Коллектор солнечный для воды: Система нагрева воды с помощью солнечных коллекторов

Содержание

Солнечные водонагреватели для дачи. Характеристики, описание, цена, установка, монтаж, доставка

ВАЖНО!

ООО «ОПТОН ИМПЭКС» официальный партнер Производственной компании «АНДИ Групп». Сертификат дилера.

На баке сезонного солнечного коллектора «ДАЧА» стоит логотип торговой марки «АНДИ Групп». Каждая трубка имеет гравировку лазером логотипа «АНДИ Групп» и номера телефона +7(495)748-11-78 в нижней части трубки в районе индикатора вакуума.

Важно знать! Солнечный коллектор — выбираем правильно! Читать >>

Солнечный коллектор «ДАЧА» система без давления

Дача Эконом

XF-II-10-80XF-II-12-100XF-II-15-125XF-II-18-150XF-II-20-170XF-II-24-200

Дача Люкс

   XFS-15-125 XFS-18-150 XFS-20-170 XFS-24-200
Объём бака80100125150170200

Кол-во трубок

101215182024
СистемаБез давления
ИспользованиеСезонное

Комплектация.

1. Бак для воды двухслойный:

Дача-Эконом внутренний слой — нержавеющая сталь SUS 304-2B  (0,4-0,5 мм) Ø360 мм; наружный  слой -окрашенная гальванизированная сталь (0,4 мм),Ø 460 мм; утеплитель — пенополиуретан 50 мм.

Дача-Люкс  внутренний  и наружный слои — нержавеющая сталь SUS 304-2B; утеплитель— пенополиуретан 50 мм

2. Рама:  СК Дача-Люкс -алюминий; СК Дача-Эконом — гальванизированная сталь

3. Трубки: вакуумные с трехслойным покрытием.

4. Контроллер M-7.

К комплекту прилагается полное описание, инструкция по сборке и эксплуатации солнечной водонагревательной системы.

Применение:

Превосходно подходят для горячего водоснабжения в летний сезон дачи, бани,гостиниц, пансионатов, турбаз, бассейнов, летних душевых.

 Преимущества системы:

 низкая цена;

 надежность и простота в эксплуатации,

легкий монтаж; применение дополнительного оборудования (насос, контроллер) необязательно;

высокая температура воды в баке при полном отсутствии солнечного света поддерживается до 72 часов.

Как выбрать солнечный коллектор Дача?

Емкость бака коллектора, работающего от солнечной энергии, зависит от количества трубок (тепловой мощности всех труб коллектора). Оптимальное сочетание мощность-объём бака для накопления горячей воды обеспечено производителем.

Вам же, выбирая такой водонагреватель на солнечном коллекторе, необходимо учесть объем горячей воды, который расходуется в течении суток всеми членами семьи. Это повлияет на выбор водонагревателя. Лучше выбрать коллектор с объёмом бака-накопителя, соответствующий объёму потребления.

Можно ли самому собрать и установить солнечный коллектор ДАЧА?

Благодаря прилагаемым к каждому комплекту подробным инструкциям с фотографиями сборки, можно легко справиться с установкой и монтажом солнечного коллектора на Вашем дачном участке. Это не займёт у Вас много времени.

Отзывы о солнечных коллекторах для дачи.

Солнечный коллектор для бани

Московская область, Серпуховской район, дачный поселок

 

Солнечный коллектор для дачи

Московская область, Ногинский район, деревня Затишье

 

Солнечный коллектор для фермы

Алтайский край, Змеиногорский район «Восход» 

 

Солнечный коллектор для гостиницы

Краснодарский край, Туапсинский р-н, ст. Лазаревское

Солнечные коллекторы, системы для нагрева воды и воздуха на их основе

Плоские солнечные коллекторы и системы для нагрева воды и воздуха

Поделиться ссылкой на статью

Обновлено 6 февраля, 2017

Опубликовано

Отличительной особенностью плоских солнечных коллекторов является большая площадь застекления и абсорбера, что обеспечивает эффективное использования солнечной энергии, попадающей на поверхность гелиоколлектора.
Абсорбционная поверхность плоских солнечных коллекторов образована из высоко селективного покрытия, имеющего повышенную способность поглощения солнечного излучения. Теплоотдача в окружающую среду сведена к минимуму.
Специальное закаленное стекло имеет высокую устойчивость к разрушению и высокую способность к поглощению солнечного излучения. Теплоизоляция ограничивает потерю тепла солнечными коллекторами, повышая эффективность.

Плоский солнечный коллектор устанавливается на крыше, бак-накопитель с водой — в помещении, удобном для развода горячей воды.
Электронный контроллер автоматически поддерживает оптимальные параметры циркуляции и обеспечивает комфортную заданную температуру.
При отсутствии достаточной солнечной активности или в ночное время, автоматика системы обеспечивает минимально необходимое привлечение дополнительной энергии для поддержания заданной температуры. В баке возможна установка электрического нагревателя или использование дублирующего греющего контура от существующей системы отопления, которые обеспечат поддержку системы при недостаточном количестве солнечного излучения.
Плоские солнечные коллекторы используются для нагрева воды для бытовых нужд, подогрева воды в бассейне или поддержания отопления в доме (в южных регионах). Коллекторы позволят вам в большей степени использовать солнечную энергию даже осенью и зимой при благоприятных условиях.

Мы предлагаем использовать в системах горячего водоснабжения плоские солнечные коллекторы как российского, так и зарубежного производства.

  1. Солнечные коллекторы производства ООО «Новый полюс». В коллекторах ЯSolar используются абсорберы с медными трубками и пластинами с селективным покрытием.
  2. Солнечные коллекторы производства фирмы Wolf (Германия).
  3. Выпускаются также коллекторы «Сокол» (НПО Машиностроения), они немного дороже коллекторов ЯSolar при аналогичном качестве.

Эта статья прочитана 5329 раз(а)!

Продолжить чтение

  • 85

    Плоский солнечный коллектор ЯSolar Назначение Солнечные коллекторы ЯSolar являются основным элементом систем солнечного теплоснабжения или бытовых солнечных водонагревателей и в их составе используются для обеспечения горячей водой жилых зданий, промышленных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых объектов. Их можно использовать для нагрева не…

  • 75

    Пластинчатый TopSon F3-1/F3-Q Назначение Солнечные коллекторы разного типа позволяют получить тепловую энергию, которая, в первую очередь, используется для приготовления горячей воды, что особенно актуально в летний период года, когда наблюдается максимальная солнечная активность и максимальное потребление горячей воды. Фирма Wolf предлагает комплексное использование…

  • 64

    Плоские и вакуумные солнечные коллекторы: правда и мифы Источник: svetdv.ru — сейчас уже не работает Когда нам рассказывают об очередной чудо-технологии, то обычно во всех красках расписывают достоинства и деликатно умалчивают о недостатках. Также очень часто потребителям дают нелестные отзывы…

  • 62

    Подготовка к работе и монтаж солнечных коллекторов Требования к расположению коллектора На месте эксплуатации коллекторы устанавливаются так, чтобы их остекление было направлено на юг с возможными отклонениями на восток до 20o, а на запад – до 30o. Превышение допускаемых отклонений…

  • 54

    Солнечное тепло: горячее водоснабжение и отопление 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…

  • 54

    Вакуумный солнечный  коллектор с тепловыми трубками Солнечный коллектор с тепловой трубой состоит из стеклянной вакуумной и медной тепловых трубок. Вакуумная труба установлена наклонно, под определенным углом. Минимальный угол — около 5 градусов; это требуется для того, чтобы конденсат с верхней…

Опубликовано в рубрике Солнечные коллекторыОтмечено коллекторы, плоские коллекторы, солнечные коллекторы

Реклама

Солнечные коллекторы для нагрева воды

Солнечные коллекторы для нагрева воды – это наиболее распространенный и рентабельный способ использования солнечной энергии. Всё благодаря тому, что прямое преобразование солнечной энергии в тепловую имеет наибольшую эффективность, при этом потребление горячей воды стабильно на протяжении всего календарного года.

Как определить суточное потребление горячей воды

Суточную потребность в горячей воде можно приблизительно оценить на основании данных расходов воды основными санитарными приборами за одно применение (см. рисунок ниже).

Типичные значения расхода ГВС бытовыми приборами за одно применение

Зная привычки членов семьи, легко рассчитать суточное потребление для каждого
пользователя и для всей семьи. Обычно расход горячей воды для одного человека в Европе
равен 50–70 литров горячей воды за день, при условии, что средняя температура горячей
воды составляет 45 °С. Учитывая, что не многие потребители в Украине экономят горячую воду, то расход воды может быть выше.

Подогрев такого количества санитарной горячей воды требует существенных затрат
тепловой энергии, с учетом теплопотерь в трубах на рециркуляции, составляет не менее
3,65 кВтч/сут на одного пользователя. В месяц понадобится более 109 кВтч энергии. А для семьи из 4-х человек – 435 кВтч в месяц.

Как подбирается количество солнечных коллекторов для нагрева воды

Эффективность системы определяется двумя параметрами: процентом покрытия (замещения) необходимого тепла от солнечных коллекторов и эффективностью гелиосистемы. Для обеспечения этого баланса необходимо вести расчет по наиболее солнечному летнему месяцу года.

Среднегодовое солнечное излучение в кВтч/м² горизонтальной поверхности в год и поступление солнечной энергии на 1 м² площади коллектора, установленного под углом 45° и ориентированного в южном направлении для каждой условной зоны.

Для упрощенного расчета необходимой площади солнечных коллекторов для нагрева воды следует воспользоваться следующей формулой:

S = Q/n*ƞ, где

  • Q — необходимое количество тепла в месяц, кВтч/мес.;
  • N — среднее количество тепла, поступающего на 1 м2 площади солнечного коллектора в самый солнечный месяц, кВтч/мес.;
  • ƞ — средний КПД гелиосистемы (как правило, в пределах 0,5–0,6).

При условии среднего расхода горячей воды 70 л в сутки, в зависимости от региона установки гелиосистемы, необходимо от 1 до 1,5 м2 полезной площади солнечных коллекторов для нагрева воды на одного человека.

Возможность использования солнечной энергии не совпадает по времени с потреблением горячей воды. Как правило, утром и вечером потребление находится на максимальном уровне, а солнечной энергии в это время недостаточно. Поэтому водонагреватель гелиоустановки выполняет функцию аккумулирования тепловой энергии, чтобы предоставлять теплую воду в то время суток, когда солнечной энергии недостаточно.

Пример расчета солнечных коллекторов для нагрева воды

Для примера рассчитаем среднегодовую производительность солнечных коллекторов для ГВС частного дома. Данные для расчета: Потребление ГВС для семьи из 3 человек — 210 л с температурой 45 °С. Линия рециркуляции 20 м, работает 8 ч/сут. Место установки — г. Киев. Коллекторы расположены под углом 45° и ориентированы строго в южном направлении. Для примера в среде моделирования принимаем солнечные коллекторы ТМ Vaillant VFK 145 имеющий 2,35 м² полезной площади. Объем бака аккумулятора 250 литров.

Пример расчета производительности солнечных коллекторов для нагрева воды

Для заданных параметров способна обеспечить в среднем 60% потребностей в горячей воде за год. В летнее время система способна обеспечить 100% горячей воды.

Для сравнения рассчитаем гелиосистему такими же параметрами, но добавив еще один солнечный коллектор.

Пример расчета с большим количеством солнечных коллекторов

При данном расчете прогнозируемый процент покрытия от гелиосистемы в среднем составит 71%. Однако ожидается высокий уровень переизбытка энергии летом, что может привести к частым стагнациям. При дальнейшем увеличении количества коллекторов процент покрытия увеличивается незначительно, а эффективность гелиосистемы падает. Это происходит из-за того, что водонагреватель и теплоноситель в солнечных коллекторах работают на более высоких температурах, следовательно, увеличиваются тепловые потери.

Зависимость процента покрытия от количества солнечных коллекторов

Таким образом, оптимальный процент покрытия для солнечных установок горячего водоснабжения рекомендуется выбирать в пределах 60–70%.

Объекты с большим потреблением ГВС

Для потребителей с большим объемом потребления горячей воды, таких как гостиницы, рестораны, школы и т.д. нормы потребления ГВС могут отличаться. В таблице ниже приведены типичные значения среднего расхода и температуры горячей воды для различных групп потребителей.

В условиях украинского климата и солнечного излучения 1 м2 солнечного коллектора может производить в среднем до 3,6 кВтч/сут в летнее время. Исходя из этого для оптимального соотношения эффективности и процента замещения следует подбирать солнечные коллекторы для нагрева воды согласно отношению 1 м² коллектора на каждые 60-80 литров воды.

Рассмотрим пример использования солнечных коллекторов для нагрева воды. Потребление ГВС для гостиницы с 10 двухместными номерами. В каждом номере находится душ.

Среднее потребление горячей воды — 100 л / (гость х день). Линия рециркуляции 60 м, работает 8 ч/сут. Место установки — г. Одесса. Коллекторы расположены под углом 45° и ориентированы строго на юг. Общий расход воды составляет в среднем 2000 л в день с температурой 45 °С .

Пример использования гелисистемы для обеспечения ГВС гостиницы

Согласно рекомендации, подбираем 12 солнечных коллекторов Vaillant VFK. Бак аккумулятор объемом 2000 л, исходя из требования не менее 50 л объема водонагревателя на каждый м² полезной площади солнечного коллектора и суточного расхода горячей воды. Такая компоновка системы способна экономить до 65% традиционных энергоресурсов в год благодаря солнечной энергии.

Пример использования гелиосистемы для обеспечения сезонного ГВС гостиницы

Если такая же по размеру гостиница будет работать только в курортный сезон, то процент покрытия может составить до 97 %. А тепло, которое вырабатывается в оставшееся время года возможно направить на частичное поддержание дежурного отопления гостиницы.

Емкостный и эффективный вакуумный солнечный коллектор китай

О продукте и поставщиках:
Снизьте потребление энергии в жилых и коммерческих помещениях с помощью инновационных решений премиум-класса. вакуумный солнечный коллектор китай с Alibaba.com. Солнечные устройства идеально подходят для различных климатических условий и особенно подходят для нагрева воздуха в холодное зимнее время года. Эти расширенные функции и новейшие технологии. вакуумный солнечный коллектор китай подходят для нагрева воды и сушки круп. Наиболее. вакуумный солнечный коллектор китай включают резервуары из нержавеющей стали, которые . .... 

Использование солнечного излучения для удовлетворения различных потребностей в энергии становится все более популярным среди людей, поскольку это экономичный вариант, обеспечивающий лучшая полезность. Эти. вакуумный солнечный коллектор китай обладают превосходной адаптируемостью ко многим условиям, даже к воде. Они также могут устанавливаться как на плоских, так и на наклонных крышах. Вы можете выбрать прочный. вакуумный солнечный коллектор китай с прочным металлическим защитным стеклом, способным выдержать вес взрослого человека. Изоляционные слои этих. вакуумный солнечный коллектор китай изготавливаются из пенополиуретана, полученного с помощью пенопласта под высоким давлением, для повышения прочности.

Alibaba.com предлагает множество вариантов. вакуумный солнечный коллектор китай различного размера, качества, функций и других аспектов в зависимости от модели продукта и индивидуальных требований. Эти продукты включают медные трубы, оборудованные теплопроводной средой, и вакуумные трубки для предотвращения помех с термическим КПД. Файл. вакуумный солнечный коллектор китай на сайте поставляются с антибликовым слоем, антиабсорбционным слоем, инфракрасным отражающим слоем и геттером для продолжения процесса нагрева воды. Эти. вакуумный солнечный коллектор китай с уникальным дизайном помогают в автоматическом процессе подачи воды и стабилизации температуры воды ..

Изучите широкий спектр. вакуумный солнечный коллектор китай на Alibaba.com, что соответствует требованиям вашего бюджета, и покупайте эти продукты, экономя деньги. Эти продукты поставляются с несколькими вариантами настройки и гарантируют качество от ведущих производителей. вакуумный солнечный коллектор китай поставщики и оптовики. Вы также можете выбрать послепродажное обслуживание, такое как установка и обслуживание.

Солнечный коллектор — www.solar-tlt.ru

Солнечный коллектор – это экологически чистые источники энергии, которую возможно получать в достаточно больших количествах и бесплатно, с целью использования как для горячего водоснабжения, так и для отопления. И, несмотря на то, что подобные системы еще не дешевы, инвестиции себя оправдывают, и их все чаще можно увидеть на различного рода строениях. Из-за возрастающего количества выбросов в атмосферу продуктов сжигания традиционных видов топлива окружающей среде все труднее справляться с ними, а потребность в энергии постоянно растет. Кислотные дожди и потепление климата – вот далеко не единственные последствия выброса в атмосферу огромного количества углекислого газа, оксидов азота и диоксида серы.

В средних широтах России (и в нашей, Самарской, области в том числе) наибольшая интенсивность солнечного излучения имеет место в период с марта по октябрь – то есть именно в то время, когда необходимость в отоплении домов отпадает (отопительный сезон продолжается с октября по апрель). По этой причине солнечные батареи используются преимущественно для нагрева воды для ГВС и бассейнов, реже — как вспомогательный источник тепла для обогрева помещений, вернее как помощь отоплению и дополнительная экономия средств. Теоретически тепловой энергией, полученной летом с помощью солнечных коллекторов, возможно было бы обогреть дома в отопительный сезон, если бы была возможность ее аккумулировать, к примеру в больших резервуарах, наполненных водой и очень хорошо заизолированных теплоизоляционным материалом. Довольно простое решение также – озеро или пруд, покрытые теплозащитным, светопрозрачным элементом, теплоизолированный бассейн. Вода является общедоступным теплоносителем, солнечное излучение хорошо прогревает воду, такое тепло легко подвести к потребителю по трубопроводу. Подобный теплоаккумулятор, с перепадом температур 20 — 60°С будет иметь объем примерно в 250м³. Однако далеко не у всех есть возможности  соорудить такой резервуар под домом.

Очень привлекательным в качестве аккумулятора тепла также является парафин. Его удельная теплоемкость на стадии плавления в 14 раз превышает удельную теплоемкость воды, это продукт перегонки нефти, то есть его много и стоит он относительно дешево. Однако в данном случае возможны технологические проблемы отвода тепла от рабочего тела.

Таким образом на сегодняшний день самым доступным способом сезонного аккумулирования тепла остаются грунты. Подобный теплосъемник представляет собой уложенный под домом трубопровод, заполненный водой. Грунты различаются по составу. Конечно удельная теплоемкость грунта к объему меньше в 1,5 — 4 раза, чем у воды, однако благодаря доступности грунта, технологичность работ является очень привлекательной в вопросе изготовления теплоаккумулятора больших объемов.

Для переноса из коллектора тепловой энергии, получаемой от энергии солнца, и передачи ее в систему ГВС или центрального отопления необходим теплоноситель. Это может быть воздух либо вода, но, учитывая значительно более низкую эффективность воздушного теплообмена (по сравнению с водой) в системах солнечных коллекторов как теплоноситель используются вода или незамерзающие жидкости.

Солнечные коллекторы бывают плоскими и вакуумными.

 

Плоские.

Самые простые состоят из абсорбера -поглотителя солнечного излучения и медных трубок, находящихся с ним в хорошем контакте. Тепло от абсорбера передается протекающей по трубкам жидкости, в результате чего температура жидкости растет. Для увеличения эффективности поглощения солнечного излучения абсорбер покрыт черной краской или специальным селективным покрытием. Все устройство помещено в плоский герметичный теплоизолированный корпус, который закрыт сверху ударостойким стеклом. С целью уменьшения тепловых потерь коллекторы могут иметь до трех слоев остекления. Использование более одного стекла создает «парниковый» эффект, благодаря этому пластина способна нагреваться до 100 -190°С. Подобное решение используется в странах с более прохладным климатом — расположенных выше 40° географической широты.

Однако во время эксплуатации плоских коллекторов температура теплоносителя не должна подниматься выше 100°С, с целью недопущения его закипания. Эффективность плоских коллекторов ниже чем у вакуумных, так как из-за плохой теплоизоляции они довольно быстро теряют тепло, но их стоимость значительно ниже, чем у более технически совершенных вакуумных трубчатых коллекторов.

Вакуумные.

Трубчатый вакуумный коллектор состоит из определенного количества стеклянных трубок. Для уменьшения теплопотерь в этих трубках создан вакуум, именно он делает трубчатые коллекторы эффективнее плоских. На рынке представлено 2 вида вакуумных коллекторов :

— с непосредственной циркуляцией теплоносителя;

— с тепловой трубкой.

Трубка коллектора с непосредственной циркуляцией теплоносителя оснащена высокоэффективным абсорбером, к которому присоединен коаксиальный — «трубка в трубке»- прямоточный теплообменник.

Теплоноситель, отдав тепло в накопительном баке, попадает в теплообменник по внутренней трубке, снова нагревается, и по внешней трубке возвращается обратно в накопительный бак. В некоторых случаях в трубках дополнительно нанесено зеркальное покрытие, которое фокусирует солнечное излучение на абсорбер, это позволяет еще  эффективнее использовать солнечную энергию. Солнечный коллектор с тепловыми трубками в целом  похож на вакуумный коллектор  с непосредственной циркуляцией теплоносителя, но принцип передачи тепла у него несколько иной. Тепловая трубка представляет собой закрытую трубку (обычно медную), частично наполненную легко испаряющейся жидкостью. Одним концом эта трубка контактирует с абсорбером, другим — конденсатором — с теплообменником контура теплоносителя. Под действием поступающего от абсорбера тепла происходит испарение жидкости и поднятие ее в конденсатор. Здесь она нагревает теплоноситель, отдает тепло, конденсируется и стекает вниз.

С целью установки коллектора  с минимальным уклоном, внутренняя поверхность трубки покрывается пористым материалом.  Возникающие в подобном материале капиллярные силы, способствуют возврату конденсата к абсорберу. Так как контур теплоносителя отделен от трубок, при повреждении одной трубки коллектор продолжает функционировать. Поврежденную трубку очень легко заменить.

Коллекторы поглощают прямое и рассеянное излучение, его количество и качество различно в зависимости от сезона и в течение дня. К примеру, в декабре максимальная интенсивность излучения — около 80 Вт/м, в апреле и в сентябре — 350 Вт/м, а в июне — 600 Вт/м. Доля прямого излучения в полном количестве излучения выше всего летом —  около 54%, ниже всего зимой — 30%.

Коллектор начинает преобразовывать энергию солнца в тепло после превышения порогового значения излучения. Значение это находится в зависимости от его конструкции.

•        в коллекторах с абсорбером без покрытия — около 210 Вт/м,

•        в коллекторах со стеклянным покрытием — 70-90 Вт/м,  в зависимости от количества стекол.

•        в коллекторах с селективным покрытием — до 50 Вт/м

•        вакуумные коллекторы — около 20 Вт/м

Сравнение солнечного излучения в конкретный период с пороговыми значениями работы коллекторов в данном месте, позволяет оценить — по крайней мере, теоретически — насколько эффективно коллектор будет функционировать в этот период.

Познакомиться с образцами и готовыми решениями (ГВС и отопление) на базе вакуумных и плоских коллекторов, а также купить солнечные коллекторы можно в нашем офисе…

 

Так же мы предлагаем:

— тепловые насосы «Воздух-вода»;

— солнечные панели, контроллеры, инверторы и АКБ для систем альтернативного электроснабжения;

—  светодиодное освещение для дома, коттеджа и офиса.

Солнечные коллекторы для отопления

#


Альтернативные источники энергии сегодня популярны как никогда. Одним из них является вакуумный солнечный коллектор, устройство, преобразующее тепловую энергию солнца.


Применение солнечных коллекторов:


Солнечный коллектор позволяют отапливать и снабжать горячей водой любые помещения. Это:


  • и коттеджы,

  • и бассейны,

  • и теплицы,

  • и автономные объекты промышленного назначения,

  • в том числе, система солнечно отопления широко применяется в популярных сегодня «тёплых полах».


 


 


Принцип работы солнечного коллектора:


Преобразование энергии солнца возможно на протяжении круглого года. Солнечные водонагреватели способны обеспечить сбор солнечной энергии в абсолютно любую погоду, невзирая на перепады температуры и прочего.


Устанавливают нагреватели на крыше, ориентируя элементы поглощения солнечной энергии на Юг. При этом угол наклона установки должен быть идентичен градусу широты данной местности. Для Северо-Западного региона РФ рекомендуемый угол равен 70° в зимний период, и 60° в остальные сезоны. Правильная установка системы гарантирует высокий коэффициент поглощения – до 97%.


Таким образом, солнечное отопление позволяет сэкономить до 40% средств, ежегодно тратящихся на обогрев помещения и воды.


Цена на солнечный коллектор от компании Кофулсо:


Цены на солнечные коллекторы зависят от многих показателей, в частности и от того, какой коллектор Вам необходим – сезонный или всесезонный. Первый вариант – это вакуумные коллекторы прямого нагрева воды, второй – косвенного.  Прайс на продукцию компании Кофулсо можно скачать тут:

Прайс-лист/каталог

Солнечные коллектора: фото


Устройство и установка солнечного вакуумного коллектора

Энергия солнца является экологически чистым, универсальным и
дешевым источником энергии, по сравнению с традиционными
источниками. Рост интереса к этому виду энергии обусловлен, с одной
стороны, постоянным ростом цен на топливо ( природный газ и нефть),
с другой стороны -ужесточением контроля и норм по выбросу вредных
веществ в окружающую среду.

Солнечные коллекторы, это, безусловно, самый зеленый способ
производства горячей воды. Солнечные водонагреватели, как правило,
используется в сочетании с традиционными нагревателями, так как
погода влияет на эффективность нагрева воды. Традиционные
нагреватели лишь подстраховывают солнечные водонагреватели, в
зимние и пасмурные дни.

Вакуумный солнечный коллектор (солнечный
водонагреватель) используется с целью сбора солнечной энергии и
преобразованием её в тепловую энергию. Солнечный коллектор состоит
из отдельных вакуумных трубок, которые располагаются параллельно
друг другу. Вместе с теплосборником, креплением и рамой они
формируют солнечный вакуумный коллектор.

Конструкция вакуумных трубок похожа на конструкцию термоса: одна
трубка вставлена в другую с большим диаметром. Между ними вакуум,
который представляет совершенную термоизоляцию. Внутренняя трубка
покрыта специальным селективным слоем, который хорошо абсорбирует
(поглощает) солнечную энергию а вакуум препятствует потерям тепла.
Медная трубка запаяна и содержит небольшой объем легкокипящей
жидкости.

Под воздействием тепла жидкость испаряется и забирает тепло
вакуумной трубки. Пары поднимаются в верхнюю часть – наконечник,
где конденсируются и передают тепло теплоносителю основного контура
(незамерзающей жидкости). Конденсат стекает вниз, и процесс
«испарения–конденсации» повторяется.

Вакуумные трубки сделаны из высококачественного, сверхпрочного
боросиликатного стекла, что обеспечивает защиту их от града и
механических повреждений. Данная трубка устойчива к замораживанию и
работоспособна без повреждений до -50°С. Испарение жидкости
начинается при достижении температуры внутри трубки +30°С.

Солнечные коллекторы с вакуумными трубками в зависимости от
давления и использования делятся на :

— Солнечный коллектор система без давления;

— Солнечный коллектор система под давлением;

— Солнечный коллектор одноконтурный;

— Солнечный коллектор двухконтурный;

— Солнечный водонагреватель, сплит-система;

— Солнечный коллектор всесезонный.

За счёт солнечной энергии такая система способна обеспечивать до
100 % ежедневной потребности в ГВС в летний период. За счёт вакуума
потери тепла в атмосферу минимальные.

Солнечный коллектор системы без давления является самой простой
системой ГСВ , не нуждается в постоянной подкачке воды
(заправляется периодически), так как расположен выше точки разбора
воды.

Внимание: солнечный коллектор с вакуумными
трубками системы без давления эксплуатируется только в теплое время
года (при положительной температуре окружающей среды), на зимний
период воду из системы необходимо сливать.

Такие коллекторы используются для обеспечения горячего
водоснабжения в загородных домах и дачах и пансионатах при условии
потребления воды только при положительных температурах наружного
воздуха.

Место установки солнечного коллектора -крыша дома и других
строений (плоская / скатная)

Емкостной бак для воды двухслойный. Внешний слой сделан из
нержавеющей или окрашенной стали, диаметр 460 мм. Внутренний слой —
из нержавеющей стали 0,41 мм толщиной, диаметром 360 мм. Между
стенками бака в качестве утеплителя используется полиуретан 50 мм
толщиной. Подпорная рама металлическая с гальваническим покрытием.
Электронагреватель установлен в баке для воды и включается, когда
для подогрева воды недостаточно солнечной энергии. Контроллер
осуществляет интеллектуальный контроль и автоматическую работу
системы: регулирует уровень воды в баке (открывает клапан подачи
воды из водопровода), обеспечивает поддержание заданных параметров
температуры нагрева жидкости в баке (включает электронагреватель
при недостаточности нагрева воды).

Данная система отличается от рассмотренной выше конструкцией
бака солнечного проточного водонагревателя.

Бак проточного водонагревателя на солнечном коллекторе
двухконтурный, и является конструкцией бак в баке. Между стенками
внутреннего и внешнего баков находиться теплоизолятор. В середине
внутреннего бака находится медный змеевик, через который проходит
подогреваемая вода из водопроводной сети. Концы этого змеевика
выведены наружу с разных сторон бака. Внутренний бак заполняется
водой или антифризом, который подогревается всё теми же вакуумными
трубками с тепловыми стержнями. Уровень воды или теплоносителя в
баке поддерживается автоматически контроллером.

Принцип работы проточного водонагревателя:

Вакуумные трубки с тепловыми стержнями нагревают теплоноситель
внутри бака, вокруг змеевика. Эта вода используется только, как
внешний теплоноситель для змеевика. Когда потребитель открывает
кран горячей воды, то она, под давлением водопроводной сети,
проходит через множество витков змеевика и разогревается.

Преимущества водонагревателя:

1) При нагреве воды внутри бака — система готова к работе

2) Горячая вода из бака не расходуется и постоянно подогревается
трубками коллектора (расходуется вода внутри змеевика), нет
перерывов в работе нагревателя

3) Не требуется располагать водонагреватель выше точек
потребления горячей воды

4) При использовании антифризов для заполнения внутреннего бака,
водонагреватель становится все сезонным.

Сплит-система состоит из:

-солнечного коллектора с вакуумными трубками, внутри которых
находится медный нагревательный элемент,

-насосной станции,

-контроллера,

-расширительного бачка,

-датчиков,

-бака для воды с двумя теплообменниками, ТЭНом.

Характеристика Солнечной водонагревательной Сплит-
системы :

1. Солнечный коллектор отделен от водяного бака, бак может быть
установлен в любом месте;

2. Солнечный коллектор может быть установлен на зданиях
различными способами и стилями;

3. Применяет U-образные вакуумные трубы солнечного коллектора,
использует антифриз для преобразования тепла с высоким антифризным
эффектом;

4. Интеллектуальная система контроля, надежная и удобная;

5. Хранение большого объема воды, достаточный поток воды;

6. Многофункциональный интерфейс отопительной системы может быть
соединен с дополнительным ресурсом отопления, работающий не на
солнечной энергии.

7. Возможность эксплуатации в любое время года;

8. Возможность работы в регионах с умеренным климатом, в том
числе в зимний период, при низких температурах;

Внимание: сплит-система не является полной
заменой традиционно применяемым системам отопления, а используется
для предварительного нагрева теплоносителя в системе отопления.

Количество вырабатываемой солнечным коллектором тепловой энергии
зависит в основном от угла наклона и ориентации установки.
Критерием ориентации является азимут.

Угол наклона – это угол между горизонталью и
батареей. При установке на скатной крыше угол наклона задается
скатом кровли. Наибольшее количество энергии воспринимается панелью
коллектора при расположении его плоскости под прямым углом к
направлению инсоляции. Поскольку угол инсоляции зависит от времени
суток и года, ориентацию плоскости коллектора следует выполнять в
соответствии с высотой Солнца в период поступления наибольшего
количества солнечной энергии.

На практике углы наклона принимаются между 30 и 45?.

Азимут описывает отклонение плоскости
коллектора от направления на юг; если плоскость коллектора
ориентирована на юг, то азимут = 0?.

Самого высокого коэффициента энергоотдачи (КПД) солнечной
установки в Санкт-Петербурге и Ленинградской области можно добиться
при ее расположении в южном направлении с наклоном 30-35? к
горизонтали.

Важной частью гелиоустановки является поддерживающая конструкция
для солнечных коллекторов. Она обеспечивает правильный угол
наклона, а также необходимую жесткость конструкции. Поддерживающие
конструкции с солнечными модулями должны выдерживать порывы ветра и
другие неблагоприятные воздействия окружающей среды.

Размещение вашей солнечной системы нагрева воды

Прежде чем купить и установить солнечную систему нагрева воды, вам необходимо сначала рассмотреть характеристики вашего участка: доступную площадь крыши или земли, солнечный ресурс, затенение деревьями или зданиями, а также оптимальную ориентацию и наклон вашей солнечной системы. коллекционер. Эффективность и конструкция солнечной системы нагрева воды зависят от того, сколько солнечной энергии достигает вашей строительной площадки.

Солнечные водонагревательные системы используют как прямое, так и рассеянное солнечное излучение.Даже если вы не живете в теплом и солнечном климате большую часть времени, как на юго-западе США, на вашем участке все равно может быть достаточно солнечного ресурса. Если на вашей строительной площадке есть незатененные участки, которые обычно обращены к экватору (на юг в США), это хороший кандидат на солнечную систему нагрева воды. Ваш местный поставщик или установщик солнечной системы может выполнить анализ солнечной установки.

Следует избегать затенения окружающими деревьями или другими зданиями. Невозможно полностью избежать затенения, но следует приложить все усилия, чтобы избежать затенения между 10 часами утра и 14 часами дня, а также зимой, когда солнце находится в самой низкой точке южного неба (летом солнце находится почти прямо над головой и там меньше теней).

Важное значение имеют тип, возраст и состояние крыши. Крыши, покрытые композитной черепицей, проще и дешевле устанавливать солнечные батареи, чем крыши, такие как деревянная черепица или черепичные крыши. Возможна замена кровли вокруг солнечных водонагревательных коллекторов, но новые солнечные системы должны быть установлены на новых или прочных крышах, которые не нужно будет заменять в течение 25-летнего срока службы солнечной системы. Часто бывает необходимо усилить конструкцию крыши блокировкой между стропилами. Следует соблюдать осторожность при установке стоек багажника на крыше и водонепроницаемой гидроизоляции, и эту работу часто выполняет профессиональный кровельщик.Хотя крыша является естественным местом для размещения солнечных коллекторов, некоторые из них устанавливаются на грунтовые фундаменты (сваи), чтобы избежать проблем с крышей.

Как ориентация, так и наклон коллектора влияют на производительность вашей солнечной системы нагрева воды. Ваш подрядчик должен учитывать оба фактора при оценке солнечных ресурсов на вашем участке и выборе размера вашей системы.

Ориентация коллектора

Солнечные коллекторы горячей воды должны быть ориентированы географически, чтобы максимизировать количество ежедневной и сезонной солнечной энергии, которую они получают.В общем, оптимальной ориентацией солнечного коллектора в северном полушарии является истинный юг. Однако исследования показали, что, в зависимости от вашего местоположения и наклона коллектора, ваш коллектор может быть направлен до 45º к востоку или западу от истинного юга без значительного снижения его производительности.

Вы также должны учитывать такие факторы, как ориентация крыши (если вы планируете установить коллектор на крыше), особенности местного ландшафта, которые ежедневно или сезонно затеняют коллектор, а также местные погодные условия (туманное утро или облачный день). эти факторы могут повлиять на оптимальную ориентацию вашего коллектора.

Наклон коллектора

Сегодня большинство солнечных водонагревательных коллекторов монтируются плоско на крыше. Это более эстетично, чем стоечные коллекторы, торчащие из крыши под странными углами. Таким образом, большинство коллекторов имеют такой же наклон, как и крыша.

Оптимальный угол наклона вашего коллектора, обеспечивающий максимальную годовую подачу энергии с максимальной подачей весной и осенью, — это угол, равный вашей широте. Однако, поскольку зимой нам часто требуется больше тепла (поступает более холодная вода), часто рекомендуется наклонять солнечные коллекторы для нагрева воды до более крутого угла наклона.Это отличается от солнечных систем фотоэлектрического типа, которые часто устанавливаются на плоской крыше или с малым углом наклона. Тем не менее, вы захотите принять во внимание угол крыши при выборе размера вашей системы.

 

Солнечные панели для нагрева воды | Плоские солнечные коллекторы | Плоская панель

Обзор

Солнечная горячая вода — это доступная и эффективная форма чистой возобновляемой энергии, которой может воспользоваться каждый домовладелец в Америке. Используя плоские солнечные коллекторы, вы можете использовать богатую солнечную энергию для снижения собственных затрат на электроэнергию.Это означает ежемесячные меньшие счета, бесплатную горячую воду для вашего дома и большую энергонезависимость.

Солнечные плоские коллекторы

— это доступное решение в условиях растущих затрат на электроэнергию. Плоские солнечные панели долговечны, долговечны и экономичны. Плоские коллекторы традиционно используются в более теплом и солнечном климате. Для более прохладных и облачных районов, а также регионов с продолжительной и холодной зимой вы можете рассмотреть наши вакуумные трубчатые солнечные коллекторы.

Преимущества солнечной системы с плоскими пластинами

Установка плоской солнечной системы нагрева воды в вашем доме может снизить потребление энергии на 40-50%.Для нагрева более 80 галлонов горячей воды в день требуется всего 1 или 2 плоские солнечные панели — и все это бесплатно.

Многие люди не осознают, сколько энергии уходит только на то, чтобы обеспечить дом горячей водой. Фактически, от 20% до 25% энергопотребления средней семьи приходится только на нагрев воды для таких вещей, как стирка, приготовление пищи, уборка, посуда и душ.

Установка плоской солнечной системы означает значительное сокращение или устранение этих затрат. Кроме того, наши солнечные системы горячего водоснабжения имеют право на получение федеральной налоговой льготы в размере 30%, что означает, что 30% от установленной стоимости вашей солнечной системы горячего водоснабжения будет возвращено вам при следующей подаче налоговой декларации.Это означает меньшие карманные расходы и более быструю окупаемость затрат на вашу солнечную систему нагрева воды.

Существует также много других финансовых поощрений, которые могут быть доступны в вашем регионе. Многие штаты, округа и другие населенные пункты предлагают денежные скидки или другие поощрения, помогающие продвигать чистую, бесплатную горячую воду с использованием солнечной энергии. Вы можете посетить www. dsireusa.org для получения полного списка поощрений в вашем регионе.

Как работает плоская солнечная система

Солнечная плоская система нагрева воды — это очень простой и не требующий обслуживания способ немедленно снизить ежемесячные затраты на электроэнергию.Системы с вакуумными трубами и плоские солнечные системы горячего водоснабжения работают аналогичным образом.

В большинстве бытовых солнечных систем горячего водоснабжения, в которых используются плоские пластины, холодная вода (с улицы) поступает на дно солнечного накопительного бака (1) .

Теплоноситель солнечного контура (обычно смесь воды и гликоля) перекачивается в плоский коллектор (2) .

Эта жидкость проходит внутри солнечного коллектора, где нагревается солнечной энергией (3) .Плоские коллекторы очень хорошо изолированы, что позволяет им задерживать довольно много солнечного тепла, при этом пропуская очень мало тепла.

Теперь, когда жидкость нагрета солнцем, она перекачивается обратно в резервуар для хранения солнечной энергии, где затем нагревает воду для вашего дома (4) .

Это лишь одна из наиболее распространенных конструкций, используемых в домашней солнечной системе горячего водоснабжения. Доступны и другие конструкции, которые можно использовать в зависимости от вашего конкретного применения.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить дополнительную информацию или найти ближайшего к вам дилера!

Приложения

В среднем американском доме более 25% потребляемой энергии приходится на нагрев воды. Эта горячая вода часто используется для приготовления пищи, мытья посуды, стирки, душа и уборки. Солнечная система горячего водоснабжения является идеальным решением для снижения постоянно растущих затрат на электроэнергию.

Солнечные плоские коллекторы обычно используются в более теплом климате с более высокой температурой. Технология, используемая в плоских солнечных панелях, позволяет им использовать более высокие температуры наружного воздуха для увеличения производства горячей воды. Однако в более холодном климате или в районах с продолжительной и суровой зимой вы можете рассмотреть наши солнечные вакуумные трубчатые коллекторы.

Плоские панели с солнечными батареями применяются (но не ограничиваются) домами и жилыми домами, а также домами, расположенными в средних и южных районах США (к югу от линии Мейсона-Диксона).

Использование солнечной системы горячего водоснабжения может дать вам ряд преимуществ.

Экономьте деньги

Используя солнце для нагрева или предварительного нагрева горячей воды в вашем доме, вы можете существенно сократить расходы на нагрев воды. Клиенты сообщают, что во многих солнечных системах горячего водоснабжения их счета за нагрев горячей воды сократились на целых 80%.

Более 30% счетов за электроэнергию средней американской семьи идет непосредственно на нагрев горячей воды. Это означает, что солнечная система нагрева воды может немедленно сократить ваши счета и будет продолжать делать это в течение десятилетий.

Инвестируйте в лучшую и более чистую окружающую среду

Солнечные водонагревательные системы помогают снизить потребление энергии и, следовательно, уменьшить загрязнение окружающей среды, связанное с производством этой энергии. 50-процентное сокращение традиционного энергопотребления означает 50-процентное сокращение выбросов CO2. Таким образом, установив солнечную систему горячего водоснабжения в своем доме, вы вдвое сократите свой углеродный след.

Это приводит к более чистой окружающей среде и помогает уменьшить нашу зависимость от традиционных, загрязняющих окружающую среду ископаемых видов топлива, таких как уголь и нефть.Вы можете внести свой вклад в лучшее будущее, экономя при этом деньги!

Доступно больше горячей воды

При использовании солнечной системы нагрева горячей воды часто устанавливается солнечный бак, который будет работать вместе с существующим резервуаром для горячей воды. Это означает, что у вас будет в два раза больше места для хранения и в два раза больше горячей воды.

Так что, когда к вам приходят гости, посетители или вы хотите понежиться в ванне, вы можете сделать это без увеличения счета за электричество.У вас будет больше воды и более горячей воды. Горячая вода, которую вы можете использовать, зная, что она была нагрета с использованием энергии солнца без каких-либо затрат.

Пакеты

Solar Panels Plus предлагает полные комплекты солнечного нагрева воды для вашего дома. Предварительно спроектированный и укомплектованный всеми основными компонентами, необходимыми для создания собственной солнечной системы нагрева горячей воды.

Эти пакеты включают следующее:

Плоский солнечный коллектор

Плоский солнечный коллектор является основным компонентом вашего солнечного водонагревателя.Плоские пластины бывают разных размеров, и есть несколько вариантов на выбор.

Для небольших систем или семей из 2-3 человек обычно используется набор плоских пластин размером 4 x 8 футов. Для больших семей, более прохладного климата или более интенсивного использования вместо этого в комплект может быть включена панель большего размера.

Все наши плоские солнечные коллекторы сертифицированы SRCC, что является требованием, которое позволяет вам воспользоваться федеральной налоговой льготой в размере 30%. Это существенно снижает первоначальную стоимость вашей системы.Эта сертификация также позволяет вам получать другие финансовые стимулы, которые могут быть доступны в вашем штате или местности, такие как денежные скидки, гранты, налоговые льготы и многое другое. Полный список поощрений, доступных в вашем регионе, можно найти на сайте www.dsireusa.org.

Все наши плоские пластины соответствуют требованиям Закона США о покупке, что означает, что ваша покупка возвращается американским производителям. Мы предлагаем только самые качественные и самые эффективные плоские пластины на рынке и обеспечиваем их надежной 10-летней гарантией. Это позволит вам наслаждаться комфортной бесплатной горячей водой на солнечных батареях в течение десятилетий.

Дополнительная информация о наших солнечных коллекторах.

Солнечный резервуар для воды

Солнечные водонагреватели являются еще одним основным компонентом всех систем солнечного нагрева воды. Резервуар для солнечной воды содержит теплообменник, который позволяет нагретой жидкости из плоских коллекторов нагревать воду внутри резервуара.

Размер резервуара для хранения солнечной энергии рассчитан на количество установленных вами плоских коллекторов.В большинстве комплектов солнечного нагрева воды солнечный бак на 80 галлонов соединен с 2 плоскими коллекторами. Тем не менее, есть резервуары большего размера для дополнительного хранения или больших семей.

Многие из наших солнечных резервуаров для воды также имеют дополнительный резервный источник тепла. Это гарантирует, что независимо от погодных условий или наличия солнечного света у вас всегда будет стабильный поток горячей воды.

Больше информации о наших солнечных баках.

Солнечный насос

Насос является важным компонентом любого солнечного водонагревателя.Солнечный насос обеспечивает циркуляцию жидкости через вашу солнечную систему горячего водоснабжения. В наличии есть насосы и насосные станции. Многие из них настраиваются для поддержки меньших или больших систем, более длинного трубопровода или более быстрых потоков. Мы всегда помогаем вашему установщику выбрать оптимальный комплект насосов, чтобы вы могли максимально эффективно использовать свою солнечную систему горячего водоснабжения.

Солнечная насосная станция имеет ряд других важных компонентов, которые важны для установки и эксплуатации солнечной системы горячего водоснабжения.Например, манометры давления и температуры включают в себя («быстро проверьте давление и температуру в контуре солнечного коллектора). Другие элементы, такие как промывочные и наполнительные клапаны, имеют решающее значение для активации вашей солнечной системы горячего водоснабжения.

Солнечный насос и насосные станции всегда работают напрямую в сочетании с солнечным контроллером. Скорость насоса и время его включения и выключения всегда контролируется солнечным контроллером. Солнечный контроллер работает непосредственно с солнечным насосом, а также контролирует и регулирует насос для обеспечения наилучшей производительности.

Эти насосные станции также поставляются с множеством настраиваемых параметров, таких как размер насоса, скорость, различные фитинги и многое другое.

Дополнительная информация о наших солнечных насосах и насосных станциях.

Солнечный контроллер

Солнечный контроллер — это «мозг» каждой солнечной системы горячего водоснабжения. Контроллер получает информацию от различных датчиков, которые установлены возле ваших плоских коллекторов и в солнечном баке.

Контроллер солнечной энергии отслеживает доступное тепло — когда солнце попадает на вашу солнечную батарею — а затем включает насос. Когда солнце садится, насос отключается. Он также контролирует поток, увеличивая и уменьшая его в зависимости от внешних условий, чтобы дать вам оптимальное усиление солнечной энергии.

Серия iSolar для управления солнечными батареями позволяет легко, как никогда раньше, быстро увидеть, что именно делает ваша солнечная система горячего водоснабжения, и отслеживать ее прошлые характеристики.

Для различных применений доступны различные элементы управления солнечными батареями, позволяющие управлять несколькими насосами, регистрировать данные или управлять насосами с переменной скоростью.

Щелкните здесь для получения дополнительной информации о наших элементах управления iSolar и солнечных контроллерах.

Комплекты солнечных линий и другие компоненты

Существует ряд других компонентов, необходимых для установки вашей солнечной системы нагрева горячей воды. Компания Solar Panels Plus тщательно разработала предварительно упакованные системы, так что установщик солнечной энергии может быстро и профессионально установить вашу солнечную систему горячего водоснабжения без необходимости искать эти компоненты.

Готовая солнечная система водоснабжения от Solar Panels Plus гарантирует более быструю и профессиональную установку. А поскольку ваш установщик тратит меньше времени на фактическую установку, это означает меньшие первоначальные затраты. Кроме того, на наши пакеты распространяется полная гарантия, чтобы вы оставались довольными дольше, а наша группа технической поддержки готова ответить на любые вопросы или проблемы, которые могут возникнуть у вас или у вашего установщика.

Дополнительная информация о наших солнечных тепловых компонентах.

Солнечные тепловые коллекторы — Управление энергетической информации США (EIA)

Отопление солнечной энергией

Люди используют солнечную тепловую энергию для многих целей, в том числе для нагрева воды, воздуха и внутренних помещений зданий, а также для производства электроэнергии. Существует два основных типа систем солнечного отопления: пассивные системы и активные системы .

Пассивное солнечное отопление помещений происходит, когда солнце светит через окна здания и согревает интерьер.В конструкциях зданий, оптимизирующих пассивное солнечное отопление (в северном полушарии), окна обычно выходят на юг, что позволяет солнцу освещать поглощающие солнечное тепло стены или полы в здании зимой. Солнечная энергия поглощается строительными материалами и нагревает внутренние помещения зданий за счет естественного излучения и конвекции. Оконные навесы или шторы блокируют попадание солнечных лучей в окна летом, чтобы сохранить прохладу в здании.

Активные системы солнечного отопления имеют коллекторы для нагрева жидкости (воздуха или жидкости) и вентиляторы или насосы для перемещения жидкости через коллекторы, где она нагревается, внутрь здания или в систему хранения тепла, где тепло освобождается и возвращается в коллектор для повторного нагрева.Активные солнечные водонагревательные системы обычно имеют резервуар для хранения нагретой солнечной энергией воды.

Солнечные коллекторы либо неконцентрирующие, либо концентрирующие

Неконцентрирующие коллекторы — Площадь коллектора (площадь, поглощающая солнечное излучение) такая же, как и площадь поглотителя (площадь, поглощающая солнечную энергию/излучение). Солнечные энергетические системы для нагрева воды или воздуха обычно имеют неконцентрирующие коллекторы. Плоские коллекторы являются наиболее распространенным типом неконцентрирующих коллекторов для воды и отопления помещений в зданиях и используются, когда достаточно температуры ниже 200°F.

  • Плоская металлическая пластина, улавливающая и поглощающая солнечную энергию
  • Прозрачное покрытие, пропускающее солнечную энергию через покрытие и снижающее потери тепла от поглотителя
  • Слой изоляции на задней стороне поглотителя для снижения потерь тепла

Солнечные водонагревательные коллекторы имеют металлические трубки, прикрепленные к поглотителю. Теплоноситель прокачивается через трубы абсорбера для отвода тепла от абсорбера и передачи тепла воде в накопительном баке. Солнечные системы для нагрева воды в бассейне в теплом климате обычно не имеют крышек или изоляции для поглотителя, а вода в бассейне циркулирует из бассейна через коллекторы обратно в бассейн.

Солнечные системы нагрева воздуха используют вентиляторы для перемещения воздуха через плоские коллекторы внутрь зданий.

Концентрирующие коллекторы —Площадь, перехватывающая солнечное излучение, больше, иногда в сотни раз, чем площадь поглотителя.Коллектор фокусирует или концентрирует солнечную энергию на поглотителе. Коллектор обычно перемещается в течение дня, чтобы поддерживать высокую степень концентрации на поглотителе. Солнечные тепловые электростанции используют концентрирующие системы солнечных коллекторов, потому что они могут производить высокотемпературное тепло, необходимое для выработки электроэнергии.

Последнее рассмотрение: 13 декабря 2021 г.

Как это работает — Солнечные водонагреватели | Продукция

Солнечные водонагреватели бывают самых разных конструкций, все они включают коллектор и накопительный бак, и все они используют тепловую энергию солнца для нагрева воды.

Солнечные водонагреватели обычно описываются в зависимости от типа коллектора и системы циркуляции.

Типы коллекторов
Коллекторы периодического действия , также называемые системами интегрированного коллектора-накопителя (ICS), нагревают воду в темных баках или трубах внутри изолированного бокса, сохраняя воду до ее забора. Вода может оставаться в коллекторе в течение длительного периода времени, если потребление домашних хозяйств низкое, что делает его очень горячим.Темперирующий клапан — это ваша защита от ошпаривания на кране. Терморегулирующий клапан смешивает холодную воду, чтобы снизить ее температуру перед подачей в кран. Коллекторы периодического действия несовместимы с замкнутыми циркуляционными системами. Таким образом, они, как правило, не рекомендуются для холодного климата.
Плоские коллекторы обычно состоят из медных трубок, закрепленных на плоских поглотительных пластинах. Наиболее распространенная конфигурация представляет собой ряд параллельных труб, соединенных на каждом конце двумя трубами, впускным и выпускным коллекторами.Сборка плоской пластины содержится в изолированной коробке и покрыта закаленным стеклом. Плоские коллекторы

обычно рассчитаны на 40 галлонов воды. Два коллектора обеспечивают примерно половину горячей воды, необходимой для обслуживания семьи из четырех человек.

Вакуумные трубчатые коллекторы являются наиболее эффективными доступными коллекторами. Каждая вакуумированная трубка по принципу действия аналогична термосу. Стеклянная или металлическая трубка, содержащая воду или теплоноситель, окружена стеклянной трубкой большего размера.Пространство между ними представляет собой вакуум, поэтому жидкость теряет очень мало тепла.

Эти коллекторы могут хорошо работать даже в пасмурную погоду и работать при температурах до -40°F. Отдельные трубки заменяются по мере необходимости. Вакуумные трубчатые коллекторы могут стоить в два раза дороже за квадратный фут, чем плоские коллекторы.

Замкнутые или непрямые системы используют незамерзающую жидкость для передачи тепла от солнца к воде в резервуаре для хранения. Тепловая энергия солнца нагревает жидкость в солнечных коллекторах.Затем эта жидкость проходит через теплообменник в накопительном баке, передавая тепло воде. Затем незамерзающая жидкость возвращается обратно в коллекторы. Эти системы имеют смысл в морозном климате.

Циркуляционные системы
В системах Direct вода циркулирует через солнечные коллекторы, где она нагревается солнцем. Затем нагретая вода хранится в баке, направляется в безбаковый водонагреватель или используется напрямую.Эти системы предпочтительнее в климате, где редко бывают заморозки. Защита от замерзания необходима в холодном климате.
Замкнутые или непрямые системы используют незамерзающую жидкость для передачи тепла от солнца к воде в резервуаре для хранения. Тепловая энергия солнца нагревает жидкость в солнечных коллекторах. Затем эта жидкость проходит через теплообменник в накопительном баке, передавая тепло воде. Затем незамерзающая жидкость возвращается обратно в коллекторы.Эти системы имеют смысл в морозном климате.
Активный или с принудительной циркуляцией , в системах используются электрические насосы, клапаны и контроллеры для перемещения воды из коллекторов в накопительный бак. Они распространены в США
Пассивные системы не требуют насосов. Естественная конвекция перемещает воду из коллекторов в накопительный бак по мере ее нагрева.

Типы солнечных систем горячего водоснабжения в Орландо

 

Как замкнутые, так и разомкнутые системы могут использовать плоские коллекторы или вакуумные трубчатые коллекторы для нагрева воды через солнечную горячую воду  в Орландо.

 

Солнечная система водяного отопления с дренажной системой

 

Системы обратного дренажа используют дистиллированную воду в качестве теплоносителя (HTF) в контуре коллектора. Насос гоняет воду по коллекторам. Вода самотеком сливается в накопительный бак и теплообменник; нет клапанов, которые могут выйти из строя, и система полностью не находится под давлением. Когда насосы выключены, коллекторы пусты, что обеспечивает защиту от замерзания, а также позволяет отключить систему, если вода в накопительном баке станет слишком горячей.

Поскольку в качестве теплоносителя используется вода, ее никогда не нужно менять, как в системах с антифризом под давлением. В большинстве норм сантехники не требуются теплообменники с двойными стенками для систем с обратным сливом, использующих дистиллированную воду.

 

 

Преимущества этой системы

 

  • Система не имеет обратных клапанов, вентиляционных отверстий, манометров и расширительных баков.

 

  • Невозможно реверсировать термосифон ночью.

 

  • Дренажные системы могут перегревать антифриз до 8%.

 

  • Необходимо использовать трубы большего диаметра (медная труба 3/4″) и изоляцию.

 

  • Компоненты дренажной системы стоят примерно на 15-20 % дороже, чем активный открытый прямой контур солнечная вода система нагрева воды для жилых помещений.
     

 

 

Активная солнечная система нагрева воды с открытым контуром

 

Это самая простая и, как правило, самая дешевая активная система для установки. Теплообменник отсутствует, что позволяет эффективно передавать тепло непосредственно воде. Система работает при стандартном линейном давлении.

 

Дифференциальный контроллер сравнивает температуру датчика, расположенного на солнечном коллекторе, с температурой датчика, расположенного на дне резервуара для хранения горячей воды (там, где у вас более холодная вода). Когда солнечный коллектор теплее, чем вода на дне бака, на 4 или 5 градусов, дифференциальное управление активирует небольшой циркуляционный насос, который всасывает холодную воду со дна бака для хранения горячей воды солнечного коллектора и циркулирует через солнечный коллектор. коллекционер.Вода, нагретая солнечными батареями, возвращается в верхнюю часть бака.

В другой версии этой системы используется небольшая фотогальваническая панель (солнечное электричество) для управления циркуляционным насосом постоянного тока.

 

Прямые системы с открытым контуром подходят для мягкого и умеренного климата, где замерзание минимально.

 

Как работает защита от замерзания:

Дифференциальный контроллер использует циркуляционный насос для циркуляции теплой воды из резервуара-накопителя через коллекторы и трубопроводы в редкие вечера, когда температура приближается к нулю.

На коллекторе расположен дополнительный резервный клапан замораживания пособий, который срабатывает, когда вода из коллектора попадает на крышу, когда температура приближается к нулю.

 

Преимущества этой системы

-Прямая система обеспечивает наивысшие эксплуатационные характеристики, так как отсутствуют потери тепла в ночное время от горячей воды, хранящейся на крыше, как в пассивной системе, а также нет потерь эффективности из-за теплообмена. процесс как в замкнутой системе.

 

— Питьевая вода из бака-аккумулятора горячей воды циркулирует непосредственно через коллектор.

 

В результате получается вода, нагретая от 140 до 160 градусов, в результате, открывая кран, вы смешиваете (добавляете) больше холодной воды с меньшим количеством горячей воды, поддерживая больше бесплатной воды, нагретой солнцем, ожидающей использования. Также имеется клапан против ожогов, который защищает от ударов током или травм при включении только горячей воды.

 

 

Пассивные солнечные водонагревательные системы

 

 

Пассивные системы можно разделить на два типа: термосифонные коллекторы и интегральные.

 

Пассивные солнечная вода системы отопления популярны из-за присущей им простоты и надежности, отсутствия насосов, контроллеров или проводки.

 

Накопительный бак расположен на крыше, и холодная вода из города или колодца поступает непосредственно в коллектор на крыше, где она нагревается, а затем поступает в ваш обычный водонагреватель на 40 или 60 галлонов, расположенный на уровне земли. , и у вас есть запас горячей воды в баке на ночь. Если вы часто пользуетесь горячей водой по утрам (т. е. принимаете душ или ванну), большая часть собранной тепловой энергии, возвращающейся в ваш бак, теряется в течение ночи, тем самым вы экономите 50–60 % ваших долгосрочных затрат на горячую воду по сравнению с почти Экономия 85% с активной солнечной системой нагрева воды с открытым контуром.

 

В случае термосифонной системы изолированный резервуар на крыше, расположенный над коллектором, снизит потери аккумулированного тепла в ночное время, но не эстетически привлекателен. Эти типы более популярны на островах.

 

 

 

Солнечная система нагрева воды с замкнутым контуром

 

Насосы обеспечивают циркуляцию нетоксичного теплоносителя (HTF) через коллекторы и теплообменник.Они популярны в климате, склонном к постоянным отрицательным температурам.

 

Эти системы перекачивают теплоносители (обычно одобренный FDA гликолевый флюид) через коллекторы. Теплообменники передают тепло от жидкости бытовой воде, хранящейся в резервуарах. Замкнутые гликолевые системы обеспечивают хорошую защиту от замерзания. Однако гликоль необходимо проверять каждый год и заменять каждые 3–10 лет, в зависимости от качества гликоля и температуры системы. Как правило, они более сложны, чем система с открытым контуром, поскольку требуется либо бак с змеевиком теплообменника, либо внешний теплообменник. Поскольку требуется теплообменник, контур коллектора будет работать при несколько более высоких температурах, чем система с открытым контуром. Контур коллектора должен находиться под давлением (8–12 фунтов на квадратный дюйм).

Антифриз может потребоваться дозаправка каждые 3–5 лет.

 

 

Солнечные коллекторы с вакуумными трубками

 

Имеют параллельные ряды прозрачных стеклянных трубок. Каждая трубка содержит стеклянную внешнюю трубку и металлическую поглотительную трубку, прикрепленную к ребру.Покрытие ребра поглощает солнечную энергию, но препятствует потере лучистого тепла. Эти коллекторы чаще используются в коммерческих целях.

 

Лучше ли использовать вакуумные трубы для нагрева воды с помощью солнечной энергии?

Мы не рекомендуем монтируемые на крыше системы солнечных коллекторов с эвакуационными трубками для таких ветровых зон, как Флорида. Хотя эти системы могут быть более эффективными, чем плоские солнечные коллекторы, только в пасмурную погоду система вакуумных трубчатых коллекторов напоминает группу люминесцентных лампочек на вашей крыше.

 

Естественно, вакуумный трубчатый баллон будет иметь минимальное сопротивление ветру, что хорошо. Но у него будет очень плохая ударопрочность при ударе летающим объектом. Современные плоские коллекторы имеют накладки из закаленного стекла, которые могут выдерживать прямые удары таких движущихся ветром предметов, как кусок дерева.

 

Вакуумные трубчатые коллекторы более популярны в Европе, где они могут быть более эффективными в частых пасмурных погодных условиях с более низкими средними температурами воздуха, чем во Флориде.

 

 

 

Безрезервуарная система нагрева воды

 

Экономит ли безрезервуарный водонагреватель больше денег, чем солнечный водонагреватель?

Экономия 20 % при безрезервуарном водонагревателе по сравнению с экономией до 85 % при нагреве воды солнечными батареями — это реальность, лежащая в основе экономии на счетах за электроэнергию, однако удобство мгновенного получения горячей воды является главным преимуществом безрезервуарной системы водонагрева. И вот почему: Воду, которую вы используете, все равно нужно нагревать: количество энергии, необходимое для нагрева галлона воды до определенной температуры, не меняется только потому, что вода нагревается с большей скоростью.

 

Безбаковый водонагреватель исключает затраты энергии только на поддержание температуры воды, которая уже нагрета и находится в накопительном баке в ожидании использования. Потери в режиме ожидания (примерно 5 минут в час)

 

Таким образом, безрезервуарный водонагреватель экономит от 15 до 20% процентов затрат на нагрев воды по сравнению с солнечными батареями при экономии 85% по сравнению с обычным электрическим или газовым водонагревателем резервуарного типа. .

 

У проточных водонагревателей есть недостатки.По данным Министерства энергетики США, «иногда… даже самая большая модель, работающая на газе, не может обеспечить достаточное количество горячей воды для одновременного многократного использования… одновременный прием душа и запуск посудомоечной машины могут привести к тому, что водонагреватель (без резервуара) растянется до его предел».

 

Естественно, вы можете решить эту проблему, установив несколько проточных водонагревателей. С другой стороны, общая стоимость установки более чем одного безбакового водонагревателя легко приближается к стоимости одной солнечной системы нагрева воды.Кроме того, Солнечные водонагревательные системы срок полезного использования составляет более 30 лет.

 

Используйте солнечную энергию для нагрева воды.

Моделирование производительности двойного воздухо-водяного коллектора в системах солнечного водоснабжения и отопления помещений

В настоящей работе была разработана и экспериментально подтверждена подробная математическая модель двойного воздухо-водяного солнечного коллектора (DAWC). Чтобы продемонстрировать применение DAWC, в проанализированных тематических исследованиях были выбраны три здания с разными уровнями энергоэффективности и три местоположения зданий.Четыре системы солнечных коллекторов сравнивались друг с другом. Солнечная отдача описанных систем была определена путем моделирования с использованием подробной теоретической модели DAWC. Результаты показывают, что в случае комбинирования системы подготовки горячей воды для бытовых нужд и системы отопления с рециркуляцией воздуха на основе DAWC можно достичь увеличения выхода солнечной энергии до 30% по сравнению с традиционной системой подготовки горячей воды для бытовых нужд, зависящей от Климат и производительность здания.

1.Введение

Плоские солнечные коллекторы, вероятно, являются наиболее фундаментальной и наиболее изученной технологией для систем горячего водоснабжения на солнечной энергии. Технология плоских коллекторов развивалась более 60 лет. Продаваемые сегодня продукты доказали свою долговечность и надежность, поэтому коллекторы считаются достаточно зрелой технологией. Однако, даже если это устройство достигло хорошего технологического уровня и положения на рынке, научно-технический мир проявлял постоянное внимание к улучшению энергетических характеристик коллектора. Способы повышения энергоэффективности в целом можно разделить на две категории: использование новых технологий, материалов и компонентов и сочетание уже существующих технологий использования солнечной энергии в одном объекте (гибридный коллектор).

Целью объединения двух различных технологий использования солнечной энергии является расширение области применения данного коллектора и увеличение потенциального получения энергии от площади, занимаемой коллектором. Известным примером такого многоцелевого коллектора является фотогальванический солнечный коллектор, сочетающий фотоэлектрическую технологию и солнечный тепловой коллектор.

Настоящее исследование сосредоточено на двухжидкостном солнечном коллекторе, сочетающем воздушные и жидкие солнечные коллекторы. Идея объединения обоих типов технологий в двойном воздушно-водяном солнечном коллекторе (DAWC) не нова. Он возник из типичной ситуации в умеренных и холодных климатических зонах, где солнечной радиации достаточно для приготовления горячей воды для бытовых нужд (50-60°С) в летнее время, а выходная температура солнечных коллекторов зимой, как правило, не достигать значений выше 30°C; однако этого может быть достаточно, например, для предварительного нагрева свежего воздуха. Такая интегрированная конструкция позволяет увеличить годовой выход энергии солнечной системы и максимально увеличить время работы, что делает ее более рентабельной, чем обычные солнечные водяные или воздушные системы.

Ряд исследователей изучали тепловые характеристики солнечных коллекторов, работающих одновременно с двумя разными типами жидкостей. Ассари и др. В [1] представлена ​​математическая модель двойного воздушно-водяного солнечного коллектора методом эффективности. Модель была экспериментально проверена и впоследствии использована для анализа производительности двойного воздушного/водяного солнечного коллектора с тремя различными типами воздушных каналов, такими как прямоугольные ребра, треугольные ребра и без ребер.Результаты моделирования показали, что прямоугольный плавник имеет лучшие характеристики по сравнению с другими. Джафари и др. [2] представили энергетический и эксергетический анализ двойного воздушно-водяного солнечного коллектора с треугольными воздушными каналами. Исследование показало, что двойной солнечный коллектор воздух/вода имеет лучшую энергетическую и эксергическую эффективность, чем обычный жидкостный или воздушный коллектор. Ма и др. [3] представили экспериментальный и теоретический анализ эффективности двойного воздушного/водяного солнечного коллектора с L-образными ребрами и подтвердили, что скорость воздушного потока является ключевым фактором для тепловой эффективности.Позже Мохаджер и соавт. [4] провели экспериментальное исследование двойного воздушного/водяного солнечного коллектора, разработанного Assari et al. [1]. Эксперименты показали, что система на основе солнечных коллекторов двойного назначения может быть использована как для осушки бытовых помещений, так и для обеспечения горячей водой бытовых нужд. Арун и Арун [5] сосредоточили свои исследования на использовании пористой среды в конструкции двойного назначения солнечного коллектора, и они указали, что использование пористой среды приводит к увеличению тепловой эффективности коллектора. Нематоллахи и др. [6] представили экспериментальное сравнение одножидкостной солнечной системы на основе жидкостного коллектора и двойной воздушно-водяной солнечной системы на основе двойного воздушно-водяного солнечного коллектора. Результаты показали, что двойная система воздух/вода имеет более высокую эффективность, чем система с одной жидкостью. Venkatesh и Christraj [7] провели экспериментальное исследование многоцелевой системы солнечных коллекторов, основанной на комбинации водяных и воздушных коллекторов, и подтвердили более высокую эффективность системы по сравнению с традиционной системой.В отличие от предыдущих исследований Ji et al. [8] представили анализ раздельного использования воздушной и водной частей двойного воздушно-водяного солнечного коллектора. В предлагаемой системе встроенный в здание солнечный коллектор двойного назначения будет использоваться для обогрева помещений в холодную зиму и нагрева воды летом. Результаты показали снижение отопительной нагрузки в зимний период и надежную работу системы подготовки горячей воды в летний период.

В настоящем исследовании была разработана и экспериментально проверена подробная теоретическая модель DAWC.Впоследствии модель использовалась для моделирования годовой производительности четырех различных солнечных систем. Чтобы продемонстрировать применение DAWC, в качестве тематических исследований были выбраны три здания, расположенные в разных местах и ​​каждое с разным энергопотреблением. Отличительной особенностью представленного исследования является сравнение различных потенциальных применений двойных воздухо-водяных солнечных коллекторов для зданий с разным уровнем энергоэффективности и разными климатическими условиями.

2.Подробная теоретическая модель DAWC

Для оценки энергетических характеристик различных солнечных систем на основе DAWC использовалась среда моделирования TRNSYS. TRNSYS (программа моделирования переходных систем) широко используется для исследований как солнечного, так и несолнечного моделирования [9]. Модель системы состоит из отдельных моделей компонентов, которые связаны между собой путем связывания выходов одного компонента с входами другого. Каждая модель представлена ​​параметрами и входными данными для вычисления выходных данных как функции времени.Поскольку доступные библиотеки моделей компонентов TRNSYS не содержат математической модели коллектора DAWC, для использования в среде TRNSYS была создана подробная теоретическая модель двойного воздушно-водяного солнечного коллектора (тип 207) на основе предыдущих моделей жидкостного коллектора. солнечный коллектор (тип 205) и воздушный солнечный коллектор (тип 206). Более подробную информацию об этих моделях можно найти в Shemelin and Matuska [10, 11] и Shemelin et al. [12].

Представленная модель не предполагает одновременной работы жидкостной и воздушной частей.Это означает, что модель DAWC работает либо как коллектор жидкости, либо как коллектор воздуха, в зависимости от режима работы. Если Operation Mode равен 0, модель работает как коллектор жидкости; если он равен 1, он работает как воздухосборник.

2.1. Описание модели

Представленная модель представляет собой подробную математическую модель, разработанную для моделирования тепловых характеристик двух различных конструкций солнечных коллекторов. Рассмотренные конструкции DAWC представлены на рис. 1.Исполнение 1 представляет собой конфигурацию верхней связи трубы абсорбера с единым потоком воздуха между абсорбером и изоляцией нижней рамы. Исполнение 2 представляет собой схему верхнего соединения трубы абсорбера с единым потоком воздуха между абсорбером и прозрачной крышкой.

DAWC можно определить по целому ряду подробных параметров, таких как оптические свойства прозрачного покрытия и поглотителя и теплофизические свойства основных компонентов солнечного коллектора.Кроме того, прозрачная крышка (одинарное остекление, прозрачная изоляционная конструкция) и задняя теплоизоляция определяются температурно-зависимой теплопроводностью.

Представленная модель DAWC решает одномерный энергетический баланс солнечного коллектора в стационарных условиях в соответствии с принципом уравнения Хоттеля-Вилье для полезной тепловой мощности:

В этом уравнении – площадь поглотителя (м 2 ), – коэффициент теплоотвода коллектора (-), – коэффициент пропускания солнечного света крышкой коллектора (-), – коэффициент поглощения солнечного излучения поглотителем (-), – общее солнечное излучение (Вт/м), – общий коэффициент тепловых потерь коллектора (Вт/м 2 ·К), – температура жидкости на входе (К), – температура окружающей среды (К).

Предлагаемая модель в общем виде состоит из двух частей, решаемых в итерационных циклах: внешнего энергетического баланса поглотителя (передача тепла от поверхности поглотителя в окружающую среду, см. рис. 2 и 3) и внутреннего энергетического баланса поглотителя ( передача тепла от поверхности поглотителя к теплоносителю). И внешний, и внутренний энергетические балансы взаимозависимы. Общий коэффициент теплопотерь коллектора (зависящий от температуры) как основной выход внешнего баланса является одним из входов внутреннего баланса.С другой стороны, средняя температура поглотителя (K) в качестве выходных данных внутреннего баланса используется в качестве входных данных для внешнего баланса. Поскольку коэффициенты теплопередачи зависят от температуры, температуры поверхностей основных плоскостей коллектора рассчитываются в итерационном цикле до тех пор, пока последовательные результаты средних температур не будут отличаться менее чем на 0,01  К.


Введен еще один итерационный цикл. передавать результаты с внешнего баланса на внутренний баланс и результаты с внутреннего баланса на внешний баланс.Основная электрическая аналогия предлагаемой модели представлена ​​на рисунках 2 и 3. Более подробное описание предлагаемой модели можно найти в Shemelin et al. [12].

Модель была реализована в среде TRNSYS, поскольку тип 207 предлагает параметрический анализ различных вариантов конструкции для годовой производительности солнечного коллектора в данном приложении солнечной системы. Также имеется возможность изменения математических соотношений, описывающих основные явления теплообмена (естественная конвекция, ветровая конвекция, вынужденная конвекция и т. д.).) и выполнить анализ чувствительности для выбранных корреляций.

2.2. Проверка модели

Модель прошла экспериментальную проверку на прототипе DAWC (см. рис. 4) в рамках испытаний солнечных коллекторов по европейскому стандарту EN ISO 9806 в аккредитованной солнечной лаборатории Чешского технического университета в Праге. Тестирование жидкостной и воздушной частей проводилось отдельно (см. рис. 5). Прототип DAWC был построен из экспериментального солнечного водосборника путем регулировки внутреннего воздушного зазора.Подробные параметры изготовленного прототипа приведены в таблице 1. При режиме работы жидкостный нагрев вода течет по медным трубкам, а воздушные каналы на входе и выходе закрыты. С другой стороны, вход и выход водяных труб закрыты в режиме нагрева воздуха.





5

6

6


0
Значение Collector Parameter Значение

Размеры (W / L / H)

коэффициент излучения 0.05
Район (брутто, диафрагма, поглотитель) 1,6 м 2 , 1,52 м 2 , 1.49 м 2 , 1,49 м 2 Заголовок трубы CU
CU

Крышка Солнечное стекло 4 ММ Количество пробирки Riser 10

Толщина переднего воздуха толщина 30 мм Расстояние между стояками 100 мм
Абсорбированный материал Алюминий 0. 4 мм Расход воздуха 10 мм
0.92 40 мм 40 мм
Изоляционный материал RockWool

На рисунках 6 и 7 показаны экспериментально оцененные точки эффективности и теоретически смоделированные характеристики эффективности как в жидкостном, так и в воздушном режимах работы.Точки экспериментальных данных эффективности солнечного коллектора связаны с комбинированными столбцами стандартной неопределенности на графиках. Анализ неопределенности был проведен на основе методологии, опубликованной в Mathioulakis et al. [13] и Мюллер-Шёлль и Фрай [14]. Теоретический расчет характеристики эффективности по модели зависит от неопределенности реальных параметров коллектора, которые используются в качестве входных данных для модели. Таким образом, результаты теоретического расчета можно представить в виде двух ограничивающих кривых, на которых можно найти реальные значения КПД коллектора. Из результатов видно, что смоделированные характеристики эффективности относительно хорошо согласуются с измерениями, что дает уверенность в разработанной модели. Дополнительную информацию о проверке модели и анализе неопределенностей можно найти в Shemelin et al. [12].


3. Тематические исследования

Для оценки энергоэффективности солнечной системы DAWC был проанализирован годовой выход солнечной энергии системы для конкретного места и при определенных условиях. Три дома на одну семью (здания A, B и C) (см. рис. 8) из разных мест (Стокгольм, Прага и Милан), каждый из которых имеет разные уровни энергоэффективности, были рассмотрены в качестве тематических исследований для сравнительного анализа.Подробные параметры здания перечислены в Таблице 2. Для расчета общей потребности в тепле использовалось программное обеспечение для моделирования TRNSYS 17. Климатические данные, используемые в анализе, были взяты из TMY (Meteonorm) для Стокгольма, Праги и Милана. Климатические условия рассматриваемых участков приведены в табл. 3. Результаты моделирования представлены на рисунках 9 и 10. Строительство C



6

Проживание 4 человек Климат Источник данных TMY, METEONORM Установка температуры (день / ночь) 20 ° C / 20 ° C

90 ° C Вентиляционный расход воздуха 100 M 3 / H

9 / H Эффективность блока рекуперации тепла 75% Внутренняя прибыль () 2 Вт/м 2 Средневзвешенное значение 0.187 W / M 2 · K

9 · K 0.375 W / M 2 · K 0.489 W / M 2 · K

· K Геометрия строительства Брутровая площадь 286 М 9 2 9

Район с подогревом

9

246 м

2

9

907 M 3

607 M

3

9

Расход горячей воды Температура холодной воды на TMY Температура горячей воды 55°C Профиль крана 160 л/сутки (7. 00: 65 л; 12.00: 30 л; 19.00: 65 l)

5

2



Стокгольм / Швеция Prague / Чешская Республика Milan / Италия


Широта 59,65° с. ш. 50,10° с. ш. 45,43° с. ш.9 ° C 11.7 ° C 11.7 ° C
Минимальная температура окружающей среды -19.9 ° C -15.2 ° C -15.2 ° C -15,7 ° C -7,7 ° C
Максимальная температура окружающей среды 28,3 ° C 30,7 ° C 30,7 ° C 30,7 ° C 30,7 ° C 45.1 ° C
Глобальное солнечное горизонтальное облучение 981 кВтч / м 2

999 999 кВтч / м 2 1255 кВтч / м 2
Глобальное солнечное облучение на наклонной поверхности (Юг, 45 °) 1231 кВтч / м 2 1114 кВтч / м 2 1392 кВтч / м 2


4 .

Солнечные системы

Для проведения сравнительного анализа потенциальных применений двойных воздухо-водяных коллекторов были проанализированы четыре различные системы солнечной энергии. Эталонная система (RS) представляет собой традиционную солнечную систему горячего водоснабжения (см. рис. 11), разработанную с использованием обычных плоских коллекторов жидкости со следующими параметрами: оптическая эффективность 0,81; линейный коэффициент тепловых потерь, 3,58 Вт/м 2 ·К; квадратичный коэффициент тепловых потерь, 0,0045 Вт/м 2 ·К 2 ; модификатор угла падения .Подробные параметры эталонной системы перечислены в Таблице 4. В каждом отдельном месте имеется разная конструкция площади коллектора для достижения одинаковой доли солнечной энергии для системы нагрева горячей воды ().



6

Теплообменник


9
Ориентация коллекционера юг, 45 ° (на базе на склоне крыши)
Коллекторная площадь Стокгольм и Прага: 4. 8 м 2 ; Милан: 3.2 м 2

Коллектор Массовый расход 50 л / ч · м 2

Тепловой перенос среды Пропиленгликоль
Насос контроль насоса перепад температур коллектор-аккумулятор 8 K/2 K
Трубопровод Подающая и обратная трубы расположены во внутренней и внешней среде: по 10 м, DN 16 с теплоизоляцией 25 мм ()
Гладкотрубный теплообменник с (±15%) для 42°C/40°C (температура на входе/температура хранения в баке)
Резервуар для хранения Объем: 200 л; потери тепла: 1.4 кВтч/сутки; отношение высота/диаметр: 2,5

Первая альтернативная система (V1) основана на DAWC, который работает в жаркое время года в жидкостном режиме для подготовки горячей воды, а затем работает в остальное время. года (холодный сезон) на предварительный подогрев приточного воздуха перед подачей в вентиляционную установку с рекуперацией тепла (см. рис. 12). В режиме воздушного отопления свежий воздух подается через коллектор, а затем дополнительно нагревается в вентиляционной установке с рекуперацией тепла.При недостаточном солнечном свете (пасмурное небо или ночное время) воздух идет в обход коллектора.

Вторая система (V2) имеет ту же конфигурацию, что и первый вариант (V1), за исключением того, что коллектор установлен на выходе из вентиляционной установки с рекуперацией тепла. В режиме воздушного отопления приточный воздух предварительно подогревается в вентиляционной установке с рекуперацией тепла, а затем опционально направляется через коллектор (см. рис. 13). Подогретый воздух проходит через коллектор только в тех случаях, когда коллектор имеет возможность нагревать воздух, в противном случае подогретый воздух минует коллектор.

Третья система (V3) отличается от двух предыдущих тем, что DAWC работает в жаркое время года в жидкостном режиме для подготовки горячей воды, а затем работает в остальное время года (холодный сезон) как солнечный воздухосборник для системы прямого рециркуляционного воздушного отопления (см. рис. 14). В режиме воздушного отопления циркулирующий воздух из помещений нагревается в коллекторе и затем возвращается в здание. Свежий воздух после предварительного нагрева в рекуператоре смешивается с циркуляционным воздухом и только после этого подается в жилые помещения.В пасмурные дни и ночью циркуляционный воздух не проходит через коллектор. Главной особенностью этого варианта является то, что расход не ограничивается расходом вентиляционного воздуха и может быть увеличен до 400 м 3 /ч.

Продолжительность теплого и холодного сезонов различна для каждой системы и зависит от климатических условий и общей потребности здания в тепле. По сути, математическая модель DAWC способна определить, в каком режиме (водяном или воздушном нагреве) он должен работать, чтобы получить максимальную производительность.

Конструктивные параметры коллектора DAWC, которые использовались при моделировании всех альтернативных систем (V1, V2 и V3), такие же, как у прототипа DAWC, и перечислены в Таблице 1. Параметры солнечной системы горячего водоснабжения в


Параметр V1

V1

V2 V3 9

Ориентация коллектора Юг, 45 ° (на основе наклона крыши)
Коллекторная площадь на основе коллекторной площадки для справочного варианта

точка температуры 22°C
Функция Предварительный подогрев свежего воздуха (перед блоком HR) Предварительный подогрев свежего воздуха (после HR u NIT) Прямое воздушное отопление (рециркулирующая воздух)
воздушный расход 100 м 3 / H 100 м 3 / ч 400 м 3 / H

5.

Результаты и обсуждение

Чтобы продемонстрировать применение DAWC, три здания (здания A, B и C) из трех разных мест (Стокгольм, Прага и Милан) и каждое с разными уровнями энергоэффективности были выбраны в качестве тематических исследований для комплексного исследования. анализ. При анализе сравнивались четыре различные солнечные системы. Солнечная отдача описанных систем была определена путем детального моделирования в TRNSYS как разница в общей потребности в тепле здания с солнечной системой и без нее.Результаты моделирования представлены в таблице 6. Значения в скобках указывают на относительную разницу между данной альтернативой и эталонной системой.



RS (кВтч / м 2 ) V1 (кВтч / м 2 ) V2 (кВтч / м 2 ) v3 (кВтч / M 2 ) 9 )

Стокгольм
Строительство 418 418 418 (0%) 439 (5%) 460 (9%)
здание B 418 424 (1%) (1%) 461 (10%) 494 (16%)
Строительство C 418 416 (9%) 511 (20%) 582 (32%)
Prague 426 426 426 (0%) 432 (1%) 448 (5%)
Строительство B 426 427 (0%) 443 (4%) 474 (11%)
 Здание C 426 437 (2%) 467 (9%) 529 (22%)
Milan
здание 677 677 (0%) 677 (0% ) 680 (0%)
Строительство B 677 677 (0%) 684 (1%) 692 (2%) 692 (2%)
Строительство C 677 681 (1%) 711 (5%) 739 (9%)

Солнечная система в зависимости от типа здания и климата. Это можно объяснить тем, что в холодное время года интенсивность солнечного излучения недостаточна для нагрева жидкости в коллекторе до температуры, пригодной для ГВС, но, с другой стороны, достаточна для обогрева окружающей среды. свежий воздух при низкой температуре или циркуляционный воздух при температуре помещения. Кроме того, видно, что более высокое потребление тепловой энергии здания коррелирует с более высоким выходом солнечной энергии сравниваемых систем. Это означает, что DAWC в режиме воздушного отопления не только снижает потери тепла на вентиляцию, но и способствует снижению потребности в отоплении помещений.

Во-вторых, можно заметить, что альтернативная система V3 показывает самый высокий годовой выход солнечной энергии среди сравниваемых систем. Этот результат является следствием более высокой эффективности DAWC (режим нагрева воздуха) за счет благоприятных условий эксплуатации. Эффективность воздушной части DAWC зависит от ряда параметров, но преобладающим является расход воздуха коллектора (см. рис. 5). В случае вариантов В1 и В2 расход воздуха коллектора ограничивается расходом вентиляционного воздуха 100 м 3 /ч, а в случае варианта В3 расход воздуха увеличивается до 400 м 3 /ч.

В случае варианта V1 производительность рекуператора ограничена, поскольку температура воздуха после DAWC может быть значительно выше, чем температура наружного воздуха. При этом, если температура свежего воздуха после DAWC выше 18°C, свежий воздух минует рекуператор и поступает непосредственно в здание. Здесь солнечный DAWC заменяет рекуперацию тепла для вентиляции.

Если коллектор расположен за рекуперационной установкой для обеспечения дополнительного повышения температуры приточного воздуха в помещение, то коллекторная система является энергетически более выгодной (система V2).Тем не менее, эффективность DAWC ограничена, поскольку температура воздуха после рекуператора выше, чем температура наружного воздуха, и, следовательно, тепловые потери солнечного коллектора выше по сравнению с конфигурацией в системе V1.

Естественно, сочетание системы DAWC с рекуперацией тепла от вытяжного воздуха снижает возможную экономию тепла коллектором DAWC. Здесь DAWC и система рекуперации тепла являются конкурирующими системами, и поэтому потенциальная экономия в целом ограничена.

Наконец, результаты моделирования показывают, что солнечная система DAWC более эффективна в холодных и умеренных климатических зонах, чем в теплых климатических зонах. Для теплого климата температура окружающего воздуха в течение дня в зимний период высока, а потребность в отоплении низка, поэтому производительность DAWC (режим обогрева воздуха) ограничена. С другой стороны, по-прежнему существует высокий спрос на горячую воду, который практически не ограничивается зимой. В результате иногда для DAWC зимой более эффективно работать в жидкостном режиме, чем в режиме нагрева воздуха для теплого климата.Точно так же больший потенциал для применения DAWC указан для зданий с более высокой потребностью в отоплении помещений.

6. Выводы

Разработана и проверена экспериментальными испытаниями коллектора в жидкостном и воздушном режимах нагрева детальная математическая модель ДВК. Впоследствии был проведен всесторонний анализ различных солнечных систем на основе DAWC для трех типов зданий (уровней энергоэффективности) в трех климатических зонах.

На основании моделирования с использованием практических проектных данных можно сделать следующие выводы:
(i) Вариант V3 с применением DAWC в системе отопления с рециркуляцией воздуха показывает самый высокий годовой выход солнечной энергии среди сравниваемых систем.В зависимости от типа здания предлагаемая система V3 позволяет увеличить годовую выработку энергии солнечной системы до 32 % для климатических условий Стокгольма, до 22 % для климатических условий Праги и до 9 % для климатических условий Праги. Климатические условия Милана (ii)Система DAWC более эффективна для зданий с высоким потреблением тепловой энергии, расположенных особенно в умеренном и холодном климате. Например, для умеренных климатических условий и для здания с «высоким» потреблением тепловой энергии годовой выход энергии альтернативной солнечной системы V3 примерно на 103 кВтч/м 2 выше по сравнению с эталонной системой RS.С другой стороны, для тех же климатических условий и для здания с «низким» потреблением тепловой энергии годовая выработка энергии всего на 22 кВтч/м 2 выше по сравнению с эталонной системой RS(iii) Комбинация системы DAWC с рекуперацией тепла из отработанного воздуха снижает потенциальную экономию тепла

Доступность данных

Подробные результаты моделирования можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарности

Эта работа была поддержана Министерством образования, молодежи и спорта в рамках Национальной программы устойчивого развития I, проект № LO1605.

Солнечные термальные водонагреватели — Ecohome

Что такое солнечный тепловой коллектор?

Фотогальванический (PV) солнечный коллектор преобразует солнечное излучение в электричество, но солнечный тепловой коллектор намного проще. Это относится к устройству, которое собирает тепло непосредственно от солнечного излучения.Это может быть так же просто и рудиментарно, как вода, прокачиваемая через черную трубу, лежащую на солнце. В Интернете можно найти бесчисленное множество конструкций солнечных панелей, сделанных своими руками, но есть коммерчески доступные солнечные тепловые панели, которые можно использовать для нагрева воды и отопления помещений.

Тепловой солнечный коллектор в теплом климате может иметь воду, протекающую через его панели, но в холодном климате мы используем гликоль, чтобы предотвратить замерзание панелей.

Схема солнечного коллектора с вакуумными трубками 

Эффективны ли солнечные тепловые коллекторы?

Производительность и эффективность панели частично определяются скоростью ее поглощения и частично ее коэффициентом излучения; это означает не только то, сколько тепла он может собрать, но и то, сколько он излучает (или теряет) до того, как будет доставлен к месту назначения.

Более ранние модели имели высокий коэффициент поглощения в диапазоне 90–95 % (эффективность поглощения солнечного излучения), но они также имели коэффициент излучения в диапазоне 55–95 % (излучаемая энергия в виде теплового излучения), поэтому большая часть собранное тепло было потеряно до того, как оно покинуло панель. В этих моделях также использовалась стандартная черная краска для печей, тогда как панели теперь имеют покрытия, разработанные специально для поглощения и удержания тепла.

Несмотря на то, что современное поколение тепловых коллекторов на рынке сейчас очень эффективно, их фотоэлектрическая «конкуренция» в солнечной промышленности опережает достижения в области тепловой солнечной энергии и влияет на окупаемость инвестиций.Это не означает, что качество и эффективность солнечных тепловых панелей каким-то образом ухудшаются, просто существует мнение, что ваши солнечные доллары лучше инвестировать в покупку фотогальванических солнечных панелей и использование энергии, которую они генерируют, для нагрева воды. традиционный водонагреватель.

Это связано с постоянным развитием технологий и снижением затрат в фотогальванической промышленности, в то время как технология и стоимость сбора солнечной энергии оставались практически неизменными в течение того же периода.Они по-прежнему хороши, проблема в том, что конкуренция становится все лучше (ярким примером этого является то, что Tesla теперь предлагает солнечные панели в аренду, что делает фотоэлектрические солнечные системы гораздо более доступными для домовладельцев).

В основе этой философии лежит идея о том, что в те времена, когда горячая вода не нужна, панель не остается застойной и бесполезной. Если бы ваша солнечная установка была фотоэлектрической, а не тепловой, солнечное излучение всегда поглощалось бы для того или иного использования; для питания других устройств, храниться в батареях или возвращаться в сеть для кредита.Трудно отрицать логику этого; однако бывают ситуации, когда тепловая солнечная энергия полезна, поэтому мы опишем варианты.

Солнечные тепловые коллекторы с вакуумными трубками:

Солнечный тепловой коллектор © Viessmann

Это наиболее распространенный тип солнечного коллектора, который вы, вероятно, увидите на крыше дома. Сама панель коллектора чаще всего состоит из стеклянных трубок, в сердцевине которых находятся медные трубы, с затемненной пластиной, покрывающей трубу для поглощения тепла.Стеклянные трубки герметически запечатаны, оголено лишь медное крепление, и каждая трубка вставляется в коллектор отдельно.

Облегчает замену трубки при нарушении вакуумного уплотнения; это также может предложить преимущество для установки. Вместо того, чтобы транспортировать один тяжелый блок на крышу, поскольку это модульная система, ее можно поднимать по частям.

Герметичный воздуховод обеспечивает превосходную изоляцию и делает коллектор практически нечувствительным к температуре наружного воздуха зимой.Даже в летнюю жару к трубкам можно было прикоснуться голой рукой, хотя трубка внутри моментально ругалась.

Плоские солнечные коллекторы:

Схема плоского коллектора с использованием учебных пособий по альтернативной энергии

 

Конструкции, конечно, могут различаться, но типичный плоский коллектор представляет собой не более чем неглубокую коробку с медной трубкой, проходящей через нее, покрытую металлической поглощающей пластиной и прозрачной крышкой. Холодная жидкость прокачивается по медной трубке под пластиной коллектора и при этом нагревается.Как в плоских, так и в вакуумных трубчатых коллекторах используется гликолевая смесь, поэтому им обоим нужны специальные резервуары для хранения со змеевиками теплопередачи.

Плоские солнечные коллекторы и солнечные коллекторы с вакуумными трубками

Каждый солнечный коллектор имеет свои преимущества и недостатки. Воздух внутри герметичных стеклянных труб вакуумных трубчатых коллекторов обеспечивает гораздо лучшую изоляцию, чем плоские коллекторы, но часть вашего потенциального солнечного урожая теряется, когда он проходит через промежутки между трубками.

Плоский коллектор будет терять больше тепла, чем вакуумная трубчатая панель, но он способен собрать больше энергии, поскольку вся площадь поверхности представляет собой черный коллектор. Таким образом, при отсутствии других факторов плоская пластина будет производить летом больше энергии, чем конструкция с вакуумной трубкой, потому что она имеет большую площадь поверхности коллектора, а температура окружающего воздуха не представляет проблемы.

И наоборот, зимой температура воздуха вызывает гораздо большие потери энергии с плоским коллектором, чем с панелью из вакуумных труб, поэтому конструкция с вакуумными трубками будет более эффективной.

Выбор дизайна, который принесет вам наибольшую пользу, зависит от вашего использования. Если вы хотите сократить расходы на отопление дома круглый год, то вам, вероятно, будет полезен плоский коллектор. Если вы намерены использовать его вместе с котлом для обогрева помещений зимой, то вам будет больше выгоды от конструкции с вакуумными трубами, поскольку зимой они работают лучше, чем плоские коллекторы.

Теплообмен:

Схема солнечного теплового теплообменника © Viessmann

В гликолевых системах вам понадобится теплообменник для нагрева воды для бытовых нужд, отопления помещений или того и другого.Нагретая жидкость от солнечных панелей нагревает воду, проходя через змеевик в резервуаре для хранения. Дополнительный змеевик, работающий на газе или электричестве, в баке будет нагревать воду, если солнечная панель не может поддерживать желаемую температуру или удовлетворять спрос.

Техническое обслуживание и долговечность:

Опять же, еще одним знаком защиты от солнечного тепла в холодном климате является гликоль. Хотя это необходимо зимой, летом температура пластинчатого коллектора может достигать 200°C (395°F), а температура трубчатого коллектора может достигать 295°C (563°F).

Гликоль

разрушается и становится кислотным при таких температурах, что может привести к образованию отложений и коррозии компонентов системы. Поэтому важно, чтобы панели имели какой-либо компонент охлаждения, встроенный в их конструкцию, будь то ручной или автоматический.

Как ни разумно использовать солнце для прямого нагрева воды, потребность в гликоле в качестве теплоносителя и проблемы, которые он приносит с собой, являются большой частью того, почему вы не видите больше таких систем в Канаде. .

Чтобы узнать больше о солнечных водонагревателях, прочитайте о новом концептуальном доме EcoHome с лучистым полом, подогреваемым солнечным воздухом, который подает нагретую солнцем воду в летние месяцы. Это и все, что вам нужно знать о высокоэффективном домостроении, можно найти на страницах Руководства по экологическому строительству EcoHome

.

.

Want to say something? Post a comment

Ваш адрес email не будет опубликован.