Използване на слънчевата енергия за подгряване на вода.

Слънчевите колектори са ефективен и евтин начин за загряване на водата използвана за най-различни битови цели. Домакинствата имат почти постоянна нужда от топла вода за задоволяване на различни нужди.
15.08.2014
инж. Полина Петкова
358
слънчеви колектори, топла вода, слънчева енергия, Соларни системи, бойлер
Бойлери използващи слънчевата енергия.
Източник: http://www.alibaba.com/

Слънчевите колектори са ефективен и евтин начин за загряване на водата използвана за най-различни битови цели. Домакинствата имат почти постоянна нужда от топла вода за задоволяване на различни нужди, като къпане, пране, миене на съдове и др. 


Слънчевите колектори обикновено се използват в съчетание с традиционен бойлер, тъй като метеорологичните условия се отразяват на ефикасността на производство на топла вода. При избора на такава система, традиционният бойлер допълва слънчевия нагревател. Добавянето на слънчеви колектори с водна отоплителна риза може да намали сметките за ток и съответните емисии на въглероден диоксид на половина, а понякога дори и с повече.


Соларните системи са отличен източник на чиста енергия: тяхното гориво – слънчевата светлина, е неограничено, свободно и няма вторичен отпадъчен продукт, след превръщането му в енергия. Проблемът с този вид възобновяем източник на енергия, е нейната ефективност. Соларната фотоволтаична технология, или така наречените PV системи, са по-малко ефективни при преобразуване на горивото в електричество, отколкото една вятърна турбина например. Но когато става дума за отопление на вода (за разлика от захранване на електрически уреди), слънчевата радиация не трябва да се превръща в електрическа енергия, а в топлина, което не е проблем.

  
3 бр. Сл. колектори “Bosch” Solar 5000 TF, Брутен дневен добив 450 л. БГВ и 6 бр. Сл.колектори “Oventrop”-  Вила с басейн, Брутен дневен добив 900 л. БГВ     Изпълнител: “Грийн Сън Системс” ООД www.greensunsystems.eu

В същността си, слънчевите бойлери правят едно нещо: използват слънчевата енергия, за да загреят водата. Същото нещо се случва, когато оставим чаша студен чай на слънце: след известно време, той вече е топъл. Разбира се, бойлерът трябва да работи по-бързо и да загрее по-голямо количество вода, така че системата е доста по-сложна.

Как работи соларната система за затопляне на вода.
Основните елементи на слънчевият бойлер, са слънчев колектор и резервоар за съхранение. ”Сърцевината” на всяка соларна инсталация е колекторът. Той поема слънчевите лъчи през абсорбера и ги превръща в топлина. Соларната течност - смес от вода и антифриз, протича през абсорбера, като така се загрява и транспортира топлината към серпентините в соларния бойлер. Колко ефективно работи слънчевият колектор, т.е. колко от поетата от слънчевото лъчение топлина успява да преобразува в полезна топлина, се дава с параметъра ефективност на колектора. Но ефективността му не може да бъде описана с фиксирана стойност, а като крива, тъй като тя се променя според силата на лъчението и разликата между температурата на абсорбера и околната среда. Мощността на колектора зависи в голяма степен и от топлоизолацията му и поглъщата способност на абсорбера.

Соларните колектори на известна немска марка притежават както превъзходна изолация, така и високоефективно селективно покритие, които гарантират висока ефективност.

       
4 бр. Сл. колектори “Bosch” Solar 5000 TF, Брутен дневен добив 600 л. БГВ и 10 бр. Сл. колектори “Bosch” Solar 5000 TF, Брутен дневен добив 1500 л. БГВ     Изпълнител:“Грийн Сън Системс” ООД  www.greensunsystems.eu

С подходящ бойлер и специално управление соларната топлина може да се използва за предварително подгряване на подаването към отоплителната инсталация. За целта в бойлера има два водосъдържателя един в друг: вътрешният служи за подгрятата битова вода, външният за подпомагане на отоплението. Соларната топлина захранва областта на буферния резервоар в комбинирания соларен бойлер. Горещата буферна вода подгрява съдържанието на вътреразположения резервоар с битова вода, който в случай на необходимост може да бъде доподгрят и от отоплителния котел.

Съществуват два основни вида слънчеви колектори – пасивни и активни. Активният нагревател използва управляеми помпи, задвижвани посредством електричество, за да се движи водата в системата, а пасивният нагревател не използва нищо друго освен енергията на природата.

Има два основни типа на пасивни системи:


  • Първият вид представлява един или повече резервоари с вода, поместени във вътрешността на слънчев колектор (няма тръби). Водата се затопля директно в резервоара, а движението на водата към тръбопровода става посредством силата на тежестта или естествената конвекция (теглото на горещата вода намалява и тя по естествен път се изкачва в резервоара, а междувременно охладената вече вода се спуска надолу по тръбите).
  • При вторият тип резервоарът за вода, е отделен от слънчевият колектор. Студената вода преминава през тръбите на колектора, и естествената конвекция изпомпва получената топла вода в резервоар за съхранение. От там, водата преминава към тръбопровода в дома. Тези системи са надеждни, с проста технология и относително евтини. Може да се добави и електрически нагревател със защита, за допълнително подгряване на бойлера през зимните месеци.

 
Соларна система с принудителна циркулация     Източник: www.archiproducts.com и Колектор тип плосък панел за подгряване на вода     Източник: www.topwaterheaters.com

Активните системи обикновено попадат в една от следните три категории:


  • Директни:
    През слънчевите колектори и в резервоара за съхранение водата се движи с помощта на електрически помпи и контролен блок.
  • Индиректни:
    Вместо вода за отопление, слънчевите колектори загряват течности за "пренос на топлина", като антифриз. Антифризът се влива в изолираните тръби на топлообменника, където е заобиколен от вода. Водата поема топлината от антифриза (но не се смесва с него) и след това се изпомпва в резервоара за съхранение.
  • Слънчев колектор с нагряваща се тръба:
    Той е съставен от вакуумни тръби с двойни стени с топлинни тръбички в тях, които се свързват с по-голяма изолирана медна тръба, поставена в алуминиева кутия. Принципът им на работа е следния: системата бързо и ефективно трансферира погълнатата топлинна енергия чрез вакуумните тръби и я доставя в сърцевината на колектора. Тъй като течността кипи в основата на тръбата, се издига в газообразно състояние. Чрез отдаване на топлината към главната медна тръба, течността кондензира и натежава, така се връща в основата на топлинната тръба. Този процес се повтаря многократно.

Защо да използвате слънчево затопляне на водата?
Като цяло, има няколко причини за използване на слънчевата енергия за тези цели.

Енергийна независимост.
Използването на слънчевата енергия може да намали нуждите ви от комунални услуги. Също така спомага за намаляване на зависимостта на страната от външни енергийни източници. Соларните системи са толкова надеждни, колкото и традиционните методи за снабдяване на дома с топла вода. Независимостта може да бъде много приятно изживяване.Намалява се вредното въздействие върху околната среда.

Факт е, че повечето от енергията ни идва от изгарянето на изкопаеми горива. В  по-широк спектър това води до екологични проблеми, включително и причиненото от човека изменение на климата. Използването на ядрената енергия и нейните дълголетни, отровни отпадъчни продукти, е важен въпрос за много хора.

Екология.
Но защо да рискуваме околната среда, когато можем да се възползваме от слънцето, което пада свободно на земята, готово да бъде използвано за задоволяването на собствените ни енергийни нужди? С изключение на това, че се налага да произвеждаме, необходимото за улавяне на слънчевата топлина оборудване, няма друго вредно въздействие върху околната среда от използването на слънчевата енергия в домовете ни.

Финансови ползи.
Когато решите да използвате слънчевата енергия и да замените всички или част от комуналните услуги, идват и финансовите отражения на вашите сметки. Добавянето на слънчеви колектори за подгряване на вода може значително да намали вашите разходи. При достатъчно количество соларна енергия разходите за отопление намаляват чувствително.

При соларното подпомагане на отоплението освен разхода на топла вода трябва да се отчете и необходимата отоплителна мощност. Тя е зависима от степента на топлоизолация на жилището или къщата. Енергията за подгряване на битова вода и тази за отопление на жилището се обобщават в обща отоплителна потребност. При оразмеряване на соларната система се цели соларен дял от общата отоплителна потребност между 10 и 40 %.

За постигане на максимално висок дял на соларно покритие са необходими следните качества на сградата и отоплителната инсталация:
- Отлична топлоизолация с цел възможно най- малка отоплителна потребност.
-  Възможно най-ниска температура на подаване и връщане на отоплителната система. Конвенционалните отоплителни инсталации работят с температура на подаване от 50 до 70°С. В сезоните със слабо слънцегреене колекторите много рядко могат да достигнат това високо температурно ниво. Ако обаче са инсталирани едроплощни отоплителни повърхности (подово или стенно отопление), соларната инсталация често ще постига ниската температура на подаване и връщане (50/30°С). В такива инсталации соларният дял в отоплителната потребност може да бъде в порядъка 20 до 40 %.
- Благоприятна ориентация на колекторната площ поне 45° наклон на покрива и ориентация на близка до юг, тъй като през зимата са налице кратки дни с ниско слънце.

Solar Inside Control Unit – максимална икономия с патентован алгоритъм за соларна оптимизация
Комбинацията от соларна система и газов кондензен котел в сравнение с традиционните системи средно годишно спестява:
• до 70% от разходите за подгряване на битова вода и
• до 30% от разходите за енергия за отопление.
Благодарение на активната функция за соларна оптимизация, интегрирана в новите Bosch-управления се спестява  допълнително 

 

+2
Автор: инж. Полина Петкова
Закони Нормативна база Коментари