Основные правила определения размера системы солнечного горячего водоснабжения
Для типичных солнечных коллекторов с селективным абсорбером, нагревающих воду на 8-45 градусов, существуют стандартные правила:
· Потребление горячей воды составляет в среднем 50 литров в день на человека.
· 1-1,5 м2 солнечных коллекторов нужны для нагрева 50 литров воды в день.
· Бак-накопитель должен вмещать 40-70 литров воды на 1 м2 солнечного коллектора или 80 литров на человека.
· Теплообменник в баке-накопителе должен передавать не менее 40-60 Вт/оC на м2 солнечного коллектора при температуре 50 оC.
Если придерживаться этих правил, типичный солнечный коллектор в Центральной Европе сможет обеспечить 60-70% годового потребления горячей воды и производить 350-500 кВт·ч/м2 в год. В крупных зданиях (гостиницах, больницах, многоквартирных жилых домах) площадь коллектора и объем бака на одного жителя меньше, но для точного определения оптимальных размеров системы нужен детальный анализ спроса и местных климатических условий. Опыт показывает, что солнечные системы для нагрева горячей воды должны быть как можно более простыми и не слишком большими.
Пример
На семью из 4 человек, которая потребляет 200 литров горячей воды в день, нужен коллектор площадью 6 м2. В год такая система вырабатывает до 3000 кВт·ч экологически чистой энергии. В случае, если коллектором заменяют мазутный котел, экономия мазута составляет, по меньшей мере, 300 литров в год.
ТЕРМОСИФОН
Термосифонными называются солнечные водонагревательные системы с естественной циркуляцией (конвекцией) теплоносителя, которые используются в условиях теплой зимы (при отсутствии морозов). В целом это не самые эффективные из солнечных энергосистем, но они имеют много преимуществ с точки зрения строительства жилья. Они просты в изготовлении и в большинстве своем работают без помощи электронасоса. Термосифонная циркуляция теплоносителя происходит благодаря изменению плотности воды с изменением ее температуры. Когда вода в коллекторе (обычно в плоском) нагревается, она поднимается по стояку и поступает в бак-накопитель; на ее место в коллектор со дна бака-накопителя поступает холодная вода. Поэтому необходимо располагать коллектор ниже бака-накопителя и утеплять соединительные трубы.
Термосифонным системам свойственны проблемы, связанные с замерзанием и разрывами коллекторов, что случается даже в теплых регионах, где мороз случается всего раз или два в году. Достаточно одной морозной ночи, чтобы незащищенный коллектор получил повреждения. Для защиты от замерзания иногда используют медные трубки толщиной 10 см и хорошо утепленные корпуса с двойным остеклением. Объем воды в такой системе слишком велик, что позволяет предотвратить замерзание и разрыв при небольшом морозе. Такие установки популярны в субтропических и тропических областях.
Термосифонная система делится на три основные части:
· Плоский коллектор (абсорбер).
· Трубопроводы.
· Бак-накопитель для горячей воды (бойлер).
Солнечный коллектор обычно монтируют на нижнем этаже, балконе или односкатной крыше, чтобы верхний край панели находился хотя бы на 50 см ниже дна бака-накопителя. Бак же устанавливают на втором этаже, на чердаке, иногда под сводом крыши, чтобы между пластиной абсорбера и баком было не меньше 50 см разницы в высоте.
Обогрев бассейнов
Системы подогрева воды для бассейнов - весьма полезное вложение денег. Департамент энергетики США выяснил, что плавательные бассейны по всей стране потребляют колоссальное количество энергии, и признал обогрев бассейнов одним из наиболее экономически выгодных путей снижения потребления энергии. В США и Европе солнечные обогреватели для бассейнов используются практически повсеместно. Только в Соединенных Штатах свыше 200000 бассейнов обогреваются солнечной энергией. Самые старые из этих систем находятся в эксплуатации уже более 25 лет и показали себя экономичными, высоконадежными, требующими минимального ухода. Важно отметить, что они хорошо работают и экономят деньги в течение купального сезона даже в условиях северного климата. Существуют солнечные системы для закрытых бассейнов, а также для крупных городских и коммерческих бассейнов.
Несмотря на то, что стоимость такой установки меняется в зависимости от размера бассейна и других специфических условий, если солнечные системы устанавливаются с целью снижения или отказа от потребления топлива или электроэнергии, они за два-четыре года окупаются за счет экономии энергии. Более того, обогрев бассейна позволяет на несколько недель продлить купальный сезон без дополнительных затрат.
В большинстве зданий не составляет труда устроить солнечный обогреватель для бассейна. Он может сводиться к простому черному шлангу, по которому в бассейн подается вода. Для открытых бассейнов нужно всего лишь установить абсорбер. Закрытые бассейны требуют установки стандартных коллекторов, чтобы обеспечить теплую воду и зимой.
Хотя чаще всего коллекторы устанавливают на крыше, для этого подходит любое место, куда большую часть дня поступает солнечный свет. Вид крыши и материалы, из которых она сделана, не имеют значения. Площадь коллекторов для данного бассейна рассчитывается, исходя из площади самого бассейна. Правильное соотношение площади бассейна к площади солнечного коллектора будет меняться в зависимости от таких факторов, как его размещение, ориентировка относительно Солнца, количество тени, падающей на бассейн и коллектор и желаемая продолжительность купального сезона. Однако в целом площадь коллектора обычно составляет 50 -- 100% от поверхности бассейна.
