Солнечные коллекторы для отопления: Солнечные коллекторы для отопления и горячего водоснабжения

Солнечные коллекторы VIESSMANN для отопления и горячей воды

В последнее время каждый из нас почувствовал рост цен на энергоносители. Это обстоятельство заставляет задуматься об увеличении эффективности работы системы энергоснабжения и расширении использования возобновляемых источников энергии. Существенной экономии энергии можно добиться за счет использования такого инновационного отопительного оборудования, как солнечные коллекторы или гелиосистемы.

Солнечные коллекторы являются идеальным дополнением к любому генератору теплоты для нагрева воды в системах горячего водоснабжения и отопления. С помощью солнечной системы можно покрыть до 60 процентов годового потребления энергии на горячее водоснабжение и сэкономить до 35 процентов годовых расходов.

Согласно многолетним наблюдениям, среднегодовое солнечное излучение в Украине  от 1000кВт*ч/(м2 площади) в северной и центральной частях страны до 1350кВт*ч/(м2 площади) в южной части. Это обстоятельство также влияет на выбор солнечной системы электроснабжения.

В связи с тем, что актинометрические наблюдения ведутся не во всех областях Украины, ее территорию условно разбили на 4 зоны по значению суммарного солнечного излучения на горизонтальную поверхность.

Основные компоненты солнечной (гелиосистемы) системы — солнечные коллекторы (от лат. collegere = собирать).

Источником энергии, используемой для получения теплоты, является солнечное излучение, а не традиционное топливо. Это их главное отличие требует особого подхода к проектированию, ведь солнце невозможно «включить» дополнительно, когда солнечной энергии недостаточно или «выключить», когда ее слишком много.

Исключение — солнечные системы, дополненные вторым генератором теплоты . Эти установки проектируются и эксплуатируются, как бивалентные системы.

На приведенном слева рисунке изображена простая бивалентная установка: отопительный котел обеспечивает необходимое количество горячей воды в любое время. Встроенная в систему солнечная установка предназначена для поступления максимально возможного количества солнечного излучения, при этом отопительный котел расходует минимум топлива.

Экономически обоснованная как для Германии, так и для Украины доля тепловой нагрузки, покрываемая за счет солнечной энергии, составляет для одно- и двух-квартирных домов 50 – 60 процентов (на горячее водоснабжение), а для многоэтажных домов – 30 – 40 процентов.

Конечно, можно сделать солнечный коллектор своими руками, но обеспечить максимальный КПД, надежную долговременную работу и простоту монтажа могут только немецкие солнечные коллекторы.

Солнечные системы Viessmann – это напорные системы с незамерзающими теплоносителями. Такие системы

• гарантируют наиболее надежную защиту от замерзания зимой;
• не расходуют традиционные виды энергии на обогрев коллектора для защиты от замерзания;
• обеспечивают простое присоединение трубопроводов гелиоконтура;
• обеспечивают наиболее эффективную антикоррозионную защиту всех компонентов установки.

Основные отличительные признаки коллекторов заключены в конструкции абсорбера и изоляции коллектора от окружающей среды. Физика процесса преобразования солнечного излучения в тепловую энергию одинакова для всех коллекторов: солнечная энергия в абсорбере преобразуется в тепловую энергию.

Плоские и вакуумные трубчатые коллекторы фирмы Viessmann применяются для приготовления горячей воды, нагрева воды в плавательных бассейнах, а также для поддержки отопления помещений и производства технологического тепла. Преобразование света в тепло в поглотителе происходит у обоих типов коллекторов идентично.

Плоские солнечные коллекторы

В настоящее время в Германии на долю плоских коллекторов приходится более 90 процентов рынка. В плоских коллекторах абсорбер, как правило, защищен корпусом из высококачественной листовой стали или алюминия, а с фронтальной поверхности закрыт гелиостеклом с низким содержанием железа, которое обеспечивает долговременную защиту от неблагоприятных погодных условий. Антиотражающее покрытие стекла дополнительно уменьшает отражение. Тепловая изоляция корпуса снижает тепловые потери.

Корпус плоских коллекторов Viessmann выполнен из алюминиевой рамы без косых разрезов и острых кромок. Благодаря бесшовному, устойчивому к воздействию погодных условий и ультрафиолетового излучения уплотнению стекла и прочной задней стенке корпуса обеспечивается долгий срок эксплуатации и высокая эффективность коллектора.

Плоские коллекторы просто и надежно монтируются на плоской или скатной крыше, а также могут встраиваться в кровлю. Помимо того, коллекторы могут монтироваться на фасады зданий или устанавливаться в произвольном месте. Плоские коллекторы дешевле, чем трубчатые вакуумированные, и используются для установок горячего водоснабжения,подогрева воды в плавательных бассейнах и для покрытия части нагрузки на отопление помещений.

Плоские коллекторы имеют площадь брутто (внешние размеры) около 2 – 2,5 м².

Посмотрите видео ролик, демонстрирующий солнечные коллекторы Viessmann:

Вакуумированные трубчатые солнечные коллекторы

Преобразование солнечного излучения в тепловую энергию в абсорбере, как в плоских, так и в трубчатых коллекторах, происходит, в принципе, идентично. Значительные отличия состоят в тепловой изоляции: в трубчатом коллекторе абсорбер, как в термосе, встроен в вакуумированную стеклянную трубку. Поэтому потери тепла в данном случае ниже, чем у плоских коллекторов, в особенности при высокой внутренней или низкой наружной температуре, то есть в условиях эксплуатации, которые ожидаются при замещении тепловой нагрузки на отопление или кондиционирование воздуха.

Условием надежности и длительной эксплуатации вакуумированных трубчатых коллекторов является долгосрочное сохранение вакуума благодаря надежной герметизации. В коллекторах Viessmann она обеспечена. Минимальные количества газа (главным образом, водорода), которые попадают внутрь вакуумированной полости, связываются тонкой пленкой бария (газопоглотителем), напыленной на внутренней стороне трубки коллектора.

 Существует два типа конструкции вакуумированных трубчатых коллекторов: прямоточные и с тепловой трубой (Heatpipe).

В прямоточных вакуумированных трубчатых коллекторах теплоноситель циркулирует непосредственно

в трубках абсорбера. Поэтому они могут монтироваться в любом положении. В трубчатых коллекторах Viessmann каждая вакуумная трубка установлена с возможностью поворота. Это позволяет оптимально направить поглотитель относительно солнца даже приневыгодном положении монтажа. Вакуумные трубчатые коллекторы Vitosol 200-T, тип SP2A и тип SPE, работающие по принципутепловых трубок, также могут монтироваться в горизонтальном положении на плоских крышах. Хотя в этом случае энергоотдача на 1 м² площади коллектора будет немного меньше, это может быть компенсировано соответствующим увеличением площади коллекторов.

Плоские коллекторы нельзя монтировать в горизонтальном положении, поскольку в этом случае самоочистка стеклянной крышки во время дождя будет невозможна, а также затруднена подача/удаление воздуха из коллектора. Vitosol-F, тип SH и Vitosol 200-T,тип SP2A также могут крепиться на фасадах.  При монтаже параллельно фасаду (южная ориентация) на коллектор падает в среднем за год примерно на 30 % меньше излучения, чем коллекторы на стойках с углом наклона 45°. Если эксплуатация осуществляется в основном в межсезонье или зимой (поддержка отопления помещений), то при определенных обстоятельствах коллекторы могут обеспечить более высокую энергоотдачу.

Однако при выборе коллектора важно также знать соотношение цена/производительность. Если производить выбор по графику КПД коллектора, то решение всегда будет в пользу вакуумированного трубчатого коллектора. Однако плоские коллекторы привлекательнее вакуумированных трубчатых по цене и дают хорошее соотношение цена/производительность, особенно для покрытия нагрузки на горячее водоснабжение.

Трубчатые вакуумированные коллекторы Viessmann не только эстетично выглядят на здании, они могут использоваться как конструктивные элементы здания. В то время как плоские коллекторы плохо вписываются в дизайн зданий с прозрачной или зеркальной крышей, так как имеют снизу не эстетичный вид.

Перегрев коллекторов и режим стагнации

Солнечный коллектор генерирует теплоту тогда, когда излучение попадает на абсорбер – независимо от фактической тепловой нагрузки.

Если отбор теплоты в системе невозможен или нецелесообразен, система отключается и переходит в состояние стагнации. При наличии инсоляции это ведет к росту температуры в коллекторе до максимального значения, когда теплопоступления равны теплопотерям. При этом в коллекторах достигаются температуры, которые, как правило, превышают точку кипения теплоносителя в гелиоконтуре.

К стагнации может также привести отключение электроэнергии, когда отбор теплоты от коллектора не осуществляется. Такая ситуация должна обязательно учитываться при проектировании солнечных систем, другими словами, уже на этапе проектирования нужно обеспечить безопасность системы.

Безопасность солнечной системы означает следующее:

• установка не должна быть повреждена в результате стагнации;
• установка не должна создавать какую либо опасность во время стагнации;
• по окончании стагнации установка должна автоматически вернуться в рабочее состояние;
• коллекторы и соединительные трубопроводы должны быть рассчитаны на температуры, ожидаемые в период стагнации.

Комбинирование солнечной системы с традиционной

В наших климатических условиях (как Германии, так и в Украине) солнечная система без дополнительного источника теплоты не может обеспечить надежное теплоснабжение. Часть системы теплоснабжения, подключенная к традиционному источнику энергии, рассчитывается независимо от солнечной системы.

Тем не менее, взаимодействие между различными источниками теплоты имеет важнейшее значение для достижения максимальной эффективности системы в целом и, следовательно, для эффективного энергосбережения.

Солнечные системы могут оснащаться бивалентным емкостным водонагревателем (рекомендуется при новом строительстве или полной реконструкции). В Центральной Европе в безоблачный солнечный день инсоляция составляет около 5 кВт·ч на м2 поверхности коллектора. Чтобы аккумулировать это количество энергии, нужно предусмотреть для плоских коллекторов водонагреватель объемом не менее 50 л на м2 площади коллектора, а для вакуумированных трубчатых коллекторов не менее 70 л, если солнечная система используется исключительно для горячего водоснабжения.

Эти данные касаются водонагревателей, работающих на солнечной энергии, или части бивалентного водонагревателя, для которой не используется догрев с помощью дополнительного источника теплоты.

Та часть бивалентного емкостного водонагревателя, которая подключена к дополнительному источнику (котлу), используется для аккумулирования солнечного тепла только тогда, когда температура в водонагревателе превышает требуемую температуру для включения котла.

Мифы о солнечных коллекторах

Частым заблуждением является предположение, что использование солнечной энергии для поддержки системы отопления возможно только для систем напольного отопления (теплых полов).

Такое предположение ошибочно. Производительность солнечной системы при радиаторном отоплении в среднем за год всего лишь немного меньше. Причина этого – более высокая температура на входе в солнечную систему, которая всегда определяется температурой в обратном трубопроводе отопительного контура.

При сравнении различных отопительных приборов необходимо иметь в виду, что в переходный период тепловую нагрузку системы отопления должна покрывать в основном солнечная система. Однако в это время отопительные приборы работают не в диапазоне расчетных температур, а обратный трубопровод может иметь более низкую температуру.

Очень важно обеспечить правильное гидравлическое уравнивание отопительных контуров радиаторов!

Другим распространенным заблуждением является утверждение, что солнечные системы не комбинируются с конденсационными котлами. Это также неверно. Правильно то, что солнечная система всегда как первая ступень нагревает холодную воду (для горячего водоснабжения или отопительного контура). Если «догрев» воды должна осуществлять котельная установка, котел в действительности – при повышении температуры горячей воды, например, с 50 °С (предварительный нагрев солнечной энергией) до 60 °С (температура на входе в котел) – уже не работает в режиме конденсации. Хотя без солнечной системы конденсационный котел смог бы работать в конденсационном режиме. При поддержке системы отопления солнечной системой совместная работа с конденсационным котлом принципиально не влияет на эффективность и эксплуатационную надежность котла. Верно то, что годовой коэффициент полезного действия котла немного падает, зато КПД всей системы – значительно возрастает. Решающим фактором является абсолютная экономия энергии.

Поэтому, если Вы хотите экономит энергоносители или Вам нужно вложиться в лимит по потреблению газа, обращайтесь в компанию «Аркодан». Наши специалисты подберут Вам солнечную установку для конкретных нужд, подсчитают ее эффективность и разработают проект системы ГВС и/или отопления, а также выполнят поставку оборудования и его монтаж.

Солнечные коллекторы для отопления дома: плоский, трубчатый, вакуумный, воздушный

Солнечные коллекторы — системы сбора тепла, поступающего от солнца. Именно эти устройства удобнее использовать для водяного отопления:  в них нагревается теплоноситель. Затем он может подаваться в систему отопления (лучше — в теплый пол)  или горячего водоснабжения.  

Конструктивно любая установка состоит из самой солнечной панели и резервуара для нагретой воды (баки бывают с теплообменником при использовании в качестве теплоносителя антифриза). В местностях с небольшим количеством солнечных дней в бак для воды может быть установлен резервный нагреватель. Чаще всего это ТЭН. Но нужно помнить, что подключать второй источник нужно не параллельно, а последовательно. Только тогда он будет работать лишь в том случае, если солнечной энергии для нагрева до заданных температур не хватает.  В этом случае система будет экономно расходовать платные источники энергии.

Принципиальная схема отопления дома с солнечными коллекторами

По строению солнечные коллекторы для отопления бывают:

• плоские;
• трубчатые;
• воздушные.

Есть еще коллекторы концентраторы, но это уже системы промышленного типа, состоящие из множества параболических зеркал, установленных на подвижных опорах. Положение зеркал регулируется системой слежения, которая дает команды сервомоторам, изменяющим положение зеркал вслед за движением солнца. Такие системы способны нагревать теплоноситель до 120-250

oC, но крайне сложны и дороги. Для бытового отопления подходят мало.

Плоские коллекторы

Плоские гелиоколлекторы — это металлическая рама, на которой, если смотреть снизу-вверх, закреплены:

Схема плоского коллектора

• пластина корпуса;
• слой термоизоляции;
• светоотражающий слой (присутствует не во всех моделях) ;
• пластина теплосборника (теплопоглотителя или еще называют адсорбирующая пластина), к которой припаяны теплообменные трубки;
• прозрачная светопропускающая крышка (закаленное стекло с 95% коэффициентом пропускания света или не менее прозрачный поликарбонат).

Также на корпусе имеется выпускной и впускной патрубок — через них циркулирует теплоноситель.

Есть модели открытые — без крышки. Единственное их достоинство — низкая цена, но они очень неэффективны и совершенно неработоспособны при отрицательных температурах. Из-за того, что крышки нет, абсорбционное покрытие быстро разрушается, так что служат открытые коллекторы несколько сезонов, а из-за своих особенностей могут использоваться для подогрева воды в бассейне или в душе.

Для отопления они бесполезны.

Внешний вид плоского коллектора

Принцип работы плоского солнечного коллектора следующий: солнечные лучи почти полностью проходят через верхнее защитное стекло. От этих лучей нагревается теплопоглотитель. Тепло, понятное дело излучается, но наружу почти не выходит: прозрачное для солнечных лучей стекло, тепло не пропускает (позиция «в» на диаграммах). Получается, что тепловая энергия не рассеивается, а сохраняется внутри панели. От этого тепла нагреваются теплообменные трубки, а от них тепло передается циркулирующему по ним теплоносителю.

Правила расположения плоских коллекторов

Коллекторы этого типа должны располагаться под углом 90^o по отношению к падающим лучам света. Чем точнее выставлен этот угол, тем больше тепла собирает система. Понятно, что на неподвижной крыше постоянно выдерживать этот угол нереально, но расположить панель нужно так, чтобы на нее как можно больше времени падал свет. Есть довольно дорогие устройства, которые изменяют положение панели по отношению к солнцу, поддерживая оптимальный угол падения солнечных лучей. Они называются системами слежения.

Гелиоустановки показывают большую эффективность, если лучи солнца падают под прямым углом

От чего зависит цена

Цена плоского коллектора во многом зависит от использованных материалов. Так корпус может быть алюминиевый или из оцинкованной стали. Корпус из алюминия предпочтительнее, но стоит дороже. Бывают еще корпуса из полимера. Они характеризуются высокой прочностью и надежностью.

Большое влияние на эффективность оказывают  теплообменные трубки и материал пластины-теплосборника. Они бывают алюминиевыми (такие панели стоят дешевле) и медными. Медные более дорогие, но и более долговечные, также они имеют более высокий КПД. Для России, даже для южных ее регионов,  использовать желательно именно их. Так как инсоляция даже на юге редко бывает чрезмерной, скорее ее не всегда хватает для отопления.

Цена на плоский коллектор зависит от материалов, из которых он сделан

Важно также покрытие пластины теплосборника: чем ближе к абсолютному черному цвету оно будет, тем меньше отразится лучей и больше получится в результате тепла. Потому технологи постоянно работают над усовершенствованием этого покрытия. В первых моделях это была обычная черная краска, сегодня же  — напыление черного никеля.

Пластиковые коллекторы

В отдельный вид можно выделить пластиковые солнечные коллекторы. В простейшем варианте это две панели из поликарбоната, которые закреплены на раме из алюминия. Между ними наварены или наплавлены ребра, создающие в панели лабиринт для тока воды. В верхней части панели расположено впускное отверстие, в нижней — выпускное. В верхнее заливается холодная вода, которая, проходя по лабиринту, нагревается и выходит с более высокой температурой через нижнее. Система применяется для нагрева воды в летний период. Из-за малого гидравлического сопротивления очень хорошо функционирует в самотечной системе. Такой вид солнечного водонагревателя — идеальный вариант снабжения горячей водой дачи в огородный сезон.

Пластиковые коллекторы служат для нагрева воды. Отличный вариант для летнего домика или дачи

Но иногда пластиковыми солнечными коллекторами называют полноценные коллекторы для отопления. Просто в них верхняя крышка выполнена не из стекла, а из того же поликарбоната или другого пластика, хорошо пропускающего солнечные лучи. Такие модели меньше подвержены риску: пластики более прочные, чем стекло (даже закаленное).

Трубчатые гелионагреватели

В системах нагрева одна из первостепенных задач — обеспечить сохранность тепла и не допустить его потерь. Для этого используются разные утеплители и среды, предупреждающие рассеивание тепловой энергии. Самый эффективный теплоизолятор — вакуум. Этот принцип и использован в трубчатых или, как их еще называют, вакуумных солнечных коллекторах. Но вакуумные гелиоколлекторы могут быть четырех модификаций. Они имеют разный тип стеклянной трубки и разные тепловые каналы.

Так выглядят трубчатые гелиоустановки

Типы трубок

Сегодня в основном используются два типа трубок: коаксиальная (труба в трубе) или перьевая. Коаксиальная трубка по строению напоминает термос: две колбы герметично спаяны между собой одним из концов, между стенками — разреженное пространство — вакуум. На стенку второй колбы нанесен поглощающий слой. В нем солнечные лучи преобразуются в тепловую энергию. Внутренняя стенка колбы нагревается, от нее нагревается воздух внутри колбы, а от него в свою очередь нагревается теплоноситель, который циркулирует по тепловому каналу. Из-за сложной системы передачи тепла нагреватели с такими трубками имеют не очень высокий КПД.  Но используются они чаще. По тому причине, что работать могут в любое время, даже в сильные морозы и имеют небольшие теплопотери (из-за вакуума), что улучшает их эффективность.

Коаксиальная трубка

Перьевая трубка — это всего одна колба, но с большей толщиной стенки. Внутрь вставляют тепловой канал, который для улучшения теплоотдачи снабжают плоской или чуть извилистой пластиной из адсорбирующего материала.  После чего трубка вакуумируется. Этот тип имеет более высокий КПД, но стоит намного дороже коаксиальных. К тому же более сложная замена при выходе трубки из строя.

Перьевая трубка — внутри пластина, напоминающая перо

Виды тепловых каналов

Сегодня распространены два типа тепловых каналов:

• Heat-pipe
• U-type или прямоточный канал.

Схема работы теплового канала Heat-pipe

Система Heat-pipe — это полая трубка с массивным наконечником на одном конце. Это наконечник изготовлен из материала с хорошей теплоотдачей (чаще всего медь). Наконечники соединяются в единую шину — манифолд (manifold). Их тепло отбирает циркулирующий через манифолд теплоноситель. Причем циркуляция теплоносителя может быть организована по одной или двум трубам.

Внутри трубки находится легко кипящее вещество. Пока температура невысокая, оно находится в жидком состоянии в нижней части теплового канала. По мере нагрева начинается его кипение, часть вещества переходит в газообразное состояние, поднимается вверх. Разогретый газ отдает тепло металлу массивного наконечника, охлаждается, переходит в жидкое состояние и по стенке стекает вниз. Затем он снова нагревается и т.д.

В трубчатых коллекторах с прямоточным каналом используется более привычная схема теплообмена: имеется U-образная трубка, по которой движется теплоноситель. Проходя по ней, он нагревается.

Теплообменники U-типа показывают лучшую производительность, но их главный недостаток — они являются неделимой частью системы. И при повреждении одной трубки в солнечной панели менять придется всю ее полностью.

Теплообменники Heat-pipe типа  менее эффективны, но используются намного чаще из-за того, что система получается модульной и любая поврежденная трубка меняется очень просто. Просто из манифолда достается одна, на ее место ставится другая. Как это происходит, вы можете увидеть в видео. Как ни странно, но так собирается вакуумная трубка для солнечных коллекторов. И противоречия тут нет. Просто использована коаксиальная колба и вакуум находится между ее стенками, а не вокруг теплового канала.

Отдельным видом солнечных трубчатых коллекторов являются установки прямого нагрева. Их еще называют «мокрой трубкой». В этой конструкции между двумя колбами циркулирует вода, она и нагревается от их стенок, затем поступает в резервуар. Эти установки просты и дешевы, но не могут работать под повышенным давлением или при отрицательных температурах (вода замерзает и разрывает колбы). Этот вариант для отопления непригоден, можно использовать для нагрева воды в теплый сезон.

Теплоноситель в коллекторах

По внутренним теплообменным трубкам может циркулировать как вода, так и антифриз. Использовать воду можно в регионах, в которых минусовых температур не бывает или предполагается эксплуатация системы исключительно в теплое время года (на дачах, например). Но при сезонном использовании перед консервацией на зиму с панелей необходимо слить всю воду. Во всех остальных случаях и регионах требуется заливка антифриза или его водного раствора (зависит от минимальных температур в регионе).

Нужно помнить, что при использовании антифриза в баке-аккумуляторе будет находиться змеевик, а циркуляция теплоносителя будет обеспечиваться насосом. Такая система называется «замкнутой»: по гелиосистеме движется теплоноситель по замкнутому контуру.

Если через коллектор протекает антифриз, в баке стоит теплообменник

Многих пугает зависимость от наличия электричества. Стоит сказать, что есть модели плоских солнечных коллекторов с естественной циркуляцией. Их КПД ниже из-за меньшей скорости продвижения теплоносителя, но они вполне работоспособны. Правда, для организации полноценного отопления потребуются значительные площади.

Для тех, кого не устраивает снижение эффективности, есть другой выход: обеспечение резервного питания. В самом простом варианте это источник бесперебойного питания с несколькими автомобильными аккумуляторами. Это даст несколько часов работы без электричества в сети. Для  более продолжительной работы потребуется  уже генератор. Есть и третий вариант: насосы, работающие от солнечной энергии. Но они пока редкость. И четвертый способ: поставить солнечную батарею и аккумуляторы, которые и будут резервным источником питания.

При использовании воды в качестве теплоносителя, она из накопительного бака поступает на гелиоколлектор, где нагревается. Нагретая возвращается в резервуар, и затем напрямую идет в систему отопления и горячего водоснабжения. Так как из системы вода расходуется, то она называется «открытой». Вода при такой системе безопасна в бактериальном и биологическом плане: в теплообменных трубках она нагревается до высоких температур, так что погибают все микробы.

Воздушные коллекторы

Не всегда есть возможность или желание устраивать полноценную систему отопления, частью которой являются все гелиосистемы, о которых речь шла выше. Но сэкономить на отоплении помещения можно без устройства системы. И помогут в этом воздушные коллекторы. Полностью заменить традиционное отопление они не в состоянии, но снизить расходы могут.

Принцип отопления воздушными конвекторами

В самом простом случае воздушный солнечный коллектор — это две пластины, между которыми устроен лабиринт, по которому проходит воздух. Наружная пластина имеет отверстия (перфорацию) в которые проходит холодный воздух. Проходя по лабиринту, он нагревается и затем через отверстие в стене дома попадает внутрь. Работать система может с использованием вентилятора (принудительная циркуляция) или без него. Все зависит от конфигурации.

Устанавливается такой солнечный нагреватель воздуха чаще на южной стене (возможна естественная циркуляция за счет восходящих потоков теплого воздуха), но можно сделать и на крыше (с вентилятором).

Еще один вариант отопления с использованием воздушного гелиоколлектора

Сильного нагрева вы в таких устройствах не получите: КПД у них совсем небольшой, но до 30-45^oCв прохладные дни или до 50^oC в жаркие дни воздух нагреть можно. Только для получения хорошего эффекта воздушные коллекторы должны иметь более чем приличные размеры. Для увеличения КПД вторую стенку делают из теплопоглощающего материала, который используется в плоских коллекторах. Также заднюю стенку утепляют, предупреждая рассеивание тепла. Но эффективность все равно остается низкой: воздух в 4000 раз менее теплоемкий по сравнению с водой.

Какой лучше

Плоские коллекторы применимы в областях с большим количеством солнечных дней и небольшими перепадами ночных температур. Они малоэффективны в облачную или ветреную погоду: велики потери тепла с большой поверхности. Хоть современные плоские гелиоколлекторы и стараются делать герметичными, а некоторые даже вакуумируют, но при отрицательных температурах все равно более эффективными остаются трубчатые солнечные нагреватели.

Самые популярные трубки в разрезе выглядят так

Трубчатые установки имеют более низкую производительность. Но потери тепла при этом небольшие. Плюсом является также их способности улавливать рассеянный солнечный свет, а даже некоторые другие части спектра солнечного света: они немного греются даже ночью. В результате для северных регионов они оказываются более эффективными. Ведь греют даже ночью, не говоря уже о пасмурном дне. Потому однозначно: для центральных, и, тем более, северных регионов, солнечные коллекторы для отопления дома выбирайте только трубчатые. А вот которые — это решайте сами.

Самые эффективные солнечные коллекторы для отопления дома — с перьевой трубкой и U-образным тепловым каналом. Но они — самые дорогие, и ремонту не подлежат. Меняется только вся панель целиком.

Эта трубка более эффективна, но если хоть одна в панели повреждена, приходится менять всю панель

Чуть хуже по эффективности те же перьевые трубки, но  с системой Heat-pipe. Но они все еще дороги, и при выходе из строя нагревателя придется менять трубку целиком, а это недешево.

Итоги

Самые популярные коаксиальные трубки теплообменником Heat-pipe: они стоят меньше, просто меняются, да еще и могут быть отремонтированы. Если повредился теплообменник, его просто достают, устанавливают новый, и трубка после сборки (пара движение) снова готова к работе. Аналогично поступают при повреждении колбы: меняют только ее. В общем, хоть и не самая производительная система (все другие типы имеют большие КПД), но самая ремонтопригодная.

Солнечные коллекторы для отопления дома (148 фото) » НА ДАЧЕ ФОТО

Термосифонный Солнечный водонагреватель

Солнечный коллектор нагреватель воды

Рояль Солнечный коллектор 2510

Отопление на солнечных батареях

Вакуумный Солнечный коллектор

Вакуумный Солнечный коллектор

Солнечный отопительный коллектор

Солнечная сплит система для ГВС

Солнечный коллектор PERSOLAR TLC-1000

Вакуумный Солнечный коллектор AUROTHERM Exclusiv

Солнечные коллекторы для дома

Воздушный вакуумный Солнечный коллектор

Солнечная труба

Солнечный тепловой коллектор

Монтаж солнечных коллекторов

Вакуумный Солнечный коллектор

Солнечные коллектора Euro Sun Solar-1500

Жидкостные солнечные коллекторы

Отопление на солнечных батареях

Монтаж солнечных коллекторов

Солнечные батареи для дома

Солнечные гелиоколлекторы

Солнечный воздушный коллектор Солар Фокс

Солнечный коллектор нагреватель воды

Термосифонный Солнечный водонагреватель

Термосифонная гелиосистема

Солнечный коллектор водонагреватель

Солнечный водяной коллектор

Проектирование Солнечный коллектор гелиосистемы

Солнечные коллекторы (гелиосистемы)

Солнечный коллектор на крыше

Тепловой насос и Солнечный коллектор

Солнечный коллектор а sc1808

Система отопления с солнечным коллектором

Солнечный коллектор на крыше

Крыши домов с солнечными коллекторами

Солнечный коллектор на доме

Воздушный Солнечный коллектор

Солнечные гелиоустановки

Солнечное отопление в Подмосковье

Теплообменник медный Солнечный коллектор

Обогрев Солнечный воздушный коллектор

Отопление на солнечных батареях

Солнечный водонагреватель Heat Sun

Солнечный коллектор Sunrain tz58-1800-20 r1

Воздушный Солнечный коллектор на крыше

Солнечный коллектор нагреватель воды

Солнечный коллектор Vacuum Collector VTC 15

Солнечные коллекторы Вайлант

Солнечный коллектор

Солнечный коллектор Станислава Станилова

Солнечный коллектор а sc1808

Солнечный коллектор ЯSOLAR

Солнечные коллекторы для дома

Солнечный коллектор стена

Солнечный тепловой коллектор

Воздушный Солнечный коллектор

Термосифонные солнечные системы

Солнечный проточный водонагреватель самодельный

Солнечный коллектор на крыше

Плоский жидкостной Солнечный коллектор

Гелиоколлектор jhc20

Воздушный Солнечный коллектор + рекуператор

Тепловой коллектор

Солнечный водонагреватель

Солнечный коллектор

Солнечные гелиоустановки

Плоский Солнечный коллектор

Монтаж отопления с солнечной

Солнечные коллекторы Solar для ГВС

Солнечный коллектор

Трубчатые гелиоколлекторы

Солнечный коллектор нагреватель воды

AUROTHERM Classic VFK 135/2 VD

Система отопления с солнечным коллектором

Проточный Солнечный водонагреватель

Солнечное отопление

Солнечный коллектор из поликарбоната

Солнечный коллектор на крыше

Солнечный водяной коллектор

Солнечный коллектор на крыше

Solar Collector

Винницкое солнечные батареи

Гелиосистемы для отопления

Солнечный коллектор для нагрева воды и отопления

Солнечные гелиоколлекторы

Отопление на солнечных батареях

Солнечный коллектор электрический гибрид

Самодельный Солнечный коллектор нагреватель воды

Термосифонная гелиосистема

Солнечный коллектор на крыше

Солнечные водонагреватели HWH-35-300

Солнечный коллектор для нагрева воды схема подключения

Солнечный воздушный коллектор из профлиста

Солнечные коллекторы это энергосбережение

Солнечный коллектор на крыше

Водонагреватель на крышу Солнечный

Трубчатый Солнечный коллектор

Солнечный воздушный коллектор Солар Фокс

ASC 2108 солнечные коллекторы

Солнечный коллектор Buderus

Солнечные коллекторы (гелиосистемы)

Тепловые насосы солнечные

Солнечный коллектор iliothermis

Солнечные гелиоколлекторы

Солнечный коллектор фотоэлектрическая панель

Гелиосистемы коллектор

Солнечная панель и Солнечный коллектор

Солнечный коллектор sch-24

Solar Thermal Flat Plate Collectors

Солнечные коллектора Euro Sun Solar-1500

Коллектор Солнечный SKN 4. 0-S верт. V2

Солнечный тепловой коллектор

Солнечный водонагреватель для дачи

Обогрев Солнечный воздушный коллектор

Коллектор Солнечный SKN 4.0-S верт. V2

Солнечный коллектор нагреватель воды

Солнечный водонагреватель

Солнечная энергия

Солнечный коллектор турбо 2.0

Солнечный нагреватель самоделки

Солнечные батареи

Пассивная Солнечная гелиосистема

Солнечный тепловой коллектор

Вакуумный Солнечный коллектор

Eldom вакуумный Солнечный коллектор VHP 12

Солнечный коллектор Вайллант

Солнечные водонагреватели Алтек

Солнечные вакуумные коллекторы ЯСОЛАР

Солнечные гелиоколлекторы

Солнечный водяной коллектор из профлиста

Солнечный коллектор панель

Солнечный коллектор а sc1808

Плоские гелиоколлекторы

Солнечный коллектор Buderus

Надувной Солнечный коллектор

Солнечные панели Вайллант

Солнечная система гелиосистема

Солнечный коллектор для теплицы

Крепления солнечных коллекторов ЯSOLAR

Термосифонный Солнечный водонагреватель без давления

Схема солнечного нагревателя воды

Автономный Солнечный коллектор

Солнечный коллектор Ckn 2. 0-s для вертикального монтажа

Солнечный коллектор Bosch Solar FKC-2s

Солнечный коллектор для отопления дома

Вакуумные трубчатые солнечные коллекторы

Плоские коллекторы солнечной энергии

Солнечный коллектор для отопления

Альтернативные источники энергии позволяют реально экономить на электричестве и других полезных ресурсах. Сейчас большой популярностью пользуются солнечные коллекторы для отопления, действующие по принципу гелиосистемы. В основе её работы лежит тепловой обмен между источником, то есть солнцем, и потребителями.

 

Многие рассматривают солнечный коллектор, как довольно затратный метод получения тепла. Однако с развитием производства и внедрением современных инженерных технологий востребованность солнечных коллекторов растёт. Как они устроены, какие бывают и главное – оправдана ли такая высокая цена, читайте в нашей очередной статье.

 

Содержание

 

1. Особенности солнечных коллекторов отопления

2. Как происходит теплообмен в солнечном коллекторе

3. Виды солнечных коллекторов

• Воздушный коллектор
• Плоский коллектор
• Трубчатый (вакуумный) коллектор

4. Солнечные коллекторы: за и против

5. Выводы

 

 

Особенности солнечных коллекторов отопления

 

Европейцы давно оценили преимущества солнечного отопления. Это безопасно, экологично и относительно дёшево. Поэтому сегодня практически никого не удивляют необычные конструкции, расположенные на крышах загородных домов где-нибудь в пригороде Парижа или Лондона.

 

 

 

В России к солнечным коллекторам относятся с недоверием. Как такая штука будет греть целый дом? И вообще у нас коттедж половину дня в тени? Вопросов и предубеждений много. Расхожее мнение о том, что солнечный коллектор бесполезен в регионах с малой освещённостью, вызывает сомнения. Проверено и доказано, что данный тип коллекторов будет исправно отдавать тепло даже в самый пасмурный день. Всё благодаря высокой поглощающей способности. О ней поговорим далее.

 

Как происходит теплообмен в солнечном коллекторе

 

Строение солнечного коллектора напрямую зависит от используемого теплоносителя. Это может быть воздух, вода, вода с антифризом или другая жидкость, способная легко принимать и отдавать тепло. Всё происходит следующим образом.

 

 

Сначала теплоноситель нагревается, затем срабатывает циркуляционный насос, после чего жидкость транспортируется по коллектору и попадает в подготовленный резервуар, откуда идёт дальше в трубы и краны. Наиболее предпочтительной является разводка с циркуляционным насосом, так как доставка носителя будет осуществляться по контуру и с заданной скоростью. Однако и простой вариант, предполагающий естественную циркуляцию, тоже приемлем. В этом случае нужно учесть, что температура в коллекторе и накопительном баке должна отличаться.

 

Виды солнечных коллекторов

 

Понять строение, разобраться в преимуществах и принципах работы солнечных коллекторов невозможно без знакомства с основными видами этих устройств.

 

Воздушный коллектор

 

Из названия понятно, такой солнечный коллектор использует в качестве нагревательного вещества воздух. Стандартная модель представляет собой две пластины, между которыми располагается система лабиринтов-труб и канальцев. По ним и проходит воздух. Прежде он холодный, а попадая в наружную пластину и проходя по лабиринту, нагревается и через подготовленное отверстие в стене, соединяющее улицу и помещение, проходит внутрь. 

 

 

Работать коллектор может как с вентилятором, так и без него. Обычно его монтируют на южной стороне (здесь воздушные потоки теплее) или на крыше.

Производительность данных устройств невысокая, но её компенсирует простота сборки. Если вы не хотите делать сложную систему и вас уже есть страхующий источник, то выбирайте воздушный коллектор.  Его можно доработать и наклеить на одну из пластин специальный материал или изоляцию. Также следует помнить, что КПД воздуха значительно меньше воды, да и максимальная температура в прогретом помещении будет только 13-17 градусов выше уличной.

 

Плоский коллектор

Плоский коллектор для отопления состоит из металлической рамы с закреплёнными пластинами, теплоизоляции, поглотителя, прозрачной крышки из стекла или поликарбоната, патрубков входа и выхода. Также в конструкции может присутствовать отражающий слой.

 

 

Открытые плоские коллекторы продаются без крышки, пожалуй, это единственное их достоинство. В остальном они проигрывают своим «коллегам». Отсутствие равномерного абсорбционного покрытия (крышки-то нет) снижает эксплуатационные способности устройства. Поэтому такие коллекторы чаще всего заказывают для обогрева бассейнов или душа. В отоплении дома они бесполезны.

 

 

Закрытые плоские коллекторы более функциональны. Лучи солнца проходят через прозрачную крышку и нагревают поглотитель. Излучение происходит, но лучи не отражаются наружу,  тепло аккумулируется в одном месте, за счёт чего происходит быстрый обмен.

 

 

Сначала греются медные трубки, от них тепло получает и носитель. Предельная температура, которую выдерживает металл, составляет 190 градусов. Для улучшения отражающих свойств возможна установка особых оптических конструкций. Чем больше коллектор забирает света, тем качественнее и быстрее происходит нагрев.

 

Трубчатый коллектор

 

Солнечные коллекторы трубчатого типа часто называют вакуумными, так как именно в этом состоянии тепло сохраняется максимально долго. Изолированную систему различают по типу каналов и разновидности трубок.

 

 

Коаксиальная, труба в трубе, схожа по строению с обычным походным термосом. Колбы аккуратно совмещены и спаяны. Внутри – разряженное пространство. Корпус одного из резервуаров обклеен особым поглотительным материалом, забирающим лучи.

 

Перьевая трубка имеет очень толстые стенки. Конструкция предусматривает наличие теплового канала, он в свою очередь оснащён адсорбирующим материалом.  Готовая трубка запаивается, в ней также поддерживается герметичная среда.

 

 

С точки зрения эффективности коллекторы с перьевыми трубками более производительны, соответственно их цена выше.

 

Солнечные коллекторы: за и против

 

Выше мы упоминали, в Европе солнечные коллекторы покупают чаще, чем у нас. Согласно данным опросов, проведённых одним из социологических центров, в средине 2000-х годов доля солнечных коллекторов на рынке отопительного оборудования превышает 20 процентов, а общая площадь покрытия составила более 14 миллионов м3.

 

 

В нашей стране ситуация менее обнадёживающая. Во-первых, сказывается разница климатических поясов. Во-вторых, рентабельность. К примеру, вероятность того, что в сутки удастся прогреть сто литров воды составляет 80 процентов. Для одного человека это норма, а вот для семьи из трёх человек – слишком мало. Это объясняется не только возможностями системы, но и разной степенью солнечного излучения. В связи с этим коллекторы солнечной энергии чаще заказывают жители Сибири, Приморья и Забайкалья.

 

Номером один в списке предпочтений россиян остаются стальные коллекторы для отопления, адаптированные для использования с электрическими и газовыми котлами. Продуманная конструкция с выходами для устройств-потребителей, отлично показала себя в реальных испытаниях.

 

 

Соединительные размеры соответствуют условным проходам стандартных фитингов, применяемых в монтаже сантехнической или модульной разводки. Теплоноситель распределяется по контурам, а своевременный подмес обратки в подачу компенсирует разницу температур, что гарантирует сохранность всех элементов модуля.

 

Выводы

 

Солнечные коллекторы только начинают завоёвывать отечественный рынок. Интерес к ним подогревает и то, что производители постоянно расширяют ассортимент. Плюс к этому солнечное отопление считается самым чистым способом обогрева помещения.

 

Но есть один нюанс, который наводит на резонные размышления. Полностью отапливать загородный дом солнечными коллекторами не надёжно, по крайне мере, пока не надёжно. Кроме того, следует помнить, что стоимость солнечных коллекторов в сборе с расходомерами и необходимой автоматикой довольно высока. Если вы планируете покупку, то обязательно посоветуйтесь со специалистами и произведите подробные расчёты, так вы сможете увидеть общую картину, расставить приоритеты и продумать бюджет.

Солнечный коллектор для отопления дома: виды, схемы, монтаж

Солнечный свет является одним из самых мощных и легкодоступных источников энергии на нашей планете. С древних времен человечество, обожествляя дневное светило, пыталось использовать его энергию в своих практичных целях. В условиях современного развития энергосберегающих технологий солнечную энергию намного чаще, чем ранее, стали использовать в качестве источника теплоснабжения зданий и сооружений.

Применение солнечных коллекторов

Устройство, преобразующее энергию солнечного света в тепловую энергию, называют солнечным коллекторам. Солнечный коллектор может применяться как в отопительной системе здания, так и в системе горячего водоснабжения. Согласно расчетным данным, применение данных устройств в системах теплофикации зданий и сооружений дает в среднем от 30% до 60% экономии энергоносителей (газ, электричество) ежегодно, а значит, удешевляет эксплуатацию здания. Расчетная самоокупаемость систем, использующих солнечную энергию, составляет в среднем от двух до пяти лет, в зависимости от цен на энергоносители.

Солнечный коллектор для отопления дома включается в систему теплоснабжения, являясь, по сути, подогревающим теплоноситель элементом, в то время как основные источники теплофикации (газовые или электрические котлы) круглосуточно поддерживают температуру подогретого солнечным коллектором теплоносителя на уровне, необходимом по технологическим или санитарным условиям.
КПД систем альтернативного теплоснабжения выше в регионах с высокой солнечной активностью и в светлое время суток. Карта суммарной годовой солнечной радиации приведена на рисунке ниже.

Виды и различия солнечных коллекторов

На сегодняшний день распространение среди промышленно изготавливаемых солнечных коллекторов получили два вида систем:

• плоские солнечные панели;
• вакуумные (вакуумированные) трубчатые коллекторы.

Плоская солнечная панель

Является распространенным типом солнечного коллектора, используемого в современных системах гелиоэнергетики. Широкое распространение данный тип получил вследствие относительной дешевизны и простоты, как устройства, так и эксплуатации. Недостатком плоских солнечных коллекторов является значительное (до двух раз) понижение КПД в условиях отрицательных температур наружного воздуха.

Конструкция плоского солнечного коллектора.

Конструктивно представляет собой панель с площадью поглощающей поверхности 2-2,5 м2, выполненную из алюминиевых или стальных сплавов. Лицевая часть выполнена в виде листа специального гелиостекла, что обеспечивает максимальное поглощение энергии солнечного света и минимальные потери энергии с отраженными и рассеянными лучами. Непосредственно под гелиостеклом расположен поглотитель, выполняемый в виде плоской трубки из медных или алюминиевых сплавов, имеющих высокий коэффициент теплопередачи.

Трубка, как правило, имеет радиальное оребрение, что значительно повышает коэффициент теплопередачи поглотителя. На поглотитель наносится покрытие с высоким коэффициентом поглощения в спектрах теплового излучения, что повышает общий КПД коллектора. Под поглотителем располагается слой тепловой изоляции, уменьшающий тепловые потери системы в окружающую среду. Необходимая тепловая мощность солнечного коллектора достигается включением нескольких панелей в единую солнечную батарею или коллектор.

Вакуумный (вакууммированный) трубчатый коллектор

Дорогостоящий вид солнечного коллектора вследствие сложного изготовления и ряда преимуществ перед плоскими солнечными панелями. Конструктивно представляет собой ряд парных стеклянных труб, спаянных между собой, из пространства между которыми откачан воздух. Вакуум в пространстве между трубками является прекрасным тепловым изолятором и предотвращает тепловые потери в окружающую среду от теплоносителя. В меньшую трубу вводится медная, алюминиевая или стеклянная трубка поглотителя. Трубы верхней частью вводятся в распределитель, в котором циркулирует теплоноситель. Вакуумные (вакуумированные) трубчатые коллекторы по типу распределителя подразделяются на два типа: с плоской тепловой трубой и прямоточные.

Коллекторы с плоской трубой

Вакуумный трубчатый солнечный коллектор с плоской тепловой трубой — конструкция.

Представляют собой рекуперативный теплообменник, расположенный в распределителе. В этом случае теплопередача от нагретого теплоносителя вакуумной трубы к теплоносителю циркуляционного контура теплоснабжения здания происходит через стенку и теплоносители этих контуров не смешиваются. Преимущества перед прямоточными коллекторами состоят в сохранении высоких показателей работы при температуре окружающей среды до -45оС, возможности замены отдельной вакуумной трубки, вышедшей из строя, без разбора коллектора и прекращения его работы, а также в возможности регулирования угла установки каждой вакуумной трубки в пределах одного коллектора.

Прямоточные коллекторы

Прямоточный вакуумный трубчатый солнечный коллектор — конструкция.

Объединяют циркуляционный и обогревающийся контур. В распределителе проходят подающий и циркуляционный трубопроводы, к которым непосредственно присоединяются вакуумные трубки. Теплоноситель подается в распределитель по подающему трубопроводу, из которого попадает в вакуумную трубку, где проходит обогрев. Нагретый теплоноситель возвращается в обратный трубопровод и уходит непосредственно на нужды теплоснабжения. Преимущества прямоточных коллекторов перед вакуумными состоят в отсутствии промежуточной стенки между теплоносителями, что снижает тепловые потери и в возможности устанавливать коллектор на любых поверхностях под любыми углами, поскольку циркуляция теплоносителя в пределах всего коллектора будет осуществляться насосом.

Принципиальные схемы и монтаж гелиосистем

Гелиосистемы могут использоваться в качестве самостоятельного источника теплоснабжения дома в регионах с высокой солнечной активностью. В регионах с более умеренным климатом необходимо предусматривать дублирующие теплогенерирующие устройства. Кроме того, солнечная энергия может использоваться на нужды горячего водоснабжения, отопления и в качестве совмещенной схемы промежуточного догрева теплоносителей. Исходя из этого, в статье представлены несколько видов принципиальных монтажных схем.

Схема с промежуточным догревом для горячего водоснабжения

В этой схеме, как и во всех последующих, имеется контур первичного нагрева холодной воды в баке-аккумуляторе (бак-накопитель 6) от солнечного коллектора 1. Рекуперативный теплообменник 8 закрытой системы первичного нагрева расположен в нижней части бака-аккумулятора, где температура нагреваемой воды наименьшая. По отношению к нагреваемой воде система работает по типу «противоток», как наиболее экономичному. В верхней части бака вода догревается до температуры, необходимой по санитарным нормам, с помощью электрического ТЭНа 7. Управление системой в целом производится через контроллер 5, на который сведены данные от датчиков температуры Т1 и Т2, позволяющие через рабочую станцию 3 в автоматическом режиме регулировать проток теплоносителя через солнечный коллектор и напряжение, а, соответственно, и температуру на электронагревателе.

Следует отметить, что вместо электронагревателя можно использовать любой другой теплогенератор (газовый, жидкотопливный или твердотопливный). Но при этом необходимо обратить внимание на максимальную синхронизацию работы гелиосистемы и теплогенератора. Бак сброса избыточного давления 4 позволяет без участия человека и разгерметизации системы компенсировать тепловое расширение теплоносителя, а автоматический воздухоодводчик 2 автоматически удаляет из первичного контура пузырьки газа.

Такие устройства, как автоматический воздухоотводчик, рабочая станция, бак сброса излишнего давления, котроллер с датчиками температуры и теплообменник являются наиболее традиционным комплектом рабочего оборудования гелиосистем.

Закрытая схема отопления с солнечным коллектором

В такой схеме гелиосистема через бак накопитель обогревает теплоноситель в обратном коллекторе отопительной системы перед подачей теплоносителя в отопительный котел. Нужно отметить, что такие схемы в средних широтах применяются достаточно редко ввиду того, что температура в обратном трубопроводе во время отопительного сезона зачастую бывает выше той, которую способен выдавать солнечный коллектор в зимнее время. Как следствие, такая схема имеет крайне низкий КПД.

Совмещенная схема теплоснабжения

В данной схеме нагрев теплоносителя как для отопления, так и для горячего водоснабжения, осуществляется в пределах одного бака-накопителя. Фактически данная схема состоит из трех контуров:

1. Контур гелиосистемы. Представляет собой рекуперативный теплообменник, на который подается нагретый теплоноситель от солнечного коллектора. Располагается в нижней части бака-накопителя.
2. Контур отопительной системы. Это закрытая, без потерь теплоносителя, система, в которую в качестве дополнительного источника теплоснабжения, введен теплообменник гелиосистемы. Отопительный котел подключается к системе отопления через бак накопитель и догревает теплоноситель до необходимой по санитарным нормам температуры.
3. Контур горячего водоснабжения. Представляет собой открытую систему с накопительным бойлером, расположенным в верхней части бака-накопителя. Обогрев воды производится от нагретого отопительным котлом и гелиосистемой теплоносителя через стенку бойлера.

Монтаж гелиосистем может производиться на крышах,

 

стенах зданий

 

или на уровне земли.

 

При монтаже на существующих строительных конструкциях необходимо уделять особое внимание нагрузкам на стены и перекрытия, которые увеличатся после монтажа и заполнения гелиосистемы. При необходимости чердачные перекрытия усиливаются дополнительными конструкциями, под расположенные на стене солнечные коллекторы подводят дополнительные опоры. Сопутствующее оборудование гелиосистем располагают, как правило, в помещении, где установлен отопительный котел.

Монтаж непосредственно коллектора необходимо производить так, чтобы он максимально облучался солнечным светом в течение дня в любое время года. Коллектор монтируется в местах, на которые не падает тень от окружающих предметов, ориентируясь по линии «запад-восток». Угол наклона коллектора к горизонтали составляет, как правило, 50-60 градусов.

Рекомендуемый угол наклона солнечного коллектора для монтажа.

Более точное значение угла наклона рассчитывают исходя из данных о наибольшей и наименьшей высоте Солнца над горизонтом в течение года в конкретной местности. Установка производится с расчетом, что угол падения солнечных лучей на коллектор будет максимально приближен к 90 градусам.

Теплоносители для гелиосистем

Основным теплоносителем для систем теплоснабжения является вода. Однако ее применение в гелиосистемах ограничено температурой кристаллизации, составляющей 0оС, а значит применение воды в роли теплоносителя ограничивается климатическими зонами, где не бывает отрицательных температур. Кроме того, содержащиеся в воде соли засоряют поверхности нагрева накипью, а коррозионный агент – кислород – повреждает металлические части систем теплоснабжения и способствует разложению теплоносителя на составляющие элементы. Поэтому для гелиосистем был разработан вид теплоносителя, лишенный вышеперечисленных недостатков.

Основой такого теплоносителя является пропиленгликоль, смешанный с водой, прошедшей водоподготовку в виде деминерализации.

Кроме того, для уменьшения коррозирующего и разлагающего воздействия кислорода, в теплоноситель добавляют антиокислительные присадки, образование пузырьков газа в жидкости уменьшается добавлением пеногасителей, а стабилизаторы, добавленные в теплоноситель, помогают сохранять раствор химически однородным. Как правило, теплоносители для гелиосистем продаются уже в готовом виде. Концентрация пропиленгликогеля в них составляет от 40% и выше, что соответствует температуре кристаллизации от -30оС и ниже. Показатель кислотно-щелочного баланса (рН) для готового теплоносителя поддерживается в щелочной зоне (≥ 7,0) для уменьшения коррозирующего действия.

При эксплуатации теплоносителей гелиосистем не следует смешивать теплоносители от разных производителей, так как разные как по количественным, так и по качественным свойствам составы могут вступить в химическую реакцию, приведя гелиосистему в негодность.

Солнечная энергетика в условиях современного энергетического и экономического кризиса является одним из перспективнейших направлений технологий, направленных на сохранение невосполнимых ресурсов нашей планеты.

Солнечные коллекторы для отопления дома

Полезные знания, Солнечные коллекторы, Статьи

   Солнечные коллекторы являются на сегодняшний день наиболее эффективными устройствами, использующими энергию солнца. Для примера, коэффициент полезного действия фотоэлектрических панелей составляет всего около 14-18%, тогда как на солнечных коллекторах эффективно используется приблизительно 80-95% поглощенной солнечной энергии.

Рассмотрим, каков принцип действия солнечных коллекторов, какие их виды существуют и для каких целей используются.

Система отопления на основе солнечного коллектора вакуумного типа

Принцип работы солнечных коллекторов

 

Если кратко, то солнечные коллекторы направлены на захват тепловой солнечной энергии, ее концентрацию и последующее направление на человеческие нужды.

Рассмотрим, из чего состоит солнечный коллектор:

• Коллекторная система состоит, собственно, из коллектора, контура для теплообмена и теплового аккумулятора (обычного водяного бака).
• По солнечному коллектору происходит циркуляция теплоносителя (жидкости). В нем теплоноситель нагревается от солнечной энергии. Затем передают добытую энергию посредством теплообменника, вмонтированного в бак-аккумулятор, воде в баке.

Простейшая схема устройства бытовых солнечных коллекторов

• В баке нагретая вода хранится вплоть до ее использования, к примеру, на отопление дома солнечными коллекторами, а также другие хозяйственные нужды. Для более продолжительного сохранения воды в нагретом состоянии, бак должен обладать качественной теплоизоляцией.
• Циркуляция воды в солнечном коллекторе может производиться как естественным, так и принудительным способом.
• В бак-аккумулятор также может быть вмонтирован дублирующий электронагреватель, который при необходимости будет автоматически включаться, чтобы нагреть воду до заданной температуры при устоявшейся пасмурной погоде либо непродолжительном солнцестоянии в зимний период.

Виды солнечных коллекторов

 

Если вы планируете установить в своем доме солнечный коллектор для отопления своими руками, следует для начала определиться с подходящим типом конструкции.

Основных видов солнечных коллекторов существует два – вакуумные и плоские. Также имеется менее используемая альтернатива – воздушные коллекторы.

Особенности солнечных коллекторов различных типов

 

Рассмотрим особенности каждого вида более подробно:

1. Плоский коллектор наиболее схож по принципу действия с выше описанной моделью. Он представляет собой плоскую коробку, закрытую стеклом и содержащую особый слой, абсорбирующий тепло.

Этот слой соединен с трубками, по которым ведется циркуляция теплоносителя, в роли которого, как правило, выступает пропилен-гликоль.

Схема плоского солнечного коллектора

2. Вакуумный коллектор вместо одной коробки, покрытой стеклом, обладает рядом габаритных полых трубок, выполненных из стекла. Внутри них располагаются одна или несколько трубок меньших размеров, содержащих абсорбер тепловой энергии.

Внутренние трубки сообщаются с магистралью теплоносителя, тогда как в пространстве между наружной и внутренними трубками находится вакуум, выступающий в роли теплоизолятора.

Схема вакуумного солнечного коллектора

3. Воздушный солнечный коллектор для отопления применяют реже, поскольку воздух в сравнении с жидкостями хуже проводит тепло, поэтому КПД таких коллекторов обычно ниже.

Такой коллектор (батарея) для отопления дома чаще всего являет собой плоскую конструкцию, в которой воздух, контактируя с поглотителем солнечной энергии, нагревается и естественным образом либо при помощи вентилятора подается в отапливаемое помещение.

Схема воздушного солнечного колектора

При использовании систем с принудительной подачей воздуха потребность в энергии на работу вентилятора понизит эффективность воздушных коллекторов еще больше.

Какой солнечный коллектор лучше выбрать

 

Однозначного ответа на данный вопрос нет, поскольку каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками:

• Например, плоские коллекторы считают более прочными и надежными благодаря более простой конструкции, тогда вакуумные солнечные коллекторы для отопления потенциально более хрупки.
• Несмотря на то, что воздушный коллектор обладает меньшим КПД, он более прост в управлении и не боится проблем, связанных с замерзанием теплоносителя и воды.
• Если плоский коллектор выходит из строя, то замене подлежит вся абсорбирующая система. При повреждении коллектора вакуумного типа, необходимо заменить лишь вышедшие из строя трубки.

Отопление солнечными коллекторами зачастую имеет следующую принципиальную схему работы

• Эффективность плоских коллекторов выше при необходимости нагрева воды на 20-40 градусов свыше температуры наружного воздуха, тогда как вакуумные коллекторы эффективней справляются с задачей нагрева до более высоких температур, что весьма актуально, если преимущественно используется солнечный коллектор зимой для отопления.
• Также вакуумные коллекторы вырабатывают больше энергии при пасмурной погоде и меньше ее теряют в зимний период от контактов с холодным окружающим воздухом.
• Если средний срок службы коллекторов составляет около 15-30лет, то этот показатель отдельно для вакуумных систем несколько ниже.

Дополнительные особенности выбора вакуумных коллекторов

 

Необходимо знать, что величины трубок вакуумных коллекторов напрямую влияют на показатель выработки энергии. Так, чем они тоньше и меньше, тем меньше тепловой энергии сможет приносить такая система. Нормальным считается диаметр трубок в 58 мм при длине 1,2-2,1 м.

Кроме того, такие коллекторы могут быть с обычными медными нагревательными трубками, передающими тепло, и с U-образными трубками, образующими миниконтуры передачи тепла в внутри каждой стеклянной трубки. Именно последние считаются наиболее продвинутыми в технологическом плане на сегодняшний день.

U-образная трубка солнечного коллектора

   Мы рассмотрели особенности различных видов солнечных коллекторов отопления и надеемся, что наши рекомендации позволят вам существенно сэкономить на использовании природных теплоносителей.

Смело используйте альтернативные источники энергии, поскольку именно за ними наше будущее.

 

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

%d такие блоггеры, как:

Солнечные термальные водонагреватели — Ecohome

Ecohome Обновлено: 11 сентября 2019 г.

Майк Рейнольдс

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?

Мощность 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.

Предыдущие 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). 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 фотоэлектрических 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 солнечного тепла 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).

Предпосылкой этой философии является то, что в те времена, когда горячая вода не нужна, панель не остается без дела и не представляет никакой ценности. 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:

Солнечные тепловые коллекторы © Viessmann

Это наиболее распространенный тип солнечных тепловых коллекторов, 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.

Это позволяет легко заменить трубку, если вакуумное уплотнение нарушено; 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 отличную 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 из учебных пособий по альтернативным источникам энергии металлическая поглощающая пластина и прозрачная крышка. 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 герметично закрытых 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 панель с вакуумными трубками, но он способен собрать больше энергии, так как вся площадь поверхности черного коллектора. 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 при использовании плоского коллектора, чем при использовании панели с вакуумными трубками, 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.

Теплопередача:

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 признаком защиты от солнечного тепла в холодном климате является гликоль. В то время как это необходимо зимой, летом температура пластинчатого коллектора может достигать 200°C (39°C).5°F), а трубчатые коллекторы могут нагреваться до 295°C (563°F).

При таких температурах гликоль разлагается и становится кислым, 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.

Каким бы разумным ни было использование солнечного света для прямого нагрева воды, потребность в гликоле в качестве теплоносителя и проблемы, которые он приносит с собой, являются значительной частью того, почему вы не видите больше таких систем в мире. Канада.

Чтобы узнать больше о солнечных водонагревателях, прочитайте о новом концептуальном доме EcoHome с лучистым полом, подогреваемым солнечным воздухом, в котором в летние месяцы подается вода, нагретая за счет солнечной энергии.

Это и все, что вам нужно знать о высокоэффективном домостроении, можно найти на страницах Руководства по экологическому строительству EcoHome .

Солнечные коллекторы и тепловые насосы

• Дом
• Блог
• Возобновляемые системы горячего водоснабжения: солнечные коллекторы и тепловые насосы

Нагрев воды представляет собой значительный расход энергии в зданиях, особенно в жилом секторе. Многие коммерческие здания, такие как рестораны, отели и медицинские учреждения, также используют много горячей воды. Двумя традиционными методами нагрева воды были сжигание и электрическое сопротивление, но солнечные коллекторы и тепловые насосы представляют собой более экологичную альтернативу.

Отопление сжиганием имеет низкие эксплуатационные расходы, но ископаемое топливо сжигается в момент использования. Помимо негативного воздействия на окружающую среду, пламенное отопление снижает качество воздуха в городских условиях. С другой стороны, электрические нагреватели сопротивления не производят прямых выбросов, но их эксплуатационные расходы очень высоки. Кроме того, если местная сеть использует ископаемое топливо в качестве основного источника энергии, резистивный нагрев просто перемещает выбросы из зданий на электростанции.

---

Сократите свои счета за электроэнергию и газ с помощью возобновляемой системы горячего водоснабжения.

---

Солнечные коллекторы используют бесплатный ресурс, который сам достигает точки использования — солнечный свет. При установке солнечных коллекторов на крышах или других высоких местах затраты на откачку невелики. Тепловые насосы косвенно используют солнечную энергию, так как они нагревают воду, собирая тепловую энергию из наружного воздуха. Тепловые насосы работают от электричества, как нагреватели сопротивления, но потребление энергии снижается на 50% и более.

По данным NYC Urban Green Council, на горячую воду приходится 10% общего потребления энергии в зданиях. В частности, для многоквартирных домов горячая вода составляет 19% потребления энергии. Возобновляемые методы отопления могут снизить воздействие этих зданий на окружающую среду, а также снизить их счета за электроэнергию.

Солнечные коллекторы и тепловые насосы: сравнение их экономии

Солнечные коллекторы и тепловые насосы обеспечивают экономию энергии, но они различаются способами достижения этой экономии.

• Солнечные коллекторы подвергаются прямому воздействию солнечных лучей. Они используют раствор антифриза или другой жидкий теплоноситель для сбора тепловой энергии, а затем используют теплообменник для нагрева воды без смешивания. В тропических регионах с жарким климатом солнечные коллекторы могут быть спроектированы для непосредственного нагрева воды без промежуточной жидкости.
• Воздушные тепловые насосы собирают тепловую энергию из наружного воздуха, , что означает, что они могут работать ночью и им не нужен прямой солнечный свет. На самом деле, тепловые насосы могут собирать энергию из наружного воздуха даже зимой. Однако они становятся менее эффективными, когда температура воздуха падает, и им приходится использовать цикл оттаивания для удаления льда с наружных блоков.

Солнечные коллекторы не могут производить горячую воду круглосуточно и без выходных, так как они зависят от солнечного света, как и солнечные панели. С другой стороны, тепловой насос может использовать тепловую энергию наружного воздуха в любое время. Эти две технологии не исключают друг друга, и их можно использовать вместе для достижения большей экономии. Солнечный коллектор максимизирует бесплатное нагревание воды солнечным светом, в то время как тепловой насос удовлетворяет потребности в горячей воде, которые не могут быть покрыты солнечным коллектором.

Водонагреватели с тепловым насосом могут обеспечить синергию с местными системами возобновляемой генерации. В зависимости от типа и эффективности тепловой насос производит от 2 до 6 киловатт-часов тепла на каждый киловатт-час потребляемой электроэнергии. Это означает, что 100 кВтч энергии от солнечных батарей или ветряных турбин могут быть преобразованы в 200-600 кВтч нагрева воды.

Тепловые насосы также могут использоваться в качестве систем накопления энергии при наличии избыточного производства из возобновляемых источников. Они могут преобразовывать избыточную электроэнергию в тепловую энергию, хранящуюся в воде, а изолированный резервуар накапливает горячую воду для последующего использования.

Использование солнечных коллекторов и тепловых насосов в Нью-Йорке

В городе Нью-Йорке местные законы 92 и 94 требуют устойчивых кровельных систем на всех новых крышах и существующих пристройках площадью не менее 200 квадратных футов. Только солнечные панели и зеленые крыши считаются «устойчивыми кровельными системами» в соответствии с законодательством, но области, покрытые солнечными коллекторами, освобождены от этого требования. Другими словами, солнечные коллекторы могут быть использованы для уменьшения площади крыши, покрываемой LL9. 2 и LL94. При выборе между солнечными коллекторами или фотогальваническими панелями лучше всего обратиться в консалтинговую фирму по энергетике, чтобы проанализировать затраты и экономию каждого варианта.

Крыши, используемые для механического оборудования, также не подпадают под действие LL92 и 94, включая наружные блоки тепловых насосов. Здание может сочетать в себе солнечные панели, солнечные коллекторы и тепловые насосы для экономии энергии, и это не противоречит требованиям LL92 и 94.

Воздушные тепловые насосы — отличный вариант для потребителей электроэнергии, у которых нет места на крыше для солнечных батарей или солнечных коллекторов. Их наружные блоки можно монтировать на стены, как и конденсаторы мини-сплит-кондиционеров. Тепловые насосы также являются отличным вариантом, когда доступное пространство покрыто тенями, так как им не нужны прямые солнечные лучи. С другой стороны, солнечные панели и солнечные коллекторы становятся непроизводительными, когда они закрыты тенями.

Теги Тепловой насос источника воздуха тепловой носос возобновляемое отопление солнечная горячая вода солнечный коллектор

• ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСЛУГИ

—

—

—

—

—

 

Присоединяйтесь к более чем 15 000 коллег-архитекторов и подрядчиков




Получайте советы экспертов по инженерным вопросам прямо на свой почтовый ящик. Подпишитесь на блог инженеров Нью-Йорка ниже.

© 2022 Nearby Engineers New York Engineers. Все права защищены. Правовая информация | Товарные знаки

видов солнечных тепловых | Центр возобновляемых источников энергии

Какие существуют типы технологий получения горячей воды на солнечной энергии?

Солнечные тепловые системы с вакуумными трубками

Солнечная тепловая система с вакуумными трубками является одной из самых популярных действующих солнечных тепловых систем. Вакуумная солнечная система является 90 154 наиболее эффективной 90 155 и распространенным средством производства солнечной тепловой энергии с коэффициентом полезного действия 70 процентов. Например, если коллектор вырабатывает 3000 киловатт-часов энергии в год, то 2100 киловатт-часов будут использоваться в системе для нагрева воды. Уровень эффективности достигается за счет конструкции вакуумных трубных систем, что означает, что они имеют отличную изоляцию и практически не зависят от температуры воздуха. Сам коллектор состоит из рядов изолированных стеклянных трубок, сердцевина которых состоит из медных трубок. Вода нагревается в коллекторе и затем направляется по трубам в резервуар для воды. Этот тип коллектора является наиболее эффективным, но и самым дорогим.

Внутри коллектора используются два основных типа трубок: стекло-стекло и стекло-металл. В версии «стекло-стекло» используются два слоя стекла, сплавленные вместе с обоих концов. Двойные стеклянные трубки имеют очень надежный вакуум, но уменьшают количество света, достигающего внутреннего поглотителя. Система с двойным стеклом также может подвергаться большей коррозии абсорбера из-за образования влаги или конденсата в неоткачиваемой части трубы. Второй тип трубки представляет собой комбинацию стекла и металла. Сочетание стекла и металла позволяет большему количеству света достигать поглотителя и снижает вероятность коррозии поглотителя влагой.

Цилиндрическая форма вакуумных труб означает, что они способны собирать солнечный свет в течение дня и в любое время года. Вакуумные трубчатые коллекторы также проще в установке, так как они легкие, компактные и могут переноситься на крышу по отдельности. Более того, трубки можно заменять по отдельности, если одна из них выходит из строя, что позволяет избежать замены всего коллектора. Система представляет собой эффективную и долговечную систему с вакуумом внутри труб коллектора, который, как было доказано, сохраняется более двадцати лет. Отражающее покрытие на внутренней стороне трубки также не ухудшится, если не будет потерян вакуум.

Плоские солнечные тепловые системы




— еще один распространенный тип солнечных коллекторов, которые используются с 1950-х годов. Основными компонентами плоской панели являются плоский поглотитель темного цвета с изолирующей крышкой, теплопередающая жидкость, содержащая антифриз для передачи тепла от поглотителя к резервуару для воды, и изолирующая подложка. Плоская пластина солнечной панели увеличивает площадь поверхности для поглощения тепла. Жидкий теплоноситель циркулирует по медным или силиконовым трубкам, расположенным внутри пластины с плоской поверхностью.

Некоторые панели изготавливаются с затопленным абсорбером, который состоит из двух листов металла и позволяет жидкости течь между ними. Использование затопленного абсорбера увеличивает площадь поверхности и дает незначительное повышение эффективности. Сами поглотительные пластины обычно изготавливаются из меди или алюминия и окрашиваются селективным теплозащитным покрытием, которое намного лучше поглощает и удерживает тепло, чем обычные краски.

В районе со средним уровнем солнечной энергии количество энергии, вырабатываемой плоским солнечным коллектором, равно примерно одному квадратному футу панели, производящей один галлон горячей воды в день.

Конструкция с плоской панелью использует множество различных конфигураций поглотителей, при этом основной конструкцией является конфигурация арфы. Конструкция арфы обычно используется в термосифонных системах низкого давления или насосных системах. Другие конфигурации включают змеевик, в котором используется непрерывный абсорбер S-образной формы, и он используется в компактных системах горячего водоснабжения, в которых не используется отопление помещений. Существуют также системы затопленных поглотителей и граничные поглотители, в которых используется несколько слоев поглотительного листа, где тепло затем собирается в пограничном слое листов.

Полимерные плоские коллекторы являются альтернативой металлическим пластинчатым коллекторам. Металлические пластины более склонны к замерзанию, тогда как сами полимерные пластины устойчивы к замерзанию, поэтому могут обходиться без антифриза и просто использовать воду в качестве теплоносителя. Любой антифриз, добавленный в жидкий теплоноситель, снизит его теплопроводность в незначительной степени. Преимущество полимерных пластин заключается в том, что их можно вставлять прямо в существующий резервуар для воды, устраняя необходимость в теплообменнике, что повышает эффективность. Некоторые полимерные панели окрашены матовой черной краской, а не селективным термопокрытием. Это делается для предотвращения перегрева, хотя в настоящее время для предотвращения перегрева обычно используется высокотемпературный силикон.

Эта конструкция солнечной панели в целом немного менее компактна и менее эффективна по сравнению с системой с вакуумными трубками, однако это отражается на более низкой цене. Эта конструкция солнечной батареи может хорошо работать в любом климате и может иметь ожидаемый срок службы более 25 лет.

СРАВНИТЕ ЦЕНЫ МЕСТНЫХ УСТАНОВЩИКОВ

Быстро и бесплатно сравните цены местных компаний

Введите свой почтовый индекс, чтобы сравнить предложения ведущих специалистов. Мы обещаем хранить вашу информацию в безопасности. Политика конфиденциальности

Термодинамические панели 




Термодинамические солнечные панели  – это новая разработка в области солнечной тепловой технологии. По своей конструкции они тесно связаны с воздушными тепловыми насосами, но размещаются на крыше или стенах, как обычные солнечные тепловые панели, и не обязательно должны быть обращены на юг. Концепция термодинамической солнечной технологии заключается в том, что она действует как реверсивная морозильная камера, и они отличаются от обычных солнечных тепловых тем, что не используют солнечное излучение для нагрева теплопередающих жидкостей.

Через панели проходит хладагент, который поглощает тепло. Тепло, проходящее через панель, в свою очередь превращается в газ. Затем газ сжимается, что повышает его температуру, а затем подается в теплообменный змеевик, расположенный внутри цилиндра с горячей водой. Нагретая вода в цилиндре нагревается до 55 градусов и затем может использоваться по всему дому. Система имеет встроенную погружную камеру, которая время от времени повышает температуру до 60 градусов, чтобы исключить риск заражения легионеллой.

Термодинамическая система может обеспечить до 100% потребности в отоплении. Система, в которой используются термодинамические панели, теоретически сможет генерировать энергию круглый год, поскольку для достижения максимального выходного потенциала не требуются оптимальные климатические условия. Термодинамическая панель может работать при температурах до -5 градусов по Цельсию, хотя официальных данных о производительности систем, работающих в Великобритании, пока нет. Основные производители термодинамических систем находятся в Испании и Португалии, и эти системы изначально не предназначались для Великобритании. В настоящее время все больше компаний разрабатывают больше моделей для Великобритании и выводят их на рынок. Например, семье из четырех человек потребуется одна панель и 250-литровый баллон.

Более того, термодинамические панели также в настоящее время не одобрены Схемой сертификации микрогенерации, что означает, что они не имеют права на получение государственных платежей за экологически чистое тепло, таких как Renewable Heat Incentive (RHI). Однако это обязательно изменится, и вполне вероятно, что в будущем термодинамические панели будут соответствовать критериям RHI. Правительство говорит, что в настоящее время оно собирает информацию о стандартах и ​​производительности.

Солнечные тепловые воздушные коллекторы

Солнечные воздухонагреватели в основном используются для обогрева помещений и могут быть как остекленными, так и неостекленными. Они входят в число наиболее эффективных и экономичных доступных солнечных тепловых технологий и в основном используются в коммерческом секторе. Верхний лист остекленной системы имеет прозрачный верхний слой и изолированную окружающую раму и заднюю панель для предотвращения потери тепла в окружающий воздух. В неглазурованной системе используется пластина поглотителя, через которую проходит воздух, в то время как тепло отбирается от поглотителя.

Солнечные тепловые коллекторы

Солнечная тепловая чаша по внешнему виду похожа на параболическую тарелку, но имеет фиксированное зеркало вместо следящего зеркала, которое использовалось бы в параболической тарелке. Следящее зеркало предназначено для отслеживания движения солнца, что очень дорого в больших масштабах. Сферическое или чашеобразное зеркало решает проблему слежения за солнцем, чтобы сфокусировать свет в одном месте. Неподвижное зеркало находится в невыгодном положении с точки зрения выходной энергии, поскольку оно не может отслеживать солнце, чтобы сфокусировать солнечный свет, однако фиксированная чаша сэкономит выходную энергию, связанную с необходимостью перемещать гигантское зеркало, чтобы отслеживать солнце.

Бытовые солнечные системы горячего водоснабжения

 

 

Низкотемпературные солнечные тепловые технологии, особенно те, которые не производят электричество, основаны на научных принципах парникового эффекта для производства тепла. Электромагнитное излучение солнца, включая видимое и инфракрасное излучение, проникает в коллектор и поглощается поверхностями внутри коллектора. Как только излучение поглощается поверхностями внутри коллектора, температура повышается. Это повышение температуры можно использовать для нагрева воды.

Бытовые солнечные водонагревательные системы

Солнечное водонагревание (SWH) представляет собой эффективный метод использования доступных источников энергии для выполнения полезной работы. Энергия солнца может обеспечить горячую воду для многих бытовых и промышленных нужд, избавляя от необходимости сжигать ископаемое топливо. В Австралии около 25% бытового потребления энергии расходуется на нагрев воды до низких температур, менее 100°C.
Двумя основными компонентами систем SWH являются коллекторы и резервуары для хранения. Существует множество различных типов конфигураций и коллекторов. Наиболее часто используемый тип коллектора — плоский.

Плоские коллекторы

Эти коллекторы состоят из воздухонепроницаемых коробок с крышкой из стекла или другого прозрачного материала. Существует несколько конструкций внутренних трубок плоских коллекторов, как показано на рис. 1.

Традиционные коллекторы, такие как приведенные выше примеры Serpatine и Parallel tube, состоят из ряда медных трубок, известных как стояки, которые ориентирован вертикально по отношению к коллектору и находится в тепловом контакте с металлической поглощающей пластиной черного цвета. Использование селективных поверхностей на поглотителях значительно повышает эффективность солнечных водонагревателей благодаря очень высокому поглощению (процент поступающей энергии, которую материал может поглотить) и низкому коэффициенту излучения (процент энергии, которую излучает материал) электромагнитного излучения. В верхней и нижней части металлической поглощающей пластины более толстые медные трубы, известные как коллекторы, способствуют отводу нагретой воды и поступлению более холодной воды для нагрева. Между поглощающей плитой и наружной стеной размещается утеплитель для предотвращения потерь тепла.

Несмотря на то, что принципы работы плоских коллекторов достаточно постоянны, произошли значительные улучшения в конструкции систем, особенно пластин абсорбера. Затопленные пластинчатые коллекторы похожи на своих трубчатых собратьев, за исключением того, что две металлические поглощающие пластины соединены вместе, что позволяет воде проходить через всю пластину. Увеличение теплового контакта приводит к значительному повышению эффективности системы. В последние годы было проведено много исследований селективных поверхностей, которые показали значительное повышение эффективности солнечных водонагревателей. Сегодня большинство поглощающих пластин состоят из солнцезащитных селективных поверхностей, изготовленных из материалов, которые сильно поглощают электромагнитное излучение (то есть солнечный свет), но лишь слабо излучают.

Водонагреватели периодического действия

Водонагреватели периодического действия, также известные как «хлебницы», представляют собой очень простые пассивные системы для нагрева воды с использованием солнечной энергии, используемые с начала 1900-х годов. Системы периодического действия состоят из черных резервуаров для хранения, содержащихся в изолированной коробке с прозрачной крышкой. Холодная вода добавляется к горячей воде, хранящейся в баках, всякий раз, когда горячая вода удаляется. Современные системы периодического действия используются в качестве систем предварительного нагрева, где вода затем нагревается с помощью обычных газовых, электрических или дровяных систем. Чтобы сохранить тепло внутри воды, система требует, чтобы на остекление в ночное время помещалось теплоизоляционное покрытие, чтобы предотвратить потерю тепла в окружающую среду. На рис. 2 показан типичный водонагреватель Breadbox.

Выборочные поверхности

В соответствии с законом Планка длина волны излучения, испускаемого поверхностью, пропорциональна температуре поверхности. Поэтому идеальная селективная поверхность (материал темного цвета, выстилающий внутреннюю часть коллектора) для солнечных коллекторов должна сильно поглощать электромагнитное излучение (свет) в видимом диапазоне и лишь слабо излучать обратно в инфракрасном диапазоне спектра, так что максимальное количество энергии падающего солнечного света используется для нагрева воды.
При производстве абсорбирующих пластин солнечных коллекторов используется несколько методов покрытия селективных поверхностей:

• Химический
• Гальваническое покрытие
• Отложение паров
• Оксид

Химические покрытия обычно напыляются на металл пластины абсорбера с использованием или без использования электричества. Эти покрытия не изменяют переизлучательных свойств листового металла, а лишь усиливают поглощение солнечного излучения. Толщина химического покрытия пропорциональна селективности поверхности. То есть толщина покрытия влияет не только на поглощающую способность поверхности, но и на излучательную способность (насколько легко поверхность излучает более длинноволновое ИК-излучение). Несмотря на низкую относительную стоимость и простоту нанесения, химические покрытия часто нежелательны из-за высоких температур внутри коллекторов, которые могут вызвать разрушение химических покрытий. Например, черная краска, нанесенная на пластину, считается химическим покрытием. При высоких температурах краска может расплавиться или сгореть с поверхности, выделяя летучие органические соединения в окружающую среду.

Гальванические покрытия являются наиболее широко используемыми покрытиями в производстве солнечных коллекторов. Эти покрытия наносятся на металл пластины абсорбера с использованием традиционной гальванической технологии. Длительное воздействие повышенных температур (около 200 °C) и влажности может вызвать медленную деградацию селективного покрытия по мере окисления и восстановления кристаллической решетки. Черный хром, обычное гальваническое покрытие, используемое при производстве солнечных коллекторов, относительно стабильно, особенно во влажных тропических условиях. Покрытия, осажденные из паровой фазы, традиционно не используются в плоских коллекторах, поскольку существует ряд значительных технических проблем, которые еще предстоит решить. Однако они широко используются в вакуумных коллекторах, в которых используется частичный вакуум, например, в приемниках высокотемпературных солнечных тепловых систем.

Оксидные покрытия были первым типом покрытия, используемого в солнечных коллекторах. Металлы, использовавшиеся в ранних солнечных коллекторах, такие как медь и железо, подверглись естественному окислению, что дало желаемую поглощающую способность. Однако, поскольку процессы окисления происходят естественным образом, их трудно контролировать, что приводит к изменению коэффициента излучения материала и, в конечном итоге, к снижению эффективности коллектора.

Солнечные тепловые системы с вакуумными трубками

Солнечные тепловые системы с вакуумными трубками — одна из самых популярных действующих солнечных тепловых систем. Вакуумная солнечная система является наиболее эффективным и распространенным средством производства солнечной тепловой энергии с коэффициентом полезного действия 70 процентов. Например, если коллектор вырабатывает 3000 киловатт-часов энергии в год, то 2100 киловатт-часов будут использоваться в системе для нагрева воды. Уровень эффективности достигается за счет конструкции вакуумных трубных систем, что означает, что они имеют отличную изоляцию и практически не зависят от температуры воздуха. Сам коллектор состоит из рядов изолированных стеклянных трубок, сердцевина которых состоит из медных трубок. Вода нагревается в коллекторе и затем направляется по трубам в резервуар для воды. Этот тип коллектора является наиболее эффективным, но и самым дорогим.

 

Резервуары для хранения

В зависимости от системы водоснабжения система может быть замкнутой или самотечной. Наиболее распространенным резервуаром в солнечных системах горячего водоснабжения является моноблочная система, в которой резервуары-аккумуляторы монтируются с коллектором на крыше. Резервуары расположены над коллекторами, чтобы использовать преимущества термосифонирования. В термосифонах используются плоские коллекторы для нагрева воды, которая возвращается в накопительный бак, расположенный над коллектором. Холодная, более плотная вода проходит через коллектор, нагреваясь, а затем возвращается в бак. Поскольку нагретая вода имеет меньшую плотность, она поднимается наверх бака. Чтобы термосифонирование было успешным, важно поддерживать постоянный подъем трубопровода и использовать трубы правильного диаметра в качестве стояков и коллекторов. При ярком солнце один проход через коллектор может нагреть воду на целых 20°C. Крышные плоские коллекторы, в которых используется термосифон, чрезвычайно популярны на Ближнем Востоке, где 70% населения использует воду, нагретую этими системами. На рис. 3 показан типичный термосифонный водонагреватель.

Плотность воды изменяется в зависимости от температуры. Как правило, вода имеет меньшую плотность при более высоких температурах, чем при более низких температурах. Термосифон использует этот принцип для циркуляции воды через коллектор, поскольку более холодная вода из сети будет проходить через коллектор по мере удаления нагретой воды из резервуаров для хранения. У моноблочной системы есть два существенных преимущества: это наиболее экономичная система для установки, а нагретая вода подается под давлением в сети.

В системах с гравитационным питанием резервуар устанавливается в полость крыши, и только коллектор подвергается воздействию солнца. Расположение солнечных коллекторов должно обеспечивать естественное термосифонирование. В то время как эти системы, как правило, являются самыми дешевыми в покупке, бытовая сантехника должна подходить для самотечной подачи, т. е. трубы большего размера в потолке и до кранов.

В системах с принудительной циркуляцией главный напорный бак располагается на уровне земли, а коллектор на крыше. В этих системах насос включается, когда светит солнце и через коллектор проталкивается холодная вода. Системы с принудительной циркуляцией стоят дороже, чем моноблочные или гравитационные системы, и для обеспечения питания циркуляционного насоса требуется электричество.

Аккумулятор солнечного тепла

 

Аккумулятор тепла необходим для сохранения тепла, вырабатываемого солнечной тепловой установкой, до тех пор, пока тепло не будет готово к использованию. Теплоаккумуляторы также особенно хорошо работают в сочетании с солнечными тепловыми панелями. Основным вариантом хранения в бытовых условиях будет большой изолированный цилиндр, содержащий медные змеевики или пластинчатые теплообменники. Система также может включать нагревательный элемент, такой как погружной нагреватель. В теплоаккумуляторе может использоваться ряд различных и комбинированных технологий для производства горячей воды и отопления помещений. Аккумуляторы тепла работают лучше всего, когда управляют входом и выходом для ряда различных систем и обеспечивают гибкость в том, как вы используете как солнечную тепловую, так и текущую систему отопления вместе.

Возможно, потребуется также установить новый бак для горячей воды, так как ваш существующий бак может не подойти, но это зависит от ряда факторов, таких как тип солнечной тепловой системы, которую вы решили установить, ваши существующие нагревательные компоненты. и на какое количество людей будет рассчитана система.

Найти местного установщика

Добро пожаловать в крупнейший каталог британских компаний по возобновляемой энергии

Солнечные панелиБиомассаВетряные турбиныСбор водыТепловые насосыИзоляцияРекуперация теплаЗеленые крышиСолнечная тепловая энергияГидроэлектроэнергияКонсультанты и архитекторыМикро CHPLСветодиодный светИнфракрасное отоплениеЗарядка электромобилейАнаэробный дигестор (биогаз)Газовые котлы

Вход Выход Ссылка — EnergyPlus 8.

0

Солнечные коллекторы — это тепловые устройства, которые преобразуют солнечную энергию в тепловую путем повышения температуры циркулирующего теплоносителя. Затем жидкость можно использовать для нагрева воды для горячего водоснабжения или отопления помещений.

Солнечные коллекторы EnergyPlus — это компоненты, подключенные к контуру установки. Солнечная система отопления может быть построена с комбинацией солнечных коллекторов, насосов и баков для горячей воды.

Плоские солнечные коллекторы определяются с помощью двух объектов: SolarCollector:FlatPlate:Water и SolarCollectorPerformance:FlatPlate. Аналогично, солнечные коллекторы Integral-Collector-Storage (ICS) определяются с помощью двух объектов: SolarCollector:IntegralCollectorStorage и SolarCollectorPerformance:IntegralCollectorStorage. Объекты SolarCollector:FlatPlate:Water и SolarCollector:IntegralCollectorStorage описывают соединения компонентов установки. Эти объекты также ссылаются на объекты производительности SolarCollectorPerformance:FlatPlate и SolarCollectorPerformance:IntegralCollectorStorage, которые содержат данные испытаний тепловых и оптических характеристик для конкретного производителя и модели коллектора. Параметры определяются отдельно, чтобы эти значения можно было организовать в справочный набор данных, и их нужно вводить только один раз, если для массива коллекторов того же типа.

SolarCollector:FlatPlate:Вода[ССЫЛКА]

Модель плоского солнечного коллектора имитирует застекленные, неглазурованные и трубчатые (т.е. вакуумные) коллекторы. Объект SolarCollector:FlatPlate:Water представляет собой один модуль коллектора, подключенный к контуру установки. Тепловые и оптические свойства модуля коллектора берутся из объекта SolarCollectorPerformance:FlatPlate, на который делается ссылка. Поверхность или затеняющий объект определяют наклон коллектора, азимут и общую площадь. Поверхность коллектора обычно участвует во всех расчетах затенения, если в поле Solar Distribution объекта Building установлены флаги «FullExterior», «FullInteriorAndExterior», «FullExteriorWithReflections» или «FullInteriorAndExteriorWithReflections». Входные и выходные узлы указаны для соединений установки на стороне потребления контура установки.

Поле: Имя[ССЫЛКА]

Уникальное имя объекта SolarCollector:FlatPlate:Water.

Поле: Название производительности солнечного коллектора[ССЫЛКА]

Ссылочное имя объекта SolarCollectorPerformance:FlatPlate, определяющего тепловые и оптические свойства коллектора.

Поле: Имя поверхности[ССЫЛКА]

Ссылка на один из множества различных типов поверхностей, таких как объекты BuildingSurface:Detailed или Shading:Zone:Detailed. Названная здесь поверхность используется для определения наклона солнечного коллектора, азимута и общей площади.

Поле: Имя входного узла[ССЫЛКА]

Наименование входного узла подключения к заводскому контуру.

Поле: Имя выходного узла[ССЫЛКА]

Наименование выхода узла подключения к заводскому шлейфу.

Поле: Максимальный расход[ССЫЛКА]

Максимально допустимый расход [м ³ /с] через коллектор. Это поле является необязательным. Если не указано иное, коллектор будет пропускать столько потока, сколько может обеспечить остальная часть установки.

Ниже приведен пример.

 SolarCollector:FlatPlate:Вода,
 Сборщик 1, !- Имя
 ACR Solar International Fireball 2001, ! - Название производительности солнечного коллектора
 Поверхность коллектора, !- Имя поверхности
 Входной узел коллектора, !- Имя входного узла
 Выходной узел коллектора, !- Имя выходного узла
 0,00005; !- Максимальный расход (м3/с) 

Плоская пластина солнечного коллектора Выход воды[ССЫЛКА]

Для объекта SolarCollector:FlatPlate:Water сообщаются следующие выходные переменные:

 HVAC, средний, модификатор угла падения солнечного коллектора []
HVAC, средний, эффективность солнечного коллектора []
HVAC, средняя, ​​скорость теплопередачи солнечного коллектора [Вт]
HVAC, средний, коэффициент теплопритока солнечного коллектора [Вт]
HVAC, средний, коэффициент тепловых потерь солнечного коллектора [Вт]
HVAC,Sum,Энергия теплопередачи солнечного коллектора [Дж] 

Модификатор угла падения солнечного коллектора [ ][ССЫЛКА]

Модификатор угла падения является важной промежуточной величиной, используемой в расчетах SRCC производительности солнечного коллектора. Представленное здесь значение представляет собой комбинированный результат для текущего времени, который включает углы падения солнечного луча, рассеянного солнечного света с неба и рассеянного солнечного света с земли.

Эффективность солнечного коллектора [ ][ССЫЛКА]

Общий КПД коллектора. Это отношение собранной энергии и падающей солнечной энергии. КПД может быть больше 1 в моменты времени, когда температура наружного воздуха достаточно теплая.

Коэффициент теплопередачи солнечного коллектора [Вт] [ССЫЛКА]

Энергия теплопередачи солнечного коллектора [J][LINK]

Это общая скорость (в Вт) и количество энергии (в Дж), передаваемых циркулирующей жидкости коллектора. Положительные значения указывают на нагрев жидкости, а отрицательные значения указывают на охлаждение жидкости.

Скорость нагрева солнечного коллектора [W][LINK]

Это общая скорость подвода тепла к циркулирующей жидкости коллектора в ваттах. Значения всегда положительные или нулевые. Если жидкость действительно охлаждается, то значение равно нулю.

Коэффициент тепловых потерь солнечного коллектора [Вт] [ССЫЛКА]

Это общая скорость потери тепла от циркулирующей жидкости коллектора в ваттах. Значения всегда положительные или нулевые. Если жидкость действительно нагревается, то значение равно нулю.

Кроме того, несколько переменных поверхности также имеют отношение к объекту поверхности коллектора (BuildingSurface:Detailed или Shading:Zone:Detailed):

 Zone,Average,Surface Outside Face Sunlit Area [m2]
Зона,Средняя,Поверхность Внешняя сторона Солнечная часть []
Зона,Средняя,Поверхность Снаружи Лицо Интенсивность солнечного излучения на площадь [Вт/м2]
Зона,средняя,поверхность Падающий пучок за пределами лица Интенсивность солнечного излучения на площадь [Вт/м2]
Зона,Средняя,Поверхность Снаружи Лицо Падающее Небо Рассеянное Солнечное Излучение на Площадь [Вт/м2]
Зона,средняя,поверхность Наружная сторона Падение на землю Рассеянное солнечное излучение на площадь [Вт/м2]
Зона, Средняя, ​​Поверхность Внешняя сторона Луч Угол падения солнечного излучения Значение косинуса [] 

Температуры на входе и выходе и массовый расход коллектора можно отслеживать с помощью выходных переменных системного узла:

 HVAC,Average,System Node Temperature [C]
HVAC, средний, массовый расход узла системы [кг/с] 

SolarCollectorPerformance:FlatPlate[ССЫЛКА]

Объект SolarCollectorPerformance:FlatPlate содержит параметры тепловых и оптических характеристик для одного модуля коллектора. Эти параметры основаны на методиках испытаний, описанных в стандартах ASHRAE 9.3 и 96. Корпорация по оценке и сертификации солнечной энергии (SRCC) применяет эти стандарты в своих процедурах оценки солнечных коллекторов. Рейтинги имеющихся в продаже коллекторов в Северной Америке опубликованы в Справочнике сертифицированных SRCC рейтингов солнечных коллекторов . База данных SRCC также была преобразована в набор данных EnergyPlus объектов SolarCollectorPerformance:FlatPlate, который включен в программу (см. файл SolarCollectors.idf в папке DataSets).

Коэффициенты эффективности преобразования энергии и модификатор угла падения допускают корреляции первого порядка (линейные) или второго порядка (квадратичные). Чтобы использовать корреляцию первого порядка, коэффициент второго порядка должен быть оставлен пустым или установлен равным нулю.

Для корректной работы модели в полях: Test Fluid , Test Volumetric Flow Rate , Test Correlation Type , для корректной работы модели необходимо указать условия тестирования, для которых были измерены коэффициенты производительности . В настоящее время в качестве испытательной жидкости разрешена только вода.

Для получения более подробной информации о коэффициентах производительности см. технический справочный документ EnergyPlus .

Поле: Имя[ССЫЛКА]

Уникальное имя объекта SolarCollectorPerformance:FlatPlate.

Поле: Общая площадь[ССЫЛКА]

Общая площадь коллекторного модуля [м ² ]. Это значение в основном для справки. Площадь соответствующего объекта поверхности коллектора используется во всех расчетах.

Поле: Тестовая жидкость[ССЫЛКА]

Жидкость, которая использовалась в процедуре тестирования, в результате которой были получены указанные ниже коэффициенты тепловых и оптических характеристик. В настоящее время разрешена только «Вода». Это жидкость во время тестирования коллектора, а не жидкость, используемая во время конкретного запуска EnergyPlus.

Поле: Тестовый расход[ССЫЛКА]

Объемный расход при испытании [м ³ /с]. Если значение доступно как расход на единицу площади, рекомендуется умножить его на общую площадь коллекторного модуля, а не на чистую площадь апертуры.

Поле: Тестовый тип корреляции[ССЫЛКА]

В этом поле указывается тип температуры, используемый для построения корреляционных уравнений. Процедура тестирования основана на экспериментальной корреляции с использованием «входной», «средней» или «выходной» температуры. Введите один из этих вариантов. Стандарты ASHRAE 93 и 96 всегда используют температуру на входе.

Поле: Коэффициент 1 уравнения эффективности[ССЫЛКА]

Первое уравнение коэффициента полезного действия преобразования энергии [безразмерное]. Это термин Y-перехвата.

Поле: Коэффициент 2 уравнения эффективности[ССЫЛКА]

Второе уравнение коэффициента полезного действия для преобразования энергии [Вт/м ² -K]. Это член первого порядка.

Поле: Коэффициент 3 уравнения эффективности[ССЫЛКА]

Третье уравнение коэффициента полезного действия для преобразования энергии [Вт/м ² -К ² ]. Это поле является необязательным. Это член второго порядка. Если оставить пустым или установить на ноль, используется линейная корреляция первого порядка.

Поле: Коэффициент 2 модификатора угла падения[ССЫЛКА]

Второй коэффициент уравнения модификатора угла падения. Это член первого порядка. (Коэффициент 1 модификатора угла падения отсутствует, поскольку это число всегда равно 1,0.)

Поле

: Коэффициент 3 модификатора угла падения[ССЫЛКА]

Третий коэффициент уравнения модификатора угла падения. Это член второго порядка. Это поле является необязательным. Если оставить пустым или установить на ноль, используется линейная корреляция первого порядка.

Ниже приведен пример этого объекта.

 SolarCollectorПроизводительность: FlatPlate,
  Технологии альтернативной энергетики АЭ-32, !- Наименование
  2,9646, !- Общая площадь {м2}
  ВОДА, !- Испытательная жидкость
  0,0000388, !- Испытательный расход {м3/с}
  INLET, !- Тестовый тип корреляции
  0,691, !- Коэффициент 1 уравнения эффективности {безразмерный}
  -3,396, !- Коэффициент 2 уравнения эффективности {Вт/м2-K}
  -0,00193, !- ​​Коэффициент 3 уравнения эффективности {Вт/м2-K2}
  -0,1939, !- Коэффициент 2 модификатора угла падения
  -0,0055; !- Коэффициент 3 модификатора угла падения 

SolarCollectorPerformance: FlatPlate Output[ССЫЛКА]

Этот объект не генерирует никаких выходных данных; см. SolarCollector:FlatPlate:Вывод воды

SolarCollector:IntegralCollectorStorage[ССЫЛКА]

Модель солнечного коллектора Integral-Collector-Storage (ICS) имитирует стеклянные коллекторы со встроенным накопителем. Объект SolarCollector:IntegralCollectorStorage представляет один модуль коллектора, подключенный к контуру установки. Тепловые и оптические свойства модуля коллектора рассчитываются на основе входных данных объекта SolarCollectorPerformance:IntegralCollectorStorage. Поверхность или затеняющий объект определяют наклон и азимут коллектора. Поверхность коллектора обычно участвует во всех расчетах затенения, если в поле Solar Distribution объекта Building установлены флаги «FullExterior», «FullInteriorAndExterior», «FullExteriorWithReflections» или «FullInteriorAndExteriorWithReflections». Входные и выходные узлы указаны для соединений установки на стороне потребления контура установки. Объект SurfaceProperty:ExteriorNaturalVentedCavity, необходим для описания свойств поверхности, характеристик полости и отверстия для естественной вентиляции, если в качестве типа условия границы дна коллектора за пределами коллектора указана OtherSideConditionsModel.

Поле: Имя[ССЫЛКА]

Уникальное имя объекта SolarCollector:IntegralCollectorStorage.

Поле: Название производительности солнечного коллектора[ССЫЛКА]

Ссылочное имя объекта SolarCollectorPerformance:IntegralCollectorStorage, определяющего тепловые и оптические свойства коллектора.

Поле: Имя поверхности[ССЫЛКА]

Ссылка на один из множества различных типов поверхностей, таких как объекты BuildingSurface:Detailed или Shading:Zone:Detailed. Названная здесь поверхность используется для определения наклона и азимута солнечного коллектора. Коллектор затеняет поверхность, на которой он установлен, и, следовательно, влияет на тепловой баланс поверхности.

Поле: Тип граничных условий нижней поверхности[ССЫЛКА]

Это поле содержит тип граничных условий, применимых к нижней поверхности коллектора ICS. Допустимые типы граничных условий: AmbientAir и OtherSideConditionsModel. Если выбрана модель условий другой стороны, укажите имя объекта SurfaceProperty:OtherSideConditionsModel в следующем поле ввода, в противном случае оставьте следующее поле ввода пустым. Граничное условие AmbientAir использует температуру наружного воздуха в качестве граничного условия, поэтому предполагается, что недра подвержены воздействию солнца и ветра.

Поле: Другие условия Название модели [ССЫЛКА]

Это поле содержит имя объекта SurfaceProperty:OtherSideConditionsModel, объявленного в другом месте входного файла. Это соединит коллектор с внешними граничными условиями для нижележащей поверхности теплопередачи, указанной выше.

Поле: Inlet Node Name[ССЫЛКА]

Наименование входного узла подключения к заводскому контуру.

Поле: Имя выходного узла[ССЫЛКА]

Наименование выхода узла подключения к заводскому шлейфу.

Поле: Максимальный расход[ССЫЛКА]

Максимально допустимый расход [м3/с] через коллектор. Это поле является необязательным. Если не указано иное, коллектор будет пропускать столько потока, сколько может обеспечить остальная часть установки.

Ниже приведен пример.

 SolarCollector:IntegralCollectorStorage,
  Сборщик 1, !- Имя
  ICS Solar Collector, !- Имя производительности солнечного коллектора
  Поверхность коллектора ICS, !- Имя поверхности
  OtherSideConditionsModel, !- Тип граничных условий нижней поверхности
  ICS OSCM, !- Название модели граничного условия
  Входной узел коллектора, !- Имя входного узла
  Выходной узел коллектора, !- Имя выходного узла
  0,00005; !- Максимальный расход (м3/с) 

SolarCollectorPerformance:IntegralCollectorStorage[ССЫЛКА]

Объект SolarCollectorPerformance:IntegralCollectorStorage содержит параметры тепловых и оптических характеристик для одного модуля коллектора. Произведение коэффициента пропускания-поглощения системы поглотителя и покрытия определяется по заданным оптическим свойствам. Для получения более подробной информации о процедуре расчета см. документ EnergyPlus Engineering Reference .

Поле: Имя[ССЫЛКА]

Уникальное имя объекта SolarCollectorPerformance:IntegralCollectorStorage.

Поле: Тип коллектора ICS[ССЫЛКА]

Это поле ввода относится к типу коллектора ICS. В настоящее время разрешен только тип RectangularTank.

Поле: Общая площадь[ССЫЛКА]

В этом поле ввода указывается общая площадь коллекторного модуля в м2. Эта общая площадь используется в уравнениях энергетического баланса.

Поле: Объем воды в коллекторе[ССЫЛКА]

В этом поле ввода указывается объем воды в солнечном коллекторе в м3.

Поле: Теплопроводность нижних тепловых потерь[ССЫЛКА]

В этом поле ввода указывается теплопроводность нижней части коллектора в Вт/м2К. Это значение рассчитывается исходя из теплопроводности и толщины нижней изоляции.

Поле: проводимость боковых тепловых потерь[ССЫЛКА]

В этом поле ввода указывается проводимость тепловых потерь со стороны коллектора в Вт/м2К. Это значение рассчитывается исходя из теплопроводности и толщины боковой изоляции.

Поле: Соотношение сторон коллектора[ССЫЛКА]

Это поле ввода представляет собой отношение короткой стороны (ширины) коллектора к длинной стороне (длине) коллектора. Это значение используется только для расчета площади стороны коллектора вместе с высотой стороны коллектора, указанной в следующем поле ввода. Это отношение меньше или равно 1,0.

Поле: Высота стороны коллектора[ССЫЛКА]

В этом поле ввода указана высота стороны коллектора в метрах. Эта высота используется для оценки площади стороны коллектора для расчета тепловых потерь вместе с коэффициентом тепловых потерь, указанным в поле ввода выше.

Поле: Тепловая масса поглотительной пластины[ССЫЛКА]

В этом поле ввода указана тепловая масса пластины поглотителя на единицу площади коллектора в [Дж/м2К]. Это входное значение, умноженное на общую площадь поглотителя, определяет тепловую массу пластины поглотителя. Его оценивают по удельной теплоемкости, плотности и средней толщине пластины поглотителя. Если задан ноль, то баланс энергии пластины поглотителя сводится к установившемуся виду.

Поле: Количество обложек[ССЫЛКА]

Количество прозрачных крышек коллектора. Общепринятой практикой является использование двух крышек: стекла в качестве внешней крышки и тефлона в качестве внутренней крышки. Если указано одно покрытие, оставьте поля ввода оптических и тепловых свойств внутреннего покрытия пустыми.

Поле: Расстояние между крышками[ССЫЛКА]

В этом поле ввода указано расстояние между двумя прозрачными крышками и расстояние между внутренней крышкой и поглощающей пластиной в метрах. Значение по умолчанию — 0,05 м.

Поле: показатель преломления внешнего покрытия[ССЫЛКА]

Это средний показатель преломления для диапазона солнечного спектра материала внешнего прозрачного покрытия. В качестве внешнего покрытия используется стекло. Среднее значение показателя преломления непоглощающего стекла, используемого в солнечных коллекторах, в диапазоне солнечного спектра составляет 1,526.

Поле: коэффициент экстинкции, умноженный на толщину внешнего покрытия[ССЫЛКА]

Это поле ввода представляет собой произведение коэффициента экстинкции и толщины материала наружного покрытия. Коэффициент экстинкции для видов стекла примерно колеблется от 4 м ^-1 до 32 м ^-1 . Коэффициент экстинкции для стекла с низким содержанием железа, которое по умолчанию является материалом для наружного покрытия, составляет 15 м ^-1 . Значение по умолчанию для коэффициента ослабления, умноженного на толщину (KL), составляет 0,045 (= 15,0 x 0,003), что является произведением коэффициента ослабления по умолчанию 15 м ^-1 и стекла толщиной 3,0 мм.

Поле: Излучательная способность внешней крышки[ССЫЛКА]

Значение этого поля ввода представляет собой коэффициент теплового излучения внешней крышки коллектора. Значение по умолчанию предполагает стекло с низким содержанием железа и коэффициентом теплового излучения 0,88.

Поле: показатель преломления внутренней крышки[ССЫЛКА]

В этом поле ввода находится средний показатель преломления внутренней прозрачной крышки коллектора. Обычно в качестве внутреннего покрытия используется тефлон (политетрафторэтилен). Среднее значение показателя преломления в диапазоне солнечного спектра для тефлона составляет 1,37.

Поле: коэффициент экстинкции, умноженный на толщину внутреннего покрытия[ССЫЛКА]

Это поле ввода представляет собой произведение коэффициента экстинкции (K) и толщины (L) материала внутреннего покрытия. Материал внутреннего покрытия более прозрачен, чем внешний, очень тонкий, и поэтому их толщиной можно пренебречь. Значение по умолчанию для коэффициента поглощения, умноженного на толщину (KL), составляет 0,008 (=40,0×0,0002), что является произведением коэффициента поглощения 40 м ^-1 и толщиной 0,2мм.

Поле: Излучательная способность внутренней крышки[ССЫЛКА]

Значение этого поля ввода представляет собой коэффициент теплового излучения внутренней прозрачной крышки коллектора. Значение по умолчанию предполагает пластиковый лист с коэффициентом теплового излучения 0,30. Это значение используется только в термическом анализе.

Поле: Поглощающая способность пластины абсорбера[ССЫЛКА]

Это поле ввода представляет собой коротковолновое или солнечное поглощение поглотительной пластины. Значение по умолчанию — 0,96.

Поле: Излучательная способность поглотительной пластины[ССЫЛКА]

Значение этого поля ввода представляет собой коэффициент теплового излучения пластины поглотителя. Значение по умолчанию — 0,30. Это входное значение используется только в термическом анализе.

Ниже приведен пример.

 SolarCollectorPerformance:IntegralCollectorStorage,
 ICS Experimental, !- Имя
 RectangularTank, !- Тип коллектора ICS
 0,37275, !- Общая площадь {м2}
 0,0195875, !- Объем воды в коллекторе {м3}
 0,10, !- Теплопроводность нижних тепловых потерь
 1. 00, !- Теплопроводность боковых потерь
 0,8, !- Соотношение сторон коллектора {безразмерное}
 0,08, !- Высота стороны коллектора {м}
 5800.0, !- Термическая масса пластины поглотителя {Дж/м2К}
 1, !- Количество обложек {безразмерно}
 0,05, !- Шаг покрытия {м}
 1,526, !- Показатель преломления внешнего покрытия {безразмерный}
 0,0125, !- Коэффициент экстинкции, умноженный на толщину внешнего покрытия {безразмерный}
 0,88, !- Коэффициент излучения внешнего покрытия
 1.126, !- Показатель преломления внутренней оболочки {безразмерный}
 0,0126, !- Коэффициент экстинкции, умноженный на толщину внутреннего покрытия {безразмерный}
 0,88, !- Коэффициент излучения внутреннего покрытия {безразмерный}
 0,96, !- Поглощающая способность пластины абсорбера {безразмерная}
 0,60; !- Излучательная способность пластины поглотителя {безразмерная} 

Выходы хранения встроенного коллектора солнечного коллектора[ССЫЛКА]

Следующие выходные переменные сообщаются для объекта SolarCollector:IntegralCollectorStorage:

 HVAC,Average,Solar Collector Storage Температура воды [C]
HVAC, средняя, ​​температура пластины абсорбера солнечного коллектора [C]
HVAC, средний, общий верхний коэффициент тепловых потерь солнечного коллектора [Вт/м2-C]
HVAC, средний, тепловой КПД солнечного коллектора []
HVAC, средняя, ​​скорость теплопередачи солнечного коллектора [Вт]
HVAC, Sum, Энергия теплопередачи солнечного коллектора [Дж]
HVAC, средняя, ​​скорость теплопередачи солнечного коллектора [Вт]
HVAC, Сумма, Энергия теплопередачи солнечного коллектора [Дж]
HVAC, средний, коэффициент теплопередачи через кожу солнечного коллектора [Вт]
HVAC, Sum, Энергия теплопередачи кожи солнечного коллектора [Дж]
HVAC, средний, коэффициент пропускания солнечного коллектора, коэффициент поглощения [] 

Температура воды в хранилище солнечного коллектора [C][LINK]

Эта выходная переменная представляет собой среднюю температуру хранимой воды в коллекторе ICS в заданные временные интервалы в градусах Цельсия. Эта температура совпадает с температурой воды на выходе из коллектора ICS.

Температура пластины поглотителя солнечного коллектора [C][LINK]

Эта выходная переменная представляет собой среднюю температуру пластины поглотителя коллектора ICS в заданные временные интервалы в градусах Цельсия.

Тепловая эффективность солнечного коллектора [ ][ССЫЛКА]

Эта выходная переменная представляет собой мгновенный тепловой КПД солнечного коллектора ICS в процентах. Это значение определяется из собранной чистой полезной энергии и общего падающего солнечного излучения для каждого временного шага. Полученная чистая полезная энергия представляет собой сумму энергии, запасенной в коллекторе, и чистой полезной энергии, полученной от него.

Скорость теплопередачи солнечного коллектора [Вт] [ССЫЛКА]

Солнечные коллекторы для хранения энергии теплопередачи [J][LINK]

Эти выходные переменные представляют собой мгновенную скорость изменения энергии и изменение энергии воды в солнечном коллекторе ICS в ваттах и ​​джоулях соответственно.

Коэффициент теплопередачи кожи солнечного коллектора [W][LINK]

Энергия теплопередачи кожи солнечного коллектора [J][LINK]

Эти выходные переменные представляют собой мгновенную скорость тепловых потерь кожи и энергию тепловых потерь солнечного коллектора ICS для каждого временного шага в ваттах и ​​джоулях соответственно. Потери тепла через кожу представляют собой сумму потерь тепла через верхнюю, нижнюю и боковые поверхности коллектора. Это значение в основном отрицательное, но может иметь и положительное значение (приток тепла), когда температура наружного воздуха теплее, чем температура коллектора.

Скорость теплопередачи солнечного коллектора [W][LINK]

Энергия теплопередачи солнечного коллектора [J][LINK]

Эта выходная переменная представляет собой скорость нагрева и энергию, передаваемую от коллектора ICS к жидкости контура коллектора (воде) в ваттах и ​​джоулях, соответственно. Эта величина определяется по массовому расходу воды в коллекторе, удельной теплоемкости воды и разнице температур между узлами выхода и входа воды в коллектор на каждом временном шаге. Значение положительное, когда жидкость нагревается, или отрицательное, когда охлаждается.

Коэффициент пропускания и поглощения солнечного коллектора [ ][ССЫЛКА]

Эта выходная переменная представляет собой произведение коэффициента пропускания и поглощения покрытия и системы поглощения солнечного коллектора ICS. Это значение находится в диапазоне от 0,0 до менее 1,0.

Общий верхний коэффициент тепловых потерь солнечного коллектора [Вт/м2-C][ССЫЛКА]

Эта выходная переменная представляет собой общий коэффициент тепловых потерь от пластины поглотителя в окружающий воздух, рассчитанный для каждого временного шага.

SolarCollector:FlatPlate:PhotovoltaicThermal[ССЫЛКА]

Этот объект используется для моделирования гибридных фотогальванических и тепловых (PVT) солнечных коллекторов, которые преобразуют падающую солнечную энергию как в электрическую, так и в полезную тепловую энергию. Этот объект описывает солнечный коллектор PVT, ссылаясь на другие объекты, которые обеспечивают более подробную информацию или связи с другими частями модели EnergyPlus.

Солнечные коллекторы PVT должны быть подключены либо к воздушной системе HVAC, либо к заводскому контуру для использования собранной тепловой энергии. Поле ввода для типа теплоносителя сообщает программе, как предполагается подключить PVT-коллектор. Если рабочим телом является воздух, то коллекторы PVT моделируются как элемент предварительной подготовки вентиляционного воздуха и подключаются к системе наружного воздуха. Если рабочим телом является вода, то коллекторы PVT моделируются как солнечный коллектор с горячей водой и подключаются к контуру установки с водяным теплоаккумулятором.

Поле: Имя[ССЫЛКА]

Это поле должно содержать уникальное имя, выбранное пользователем для идентификации конкретного коллектора PVT в модели здания.

Поле: Имя поверхности[ССЫЛКА]

Это поле представляет собой определяемое пользователем имя поверхностного объекта (определенного в другом месте), к которому присоединен модуль PVT. Это может быть любой тип поверхности здания, которая подвергается воздействию внешней среды. Модель использует названную геометрию поверхности для солнечного коллектора PVT.

Поле: Фотоэлектро-тепловая модель Наименование производительности[ССЫЛКА]

Это поле представляет собой определяемое пользователем имя объекта (определенного в другом месте), который предоставляет сведения о производительности модуля PVT. Это должно быть имя объекта SolarCollectorPerformance:PhotovoltaicThermal:Simple. Несколько разных объектов SolarCollector:FlatPlate:PhotovoltaicThermal могут ссылаться на один и тот же объект, предоставляющий сведения о производительности.

Поле: Название фотоэлектрического генератора[ССЫЛКА]

Это поле является определяемым пользователем именем объекта Generator:Photovoltaic (определенного в другом месте), который будет использоваться для моделирования солнечной электрической части солнечного коллектора PVT. Модели PVT вносят любые коррективы, необходимые для моделирования производительности PV в контексте коллектора PVT.

Поле: Тип тепловой рабочей жидкости[ССЫЛКА]

В этом поле пользователь выбирает тип жидкости, используемой для сбора тепловой энергии. Солнечные коллекторы PVT могут улавливать тепловую энергию из потоков воздуха или воды. Для этого поля доступны следующие варианты: «Вода» или «Воздух». Если выбран вариант «Воздух», то коллектор PVT необходимо подключить к контуру воздушной системы HVAC. Коллектор PVT должен быть расположен первым компонентом на входном потоке наружного воздуха. Если выбран вариант «Вода», то коллектор PVT необходимо подключить к контуру системы водоснабжения предприятия. Соединения выполняются через имена узлов, которые определяются в следующих полях, в зависимости от типа рабочей жидкости.

Поле: Имя узла подачи воды[ССЫЛКА]

Это поле является именем узла контура объекта, который служит входом в коллектор PVT. Это поле используется только в том случае, если для параметра «Тип теплоносителя» установлено значение «Завод/вода».

Поле: Имя узла выпуска воды[ССЫЛКА]

Это поле является именем узла контура объекта, который выступает в качестве выхода из коллектора PVT. Это поле используется только в том случае, если для параметра «Тип теплоносителя» установлено значение «Завод/вода».

Поле: Имя узла воздухозаборника[ССЫЛКА]

Это поле является именем узла воздушного контура ОВиК, который служит входом в коллектор PVT. Это поле используется только в том случае, если для параметра «Тип теплоносителя» установлено значение «HVAC/Air».

Поле: Имя узла выпуска воздуха[ССЫЛКА]

Это поле является именем узла воздушного контура ОВиК, который служит выходом из коллектора PVT. Это поле используется только в том случае, если для параметра «Тип теплоносителя» установлено значение «HVAC/Air».

Поле: Расчетный расход[ССЫЛКА]

Это поле используется для описания номинального объемного расхода теплоносителя. Единицы измерения: м3/с. Объемный расход регулируется автоматически.

Ниже приведен пример этого объекта.

 SolarCollector:FlatPlate:PhotovoltaicThermal,
  PVT: 1_Потолок , !- Имя
  1_Потолок , !- Имя поверхности
  30percentPVThalfArea , !- Имя производительности фотогальванической и тепловой модели
  PV:ZN_1_FLR_1_SEC_1_Ceiling , !- Фотоэлектрическое имя
  Воздух , !- Термический тип рабочей жидкости
  , !- Имя узла водозабора
  , !- Имя узла водовыпуска
  ZN_1_FLR_1_SEC_1:Sys_OAInlet Node , !- Имя узла воздухозаборника
  PVT:ZN_1_FLR_1_SEC_1_Потолочный выход , !- Имя узла воздуховыпускного отверстия
  Авто размер ; !- Расчетный расход 

Солнечные коллекторы Плоские фотогальванические тепловые выходы[ССЫЛКА]

Выходные переменные, доступные для плоского PVT, включают следующие.

 HVAC, средняя, ​​тепловая мощность, производимая генератором [Вт]
HVAC,Sum,Тепловая энергия, произведенная генератором [Дж]
HVAC,Average,Generator PVT Fluid Bypass Status [ ]
HVAC,средняя,температура жидкости PVT генератора на входе [C]
HVAC, средняя, ​​температура жидкости PVT генератора на выходе [C]
HVAC,Average,Generator PVT Массовый расход жидкости [кг/с] 

Тепловая мощность, производимая генератором [Вт] [ССЫЛКА]

Тепловая энергия, произведенная генератором [J][LINK]

Эти выходные данные представляют собой тепловую энергию и мощность, производимые коллектором PVT. Коллекторы PVT представляют собой тип когенератора, производящего как электрическую, так и тепловую энергию, и эти переменные сообщают о тепловой части так же, как и другие когенераторы на основе топлива. Тепловая энергия размещается на счетчике «Выработанное тепло» и относится к «Солнечной воде» или «Солнечному воздуху» в зависимости от типа рабочей жидкости. Тепловая выработка генератора также указывается на уровне центра нагрузки.

Состояние байпаса жидкости PVT генератора [ ][ССЫЛКА]

Эта выходная переменная указывает состояние перепускной заслонки. Он доступен только для PVT воздушного базирования. Размеры отсутствуют, диапазон значений составляет от 0,0 до 1,0. Если значение равно 0,0, то перепуска нет и вся рабочая жидкость проходит через коллектор. Если значение равно 1,0, то происходит полное байпасирование и вся рабочая жидкость идет вокруг коллектора. Если значение находится в диапазоне от 0,0 до 1,0, то модель эффективно смешивает потоки байпаса и коллектора, чтобы задать заданное значение температуры, размещенное на выходном узле.

Температура жидкости PVT генератора на входе [C][LINK]

Этот отчет представляет собой входную температуру рабочей жидкости, поступающей в коллектор PVT.

Этот отчет представляет собой выходную температуру рабочей жидкости, выходящей из коллектора PVT

Массовый расход жидкости PVT генератора [кг/с][ССЫЛКА]

Этот отчет представляет собой массовый расход рабочей жидкости через коллектор PVT. Это общий массовый расход, часть потока может быть перепущена внутри самого коллектора для модуляции управления.

SolarCollectorPerformance:PhotovoltaicThermal:Simple[ССЫЛКА]

Этот объект используется для предоставления сведений о производительности простой модели PVT. Это простая определяемая пользователем модель эффективности. Эффективность теплового преобразования является постоянной или заданной величиной. Для этого объекта нет выходной переменной, отчетность создается родительским объектом PVT.

Поле: Имя[ССЫЛКА]

Это поле является уникальным именем для данного объекта.

Поле

: Доля площади поверхности с активным тепловым коллектором[ССЫЛКА]

Это поле представляет собой активную часть площади поверхности. Это должна быть десятичная дробь от 0,0 до 1,0. Площадь поверхности PVT будет умножена на эту долю, чтобы определить активную площадь коллектора(ов) PVT.

Поле: Тип режима ввода эффективности теплового преобразования [ССЫЛКА]

Это поле используется для определения способа ввода теплового КПД. Есть два варианта: «Фиксированный» или «По расписанию». Если в этом поле установлено значение Fixed, то будет использоваться постоянное значение тепловой эффективности (задается в следующем поле). Если в этом поле установлено значение Запланировано, то значения тепловой эффективности определяются в расписании.

Поле

: значение для эффективности теплового преобразования, если оно фиксировано[ССЫЛКА]

Это поле используется для ввода значения эффективности, с которой солнечная энергия собирается в рабочей жидкости. Это поле используется только в том случае, если режим ввода установлен на «Фиксированный» в предыдущем поле. Эффективность определяется как собранная тепловая энергия, деленная на падающее солнечное излучение. Значение должно быть между 0,0 и 1,0. Пользователь должен следить за тем, чтобы тепловой КПД и электрический КПД соответствовали друг другу, поскольку общий КПД PVT-коллектора является комбинацией как теплового, так и электрического КПД.

Поле: Название графика эффективности теплового преобразования[ССЫЛКА]

Это поле используется для имени графика, который предоставляет значения эффективности, с которой солнечная энергия собирается в рабочем теле. Это поле используется только в том случае, если в поле выше установлен режим ввода «По расписанию». Эффективность определяется как собранная тепловая энергия, деленная на падающее солнечное излучение. Значения в именованном расписании должны находиться в диапазоне от 0,0 до 1,0. Пользователь должен следить за тем, чтобы тепловой КПД и электрический КПД соответствовали друг другу, поскольку общий КПД PVT-коллектора является комбинацией как теплового, так и электрического КПД.

Поле: Коэффициент излучения передней поверхности[ССЫЛКА]

Это поле используется для описания среднего значения полного полусферического излучения передней поверхности коллектора, обращенной к небу. Это используется для моделирования приложений охлаждения, когда коллекторы PVT работают ночью для охлаждения рабочей жидкости.

Ниже приведен пример объекта ввода.

 SolarCollectorПроизводительность: Фотогальваническая Тепловая: Простой,
  20percentEffPVhalfArea , !- Имя
  0,5 , !- Доля площади поверхности с активным тепловым коллектором
  Фиксированный , !- Тип режима ввода эффективности теплового преобразования
  0. 2 , !- Значение эффективности теплового преобразования, если оно фиксировано
   , !- Название графика эффективности теплового преобразования
  0,84; !- Излучение передней поверхности 

Соединения системы отопления с солнечными коллекторами[ССЫЛКА]

В этом разделе представлен обзор того, как моделировать системы солнечного отопления. Солнечная система отопления может быть построена с использованием комбинации солнечных коллекторов, насосов, резервуаров для воды и водонагревателей. Солнечный коллектор должен быть подключен на стороне потребления контура установки. Несколько модулей коллекторов можно объединять последовательно и параллельно, используя обычные правила подключения предприятия. Сторона подачи контура установки должна содержать водонагреватель с петлей солнечного коллектора, соединяющейся с 9Узлы 0402 Вход со стороны источника и Выход со стороны источника . Как обычно, насос должен быть первым компонентом на стороне подачи.

Если солнечная система отопления предназначена только для горячего водоснабжения (или нагрева технической воды), можно использовать поле Use Flow Rate Fraction Schedule Name объекта WaterHeater:Mixed, чтобы избежать дополнительных подключений к установке. Если система имеет более сложные требования к горячей воде или если система предназначена для отопления помещений, используйте с боковым впуском 9.0403 и Использование бокового выхода Узлы должны быть подключены к другому контуру предприятия для обслуживания зонального и незонального оборудования. (Для получения дополнительной информации см. документацию WaterHeater:Mixed object.)

Схема подключения контура солнечного коллектора

ПРИМЕЧАНИЕ. Для моделирования установки EnergyPlus требуется, чтобы насос был первым компонентом на стороне подачи. Это может отличаться от того, как на самом деле настроена система солнечного отопления. Это не должно влиять на достоверность результатов моделирования.

Для достижения экономии энергии с помощью системы солнечного отопления лучше всего использовать систему с двумя баками с накопительным баком и вспомогательным водонагревателем. Аккумулятор собирает тепло непосредственно от солнечных коллекторов и сохраняет его для последующего использования. Резервуар для хранения моделируется с использованием объекта WaterHeater:Mixed с максимальной емкостью нагревателя , установленной на ноль. Вспомогательный водонагреватель расположен после накопительного бака на стороне подачи основного контура установки. Вспомогательный водонагреватель или бустерный водонагреватель обеспечивает дополнительный нагрев, если вода в накопительном баке недостаточно горячая. Вспомогательный водонагреватель можно смоделировать как проточный/безрезервуарный водонагреватель или как стандартный баковый водонагреватель с источником нагрева (см. Водонагреватель: смешанный).

Схема подключения солнечной системы отопления с двумя резервуарами

Еще одна стратегия, которую следует учитывать для систем солнечного отопления, заключается в том, чтобы позволить баку-аккумулятору достигать гораздо более высокой температуры, чем это необходимо для конечного использования. Это позволяет баку накапливать больше энергии от солнечных коллекторов, когда она доступна. Однако для таких применений, как горячее водоснабжение, нежелательно и небезопасно подавать горячую воду слишком высокой температуры в точке потребления. Чтобы воспользоваться преимуществами более высоких температур хранения, но при этом избежать перегрева воды в кране, горячую воду, выходящую из накопительного бака, можно охлаждать холодной водой с помощью трехходового клапана для достижения заданной температуры. Дополнительные сведения см. в документации по объекту TemperingValve.

Полная система солнечного отопления с двумя баками и регулирующим клапаном показана ниже.

Солнечная система отопления с двумя резервуарами и регулирующим клапаном

Управление системой солнечного отопления[ССЫЛКА]

В EnergyPlus есть несколько вариантов управления системой солнечного отопления. Так как солнечные коллекторы запрашивают постоянную потребность в расходе на основе их максимального расхода , ограничивающим фактором фактически является расход, определяемый циркуляционным насосом. Таким образом, всей системой можно управлять с помощью График расхода насоса насоса. Если расписание не задано, насос и система будут работать все время (без указания каких-либо других элементов управления). Обычно это не лучший способ эксплуатации системы солнечного отопления.

Для лучшего управления контуром коллектора можно использовать дифференциальный термостат для сравнения температуры в водонагревателе с температурой в коллекторе, чтобы насос включался только при наличии полезного притока тепла. Дифференциальный термостат моделируется с помощью объекта AvailabilityManager:DifferentialThermostat. Для типичной системы Имя горячего узла Поле относится к выходному узлу одного из модулей коллектора. Поле Cold Node Name относится к узлу Source Side Outlet , т. е. холодной накопительной воде, выходящей из водонагревателя. Поля Разность температур за пределами и Разность температур за пределами обычно имеют значения 8–12 C и 1–3 C соответственно. Если две разницы температур слишком малы, система может быстро включаться и выключаться без особого полезного притока тепла. Это также может произойти, если скорость потока через коллектор слишком высока. Без протока жидкость в коллекторе нагревается быстрее; при включении высокого расхода вся горячая жидкость удаляется, и температура падает, что снова приводит к отключению системы.

Другой метод управления — использование фотогальванической панели для питания насоса. Система начинает перекачку, когда солнечного излучения достаточно для работы насоса. Это еще не реализовано в EnergyPlus.

Предотвращение замерзания[ССЫЛКА]

В климате с холодным сезоном система солнечного отопления должна быть спроектирована таким образом, чтобы избежать риска замерзания жидкости в солнечном коллекторе или оголенных трубах и причинения ущерба. Это не проблема, если воздух является теплоносителем. Однако с водой есть несколько стратегий, которые могут минимизировать риск.

Сезонный график . Самая простая стратегия – не использовать систему в холодное время года. Это хлопотно, потому что для этого требуется вручную слить всю жидкость из коллектора. За это время теряются и преимущества системы солнечного отопления. Это можно смоделировать в EnergyPlus с соответствующим графиком насосов для коллекторной системы.

Антифриз . Температура замерзания жидкости снижается путем добавления в воду антифриза или использования другого теплоносителя с более низкой температурой замерзания. Это пока невозможно смоделировать в EnergyPlus, потому что в настоящее время в контурах установки разрешено использовать только чистую воду.

Система обратного слива . Эта стратегия автоматически опорожняет коллектор, когда насос не работает. Этот сценарий по умолчанию моделируется в EnergyPlus, хотя дополнительная энергия насоса, необходимая для запуска системы, не учитывается.

Система рециркуляции . Эта стратегия автоматически рециркулирует теплую жидкость из резервуара для хранения обратно через коллектор, чтобы поддерживать систему выше точки замерзания. При использовании этого метода возникают системные потери. Это можно смоделировать в EnergyPlus с помощью AvailabilityManager:LowTemperatureTurnOn, чтобы заставить систему включаться, когда температура наружного воздуха или температура на выходе коллектора падает ниже заданного минимума.

Дополнительные элементы управления[ССЫЛКА]

В дополнение к предотвращению замерзания необходимо также предотвращать перегрев системы. Обычно это вопрос безопасности водонагревателя. В этом случае важно иметь отсечку по высокой температуре, чтобы остановить насос, прежде чем повредить водонагреватель. Это достигается с помощью AvailabilityManager:HighTemperatureTurnOff.

Пример списка System Availability Manager[ССЫЛКА]

Чтобы использовать диспетчеры доступности для описанных выше вариантов управления, необходимо определить AvailabilityManagerAssignmentList и указать ссылку в объекте PlantLoop контура коллектора. Пример дифференциального термостата, рециркуляции для предотвращения замерзания и отключения при высокой температуре показан ниже:

 AvailabilityManagerAssignmentList,
  Список диспетчера доступности контура коллектора, !- Имя
  AvailabilityManager:HighTemperatureTurnOff, !- Availability Manager 1 Тип объекта
  Высокая температура Отключить диспетчер доступности, !- Имя диспетчера доступности 1
  AvailabilityManager:HighTemperatureTurnOn, !- Тип объекта диспетчера доступности 2
  Низкая температура Включить диспетчер доступности, !- Имя диспетчера доступности 2
  AvailabilityManager:DifferentialThermostat, !- Availability Manager 3 Тип объекта
  Менеджер доступности дифференциального термостата; !- Имя диспетчера доступности 3
 AvailabilityManager:HighTemperatureTurnOff, ! Для безопасности водонагревателя
  Диспетчер доступности отключения при высокой температуре, !- Имя
  Узел выхода водонагревателя, !- Имя узла датчика
  60,0; !- Температура (С)
 AvailabilityManager:HighTemperatureTurnOn, ! Для предотвращения замерзания за счет рециркуляции
  Диспетчер доступности включения при низкой температуре, !- Имя
  Выходной узел коллектора, !- Имя узла датчика
  0,0; !- Температура (С)
 AvailabilityManager:Дифференциальныйтермостат, ! Для полезного притока тепла от коллектора к баку
  Менеджер доступности дифференциального термостата, !- Имя
  Выходной узел коллектора, !- Имя горячего узла
  Узел выхода источника водонагревателя, !- Имя узла холода
  10. 0, !- Разность температур на пределе (дельта C)
  2,0; !- Предел выключения разницы температур (дельта C) 

Объект AvailabilityManager:DifferentialThermostat всегда должен быть последним менеджером в списке менеджеров доступности. Дополнительные сведения см. в документации по объекту AvailabilityManagerAssignmentList.

SolarCollector: UnglazedTranspired[ССЫЛКА]

Этот объект используется для моделирования неглазурованных проницаемых солнечных коллекторов (UTSC), используемых для кондиционирования наружного воздуха. Эти коллекторы обычно используются для нагрева воздуха, проходящего через перфорированные поглотители, которые нагреваются солнцем, а также для рекуперации тепла, отводимого через нижнюю стену. Объект SolarCollector:UnglazedTranspired **** представляет собой одиночный коллектор, присоединенный к одному или нескольким объектам BuildingSurface:Detailed **** и к одной или нескольким системам наружного воздуха. Следовательно, испаряемый коллектор является частью как тепловой оболочки, так и системы HVAC. Предоставляется пример файла TranspiredCollectors.idf.

Площадь и ориентация коллектора получены из объектов BuildingSurface:Detailed ****, на которые ссылаются по имени. Хотя сама поверхность коллектора немного отделена от нижележащей стены здания (или крыши), для представления самого коллектора не требуется никаких дополнительных объектов поверхности. При моделировании проницаемых коллекторов важно учитывать размер коллектора при разработке объектов BuildingSurface:Detailed **** модели здания, поскольку нижележащие поверхности должны соответствовать коллектору. Например, если коллектор покрывает только часть стены, то эту стену следует разделить на отдельные поверхности, одна из которых соответствует размеру коллектора. Один коллектор может быть связан с любым количеством объектов BuildingSurface:Detailed (однако, если вам нужно использовать более 10 поверхностей, то IDD потребуется расширить). Коллектор можно расположить под любым углом наклона, соответствующим образом описав поверхности. Поверхности не обязательно должны быть смежными или иметь одинаковую ориентацию, но программа будет выдавать предупреждения, если поверхности имеют широкий диапазон наклонов и азимутов.

Коллектор кондиционирует наружный воздух и подключается к системе наружного воздуха с использованием обычного метода указания имен узлов. Использование модели UTSC требует указания относительно полной воздушной системы HVAC, которая включает наружный воздуховод. Обычно для этого требуется использовать набор объектов, который, как минимум, будет включать: AirLoopHVAC:ControllerList, AirLoopHVAC:OutdoorAirSystem:EquipmentList, AirLoopHVAC:OutdoorAirSystem, OutdoorAir:NodeList, OutdoorAir:Mixer, SetpointManager:MixedAir и Controller:OutdoorAir. Один UTSC может обслуживать более одной системы наружного воздуха, но также требует использования отдельного объекта SolarCollector:UnglazedTranspired:MultiSystem для указания узловых соединений.

Элементы управления для UTSC включают настройку расхода воздуха и состояния перепускной заслонки. Если байпасная заслонка открыта, то весь вентиляционный воздух поступает прямо в смеситель наружного воздуха; если он закрытый, то весь воздух сначала проходит через UTSC. Байпасная заслонка моделируется полностью открытой или полностью закрытой. Управление заслонкой байпаса UTSC определяется менеджером доступности, поток воздуха устанавливается регуляторами смесителя наружного воздуха и регуляторами термостатического типа, которые решают, полезен ли нагрев. График доступности используется для обхода коллектора в определенное время года, например. летний сезон охлаждения. Расход воздуха задается элементами управления, связанными со смесителем наружного воздуха (см. SetpointManager:MixedAir и ****Controller:OutdoorAir). Регулятор термостатического типа определяет, будет ли коллектор обеспечивать полезный нагрев, на основе одного из двух типов заданных значений. Первый тип уставки температуры управляется SetpointManager:MixedAir, где модель UTSC смотрит на узел управления, обычно узел смешанного воздуха. Второй тип – это дополнительная уставка, специально предназначенная для бесплатного отопления, которая управляется в этом объекте, где модель UTSC смотрит на узел зонального воздуха.

Поле: Имя[ССЫЛКА]

Это поле содержит уникальное имя неглазурованного проницаемого солнечного коллектора.

Поле: Граничные условия Название модели[ССЫЛКА]

Это поле содержит имя объекта SurfaceProperty:OtherSideConditionsModel, объявленного в другом месте входного файла. Это соединит коллектор с внешними граничными условиями для нижележащей поверхности теплообмена.

Поле: Имя графика доступности[ССЫЛКА]

Это поле содержит имя расписания, которое определяет, доступен ли UTSC. Когда значение расписания меньше или равно нулю, UTSC всегда игнорируется. Когда значение расписания больше нуля, UTSC доступен и будет использоваться при выполнении других условий, таких как наружный воздух, запрошенный смесителем, и было определено, что предварительный нагрев выгоден на основе термостатического управления. Если это поле пустое, расписание имеет значение 1 для всех периодов времени.

Поле: Имя входного узла[ССЫЛКА]

Это поле содержит имя воздушного узла, который подает воздух в UTSC. Это имя узла также должно быть назначено узлу наружного воздуха с использованием объектов OutdoorAir:NodeList **** или OutdoorAir:Node ****. Этот узел также должен быть назван активируемым узлом в объекте Controller:OutdoorAir ****. Если UTSC подключен к более чем одной воздушной системе, то это поле можно оставить пустым и для определения узлов следует использовать объект SolarCollector:UnglazedTranspired:MultiSystem.

Поле: Имя выходного узла[ССЫЛКА]

Это поле содержит имя эфирного узла, который является выходом UTSC. Это имя узла обычно будет входом в OutdoorAir:Mixer (если на пути наружного воздуха нет другого оборудования). Если UTSC подключен к более чем одной воздушной системе, то это поле можно оставить пустым и для определения узлов следует использовать объект SolarCollector:UnglazedTranspired:MultiSystem ****.

Поле: Имя узла уставки[ССЫЛКА]

Это поле содержит имя воздушного узла, у которого есть менеджер заданных значений, управляющий заданным значением температуры. Это имя узла обычно называют управляющим узлом в объекте Controller:OutdoorAir ****. Если UTSC подключен к более чем одной воздушной системе, то это поле можно оставить пустым и для определения узлов следует использовать объект SolarCollector:UnglazedTranspired:MultiSystem ****.

Поле: Имя узла зоны[ССЫЛКА]

Это поле содержит имя воздушного узла для тепловой зоны, которая в конечном счете подключена к воздушной системе. Этот узел используется с графиком уставок, определенным в следующем поле, чтобы обеспечить дополнительный уровень термостатического управления для UTSC, не влияя на управление дополнительным нагревом. Если имеется одна воздушная система, которая подключена к более чем одной зоне, то следует выбрать одну зону в зависимости от того, где может быть расположен термостат. Если UTSC подключен к более чем одной воздушной системе, то это поле можно оставить пустым и для определения узлов следует использовать объект SolarCollector:UnglazedTranspired:MultiSystem ****.

Поле: Имя графика уставки естественного нагрева[ССЫЛКА]

Это поле содержит имя температурного графика, определенного в другом месте входного файла. Этот график должен определять температуры , желаемые в зоне, но не обязательно , требуемые . Этот вторичный график уставок используется для того, чтобы позволить UTSC работать так, как если бы он имел собственный термостат, отдельный от основного механизма управления. Когда UTSC используется с дополнительным нагревом, обычные менеджеры уставок и регуляторы температуры будут определять, как управлять дополнительными нагревателями. Это позволяет использовать более высокую уставку температуры воздуха в зоне для управления байпасом UTSC, чем для системы автономного отопления.

Поле: Диаметр отверстий в коллекторе[ССЫЛКА]

Это поле используется для ввода эффективного диаметра отверстий на поверхности коллектора. Диаметр следует вводить в метрах. Для отверстий, отличных от круглых, используйте эквивалентный диаметр для круглого отверстия, которое будет иметь такую ​​же площадь.

Поле: Расстояние между перфорациями в коллекторе[ССЫЛКА]

Это поле используется для ввода шага или среднего кратчайшего расстояния между перфорациями.

Поле: Коэффициент теплового излучения поверхности коллектора[ССЫЛКА]

Это поле используется для ввода коэффициента теплового излучения коллектора. Это свойство поверхности предназначено для длинноволнового инфракрасного излучения. Имущество используется для обеих сторон коллектора. Большинство окрашенных материалов имеют коэффициент излучения 0,9.

Поле: Солнечная поглощающая способность поверхности коллектора[ССЫЛКА]

Это поле используется для ввода солнечной поглощающей способности коллектора. Это свойство поверхности предназначено для коротковолнового солнечного излучения. Свойство используется для лицевой стороны коллектора, обращенной к окружающей среде. Более темные цвета имеют более высокую впитывающую способность. В то время как черный цвет является наиболее эффективным, можно использовать и другие цвета, чтобы они соответствовали цветовой гамме остальной части фасада. В следующей таблице приведены образцы коэффициентов поглощения солнечного света для различных цветов (источник: Conserval Engineering Inc., Торонто, Онтарио, Канада).

Черный	0,94
Классическая бронза	0,91
Шоколадно-коричневый	0,90
Хартфорд Грин	0,90
Мед. Бронза	0,89
Бойзенберри	0,86
Серый Рокки	0,85
Ярко-синий	0,85
Зеленый лес	0,84
Болиголов зеленый	0,82
Синий сланец	0,80
Красное дерево	0,79
Бирюзовый	0,79
Шиферно-серый	0,79
Зеленая патина	0,77
Мятно-зеленый	0,71
Серый голубь	0,69
Красная миссия	0,69
Сьерра Тан	0,65
Ярко-красный	0,59
Сыромятная кожа	0,57
Песчаник	0,54
Ювелир	0,53
Коппертон	0,51
Конкорд кремовый	0,45
Аскот Белый	0,40
Белая кость	0,30

Поле: Эффективная общая высота коллектора[ССЫЛКА]

Это поле используется для ввода номинальной высоты коллектора. Это значение используется в программе для определения масштаба длины в вертикальном направлении для участка естественной вентиляции, обусловленного плавучестью, который возникает, когда коллектор неактивен. (Обратите внимание, что большая часть информации о геометрии получена из нижележащих поверхностей.) Введенное здесь значение корректируется внутри программы для учета наклона коллектора. Хотя значение здесь, как правило, соответствует фактическому расстоянию/высоте, его значение не критично и может использоваться для корректировки моделирования скоростей воздухообмена в пассивном режиме. Если коллектор горизонтальный, то шкала длины получается из следующего поля.

Поле

: Эффективная толщина зазора камеры за коллектором[ССЫЛКА]

Это поле используется для ввода номинальной толщины зазора коллектора. Это значение расстояния используется только тогда, когда коллектор находится почти горизонтально, чтобы определить масштаб длины в вертикальном направлении для расчетов плавучести. Например, если коллектор установлен на плоской крыше, его высота с поправкой на наклон равна нулю, и программа будет использовать эту толщину зазора в качестве шкалы длины, а не высоту из предыдущего поля.

Поле: Эффективная площадь поперечного сечения камеры за коллектором[ССЫЛКА]

Это поле используется для ввода номинальной площади поперечного сечения зазора за коллектором. Эта область используется для определения шкалы скоростей для корреляций поверхностной конвекции теплопередачи, когда коллектор активен. Это значение обычно представляет собой произведение средней толщины зазора на среднюю ширину коллектора.

Поле

: Схема расположения отверстий для шага [ССЫЛКА]

Это поле используется для описания схемы перфорации на поверхности коллектора. В настоящее время доступны два варианта: квадрат и треугольник. Обратите внимание, что схема расположения отверстий должна соответствовать тому, как было определено значение шага.

Поле: Корреляция эффективности теплообмена[ССЫЛКА]

Это поле используется для выбора корреляции, используемой для моделирования теплопередачи от поверхности коллектора к входящему воздуху, когда коллектор активен. Доступны два варианта: Kutscher1994 и VanDeckerHollandsBrunger2001. Подробности и ссылки см. в Техническом справочнике.

Поле

: Отношение фактической площади поверхности коллектора к расчетной площади поверхности[ССЫЛКА]

Это поле используется для ввода коэффициента, учитывающего дополнительную площадь поверхности в результате гофрирования поверхности коллектора. Гофры помогают сделать коллектор более жестким. Площадь спроецированной поверхности получается программой из (плоских) подстилающих поверхностей. Если коллектор плоский, то это отношение равно 1,0. Если коллектор гофрированный, то это соотношение будет больше единицы. Типичное значение может быть 1,165.

Поле: Шероховатость коллектора[ССЫЛКА]

Это поле используется для описания относительной шероховатости материала коллектора. Это поле похоже на поле объекта «Материал ****». Этот параметр влияет только на коэффициенты конвекции, точнее на коэффициент внешней конвекции. В этом поле ожидается специальное ключевое слово с параметрами «VeryRough», «Rough», «MediumRough», «MediumSmooth», «Smooth» и «VerySmooth» в порядке от самого грубого к самому гладкому.

Поле: Толщина коллектора[ССЫЛКА]

Это поле используется для ввода толщины материала коллектора. Это значение необходимо только для корреляции Van Decker Hollands Brunger 2001. Толщина материала должна быть указана в метрах.

Поле

: Эффективность перфорации по отношению к ветру[ССЫЛКА]

Это поле используется для ввода значения коэффициента, используемого для определения естественного воздухообмена от ветра, или Cv. Когда коллектор неактивен, ветер будет заставлять наружный воздух входить и выходить из коллектора. Cv — произвольный коэффициент, используемый для моделирования эффективности проемов и зависящий от геометрии проема и ориентации по отношению к ветру. Cv, вероятно, должен быть в диапазоне от 0,25 до 0,65. Увеличение Cv увеличит объем естественной вентиляции.

Поле: Коэффициент расхода для отверстий по отношению к потоку, управляемому плавучестью[ССЫЛКА]

Это поле используется для ввода значения коэффициента, используемого для определения естественного воздухообмена по плавучести, или Cd. Когда коллектор неактивен, дымовая труба или эффекты плавучести заставят наружный воздух входить и выходить из коллектора. Cd — произвольный коэффициент расхода, зависящий от геометрии отверстия. Cd, вероятно, должен быть в диапазоне от 0,4 до 1,0. Увеличение Cd увеличит количество естественной вентиляции.

Поле: Поверхность

<#> Имя[ССЫЛКА]

Остальные поля используются для именования объектов BuildingSurface:Detailed ****, связанных с UTSC. Это лежащие в основе поверхности теплопередачи, которые определяются в другом месте входного файла. Все эти другие поверхности должны указывать OtherSideConditionsModel в качестве внешней среды. Входной объект в настоящее время может вмещать до десяти поверхностей, но он расширяем.

Ниже приведен пример этого объекта.

 SolarCollector: UnglazedTranspired,
    Магазин ОА УТСК ЗН11, ! Имя
    UTSC OSCM ZN11, ! Граничные условия Название модели
    График доступности отопления , ! Имя расписания доступности
    Узел забора наружного воздуха ZN11 , ! Имя входного узла
    Выходной узел UTSC ZN11 , ! Имя выходного узла
    Смешанный воздушный узел ZN11 , ! Имя узла уставки
    Узел ZN11, ! Имя узла зоны
    ShopFreeHeatingSetpoints, ! Имя расписания уставки свободного нагрева
    0,0016, ! Диаметр перфораций в коллекторе
    0,01689, ! Расстояние между перфорациями в коллекторе
    0,9, ! Коэффициент теплового излучения поверхности коллектора
    0,9, ! Солнечная поглощающая способность поверхности коллектора
    4. 0, ! Эффективная общая высота коллектора
    0,1, ! Эффективная толщина зазора камеры за коллектором
    2.0, ! Эффективная площадь поперечного сечения камеры за коллектором
    Треугольник, ! Схема расположения отверстий для шага
    Кучер1994, ! Корреляция эффективности теплообмена
    1.165, ! Отношение фактической площади поверхности коллектора к расчетной площади поверхности
    Среднегрубый , ! Шероховатость коллектора
    0,00086, ! Толщина коллектора
    0,25, ! Эффективность перфорации по отношению к ветру
    0,5, ! Коэффициент расхода для отверстий по отношению к потоку, управляемому плавучестью
    ZN11_Shop_1:Внешняя стена:Юг; ! Поверхность 1 Название 

Солнечный коллектор Неглазурованные прозрачные выходы[ССЫЛКА]

Помимо соответствующих выходных данных, которые можно получить для воздушных узлов и поверхностей, эти выходные данные доступны для систем UTSC:

 HVAC, средний, эффективность теплообменника солнечного коллектора []
HVAC, средняя температура воздуха на выходе из солнечного коллектора [C]
HVAC,средняя скорость всасывания солнечного коллектора снаружи [м/с]
HVAC, средняя температура поверхности солнечного коллектора [C]
HVAC, средняя, ​​температура воздуха в пленуме солнечного коллектора [C]
HVAC, Средняя, ​​Явная скорость нагрева солнечного коллектора [Вт]
Зона, Счетчик, SolarAir: Объект [J]
Зона, счетчик, SolarAir: HVAC [J]
Зона, счетчик, теплопроизводство: SolarAir [J]
HVAC, Sum, явная тепловая энергия солнечного коллектора [Дж]
HVAC, средний, скорость воздухообмена естественной вентиляции солнечного коллектора [ACH]
HVAC, средний, массовый расход естественной вентиляции солнечного коллектора [кг/с]
HVAC, средний, массовый расход солнечного коллектора, ветра, естественной вентиляции [кг/с]
HVAC, средний, плавучесть солнечного коллектора, естественная вентиляция, массовый расход [кг/с]
HVAC, среднее, солнечное излучение солнечного коллектора [Вт/м2]
HVAC, средний, эффективность системы солнечного коллектора []
HVAC, средний, поверхностный КПД солнечного коллектора [] 

Эффективность теплообменника солнечного коллектора [][ССЫЛКА]

Результаты корреляций UTSC, определенных .

Температура воздуха на выходе из солнечного коллектора [C][LINK]

Температура воздуха, поступающего в камеру после нагрева коллектором.

Скорость всасывания снаружи солнечного коллектора [м/с][ССЫЛКА]

Объемная скорость воздуха, приближающегося к коллектору.

Температура поверхности солнечного коллектора [C][LINK]

Температура поверхности самого коллектора.

Температура воздуха в пленуме солнечного коллектора [C][LINK]

Температура воздуха внутри и на выходе из камеры за коллектором.

Ощутимая скорость нагрева солнечного коллектора [W][LINK]

Общая скорость добавления тепла к потоку наружного воздуха.

SolarAir:Объект [J][ССЫЛКА]

Счетчик, который включает тепловую энергию, предоставленную UTSC.

SolarAir:HVAC [J][ССЫЛКА]

Счетчик, который включает тепловую энергию, предоставленную UTSC.

HeatProduced:SolarAir [J][ССЫЛКА]

Счетчик, который включает тепловую энергию, предоставленную UTSC.

Тепловая энергия солнечного коллектора [J][LINK]

Общая сумма энергии, добавленной к потоку наружного воздуха.

Коэффициент воздухообмена естественной вентиляции солнечного коллектора [ACH][LINK]

Скорость воздухообмена естественной вентиляции между нагнетательным пространством и окружающей средой, когда коллектор неактивен в обмене воздуха в час.

Массовый расход естественной вентиляции солнечного коллектора [кг/с][ССЫЛКА]

Массовый расход воздуха естественной вентиляции между приточной камерой и окружающей средой при неактивном коллекторе.

Солнечный коллектор Ветер Естественная вентиляция Массовый расход [кг/с][ССЫЛКА]

Часть массового расхода воздуха естественной вентиляции между приточной камерой и окружающим воздухом при бездействии коллектора из-за ветровой нагрузки.

Плавучесть солнечного коллектора Естественная вентиляция Массовый расход [кг/с][ССЫЛКА]

Часть массового расхода воздуха естественной вентиляции между приточной камерой и окружающей средой при бездействии коллектора под действием выталкивающих сил.

Солнечное излучение, происшедшее с солнечным коллектором [Вт/м2][ССЫЛКА]

Интенсивность солнечного излучения, падающего на коллектор UTSC от всех источников.

Эффективность системы солнечного коллектора [][ССЫЛКА]

Общая эффективность системы UTSC, включая собранную солнечную энергию и тепло, полученное от подстилающей поверхности.

Поверхностная эффективность солнечного коллектора [][ССЫЛКА]

Эффективность солнечного коллектора UTSC.

SolarCollector:UnglazedTranspired:MultiSystem[ССЫЛКА]

Этот объект используется для моделирования неглазурованных испаряемых солнечных коллекторов (UTSC), которые подключены к нескольким системам наружного воздуха. Этот объект дополняет объект SolarCollector:UnglazedTranspired и необходим только в том случае, если к одному испаряющему коллектору подключено более одной воздушной системы. После поля имени идут наборы из четырех имен узлов, используемых для определения соединений каждой воздушной системы. Каждый набор содержит имена узлов для входа, выхода, управления и зоны. Если требуется более пяти воздушных систем, этот объект можно расширить.

Поле: Название солнечного коллектора[ССЫЛКА]

Это поле используется для определения имени объекта SolarCollector:UnglazedTranspired, который необходимо подключить к более чем одной воздушной системе. Это поле должно соответствовать имени.

Полевой набор: входной узел, выпускной узел, узел смешанного воздуха, узел зоны[ССЫЛКА]

Следующие четыре поля образуют повторяющийся набор из четырех полей. Для каждой системы наружного воздуха, подключенной к коллектору, используется один комплект.

Поле: Система наружного воздуха

<#> Узел впуска коллектора[ССЫЛКА]

Это поле содержит имя воздушного узла, который подает воздух в UTSC. Это имя узла также должно быть назначено узлу наружного воздуха с помощью объектов OutdoorAir:NodeList и OutdoorAir:Node. Этот узел также называется исполнительным узлом в объекте Controller:OutdoorAir ****.

Поле: Система наружного воздуха

<#> Узел выхода коллектора[ССЫЛКА]

Это поле содержит имя эфирного узла, который является выходом UTSC. Это имя узла обычно будет именем узла потока наружного воздуха в OutdoorAir:Mixer (если на пути наружного воздуха нет другого оборудования).

Поле: Система наружного воздуха

<#> Узел смешанного воздуха[ССЫЛКА]

Это поле содержит имя воздушного узла, у которого есть менеджер заданных значений, управляющий заданным значением температуры. Это имя узла обычно называется узлом смешанного воздуха в объекте Controller:OutdoorAir ****.

Поле: Система наружного воздуха

<#> Узел зоны[ССЫЛКА]

Это поле содержит имя воздушного узла для тепловой зоны, которая в конечном счете подключена к воздушной системе. Этот узел используется с графиком уставок, определенным в следующем поле, чтобы обеспечить дополнительный уровень термостатического управления для UTSC, не влияя на управление дополнительным нагревом. Если имеется одна воздушная система, которая подключена к более чем одной зоне, то следует выбрать одну зону в зависимости от того, где может быть расположен термостат.

Ниже приведен пример этого объекта.

 SolarCollector: UnglazedTranspired: Multisystem,
  OFFICE MultiSystem OA UTSC , ! Название солнечного коллектора
  Узел забора наружного воздуха ZN1, ! Система наружного воздуха 1 Входной узел коллектора
  Выходной узел UTSC ZN1, ! Система наружного воздуха 1 Выходной узел коллектора
  Смешанный воздушный узел ZN1, ! Система наружного воздуха 1 узел смешанного воздуха
  Узел ZN1, ! Система наружного воздуха 1 Зональный узел
  Узел забора наружного воздуха ZN2, ! Входной узел коллектора системы наружного воздуха 2
  Выходной узел UTSC ZN2, ! Узел выхода коллектора системы наружного воздуха 2
  Смешанный воздушный узел ZN2, ! Система наружного воздуха 2 Узел смешанного воздуха
  Узел ZN2, ! Система наружного воздуха, 2 зоны, узел
  Узел забора наружного воздуха ZN3, ! Узел впуска коллектора системы наружного воздуха 3
  Выходной узел UTSC ZN3, ! Система наружного воздуха 3 Выходной узел коллектора
  Смешанный воздушный узел ZN3, ! Система наружного воздуха 3 Узел смешанного воздуха
  Узел ZN3, ! Система наружного воздуха, 3 зоны, узел
  Узел забора наружного воздуха ZN4, ! Система наружного воздуха 4 Входной узел коллектора
  Выходной узел UTSC ZN4, ! Система наружного воздуха 4 Выходной узел коллектора
  Смешанный воздушный узел ZN4, ! Система наружного воздуха 4 Узел смешанного воздуха
  Узел ZN4, ! Узел системы наружного воздуха, 4 зоны
  Узел забора наружного воздуха ZN5, ! Узел впуска коллектора системы наружного воздуха 5
  Выходной узел UTSC ZN5, ! Система наружного воздуха 5 Выходной узел коллектора
  Смешанный воздушный узел ZN5, ! Система наружного воздуха 5 Узел смешанного воздуха
  узел ЗН5; ! Система наружного воздуха 5 Зона Узел 

Авторское право на содержание документации © 1996-2014 Попечительский совет Иллинойсский университет и регенты Калифорнийского университета через Национальную лабораторию Эрнеста Орландо Лоуренса в Беркли. Все права сдержанный. EnergyPlus является торговой маркой Министерства энергетики США.

Эта документация доступна в рамках программы EnergyPlus. Лицензия с открытым исходным кодом v1.0.

Солнечное воздушное отопление с использованием солнечных коллекторов

•  +1(204) 977-3111
• Свяжитесь с нами
•  +1(800) 317-9054

Счет

Хотите стать консультантом по энергетике?

Хотите стать консультантом по энергетике?

Solar Air, возможно, является наиболее эффективным способом использования солнечной энергии. Используя комбинацию пассивной солнечной энергии и фотоэлектрического вентилятора на солнечной энергии, горячий воздух циркулирует в доме или здании, обеспечивая теплое чистое отопление.

Солнечное воздушное отопление признано одним из самых экономичных способов отопления дома с использованием энергии солнца. Окупаемость солнечного нагрева воздуха составляет 1-4 года, и это до вычета федерального налогового кредита в размере 30%!

Преимущество наших солнечных воздухонагревателей заключается в том, что их может легко установить любой домовладелец, что значительно снижает общие инвестиционные затраты.  См. руководство по установке солнечного коллектора воздуха . Другим преимуществом наших солнечных воздухонагревателей является то, что они не требуют проводки или разрешений на электроснабжение. Эксплуатационные расходы абсолютно равны нулю, так как солнечный вентилятор питается непосредственно от солнечного фотоэлектрического модуля на коллекторе. И самое главное, вентилятор автоматически увеличивает скорость по мере увеличения интенсивности солнца.

В отличие от систем солнечного теплового отопления, солнечные воздухонагреватели не перегреваются в летние месяцы. В летнее время просто отрегулируйте настройки температуры ниже фактической внутренней температуры, и ваш солнечный воздухонагреватель никогда не включится. Цифровой термостат работает через солнечную панель, поэтому нет необходимости в батареях или сети переменного тока.

Солнечные воздухонагреватели работают, всасывая свежий наружный воздух и циркулируя по лабиринту из черного алюминия со специальным селективным покрытием, которое поглощает гораздо больше тепла, чем излучает. Затем этот нагретый воздух вдувается в жилище с помощью вентилятора, работающего от солнечной энергии. Это прекрасно работает в весенние, летние и осенние месяцы и обеспечивает повышение температуры на 20-40°С (70-9°С).0 Ф)! В более холодном климате, таком как север США, температура наружного воздуха может опускаться до минус 30-40 F, и поэтому солнечный нагреватель воздуха не сможет обеспечить достаточное количество тепла. Однако с SAh44 Вы можете просто втягивать воздух из подвала или жилого помещения и повторно нагревать его обратно в жилую зону. Таким образом, даже в -40 солнечные воздухонагреватели могут дать полезную тепловую энергию! Узнайте больше о том, как работает солнечный воздухонагреватель .

Солнечные воздухонагреватели лучше всего работают, если их разместить непосредственно на стене, выходящей на юг, в качестве альтернативы также подойдет южная крыша, но тогда их необходимо ввести в дом через воздуховод. Поскольку горячий воздух поднимается вверх, воздуховод в дом лучше всего делать на более низком уровне (ближе к полу), чтобы тепло можно было использовать более эффективно.

Cabins

Crawl airs and basements

Residence

Off Grid

Commercial

Fishing shacks

Agriculture

Campers and RV’s

20 year on PV Panel

2 years for solar air heater/ ventilator

Вентилятор 30 000 часов

SPAH SOLAR HEAT Простая установка

Здравствуйте, мистер Андерсон,

Погода в Квебеке с середины августа была… довольно плохой Влажно, прохладно и облачно большую часть времени. В начале сентября у нас обычно бывает действительно хорошая погода на пару дней! В этом году. .. нада! Плохая погода и Covid-19! Но в субботу у нас была очень хорошая (хотя и прохладная) погода и большую часть времени светило солнце. Солнечный нагреватель мог работать почти непрерывно в течение 4 часов. Температура солнечного нагревателя воздуха поднялась до 122 по Фаренгейту, и большую часть времени он работал при напряжении выше 14 вольт. Когда я кладу руку рядом с выходом воздуха в подвале, из него выходит горячий воздух. А у нас влажность в подвале, с тех пор как мы установили солнечный воздухонагреватель, не превышала 50%, что является улучшением по сравнению с влажностью 75-80%, которая была у нас этим летом. Я все еще наблюдаю за солнечным нагревателем воздуха, но, похоже, он делает то, что мы хотели, то есть заменяет стандартный осушитель, который мы не можем использовать в солнечной системе среднего размера. Но так как воздухозаборник я разместил на первом этаже, а вытяжку в подвале, то он циркулирует воздух по 2-м этажам нашего коттеджа. И теперь, когда мы начали использовать наш дровяной камин медленного горения на первом этаже, подогретый воздух с первого этажа выталкивается вниз к полу подвала. Это способствует общему комфорту коттеджа.

Я с нетерпением жду возможности увидеть, как будет тепло в неотапливаемом коттедже зимой. Если он будет поддерживать температуру выше 0 по Цельсию, мы будем очень довольны. На выходных проверю новый термостат и буду держать вас в курсе. Спасибо за отличное последующее обслуживание.

Руководство по установке

Узнайте, насколько просто установить солнечный нагреватель воздуха в любом здании.

Как они работают

Подробные детали и параметры наших солнечных воздухонагревателей.

Технические характеристики

Подробные детали и параметры наших солнечных воздухонагревателей.

Производительность

Узнайте, сколько энергии может производить один солнечный воздушный коллектор.

Цены

Цены на солнечные воздухонагреватели.

835 Kapelus Dr. West St Paul, MB R4A 5A4, Канада

1-800-317-9054

1-204-977-3111

Свяжитесь с нами

Facebook

0 9 Pinterest

Что такое солнечный тепловой коллектор? Различные типы

Солнечный тепловой коллектор — это компонент солнечной тепловой установки, отвечающий за улавливание солнечного излучения и преобразование его в тепловую энергию. Этот тип солнечной панели также называют тепловой солнечной панелью.

Существует множество типов установок солнечной тепловой энергии в зависимости от цели, для которой они предназначены. Некоторые распространенные области применения солнечных коллекторов:

Какие существуют типы солнечных коллекторов?

Существует множество типов солнечных тепловых коллекторов. Используемый солнечный коллектор будет зависеть от того, для чего он будет использоваться. Классификация солнечных тепловых коллекторов на рынке солнечной энергетики следующая:

1. Плоские коллекторы

Плоские солнечные коллекторы улавливают солнечное излучение, попадающее на поверхность, для нагрева жидкости. Парниковый эффект часто используется для уменьшения потерь тепла.

Основой плоского солнечного коллектора этого типа является набор вертикально ориентированных металлических трубок, по которым параллельно проходит холодная вода. Эти трубы соединены внизу горизонтальной трубой с входом холодной воды и другой такой же трубой с выходом вверху.

Трубки сверху закрыты крышкой, обычно из двойного стекла, а снизу — изоляционным материалом.

Солнечные коллекторы этого типа используются в низкотемпературных установках (ниже 80 градусов Цельсия), например, для обогрева бассейнов.

2. Коллекторы с вакуумными трубками

Солнечные коллекторы с вакуумными трубками аналогичны плоским солнечным коллекторам, но вместо металлических трубок используются стеклянные трубки. Эти стеклянные трубки заключены одна за другой в другую стеклянную трубку, между которой создается вакуум для изоляции.

Этот тип тепловой солнечной панели имеет более высокую производительность, но его стоимость выше.

3. Концентрирующие коллекторы

Этот тип коллекторов улавливает излучение, полученное на относительно большой поверхности, и концентрирует его с помощью плоских зеркал или параболических желобов на меньшей поверхности.

Целью фокусных коллекторов является концентрация солнечной энергии, поступающей на поверхность, в одной точке для получения высоких температур. Этот метод используется в высокотемпературных и очень высокотемпературных солнечных установках.

Обычно этот тип солнечного коллектора используется для выработки водяного пара и электричества очень высокого давления, как на обычной теплоэлектростанции.

Компоненты плоского солнечного коллектора

Стандартные солнечные коллекторы состоят из следующих элементов:

• Крышка: Крышка солнечного коллектора прозрачная. Может и не быть. Обычно изготавливается из стекла, хотя используется и пластик. Его функция заключается в минимизации потерь тепла за счет конвекции и теплового излучения.

• Воздушный канал: это пространство, которое может быть пустым и которое отделяет чехол от впитывающей пластины. Его толщина рассчитывается с учетом целей балансировки конвекционных потерь и высоких температур, которые могут возникнуть, если он слишком узкий.

• Абсорбирующая пластина: это элемент, который поглощает солнечную энергию и передает ее жидкости, циркулирующей по трубам. Основная характеристика плиты заключается в том, что она должна иметь высокое поглощение солнечной энергии и низкое тепловыделение.

• Трубы или воздуховоды: эти элементы соприкасаются (иногда привариваются) к пластине абсорбера, чтобы обеспечить максимально возможный обмен энергией. Жидкость циркулирует по трубам, которые будут нагреваться и поступать в накопительный бак.

• Изолирующий слой: Изолирующий слой предназначен для покрытия системы во избежание и минимизации потерь.

• Аккумулятор: Аккумулятор является дополнительным элементом. Иногда это неотъемлемая часть солнечной панели, и в этих случаях она часто видна непосредственно над ней или в непосредственной близости.

Использование солнечных коллекторов

Солнечные коллекторы в основном поставляют горячую воду для ГВС и отопления или вырабатывают электроэнергию.

В случае коллекторов для ГВС и отопления, солнечный аккумулирующий резервуар накапливает воду для бытовых нужд, которая контактирует с жидкостью с помощью змеевика.

No related posts.