküljele on paigaldatud nn Trombe sein, mis koosneb massiivsest seinast (betoon, tellis või kivi) ja seinast lühikese vahemaa kaugusel paigaldatud klaasvaheseinast väljaspool. Massiivse seina välispind on sisse värvitud tumedat värvi. Klaasvaheseina kaudu soojendatakse massiivset seina ning klaasvaheseina ja massiivse seina vahel asuvat õhku. Köetav massiivne sein kannab kiirguse ja konvektiivse soojusvahetuse toimel kogunenud soojuse tuppa. Seega ühendab see disain kollektori ja soojusakumulaatori funktsioonid.

Klaasvaheseina ja seina vahelises kihis paiknevat õhku kasutatakse jahutusvedelikuna külmal perioodil ja päikesepaistelistel päevadel ruumi soojuse varustamiseks. Vältimaks soojuse väljavoolu keskkonda külmal perioodil ja liigse soojuse sissevoolu päikesepaistelistel päevadel soojal perioodil, kasutatakse kardinaid, mis vähendavad oluliselt soojusvahetust täisseina ja väliskeskkonna vahel.

Kardinad on valmistatud lausriie hõbedase kattega. Vajaliku õhuringluse tagamiseks kasutatakse õhuventiile, mis asuvad täisseina ülemises ja alumises osas. Õhuklappide töö automaatne juhtimine võimaldab säilitada vajalikke soojuse sisse- või väljavoolusid hooldatavas ruumis.

Passiivne päikeseküttesüsteem töötab järgmiselt:

1. Külmadel perioodidel (küte):

päikesepaisteline päev - kardin on üles tõstetud, klapid on avatud(joonis 3a). See viib massiivse seina soojenemiseni läbi klaasvaheseina ning klaasvaheseina ja seina vahelises kihis paikneva õhu soojendamise. Soojus siseneb ruumi köetavast seinast ja vahekihis soojendatud õhust, ringledes läbi vahekihi ja ruumi erinevatel temperatuuridel õhutiheduse erinevusest tingitud gravitatsioonijõudude mõjul (looduslik tsirkulatsioon);
öö, õhtu või pilvine päev - kardin on langetatud, klapid on suletud (joonis 3b). Soojus voolab sisse väliskeskkond on oluliselt vähenenud. Temperatuuri ruumis hoiab soojusvoog massiivsest seinast, mis on kogunud selle päikesekiirguse soojuse;

2. Soojal ajal (jahutamine):

päikesepaisteline päev - kardin on langetatud, alumised klapid on avatud, ülemised on suletud (joonis 3c). Kardin kaitseb massiivset seina päikesekiirguse eest kuumenemise eest. Välisõhk siseneb tuppa maja varjutatud küljelt ja väljub läbi klaasvaheseina ja seina vahelise kihi keskkonda;
öö, õhtu või pilvine päev - kardin on üles tõstetud, alumised klapid on avatud, ülemised suletud (joonis 3d). Välisõhk siseneb ruumi maja vastasküljelt ja väljub keskkonda klaasvaheseina ja täisseina vahelise kihi kaudu. Sein jahutatakse konvektiivse soojusvahetuse tulemusel kihti läbiva õhuga ning soojuse väljavoolust kiirgusega keskkonda. Jahutatud sein hoiab päeva jooksul ruumis vajaliku temperatuuri.

Hoonete passiivsete päikeseküttesüsteemide arvutamiseks on välja töötatud loodusliku konvektsiooni käigus toimuva mittestatsionaarse soojusülekande matemaatilised mudelid, et tagada ruumidele vajalikud temperatuuritingimused olenevalt ümbritsevate konstruktsioonide termofüüsikalistest omadustest, päikesekiirguse päevastest muutustest ja välisõhu temperatuurist.

Usaldusväärsuse määramiseks ja saadud tulemuste selgitamiseks töötati välja Daliani polütehnilises ülikoolis, valmistati ja uuriti Dalianis asuva passiivsete päikeseküttesüsteemidega elamu eksperimentaalmudel. Trombe müür asub ainult lõunafassaadil, automaatikaga õhuklapid ja kardinad (joon. 3, foto).

Katse läbiviimisel kasutasime:

väike ilmajaam;
instrumendid päikesekiirguse intensiivsuse mõõtmiseks;
anemograaf RHAT-301 siseõhu kiiruse määramiseks;
TR72-S termomeeter ja termopaarid ruumitemperatuuri mõõtmiseks.

Eksperimentaalsed uuringud viidi läbi aasta soojal, ülemineku- ja külmal perioodil erinevates ilmastikutingimustes.

Probleemi lahendamise algoritm on toodud joonisel fig. 4.

Katsetulemused kinnitasid saadud arvutuslike seoste usaldusväärsust ja võimaldasid korrigeerida individuaalseid sõltuvusi konkreetseid piirtingimusi arvestades.

Praegu on Liaoningi provintsis palju passiivseid päikeseküttesüsteeme kasutavaid elamuid ja koole.

Passiivsete päikeseküttesüsteemide analüüs näitab, et need on teatud kliimapiirkondades võrreldes teiste süsteemidega üsna paljutõotavad järgmistel põhjustel:

odavus;
hoolduse lihtsus;
usaldusväärsus.

Passiivsete päikeseküttesüsteemide miinusteks on asjaolu, et välisõhu temperatuuri muutumisel üle arvutustes aktsepteeritud piiride võivad siseõhu parameetrid nõutavatest (arvutuslikest) erineda.

Hea energiasäästuefekti saavutamiseks hoonete kütte- ja jahutussüsteemides temperatuuritingimuste täpsema hoidmisega kindlaksmääratud piirides on otstarbekas kombineerida passiivseid ja aktiivseid päikesekütte- ja jahutussüsteeme.

Sellega seoses täiendavad teoreetilised uuringud ja eksperimentaalne töö füüsilistel mudelitel, võttes arvesse varem saadud tulemusi.

Kirjandus

1. Zhao Jinling, Chen Bin, Liu Jingjun, Wang Yongxun Trombe seinaga täiustatud passiivse päikesemaja dünaamiline soojustõhususe simulatsioon ISES Solar Word Congress, 2007, Peking, Hiina, Vols 1-V: 2234-2237.

2. Zhao Jinling, Chen Bin, Chen Cuiying, Sun Yuanyuan Passiivsete päikeseküttesüsteemide dünaamilise soojusvastuse uuring. Harbini Tehnoloogiainstituudi ajakiri (uus seeria). 2007. Vol. 14: 352–355.

Energiahindade tõustes on kasutusel alternatiivsed allikad energiat. Ja kuna küte on paljude jaoks peamine kuluartikkel, siis räägime eelkõige küttest: maksta tuleb praktiliselt aasta läbi ja märkimisväärseid summasid. Kui soovite raha säästa, tuleb esimese asjana meelde päikesesoojus: võimas ja täiesti tasuta energiaallikas. Ja seda on täiesti võimalik kasutada. Pealegi, kuigi seadmed on kallid, on see mitu korda odavam kui soojuspumbad. Räägime lähemalt, kuidas saab päikeseenergiat maja kütmiseks kasutada.

Päikeseküte: plussid ja miinused

Kui räägime päikeseenergia kasutamisest kütteks, siis tuleb meeles pidada, et neid on kaks erinevaid seadmeid päikeseenergia muundamiseks:

Mõlemal valikul on oma omadused. Kuigi tuleb kohe öelda, et ükskõik millise valite, ärge kiirustage olemasolevast küttesüsteemist loobuma. Päike tõuseb loomulikult igal hommikul, kuid mitte alati teie peal Päikesepatareid Sisse tuleb piisavalt valgust. Kõige mõistlikum lahendus on kombineeritud süsteemi tegemine. Kui päikeseenergiast piisab, siis teine soojusallikas ei tööta. Nii kaitsete ennast, elate mugavates tingimustes ja säästate raha.

Kui pole soovi või võimalust kahte süsteemi paigaldada, peaks teie päikeseküttel olema vähemalt kahekordne võimsusreserv. Siis võime kindlalt öelda, et sooja saab igal juhul.

Päikeseenergia kütmiseks kasutamise eelised:

Puudused:

Sissetuleva soojuse hulga sõltuvus ilmast ja piirkonnast.
Garanteeritud kütmiseks vajate süsteemi, mis töötab paralleelselt päikeseküttesüsteemiga. Paljud kütteseadmete tootjad pakuvad seda võimalust. Eelkõige pakuvad Euroopa seinale paigaldatavate gaasikatelde tootjad ühist kasutamist päikeseküttega (näiteks Baxi katlad). Isegi kui olete paigaldanud seadmed, millel see võimalus puudub, saate tööd koordineerida küttesüsteem kontrollerit kasutades.
Alguses kindel finantsinvesteering.
Perioodiline hooldus: torud ja paneelid tuleb puhastada kleepunud prahist ja pesta tolmust.
Mõned vedelad päikesekollektorid ei saa töötada väga madalad temperatuurid Oh. Tõsiste külmade eelõhtul tuleb vedelik tühjendada. Kuid see ei kehti kõigi mudelite ja mitte kõigi vedelike kohta.

Nüüd vaatame lähemalt igat tüüpi päikesekütteelemente.

Päikesekollektorid

Päikesekütteks kasutatakse päikesekollektoreid. Need paigaldised kasutavad päikese soojust jahutusvedeliku soojendamiseks, mida saab seejärel kasutada veeküttesüsteemis. Spetsiifilisus seisneb selles, et maja kütmiseks mõeldud päikeseveeboiler toodab ainult 45-60 o C temperatuuri, suurimat efektiivsust näitab väljalaskeava juures 35 o C. Seetõttu on selliseid süsteeme soovitatav kasutada koos sooja veega põrandatega. Kui te ei soovi radiaatoritest loobuda, suurendage sektsioonide arvu (ligikaudu kaks korda rohkem) või soojendage jahutusvedelikku.

Kodu andmiseks soe vesi ja vee soojendamiseks võite kasutada päikesekollektoreid (lamedad ja torukujulised)

Nüüd päikesekollektorite tüüpidest. Struktuuriliselt on kaks modifikatsiooni:

tasane;
torukujuline.

Igas rühmas on variatsioone nii materjalides kui ka disainis, kuid neil on sama tööpõhimõte: läbi torude jookseb jahutusvedelik, mida soojendab päike. Kuid kujundused on täiesti erinevad.

Tasapinnalised päikesekollektorid

Need päikesekütteseadmed on lihtsa disainiga ja seetõttu saab neid soovi korral oma kätega valmistada. Vastupidav põhi on kinnitatud metallraami külge. Peal asetatakse soojusisolatsioonikiht. Ka korpuse seinad isoleeritakse kadude vähendamiseks. Siis on adsorberi kiht - materjal, mis neelab hästi päikesekiirgust, muutes selle soojuseks. See kiht on tavaliselt musta värvi. Adsorber on varustatud torudega, mille kaudu jahutusvedelik voolab. Ülevalt on kogu see struktuur suletud läbipaistva kaanega. Katte materjaliks võib olla karastatud klaas või mõni plastik (enamasti on see polükarbonaat). Mõne mudeli puhul võib katte valgust läbilaskev materjal läbida eritöötluse: peegelduvuse vähendamiseks muudetakse see mitte siledaks, vaid kergelt matiks.

Lameplaadi päikesekollektori torud on tavaliselt paigutatud ussikujuliselt ja seal on kaks auku - sisse- ja väljalaskeava. Ühetoru- ja kahe toruga ühendus. See on see, mis sulle meeldib. Kuid normaalseks soojusvahetuseks on vaja pumpa. Võimalik on ka gravitatsioonivoolusüsteem, kuid see on jahutusvedeliku väikese kiiruse tõttu väga ebaefektiivne. Seda tüüpi päikesekollektoreid kasutatakse kütmiseks, kuigi seda saab kasutada tõhusa vee soojendamiseks kuuma veevarustuseks.

On olemas gravitatsioonikollektori variant, kuid seda kasutatakse peamiselt vee soojendamiseks. Seda disaini nimetatakse ka plastikust päikesekollektoriks. Need on kaks plaati läbipaistev plastik, hermeetiliselt korpuse külge suletud. Vee liigutamiseks on sees labürint. Mõnikord värvitakse alumine paneel mustaks. Seal on kaks auku - sisse- ja väljalaskeava. Vesi tarnitakse sees, soojendab päike, kui see läbi labürindi liigub, ja väljub soojana. See skeem töötab hästi veepaagiga ja soojendab kergesti vett sooja tarbevee jaoks. See on kaasaegne asendus tavalisele paigaldatud tünnile suvine dušš. Pealegi tõhusam asendus.

Kui tõhusad on päikesekollektorid? Kõigi tänaste kodumaiste päikesesüsteemide hulgas on neid näha tipptulemused: nende efektiivsus on 72-75%. Kuid mitte kõik pole nii hea:

nad ei tööta öösel ja ei tööta hästi pilves ilmaga;
suured soojuskaod, eriti tuulistes tingimustes;
madal hooldatavus: kui midagi läheb katki, tuleb oluline osa või kogu paneel välja vahetada.

Kuid eramaja päikese käes soojendamine toimub sageli nende päikesepatareide abil. Sellised paigaldised on populaarsed lõunapoolsetes riikides, kus on aktiivne kiirgus ja positiivne temperatuur talvine periood. Meie talveks need ei sobi, aga suvehooajal annavad häid tulemusi.

Õhukollektor

Seda paigaldust saab kasutada maja õhukütteks. Struktuurilt on see väga sarnane ülalkirjeldatud plastikkollektoriga, kuid õhk ringleb ja soojeneb selles. Sellised seadmed riputatakse seintele. Need võivad töötada kahel viisil: kui päikeseküttekeha on suletud, võetakse ruumist õhk, soojendatakse ja suunatakse samasse ruumi.

On veel üks variant. See ühendab kütte ventilatsiooniga. Õhukollektori väliskorpuses on augud. Nende kaudu siseneb struktuuri külm õhk. Labürindist läbi minnes soojendatakse seda päikesekiirtega ja seejärel siseneb see tuppa soojendatuna.

Maja selline kütmine on enam-vähem efektiivne, kui paigaldus hõlmab kogu lõunaseina ja sellel seinal pole varju.

Torukujulised kollektorid

Ka siin ringleb jahutusvedelik läbi torude, kuid kõik need soojusvahetustorud sisestatakse klaaskolbi. Kõik need on ühendatud kollektoriga, mis on sisuliselt kamm.

Torukujulise kollektori skeem (pildi suurendamiseks klõpsake)

Torukollektoritel on kahte tüüpi torusid: koaksiaalsed ja sulgedega. Koaksiaal - toru torus - asetsevad üksteise sees ja nende servad on tihendatud. Kahe seina vahele tekib sees haruldane õhuvaba keskkond. Seetõttu nimetatakse selliseid torusid ka vaakumtorudeks. Suletorud on tavaline toru, mis on suletud ühelt poolt. Ja neid nimetatakse sulelisteks, kuna soojusülekande suurendamiseks sisestatakse neisse adsorberplaat, millel on kumerad servad ja mis meenutab mõnevõrra sulge.

Lisaks saab soojusvahetid sisestada erinevatesse korpustesse erinevad tüübid. Esimesed on Heat-pipe termilised kanalid. See on terve süsteem päikesevalguse muundamiseks soojusenergiaks. Soojustoru on väikese läbimõõduga õõnes vasktoru, mis on ühest otsast suletud. Teisel on massiivne ots. Torusse valatakse madala keemistemperatuuriga aine. Kuumutamisel hakkab aine keema, osa läheb sisse gaasiline olek ja tõuseb torust üles. Teel mööda toru köetavatest seintest soojeneb see üha enam. See satub ülemisse ossa, kuhu see mõnda aega jääb. Selle aja jooksul kannab gaas osa soojusest massiivsele otsale, jahtub järk-järgult, kondenseerub ja settib, kus protsess kordub uuesti.

Teine meetod on U-tüüpi, mis on traditsiooniline jahutusvedelikuga täidetud toru. Siin pole uudiseid ega üllatusi. Kõik on nagu tavaliselt: jahutusvedelik siseneb ühelt poolt, läbib toru ja soojendatakse päikesevalguse toimel. Vaatamata oma lihtsusele on seda tüüpi soojusvaheti tõhusam. Kuid seda kasutatakse harvemini. Ja kõik sellepärast, et seda tüüpi päikeseveeboilerid moodustavad ühtse terviku. Kui üks toru on kahjustatud, tuleb kogu osa välja vahetada.

Heat-pipe süsteemiga torukollektorid on kallimad, näitavad madalamat efektiivsust, kuid neid kasutatakse sagedamini. Ja kõik sellepärast, et kahjustatud toru saab paari minutiga vahetada. Veelgi enam, kui kasutatakse koaksiaalkolbi, saab toru ka parandada. See võetakse lihtsalt lahti (ülemine pistik eemaldatakse) ja kahjustatud element (soojuskanal või pirn ise) asendatakse töötava vastu. Seejärel sisestatakse toru oma kohale.

Milline kollektor on kütmiseks parem?

Pehme talvega lõunapiirkondadele ja suur summa päikesepaistelised päevad aastas parim variant- lamekollektor. Sellises kliimas näitab see kõrgeimat tootlikkust.

Karmima kliimaga piirkondadesse sobivad torukollektorid. Veelgi enam, Heat-pipe’iga süsteemid sobivad rohkem karmideks talvedeks: need soojendavad isegi öösel ja isegi pilvise ilmaga, kogudes suurema osa päikesekiirguse spektrist. Nad ei karda madalaid temperatuure, kuid täpset temperatuurivahemikku tuleb selgitada: see sõltub termokanalis asuvast ainest.

Need süsteemid võivad õigesti arvutatuna olla põhilised, kuid sagedamini säästavad need lihtsalt küttekulusid teisest tasulisest energiaallikast.

Teine lisaküte võiks olla õhukollektor. Seda saab katta kogu seina ja seda saab hõlpsasti oma kätega teha. Sobib suurepäraselt garaaži või suvila kütmiseks. Pealegi võivad ebapiisava kütmisega seotud probleemid tekkida mitte talvel, nagu eeldate, vaid sügisel. Pakase ja lumega on päikeseenergia kordades suurem kui pilvise ja vihmase ilmaga.

Päikesepaneelid

Kui kuuleme sõnu "päikeseenergia", mõtleme kõigepealt patareidele, mis muudavad valguse elektriks. Ja seda teevad spetsiaalsed fotoelektrilised muundurid. Neid toodab tööstus erinevatest pooljuhtidest. Kõige sagedamini selleks majapidamises kasutamiseks Kasutame ränist fotoelemente. Neil on kõige rohkem madal hind ja näitavad üsna korralikku jõudlust: 20-25%.

Eramaja päikesepaneelid on mõnes riigis levinud

Päikesepaneele saab otse kütteks kasutada ainult siis, kui boiler vm kütteseade elektril, mille ühendate selle vooluallikaga. Samuti saab päikesepaneelid koos elektriakudega integreerida kodu elektrivarustussüsteemi ja seeläbi vähendada kasutatud elektri igakuiseid arveid. Põhimõtteliselt on nende seadmete abil täiesti võimalik pere vajadusi täielikult rahuldada. See võtab lihtsalt palju raha ja ruumi. Keskmiselt saab paneeli ruutmeetrilt 120-150W. Seega loe kokku mitu ruutu katuse või kohalik ala peaksid olema hõivatud selliste paneelidega.

Päikesekütte omadused

Päikeseküttesüsteemi paigaldamise otstarbekus tekitab paljudes kahtlusi. Peamine argument on see, et see on kallis ja ei tasu end kunagi ära. Peame nõustuma, et see on kallis: seadmete hinnad on üsna kõrged. Kuid keegi ei keela teil alustada väikesest. Näiteks selleks, et hinnata sarnase paigalduse ise tegemise idee tõhusust ja praktilisust. Kulud on minimaalsed ja teil on esmakordne idee. Seejärel otsustate, kas osaleda selle kõigega või mitte. Siin on asi: kõik negatiivsed sõnumid on teoreetikutelt. Praktikuid ei kohanud ainsatki. Aktiivselt otsitakse võimalusi täiustamiseks ja muudatusteks, kuid keegi ei öelnud, et idee on kasutu. See ütleb midagi.

Nüüd räägime sellest, et päikeseküttesüsteemi paigaldamine ei tasu end kunagi ära. Kuigi tähtaeg tasub end ära

Meie riigis on palju sildu. See on võrreldav päikesekollektorite või akude kasutusiga. Aga kui vaadata kõigi energiaressursside hinnakasvu dünaamikat, siis võib eeldada, et see väheneb peagi täiesti vastuvõetava ajaraamini.

Nüüd räägime sellest, kuidas süsteemi luua. Kõigepealt tuleb kindlaks teha oma kodu ja pere vajadused sooja ja sooja vee järele. Päikeseküttesüsteemi arvutamise üldine metoodika on järgmine:

Teades, millises piirkonnas maja asub, saate teada, kui palju päikesevalgust langeb aasta igal kuul 1m2 pinnale. Eksperdid nimetavad seda insolatsiooniks. Nende andmete põhjal saate hinnata, kui palju päikesepaneele vajate. Kuid kõigepealt peate kindlaks määrama, kui palju soojust on vaja sooja vee valmistamiseks ja soojendamiseks.
Kui teil on kuumaveearvesti, siis teate igakuiselt kasutatava kuuma vee kogust. Kuva kuu keskmised tarbimisandmed või arvuta maksimumtarbimise järgi – kes tahab. Samuti peaksid teil olema andmed soojakadude kohta kodus.
Heitke pilk päikesekütteseadmetele, mida soovite paigaldada. Omades andmeid nende toimivuse kohta, saate ligikaudselt määrata oma vajaduste katmiseks vajalike elementide arvu.

Lisaks päikesesüsteemi komponentide arvu määramisele peate määrama paagi mahu, milles päikeseenergia koguneb. kuum vesi sooja vee jaoks. Seda saab hõlpsasti teha, kui tead oma pere tegelikke kulutusi. Kui teil on paigaldatud soojaveearvesti ja teil on andmeid mitme aasta kohta, saate kuvada keskmise tarbimise päevas (jagage kuu keskmine tarbimine päevade arvuga). See on ligikaudu vajalik paagi maht. Aga paak tuleb võtta umbes 20% varuga. Igaks juhuks.

Kui sooja veevarustust või arvestit pole, võite kasutada tarbimisstandardeid. Üks inimene kulutab päevas keskmiselt 100-150 liitrit vett. Teades, kui palju inimesi majas alaliselt elab, arvutate vajaliku mahuti mahu: norm korrutatakse elanike arvuga.

Peab kohe ütlema, et see on ratsionaalne (tasuvuse seisukohalt) eest keskmine tsoon Venemaal on päikeseküttesüsteem, mis katab umbes 30% soojusvajadusest ja varustab täielikult sooja veega. See on keskmine tulemus: mõnel kuul annab päikesesüsteem kütte 70-80% ja mõnel kuul (detsember-jaanuar) vaid 10%. Jällegi oleneb palju tüübist päikesepaneelid ja elukohapiirkonnast.

Veelgi enam, küsimus pole ainult "põhjas" või "lõunas". Küsimus on päikeseliste päevade arvus. Näiteks väga külmas Tšukotkas on päikeseküte väga tõhus: päike paistab seal peaaegu alati. Inglismaa märksa pehmemas kliimas igaveste ududega on selle efektiivsus ülimalt madal.
;

Tulemused

Hoolimata paljudest kriitikutest, kes räägivad päikeseenergia ebaefektiivsusest ja pikast tasuvusajast, läheb üha rohkem inimesi vähemalt osaliselt üle alternatiivsetele allikatele. Lisaks säästmisele köidab paljusid sõltumatus riigist ja selle hinnapoliitika. Et investeeritud raha raisatud summasid mitte kahetseda, võite esmalt läbi viia katse: teha oma kätega üks päikesepatareipaigaldistest ja otsustada ise, kui atraktiivne see teie jaoks on (või mitte).