Солнечные водонагревательные установки. Система солнечного теплоснабжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

На базе использования гелиоустановок могут быть решены задачи отопления, охлаждения и горячего водоснабжения жилых, административных зданий, промышленных и сельскохозяйственных объектов. Гелиоустановки имеют следующую классификацию:

• по назначению: системы горячего водоснабжения; системы отопления; комбинированные установки для целей теплохладоснабжения;
• по виду используемого теплоносителя: жидкостные; воздушные;
• по продолжительности работы: круглогодичные; сезонные;
• по техническому решению схемы: одноконтурные; двухконтурные; многоконтурные.

Наиболее часто применяемыми теплоносителями в системах солнечного теплоснабжения являются жидкости (вода, раствор этиленгликоля, органические вещества) и воздух. Каждый из них имеет определенные преимущества и недостатки. Воздух не замерзает, не создает больших проблем, связанных с утечками и коррозией оборудования. Однако из-за низкой плотности и теплоемкости воздуха размеры воздушных установок, расходы мощности на перекачку теплоносителя выше, чем у жидкостных систем. Поэтому в большинстве эксплуатируемых систем солнечного теплоснабжения предпочтение отдается жидкостям. Для жилищно-коммунальных нужд основной теплоноситель - вода.

При работе солнечных коллекторов в периоды с отрицательной температурой наружного воздуха необходимо либо использовать в качестве теплоносителя антифриз, либо каким-то способом избегать замерзания теплоносителя (например, своевременным сливом воды, нагревом ее, утеплением солнечного коллектора).

Гелиоустановками горячего водоснабжения круглогодичного действия с дублирующим источником теплоты могут быть оборудованы дома сельского типа, многоэтажные и многоквартирные дома, санатории, больницы и другие объекты. Сезонные установки, такие как, например, душевые установки для пионерских лагерей, пансионатов, передвижные установки для геологов, строителей, чабанов функционируют обычно в летние и переходные месяцы года, в периоды с положительной температурой наружного воздуха. Они могут иметь дублирующий источник теплоты или обходиться без него в зависимости от типа объекта и условий эксплуатации.

Стоимость гелиоустановок горячего водоснабжения может составлять от 5 до 15% стоимости объекта и зависит от климатических условий, стоимости оборудования и степени его освоенности.

В гелиоустановках, предназначенных для систем отопления, в качестве теплоносителей используют как жидкости, так и воздух. В многоконтурных гелиоустановках в разных контурах могут быть использованы различные теплоносители (например, в гелиоконтуре - вода, в распределительном - воздух). У нас в стране преобладающее распространение получили водяные гелиоустановки для теплоснабжения.

Площадь поверхности солнечных коллекторов, необходимая для систем отопления, обычно в 3-5 раз превышает площадь поверхности коллекторов для систем горячего водоснабжения, поэтому коэффициент использования этих систем ниже, особенно в летний период года. Стоимость установки для системы отопления может составлять 15-35% стоимости объекта.

К комбинированным системам могут быть отнесены установки круглогодичного действия для целей отопления и горячего водоснабжения, а также установки, работающие в режиме теплового насоса и тепловой трубы для целей тепло-хладоснабжения. Эти системы пока не применяются широко в промышленности.

Плотность потока солнечной радиации, приходящей на поверхность коллектора, в значительной степени определяет теплотехнические и технико-экономические показатели систем солнечного теплоснабжения.

Плотность потока солнечной радиации изменяется в течение дня и в течение года. Это является одной из характерных особенностей систем, использующих солнечную энергию, и при проведении конкретных инженерных расчетов гелиоустановок вопрос о выборе расчетного значения Е является определяющим.

В качестве расчетной схемы системы солнечного теплоснабжения рассмотрим схему, представленную на рис.3.3, которая дает возможность учесть особенности работы различных систем. Солнечный коллектор 1 преобразует энергию солнечного излучения в теплоту, которая передается в бак-аккумулятор 2 через теплообменник 3. Возможно расположение теплообменника в самом баке- аккумуляторе. Циркуляция теплоносителя обеспечивается насосом. Нагретый теплоноситель поступает в системы горячего водоснабжения и отопления. В случае недостатка или отсутствия солнечной радиации в работу включается дублирующий источник теплоты горячего водоснабжения или отопления 5.

Рис.3.3. Схема системы солнечного теплоснабжения: 1 - солнечные коллекторы; 2 - бак-аккумулятор горячей воды; 3 - теплообменник; 4 - здание с напольным отоплением; 5 - дублер (источник дополнительной энергии); 6 - пассивная солнечная система; 7 - галечный аккумулятор; 8 - заслонки; 9 -вентилятор; 10 - поток теплого воздуха в здание; 11- подача рециркуляционного воздуха из здания

В системе солнечного отопления использованы солнечные коллекторы нового поколения "Радуга" НПП "Конкурент" с улучшенными теплотехническими характеристиками за счет использования селективного покрытия на теплопоглощающей панели из нержавеющей стали и светопрозрачного покрытия из особо прочного стекла с высокими оптическими характеристиками.

В системе в качестве теплоносителя используют: воду при плюсовых температурах или антифриз в отопительный период (солнечный контур), воду (второй контур напольного отопления) и воздух (третий контур воздушного солнечного отопления).

В качестве дублирующего источника использован электрокотел.

Повышение эффективности систем гелиоснабжения может быть достигнуто за счет использования различных методов аккумулирования тепловой энергии, рационального сочетания гелиосистем с тепловыми котельными и теплонасосными установками, сочетания активных и пассивных систем разработки эффективных средств и методов автоматического управления.

Широкое внедрение солнечных систем на базе СК для сезонного горячего водоснабжения и пассивных солнечных систем с сезонным аккумулированием тепла для отопления резко снизит потребление органического топлива в энергодефицитных районах, тем самым предотвратит выброс десятков тысяч тонн углекислого газа и улучшит экологию окружающей среды.

Автор: Магомедов А.М.

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Треугольная сингулярность 04.09.2021 Международная группа исследователей, возглавляемая учеными из Боннского университета, провела тщательный анализ данных, собранных во время экспериментов на одном из ускорителей частиц, и нашла долгожданные доказательства существования одного весьма экзотического явления. Это явление, так называемая "треугольная сингулярность", несет ответственность за то, что при некоторых условиях элементарные частицы могут обмениваться кварками и превращаться в частицы других типов. Кроме этого, явление "треугольной сингулярности" содержит в себе ответ на одну из загадок, которая озадачивала ученых-ядерщиков долгое время: протоны, нейтроны и множество других частиц имеют намного большую массу, чем можно было бы ожидать с точки зрения некоторых современных теорий. Это происходит из-за некоторых особенностей сильных ядерных взаимодействий, которые скрепляют и удерживают кварки. Во время исследований ученые провели анализ данных эксперимента COMPASS Европейской организации ядерных исследований CERN. Этот эксперимент заключается в разгоне до чрезвычайно высоких скоростей определенных частиц, называемых пионами, и в "стрельбе" этими пионами по атомам водорода. Частицы, называемые пионами, состоят из кварка и антикварка, скрепленных силами сильных ядерных взаимодействий, как два разнополюсных магнита. Однако, если магниты разорвать и начать отодвигать друг от друга, сила их взаимного притяжения будет уменьшаться при увеличении расстояния. Силы сильных ядерных взаимодействий ведут себя совершенно иначе, их сила увеличивается при увеличении расстояния, делая это все подобным растягиваемой пружине или резинке. Однако, при столкновении пиона с ядром водорода "резинка" сильных ядерных взаимодействий "лопается" и высвобождается достаточно большое количество накопленной потенциальной энергии. "Эта энергия превращается в материю, и данный процесс создает элементарные частицы новых типов" - пишут исследователи. В 2015 году датчики эксперимента COMPASS во время проведения "стрельб" пионами по атомам водорода зарегистрировали весьма необычные сигналы. Характер этих сигналов указывал на то, что при столкновении на очень короткое время возникла экзотическая частица. "Обычные частицы, такие, как протоны и нейтроны, состоят из трех кварков. Другие, такие, как пионы, состоят из кварка и антикварка" - пишут исследователи, - "В данном же случае возникла промежуточная частица, состоящая из четырех кварков, так называемый тетракварк". Однако, более точный анализ данных показал, что наличие необычного сигнала можно объяснить и несколько иначе, с точки зрения возможности существования явления "треугольной сингулярности". Этот механизм был описан теоретически еще в 1950-х годах советским физиком Львом Давидовичем Ландау, но до последнего времени еще не было получено ни одного экспериментального доказательства. Согласно этому, во время столкновения пиона и атома водорода тетракварк не возникает вообще, а возникают некие промежуточные частицы, содержащие кварки и антикварки. Промежуточные частицы моментально распадаются, а находящиеся рядом частицы, участвующие в столкновении, обмениваются кварками и меняют свой тип. Возникающие при этом сигналы очень сильно напоминают сигналы от частицы-тетракварка, имеющей определенную массу.

Другие интересные новости:

▪ Самый маленький спутник-телескоп

▪ Сверхточная рентгеновская система для аэропортов

▪ Самый быстрый в мире суперкомпьютер Summit

▪ Одночиповый пакетный процессор для преобразования сигналов

▪ Видеокамера Pure Digital FlipVideo

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Мобильная связь. Подборка статей

▪ статья Современные представления о профилактике наркомании. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Что такое материализм? Подробный ответ

▪ статья Анютины глазки. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Кодовый замок с цифровой клавиатурой. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Шарик и спички. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025