Солнечный коллектор


Солнечный коллектор

Использование солнечных коллекторов для выработки низкопотенциальной теплоты набирает обороты с каждым годом. Солнечный коллектор может быть применен для отопления и горячего водоснабжения зданий как жилых, так и промышленных, а также использовать низкопотенциальную теплоту на технологические процессы.

Солнечный коллектор (рис.1) состоит из плоской поглощающей панели – 1 (основной элемент солнечного коллектора, по внутренней плоскости которой циркулирует теплоноситель); корпуса – 2; стекла – 3; теплоизоляции – 4; уголка – 5; штуцера – 6.

Солнечный коллектор

Рис. 1. Солнечный коллектор

1 - поглощающая панель; 2 - корпус; 3 - прозрачная изоляция (стекло); 4 - теплоизоляция; 5 - уголок; 6 - штуцер

Поглощающая панель изготовляется из двух профилированных стальных пластин, поверхность которой окрашивается в черный цвет для увеличения поглощения солнечной радиации. Поглощающая панель помещается в металлический корпус с теплоизоляцией и накрывается стеклом для защиты от атмосферных осадков.

Техническая характеристика
солнечного коллектора (нагревателя):

Тепловая мощность, кВт 1,1
Вместимость панели, л 4,0
Максимальная температура нагрева теплоносителя, °С 90
Рабочее давление, МПа 0,6
Габариты, мм:
 длина×ширина×высота
1530×630×98
Масса, кг 50,5

Солнечный коллектор рекомендуется применять в установках бытового горячего водоснабжения: в садовых домиках и душевых установках (рис. 2, а), в индивидуальных домах усадебного типа (рис. 2, б). Один солнечный коллектор в душевой кабине садового домика позволяет экономить более 1 м³ дров за сезон, а использование солнечных коллекторов для бытового горячего водоснабжения в одноквартирном трехкомнатном жилом доме дает экономию до 5 м³ дров за сезон или более 1 т угля.

Варианты применения солнечных коллекторов

Рис. 2. Варианты применения солнечных коллекторов

а - душевая кабина с солнечным коллектором (стрелками показано направление
движения воды при нагреве ее солнечной энергией): 1 - солнечный коллектор; 2 - бак душевой установки;
3 - душевая сетка; α=φ-(10-15°); φ - географическая широта местности (для широт Киева-Ленинграда φ = 50-60°);
б - жилой дом с солнечными системами отопления и горячего водоснабжения:
1 - солнечный коллектор; 2 - бак-аккумулятор; 3 - расширительный бак; 4 - трубопровод заполнения и подпитки;
5 - переливная труба; 6 - трубопровод горячей воды; 7 - разводка холодной воды;
8 - циркуляционный трубопровод первичного контура системы солнечного нагрева; 9 - сливной бак для теплоносителя системы
солнечного нагрева; 10 - отопительный котел; 11 - радиаторы системы отопления

На рис. 3 приведены примеры использования системы солнечных коллекторов в сочетании с резервными системами теплоснабжения (солнечный коллектор с электронагревателем и солнечный коллектор с газовым водонагревателем) экспериментальных домов.

Солнечный коллектор с электронагревателем

На рисунке 3, а система теплоснабжения солнечный коллектор с электронагревателем состоит из трех контуров — солнечного, отопительного и горячего водоснабжения, объединенных баком-теплообменником. Резервный источник теплоты — электроводонагреватели мощностью по 10 кВт для контуров отопительного и горячего водоснабжения. Солнечный контур включает: солнечный коллектор площадью 57,6 м², трубчатый теплообменник площадью 25 м², расположенный в баке-теплообменнике, и насос, с помощью которого осуществляется циркуляция теплоносителя (антифриза) в контуре.

Отопительный контур включает бак-теплообменник вместимостью 2,5 м³, электронагреватель, отопительные чугунные радиаторы площадью около 20 м³. Циркуляция воды в контуре естественная. Байпасная линия обеспечивает автономную работу отопительного контура.

Контур горячего водоснабжения состоит из трубчатого теплообменника площадью 2,2 м² (размещенного в баке-теплообменнике), бака-аккумулятора вместимостью 0,6 м³, электронагревателя, трубопроводов и арматуры.

Проектом дома система теплоснабжения солнечный коллектор с электронагревателем предусматривается покрытие до 65 % годовой потребности в теплоте.

Схемы солнечного теплоснабжения

Рис. 3. Схемы солнечного теплоснабжения жилого дома в сочетании с резервными системами:

а - с электронагревателем в качестве резервного источника;
б - с резервным источником тепла — автоматическим газовым водонагревателем;
1 - солнечный коллектор; 2 - трубчатый теплообменник; 3 - циркуляционный насос;
4 - радиаторы отопления; 5 - водоразбор горячей воды; 6 - электронагреватель;
7 - автоматический газовый водонагреватель; 8 - ручной насос; 9 - сливной бак

Солнечный коллектор с газовым водонагревателем

На рис. 3, б приведена схема солнечный коллектор с газовым водонагревателем, также состоящая из трех контуров — солнечного, отопления и горячего водоснабжения, объединенных баком-теплообменником. В качестве резервного источника теплоты используется автоматический газовый водонагреватель АГВ-120, рассчитанный на полное обеспечение дома теплотой при отсутствии солнечной радиации. Во всех контурах теплоноситель — вода.

В солнечном контуре предусмотрены: солнечный коллектор площадью 31,9 м²; трубчатый теплообменник площадью 2,2 м², расположенный в баке-теплообменнике; насос, осуществляющий циркуляцию теплоносителя в контуре.

В отопительный контур входят: бак-теплообменник, водонагреватель АГВ-120, отопительные чугунные радиаторы площадью около 28 м². Циркуляция воды в контуре естественная.

Для горячего водоснабжения вода забирается из бака-теплообменника и при необходимости подогревается в водонагревателе. Циркуляция воды в контуре горячего водоснабжения обеспечивается давлением водопровода.

Схема солнечный коллектор с резервным источником тепла — автоматическим газовым водонагревателем предусматривается покрытие до 45 % годовой потребности в теплоте.