Päikeseküttesüsteemid. Nõukogude ja Venemaa päikeseküte - teadus- ja insenerikoolid. Õhkküttesüsteem

18.10.2019

Päikeseküttesüsteemid

4.1. Päikesesüsteemide klassifikatsioon ja põhielemendid

Päikeseküttesüsteemid on süsteemid, mis kasutavad soojusenergia allikana päikesekiirgust. Nende iseloomulik erinevus teistest madala temperatuuriga küttesüsteemidest on spetsiaalse elemendi - päikesevastuvõtja - kasutamine, mis on mõeldud päikesekiirguse püüdmiseks ja selle muundamiseks soojusenergia.

Päikesekiirguse kasutamise meetodi järgi jaotatakse päikese madala temperatuuriga küttesüsteemid passiivseteks ja aktiivseteks.

Süsteeme nimetatakse passiivseteks päikeseküte, milles hoone ise või selle üksikud piirdeaiad (kollektorhoone, kollektorsein, kollektorkatus jne) toimivad elemendina, mis võtab vastu päikesekiirgust ja muudab selle soojuseks (joonis 4.1.1)).

Riis. 4.1.1 Passiivne madala temperatuuriga päikeseküttesüsteem “kollektorsein”: 1 – päikesekiired; 2 – poolläbipaistev ekraan; 3 - õhusiiber; 4 - kuumutatud õhk; 5 - jahutatud õhk ruumist; 6 - seinamassiivi enda pikalaineline soojuskiirgus; 7 - seina musta kiirt vastuvõttev pind; 8 - rulood.

Aktiivseks nimetatakse madala temperatuuriga päikeseküttesüsteeme, milles päikesevastuvõtja on iseseisev eraldiseisev seade, mis ei ole hoonega seotud. Aktiivsed päikesesüsteemid võib jagada järgmisteks osadeks:

otstarbe järgi (sooja veevarustus, küttesüsteemid, soojus- ja külmavarustuse kombineeritud süsteemid);

kasutatud jahutusvedeliku tüübi järgi (vedelik - vesi, antifriis ja õhk);

töö kestuse järgi (aastaringselt, hooajaliselt);

vastavalt skeemide tehnilisele lahendusele (ühe-, kahe-, mitmeahelaline).

Õhk on laialdaselt kasutatav jahutusvedelik, mis ei külmu kogu tööparameetrite ulatuses. Soojuskandjana kasutamisel on võimalik kombineerida küttesüsteeme ventilatsioonisüsteemiga. Õhk on aga väikese soojusvõimsusega jahutusvedelik, mis toob kaasa metallikulu suurenemise süsteemide paigaldamisel õhuküte võrreldes veesüsteemidega.

Vesi on soojusintensiivne ja laialdaselt kättesaadav jahutusvedelik. Kuid temperatuuril alla 0°C on vaja lisada antifriisi. Lisaks tuleb arvestada, et hapnikuga küllastunud vesi põhjustab torustike ja aparatuuri korrosiooni. Kuid metalli tarbimine vee-päikesesüsteemides on palju väiksem, mis aitab suurel määral kaasa nende laiemale kasutamisele.

Hooajalised sooja vee päikesesüsteemid on tavaliselt üheahelalised ja töötavad suvel ja üleminekukuudel, positiivse välistemperatuuriga perioodidel. Olenevalt hooldatava objekti eesmärgist ja töötingimustest võib neil olla täiendav soojusallikas või ilma selleta hakkama saada.

Päikesesüsteemid hoonete kütmiseks on enamasti kahe- või enamasti mitmeahelalised ning erinevatel ahelatel saab kasutada erinevaid soojuskandjaid (näiteks päikesekontuuris antifriisi vedelike vesilahused, vahekontuurides vesi ja õhk tarbijaahelas).

Hoonete soojuse ja külmaga varustamiseks mõeldud aastaringsed kombineeritud päikesesüsteemid on mitmeahelalised ja sisaldavad täiendavat soojusallikat traditsioonilise orgaanilisel kütusel töötava soojusgeneraatori või soojustrafo näol.

elektriskeem päikeseküttesüsteem on näidatud joonisel 4.1.2. See sisaldab kolme tsirkulatsiooniahelat:

esimene ahel, mis koosneb päikesekollektoritest 1, tsirkulatsioonipumbast 8 ja vedelsoojusvahetist 3;

teine vooluring, mis koosneb akumulatsioonipaagist 2, tsirkulatsioonipumbast 8 ja soojusvahetist 3;

kolmas ahel, mis koosneb akumulatsioonipaagist 2, tsirkulatsioonipumbast 8, vesi-õhk soojusvahetist (küttekehast) 5.

Riis. 4.1.2. Päikeseküttesüsteemi skemaatiline diagramm: 1 - päikesekollektor; 2 - säilituspaak; 3 - soojusvaheti; 4 - hoone; 5 - kütteseade; 6 - küttesüsteemi alaõpe; 7 - sooja veevarustuse varusüsteem; kaheksa - tsirkulatsioonipump; 9 - ventilaator.

Päikeseküttesüsteem töötab järgmiselt. Päikesekollektorites 1 soojendatud soojusvastuvõtukontuuri jahutusvedelik (antifriis) siseneb soojusvahetisse 3, kus antifriisi soojus kandub toimel soojusvaheti 3 rõngasruumis ringlevale veele. sekundaarahela pumbast 8. Soojendatud vesi siseneb akumulatsioonipaaki 2. Paagist võtab vett sooja vee etteandepump 8, viiakse vajadusel vajaliku temperatuurini dubleris 7 ja siseneb hoone soojaveevarustussüsteemi. Säilituspaaki toidetakse veevärgist.

Kütmiseks juhitakse vesi akumulatsioonipaagist 2 kolmanda ahela 8 pumba abil küttekehasse 5, mille kaudu juhitakse ventilaatori 9 abil õhk läbi ja soojenedes siseneb hoonesse 4. päikesekiirguse puudumine või päikesekollektorite tekitatud soojusenergia puudumine, lülitatakse töö sisse varundus 6.

Päikeseküttesüsteemi elementide valiku ja paigutuse määravad igal juhul kliimategurid, objekti otstarve, soojuse tarbimise režiim ja majandusnäitajad.

4.2. Kontsentreeruvad päikesevastuvõtjad

Kontsentreeruvad päikesevastuvõtjad on sfäärilised või paraboolsed peeglid (joonis 4.2.1), valmistatud poleeritud metallist, mille fookusesse on paigutatud soojust vastuvõttev element (päikesekatel), mille kaudu ringleb jahutusvedelik. Soojuskandjana kasutatakse vett või mittekülmuvaid vedelikke. Kasutamisel vesijahutusvedelikuna öösel ja ajal külm periood külmumise vältimiseks tuleb süsteem tühjendada.

Päikesekiirguse püüdmise ja muundamise protsessi kõrge efektiivsuse tagamiseks peab kontsentreeriv päikesevastuvõtja olema pidevalt suunatud rangelt Päikese poole. Selleks on päikesevastuvõtja varustatud jälgimissüsteemiga, sealhulgas päikese suunaanduriga, elektroonilise signaali muundamisseadmega, elektrimootoriga koos käigukastiga päikesevastuvõtja konstruktsiooni kahes tasapinnas pööramiseks.

Riis. 4.2.1. Kontsentreeruvad päikesevastuvõtjad: a - paraboolkontsentraator; b – paraboolse küna kontsentraator; 1 - päikesekiired; 2 - soojust vastuvõttev element (päikesekollektor); 3 - peegel; 4 – jälgimissüsteemi ajamimehhanism; 5 - jahutusvedelikku varustavad ja tühjendavad torustikud.

Kontsentreeruvate päikesevastuvõtjatega süsteemide eeliseks on võime tekitada suhteliselt kõrgel temperatuuril (kuni 100 °C) soojust ja ühtlast auru. Puuduste hulgas on ehituse kõrge hind; vajadus peegeldavate pindade pideva tolmust puhastamise järele; töötada ainult valgel ajal ja seetõttu on vaja suuri akusid; suur energiatarve Päikese kursi jälgimissüsteemi juhtimiseks, mis on proportsionaalne genereeritud energiaga. Need puudused takistavad lai rakendus aktiivne madala temperatuuriga süsteemid päikeseküte kontsentreerivate päikesevastuvõtjatega. Viimasel ajal kasutatakse madala temperatuuriga päikeseküttesüsteemides kõige sagedamini lamedaid päikesevastuvõtjaid.

4.3. Lamedad päikesekollektorid

Lameplaat päikesekollektor – lameda konfiguratsiooniga neelava paneeli ja lameda läbipaistva isolatsiooniga seade päikesekiirguse energia neelamiseks ja selle soojuseks muundamiseks.

Tasapinnalised päikesekollektorid (joonis 4.3.1) koosnevad klaasist või plastikust kattest (ühekordne, kahekordne, kolmekordne), päikesepoolselt küljelt mustaks värvitud soojust neelavast paneelist, tagaküljest isolatsioonist ja korpusest (metall, plastik) , klaas, puit).

Riis. 4.3.1. Lame päikesekollektor: 1 - päikesekiired; 2 - klaasimine; 3 - keha; 4 - soojust vastuvõttev pind; 5 - soojusisolatsioon; 6 - hermeetik; 7 - soojust vastuvõtva plaadi enda pikalainekiirgus.

Soojust vastuvõtva paneelina saate jahutusvedeliku jaoks kasutada mis tahes metall- või plastlehte, millel on kanalid. Soojust vastuvõtvad paneelid on valmistatud kahte tüüpi alumiiniumist või terasest: lehttoru ja stantsitud paneelid (toru lehes). Plastpaneele, mis on tingitud haprusest ja kiirest vananemisest päikesevalguse toimel, samuti madala soojusjuhtivuse tõttu, ei kasutata laialdaselt.

Päikesekiirguse toimel kuumutatakse soojust vastuvõtvad paneelid temperatuurini 70–80 ° C, mis ületavad ümbritseva õhu temperatuuri, mis põhjustab paneeli konvektiivse soojusülekande suurenemist. keskkond ja oma kiirgus taevasse. Et saavutada rohkem kõrged temperatuurid jahutusvedelik, plaadi pind on kaetud spektriliselt selektiivsete kihtidega, mis neelavad aktiivselt päikese lühilainekiirgust ja vähendavad selle enda soojuskiirgust spektri pikalainelises osas. Sellised "mustal niklil", "mustal kroomil", alumiiniumil vaskoksiidil, vasel vaskoksiidil jt põhinevad struktuurid on kallid (nende maksumus on sageli proportsionaalne soojust vastuvõtva paneeli enda maksumusega). Teine võimalus lameplaatkollektorite jõudluse parandamiseks on soojuskadude vähendamiseks tekitada soojust neelava paneeli ja läbipaistva isolatsiooni vahele vaakum (neljanda põlvkonna päikesekollektorid).

Päikesekollektoritel põhinevate päikesepatareide käitamise kogemus on näidanud selliste süsteemide mitmeid olulisi puudusi. Esiteks on see kollektsionääride kõrge hind. Nende töö efektiivsuse suurendamine selektiivsete katete, klaaside läbipaistvuse suurendamise, evakueerimise, aga ka jahutussüsteemi seadme tõttu osutuvad majanduslikult kahjumlikuks. Oluliseks puuduseks on vajadus klaasi sagedaseks puhastamiseks tolmust, mis praktiliselt välistab kollektori kasutamise tööstuspiirkondades. Päikesekollektorite pikaajalisel töötamisel, eriti talvistes tingimustes, esineb nendes sageli rikkeid, mis on tingitud klaasi valgustatud ja tumedate alade ebaühtlasest laienemisest klaaside terviklikkuse rikkumise tõttu. Samuti esineb suur protsent kollektori rikkeid transportimisel ja paigaldamisel. Kollektoriga süsteemide oluliseks puuduseks on ka ebaühtlane koormus aasta ja päeva jooksul. Kollektorite kasutamise kogemus Euroopa ja Venemaa Euroopa osa tingimustes, kus hajuskiirgus on suur (kuni 50%), näitas, et aastaringse autonoomse kuuma veevarustuse ja küttesüsteemi loomine on võimatu. Kõik keskmistel laiuskraadidel päikesekollektoritega päikesesüsteemid nõuavad suurte akumulatsioonipaakide paigaldamist ja täiendava energiaallika kaasamist süsteemi, mis vähendab nende kasutamise majanduslikku efekti. Sellega seoses on neid kõige otstarbekam kasutada kõrge keskmise päikesekiirguse intensiivsusega (mitte alla 300 W/m2) piirkondades.

Potentsiaalsed võimalused päikeseenergia kasutamiseks Ukrainas

Ukraina territooriumil on päikesekiirguse energia ühe aasta keskmise valguspäeva kohta keskmiselt 4 kW ∙ tundi 1 m 2 kohta. suvepäevad- kuni 6 - 6,5 kW ∙ tundi), st umbes 1,5 tuhat kW ∙ tundi aastas iga kohta ruutmeeter. See on umbes sama, mis Kesk-Euroopas, kus päikeseenergia kasutamine on kõige levinum.

Lisaks soodsatele kliimatingimustele Ukrainas on päikeseenergia kasutamise valdkonnas kõrgelt kvalifitseeritud teadustöötajad. Pärast tagasitulekut prof. Boyko B.T. UNESCOst, kus ta juhtis UNESCO rahvusvahelist päikeseenergia kasutamise programmi (1973-1979), alustas intensiivset teaduslikku ja organisatsioonilist tegevust Harkovi Polütehnilises Instituudis (praegu Riiklik Tehnikaülikool). - KhPI) materjaliteaduse uue teadusliku ja haridusliku suuna väljatöötamise kohta päikeseenergia jaoks. Juba 1983. aastal korraldati Harkovi Polütehnilises Instituudis NSVL Kõrgharidusministeeriumi 13. juuli 1983. aasta korralduse kohaselt N 885 esimest korda NSV Liidu kõrghariduse praktikas füüsikute väljaõpe profileerimisega. algas päikeseenergia materjaliteaduse erialal eriala “Metallide füüsika” raames. See pani aluse 1988. aastal lõpetanud osakonna "Füüsikaline materjaliteadus elektroonika ja päikeseenergia jaoks" (FMEG) loomisele. Räni loomisel osales Ukraina kosmoseprogrammi raames FMEG-i osakond koostöös Instrument Engineering Technology uurimisinstituudiga (Harkov). päikesepaneelid tõhususega kolmteist - 14% Ukraina kosmoselaevadele.

Alates 1994. aastast on FMEG osakond Stuttgarti ülikooli ja Euroopa Ühenduse ning Zürichi Tehnikaülikooli ja Šveitsi riikliku teadusühingu toetusel vastu võtnud Aktiivne osalemine filmitud päikesepatareide arendamise teadusuuringutes.

Tarbimisökoloogia Mõis: Suure osa aastast peame kulutama raha oma kodu küttele. Sellises olukorras ei ole igasugune abi üleliigne. Nendel eesmärkidel sobib kõige paremini päikeseenergia: see on täiesti keskkonnasõbralik ja tasuta.

Suure osa aastast peame kulutama raha oma kodu küttele. Sellises olukorras ei ole igasugune abi üleliigne. Nendel eesmärkidel sobib kõige paremini päikeseenergia: see on täiesti keskkonnasõbralik ja tasuta. Kaasaegsed tehnoloogiad võimaldavad eramaja päikesekütet mitte ainult lõunapoolsetes piirkondades, vaid ka keskmisel sõidurajal.

Mida kaasaegne tehnoloogia pakub

Keskmiselt saab 1 m2 maapinnast 161 vatti päikeseenergiat tunnis. Muidugi on ekvaatoril see arv mitu korda suurem kui Arktikas. Lisaks sõltub päikesekiirguse tihedus aastaajast. Moskva regioonis erineb päikesekiirguse intensiivsus detsembris-jaanuaris maist-juulis enam kui viis korda. Kaasaegsed süsteemid on aga nii tõhusad, et võivad töötada peaaegu kõikjal maakeral.

Päikesekiirguse energia kasutamise probleem koos maksimaalne efektiivsus on lahendatud kahel viisil: otseküte termokollektorites ja päikesepatareides.

Päikesepaneelid muundavad päikesevalguse energia esmalt elektriks, seejärel edastavad selle spetsiaalse süsteemi kaudu tarbijatele, näiteks elektriboileriga.

Päikesevalguse toimel soojenevad soojuskollektorid soojendavad küttesüsteemide ja sooja veevarustuse jahutusvedelikku.

Soojuskollektoreid on mitut tüüpi, sealhulgas avatud ja suletud süsteemid, lamedad ja sfäärilised kujundused, poolkerakujuliste kollektorite kontsentraatorid ja palju muid võimalusi.

Kütteks kasutatakse päikesekollektoritest saadavat soojusenergiat kuum vesi või küttesüsteemi jahutusvedelik.

Vaatamata selgele edusammule päikeseenergia kogumise, salvestamise ja kasutamise lahenduste väljatöötamisel, on sellel eeliseid ja puudusi.

Päikesekütte efektiivsus meie laiuskraadidel on üsna madal, mis on seletatav päikeseliste päevade ebapiisava arvuga süsteemi korrapäraseks tööks.

Päikeseenergia kasutamise plussid ja miinused

Päikeseenergia kasutamise kõige ilmsem eelis on selle kättesaadavus. Tegelikult saab päikeseenergiat koguda ja kasutada ka kõige süngema ja pilvisema ilmaga.

Teine pluss on nullheitmed. Tegelikult on see kõige keskkonnasõbralikum ja looduslikum energiaallikas. Päikesepaneelid ja kollektorid ei tekita müra. Enamikul juhtudel paigaldatakse need hoonete katustele, hõivamata äärelinna piirkonna kasulikku pinda.

Päikeseenergia kasutamisega seotud puudused on valgustuse ebastabiilsus. Öösiti pole midagi koguda, olukorda raskendab asjaolu, et kütteperioodi kõrgaeg langeb aasta lühimatele valgetele tundidele.

Päikesekollektorite kasutamisel põhineva kütte oluliseks puuduseks on võimetus koguda soojusenergiat. Diagrammil on ainult paisupaak

On vaja jälgida paneelide optilist puhtust, kerge saastumine vähendab drastiliselt efektiivsust.

Lisaks ei saa öelda, et päikeseenergial töötava süsteemi töö on täiesti tasuta, on püsikulud seadmete amortisatsioonile, tsirkulatsioonipumba tööle ja juhtelektroonikale.

Avatud päikesekollektorid

Avatud päikesekollektor on välismõjude eest kaitsmata torude süsteem, mille kaudu ringleb otse päikese poolt soojendatud jahutusvedelik. Soojuskandjana kasutatakse vett, gaasi, õhku, antifriisi. Torud on kas paigaldatud serpentiini kujul olevale kandeplaadile või ühendatud paralleelsete ridadena väljalaskeavaga.

Avatud tüüpi päikesekollektorid ei tule eramaja kütmisega toime. Isolatsiooni puudumise tõttu jahtub jahutusvedelik kiiresti. Neid kasutatakse suvel peamiselt vee soojendamiseks duširuumides või basseinides.

Avatud kollektoritel pole tavaliselt isolatsiooni. Disain on väga lihtne, seetõttu on see odav ja seda tehakse sageli iseseisvalt.

Isolatsiooni puudumise tõttu ei säästa nad praktiliselt päikesest saadavat energiat, neid iseloomustab madal efektiivsus. Neid kasutatakse peamiselt suveperiood vee soojendamiseks basseinides või suvistes dušides. Need on paigaldatud päikesepaistelistesse ja soojadesse piirkondadesse, kus ümbritseva õhu temperatuur ja kuumutatud vesi on väikesed. Töötab hästi ainult päikesepaistelise vaikse ilmaga.

Kõige lihtsam päikesekollektor, mille jahutusradiaator on valmistatud lahest polümeerist torud, tagab riigis soojendatava vee pakkumise niisutus- ja koduvajadusteks

Torukujulised päikesekollektorid

Torukujulised päikesekollektorid on kokku pandud eraldi torudest, mille kaudu jookseb vesi, gaas või aur. See on üks avatud tüüpi päikesesüsteemidest. Jahutusvedelik on aga juba palju paremini kaitstud välise negatiivsuse eest. Eelkõige vaakumpaigaldistes, mis on paigutatud termose põhimõttel.

Iga toru ühendatakse süsteemiga eraldi, üksteisega paralleelselt. Kui üks toru ebaõnnestub, on seda lihtne uuega asendada. Kogu konstruktsiooni saab kokku panna otse hoone katusele, mis hõlbustab oluliselt paigaldamist.

Torukujuline kollektor on moodulstruktuuriga. Põhielement on vaakumtoru, torude arv varieerub vahemikus 18 kuni 30, mis võimaldab teil täpselt valida süsteemi võimsust

Torukujuliste päikesekollektorite märkimisväärne pluss seisneb põhielementide silindrilises kujus, tänu millele püütakse päikesekiirgust kogu päeva jooksul ilma kalleid valgusti liikumise jälgimise süsteeme kasutamata.

Spetsiaalne mitmekihiline kate loob päikesekiirtele omamoodi optilise lõksu. Diagramm näitab osaliselt vaakumkolvi välisseina, mis peegeldab kiiri sisemise kolvi seintele

Torude konstruktsiooni järgi eristatakse pliiatsit ja koaksiaalseid päikesekollektoreid.

Koaksiaaltoru on Diyuri anum või tuttav termos. Need on valmistatud kahest kolvist, mille vahelt õhk välja pumbatakse. Sisepirni sisepind on kaetud väga selektiivse kattega, mis neelab tõhusalt päikeseenergiat.

Sisemise selektiivkihi soojusenergia kantakse soojustorusse või alumiiniumplaatidest valmistatud sisemisse soojusvahetisse. Selles etapis tekivad soovimatud soojuskadud.

Pliiatsi toru on klaasist silinder mille sisse on sisestatud suleabsorber.

Hea soojusisolatsiooni tagamiseks pumbatakse torust õhk välja. Soojusülekanne neeldurist toimub ilma kadudeta, seega on suletorude efektiivsus suurem.

Vastavalt soojusülekande meetodile on kaks süsteemi: otsevooluga ja soojustoruga (soojustoru).

Termotoru on suletud anum lenduva vedelikuga.

Termotoru sees on lenduv vedelik, mis neelab soojust sisemine sein kolvist või pliiatsi neelavast. Temperatuuri mõjul vedelik keeb ja tõuseb auruna. Pärast soojuse eraldamist kütte- või kuumavee jahutusvedelikule kondenseerub aur vedelikuks ja voolab alla.

Madala rõhuga vett kasutatakse sageli lenduva vedelikuna.

Otsevoolusüsteemis kasutatakse U-kujulist toru, mille kaudu ringleb vesi või küttesüsteemi jahutusvedelik.

U-kujulise toru üks pool on mõeldud külma jahutusvedeliku jaoks, teine on soojendatud. Kuumutamisel jahutusvedelik paisub ja siseneb säilituspaaki, tagades loomuliku ringluse. Nagu termotorusüsteemide puhul, peab minimaalne kaldenurk olema vähemalt 20⁰.

Otsevoolusüsteemid on tõhusamad, kuna need soojendavad kohe jahutusvedelikku.

Kui plaanitakse kasutusele võtta päikesekollektorisüsteemid aasta läbi, siis pumbatakse neisse spetsiaalsed antifriisid.

Torukujuliste kollektorite plussid ja miinused

Torukujuliste päikesekollektorite kasutamisel on mitmeid eeliseid ja puudusi. Torukujulise päikesekollektori konstruktsioon koosneb samadest elementidest, mida on suhteliselt lihtne vahetada.

Eelised:

madal soojuskadu;
võime töötada temperatuuril kuni -30⁰С;
tõhus jõudlus kogu päevavalgustundidel;
hea jõudlus parasvöötme ja külma kliimaga piirkondades;
madal tuul, mis on põhjendatud torukujuliste süsteemide võimega õhumassi neist läbi lasta;
jahutusvedeliku kõrge temperatuuri tekitamise võimalus.

Struktuuriliselt on torukujulisel struktuuril piiratud avapind. Sellel on järgmised puudused:

ei suuda ise puhastada lumest, jääst, pakasest;
kõrge hind.

Vaatamata algselt kõrgetele kuludele tasuvad torukollektorid end kiiremini ära. Neil on pikk kasutusiga.

Lamedad suletud päikesekollektorid

Lamekollektor koosneb alumiiniumraamist, spetsiaalsest imavast kihist - absorbeerijast, läbipaistvast kattest, torustikust ja küttekehast.

Absorberina kasutatakse mustaks muutunud lehtvaske, mida iseloomustab ideaalne soojusjuhtivus päikesesüsteemide loomiseks. Päikeseenergia neeldumisel neelduris kandub selle poolt vastuvõetud päikeseenergia soojuskandjale, mis ringleb läbi neelduriga külgneva torusüsteemi.

Väljastpoolt on suletud paneel kaitstud läbipaistva kattega. See on valmistatud põrutusvastasest karastatud klaasist ribalaiusega 0,4-1,8 mikronit. See vahemik moodustab maksimaalse päikesekiirguse. Põrutusvastane klaas on hea kaitse rahe eest. Tagaküljel on kogu paneel kindlalt isoleeritud.

Lameplaadiga päikesekollektoreid iseloomustab maksimaalne jõudlus ja lihtne disain. Nende efektiivsus suureneb tänu absorbendi kasutamisele. Nad on võimelised püüdma hajutatud ja otsest päikesekiirgust.

Suletud lamepaneelide eeliste loend sisaldab:

disaini lihtsus;
hea jõudlus sooja kliimaga piirkondades;
võimalus paigaldada mis tahes nurga all, kui on olemas seadmed kaldenurga muutmiseks;
võime ise puhastada lumest ja pakasest;
madal hind.

Tasapinnalised päikesekollektorid on eriti soodsad, kui nende kasutamine on kavandatud projekteerimisetapis. Kvaliteetsete toodete kasutusiga on 50 aastat.

Puuduste hulka kuuluvad:

suured soojuskaod;
suur kaal;
suur tuul, kui paneelid asuvad horisondi suhtes nurga all;
jõudluse piirangud, kui temperatuur langeb üle 40 ° C.

Suletud kollektorite kasutusala on palju laiem kui avatud tüüpi päikesepatareidel. Suvel suudavad nad sooja vee vajaduse täielikult rahuldada. Jahedatel päevadel, mida kommunaalteenused kütteperioodil ei hõlma, võivad need töötada gaasi- ja elektrisoojendite asemel.

Päikesekollektorite omaduste võrdlus

Päikesekollektori kõige olulisem näitaja on efektiivsus. Erineva konstruktsiooniga päikesekollektorite kasulik jõudlus sõltub temperatuuride erinevusest. Samas on lamekollektorid palju odavamad kui torukujulised.

Tõhususe väärtused sõltuvad päikesekollektori tootmiskvaliteedist. Graafiku eesmärk on näidata erinevate süsteemide kasutamise efektiivsust sõltuvalt temperatuuride erinevusest.

Päikesekollektorit valides tuleks tähelepanu pöörata mitmetele parameetritele, mis näitavad seadme efektiivsust ja võimsust.

Päikesekollektoritel on mitu olulist omadust:

adsorptsioonikoefitsient – näitab neeldunud energia suhet kogusummasse;
emissioonitegur – näitab ülekantud energia ja neelduva energia suhet;
kogu- ja avapindala;
tõhusust.

Ava ala on päikesekollektori tööala. Lamekollektoril on maksimaalne ava pindala. Ava pindala on võrdne absorberi pindalaga.

Küttesüsteemiga ühendamise viisid

Kuna päikeseenergial töötavad seadmed ei suuda tagada stabiilset ja ööpäevaringset energiavarustust, on vaja süsteemi, mis on nendele puudustele vastupidav.

Kesk-Venemaa jaoks ei suuda päikeseseadmed tagada stabiilset energiavarustust, seetõttu kasutatakse neid lisasüsteemina. Olemasolevasse kütte- ja soojaveesüsteemi integreerimine on päikesekollektori ja päikesepatarei puhul erinev.

Soojuskollektori ühendusskeem

Olenevalt soojuskollektori kasutamise eesmärgist kasutatakse erinevaid ühendussüsteeme. Võimalusi võib olla mitu:

Suvine võimalus sooja veevarustuseks
Talvine võimalus kütteks ja sooja veevarustuseks

Suvine versioon on kõige lihtsam ja saab isegi ilma tsirkulatsioonipumbata hakkama, kasutades looduslikku veeringlust.

Vesi soojendatakse päikesekollektoris ja soojuspaisumise tõttu siseneb akumulatsioonipaaki või boilerisse. Sel juhul toimub loomulik tsirkulatsioon: paagist imetakse kuuma vee kohale külm vesi.

Talvel negatiivse temperatuuri korral pole otsene vee soojendamine võimalik. Spetsiaalne antifriis ringleb läbi suletud ahela, tagades soojuse ülekande kollektorist paagis olevale soojusvahetile

Nagu iga loomulikul tsirkulatsioonil põhinev süsteem, ei tööta see kuigi tõhusalt, nõudes vastavust vajalikud nõlvad. Lisaks peab akumulatsioonipaak olema kõrgem kui päikesekollektor.

Selleks, et vesi püsiks kuum võimalikult kaua, tuleb paak hoolikalt isoleerida.

Kui soovite tõesti saavutada päikesekollektori kõige tõhusama töö, muutub juhtmestiku skeem keerulisemaks.

Päikesekollektorisüsteemi kaudu ringleb mittekülmuv jahutusvedelik. Sundtsirkulatsiooni tagab kontrolleriga juhitav pump.

Kontroller juhib tsirkulatsioonipumba tööd vähemalt kahe temperatuurianduri näitude põhjal. Esimene andur mõõdab temperatuuri akumulatsioonipaagis, teine - päikesekollektori kuuma jahutusvedeliku toitetorus. Niipea, kui temperatuur paagis ületab jahutusvedeliku temperatuuri, lülitab kollektori kontroller tsirkulatsioonipumba välja, peatades jahutusvedeliku ringluse läbi süsteemi.

Omakorda, kui temperatuur akumulatsioonipaagis langeb alla seatud väärtuse, lülitub küttekatel sisse.

Päikesepatarei ühendusskeem

Ahvatlev oleks rakendada päikesepatarei elektrivõrku ühendamisel sarnast skeemi, nagu seda rakendatakse päikesekollektori puhul, akumuleerides päeva jooksul saadavat energiat. Kahjuks on eramaja toitesüsteemi jaoks piisava mahutavusega akuploki loomine väga kulukas. Seetõttu on ühendusskeem järgmine.

Kui võimsus väheneb elektrivool päikesepatareilt tagab tarbijate ühendamise ühisesse elektrivõrku ATS-seade (automaatne ülekandelüliti)

Päikesepaneelidelt läheb laeng laadimiskontrollerile, mis täidab mitmeid funktsioone: tagab akude pideva laadimise ja stabiliseerib pinget. Järgmisena suunatakse elektrivool inverterisse, kus toimub muundamine alalisvool 12V või 24V kuni 220V ühefaasiline vahelduvvool.

Kahjuks pole meie elektrivõrgud kohandatud energia vastuvõtmiseks, nad saavad töötada ainult ühes suunas allikast tarbijani. Sel põhjusel ei saa te toodetud elektrit müüa või vähemalt arvestit vastupidises suunas pöörlema panna.

Päikesepaneelide kasutamine on kasulik selle poolest, et need annavad rohkem universaalne vaade energiat, kuid samas ei saa seda efektiivsuselt võrrelda päikesekollektoritega. Viimastel pole aga erinevalt päikesepatareidest energiat salvestada.

Kuidas arvutada vajalikku kollektori võimsust

Päikesekollektori vajaliku võimsuse arvutamisel eksitakse väga sageli arvutuste tegemisel aasta külmematel kuudel sissetuleva päikeseenergia järgi.

Fakt on see, et aasta ülejäänud kuudel kuumeneb kogu süsteem pidevalt üle. Jahutusvedeliku temperatuur suvel päikesekollektori väljalaskeava juures võib auru või gaasiga kuumutamisel ulatuda 200°C, antifriisi 120°C, vee 150°C. Kui jahutusvedelik keeb, aurustub see osaliselt. Selle tulemusena tuleb see välja vahetada.

sooja veevarustuse tagamine mitte rohkem kui 70%;
küttesüsteemi pakkumine mitte rohkem kui 30%.

Ülejäänud vajalik soojus tuleks toota tavaliste kütteseadmetega. Sellegipoolest säästetakse selliste näitajatega kütte ja sooja veevarustuse pealt keskmiselt umbes 40% aastas.

Ühe toru poolt toodetud võimsus vaakumsüsteem oleneb geograafilisest asukohast. Aastas 1 m2 maa-alale langeva päikeseenergia näitajat nimetatakse insolatsiooniks. Teades toru pikkust ja läbimõõtu, saate arvutada ava - efektiivse neeldumisala. Jääb üle rakendada neeldumis- ja emissioonikoefitsiente, et arvutada ühe toru võimsus aastas.

Arvutamise näide:

Toru standardpikkus on 1800 mm, efektiivne pikkus 1600 mm. Läbimõõt 58 mm. Ava on toru loodud varjutatud ala. Seega on varju ristküliku pindala:

S = 1,6 * 0,058 = 0,0928 m2

Keskmise toru kasutegur on 80%, päikese insolatsioon Moskva jaoks on umbes 1170 kWh/m2 aastas. Seega töötab üks toru aastas:

W \u003d 0,0928 * 1170 * 0,8 \u003d 86,86 kW * h

Tuleb märkida, et see on väga ligikaudne arvutus. Tekkiv energia hulk sõltub paigalduse orientatsioonist, nurgast, aasta keskmisest temperatuurist jne. avaldatud

Päikesesüsteemide klassifikatsioon ja põhielemendid

Päikesekiirguse kasutamise meetodi järgi jaotatakse päikese madala temperatuuriga küttesüsteemid passiivseteks ja aktiivseteks.

Päikeseküttesüsteeme nimetatakse passiivseteks, milles hoone ise või selle üksikud piirded (kollektorhoone, kollektorsein, kollektorkatus jne) toimivad elemendina, mis võtab vastu päikesekiirgust ja muudab selle soojuseks (joonis 3.4)) .

Riis. 3.4. Passiivne madala temperatuuriga päikeseküttesüsteem "kollektorsein": 1 - päikesekiired; 2 – poolläbipaistev ekraan; 3 - õhusiiber; 4 - kuumutatud õhk; 5 - jahutatud õhk ruumist; 6 - seinamassiivi enda pikalaineline soojuskiirgus; 7 - seina musta kiirt vastuvõttev pind; 8 - rulood.

- otstarbe järgi (sooja veevarustus, küttesüsteemid, kombineeritud süsteemid sooja- ja külmavarustuseks);

- kasutatud jahutusvedeliku tüübi järgi (vedelik - vesi, antifriis ja õhk);

- töö kestuse järgi (aastaringselt, hooajaliselt);

- vastavalt skeemide tehnilisele lahendusele (ühe-, kahe-, mitmeahelaline).

Õhk on laialdaselt kasutatav jahutusvedelik, mis ei külmu kogu tööparameetrite ulatuses. Soojuskandjana kasutamisel on võimalik kombineerida küttesüsteeme ventilatsioonisüsteemiga. Õhk on aga väikese soojusvõimsusega soojuskandja, mis toob kaasa metallikulu suurenemise õhkküttesüsteemide paigaldamisel võrreldes veesüsteemidega.

Päikeseküttesüsteemi skemaatiline diagramm on näidatud joonisel 3.5. See sisaldab kolme tsirkulatsiooniahelat:

- esimene ahel, mis koosneb päikesekollektoritest 1, tsirkulatsioonipumbast 8 ja vedelsoojusvahetist 3;

- teine ahel, mis koosneb akumulatsioonipaagist 2, tsirkulatsioonipumbast 8 ja soojusvahetist 3;

- kolmas ahel, mis koosneb akumulatsioonipaagist 2, tsirkulatsioonipumbast 8, vesi-õhk soojusvahetist (küttekehast) 5.

Riis. 3.5. Päikeseküttesüsteemi skemaatiline diagramm: 1 - päikesekollektor; 2 - säilituspaak; 3 - soojusvaheti; 4 - hoone; 5 - kütteseade; 6 - küttesüsteemi alaõpe; 7 - sooja veevarustuse varusüsteem; 8 - tsirkulatsioonipump; 9 - ventilaator.

Päikeseküttesüsteemi elementide valiku ja paigutuse määravad igal juhul kliimategurid, objekti otstarve, soojuse tarbimise režiim ja majandusnäitajad.

Kontsentreeruvad päikesevastuvõtjad

Kontsentreeruvad päikesevastuvõtjad on sfäärilised või paraboolsed peeglid (joon. 3.6), valmistatud poleeritud metallist, mille fookusesse on paigutatud soojust vastuvõttev element (päikesekatel), mille kaudu ringleb jahutusvedelik. Soojuskandjana kasutatakse vett või mittekülmuvaid vedelikke. Kasutades vett soojuskandjana öösel ja külmal perioodil, tuleb süsteem tühjendada, et vältida selle külmumist.

Kontsentreeruvate päikesevastuvõtjatega süsteemide eeliseks on võime tekitada suhteliselt kõrgel temperatuuril (kuni 100 °C) soojust ja ühtlast auru. Puuduste hulgas on ehituse kõrge hind; vajadus peegeldavate pindade pideva tolmust puhastamise järele; töötada ainult valgel ajal ja seetõttu on vaja suuri akusid; suur energiatarve Päikese kursi jälgimissüsteemi juhtimiseks, mis on proportsionaalne genereeritud energiaga. Need puudused takistavad aktiivsete madala temperatuuriga päikeseküttesüsteemide laialdast kasutamist koos kontsentreeritud päikesevastuvõtjatega. Viimasel ajal kasutatakse madala temperatuuriga päikeseküttesüsteemides kõige sagedamini lamedaid päikesevastuvõtjaid.

Lamedad päikesekollektorid

Lameplaat päikesekollektor – lameda konfiguratsiooniga neelava paneeli ja lameda läbipaistva isolatsiooniga seade päikesekiirguse energia neelamiseks ja selle soojuseks muundamiseks.

Tasapinnalised päikesekollektorid (joonis 3.7) koosnevad klaasist või plastikust kattest (ühekordne, kahekordne, kolmekordne), päikesepoolselt küljelt mustaks värvitud soojust neelavast paneelist, tagaküljest isolatsioonist ja korpusest (metall, plastik, klaas) , puidust).

Riis. 3.6 Päikesevastuvõtjate kontsentreerimine: a - paraboolkontsentraator; b – paraboolse küna kontsentraator; 1 - päikesekiired; 2 - soojust vastuvõttev element (päikesekollektor); 3 - peegel; 4 – jälgimissüsteemi ajamimehhanism; 5 - jahutusvedelikku varustavad ja tühjendavad torustikud.

Riis. 3.7. Lame päikesekollektor: 1 - päikesekiired; 2 - klaasimine; 3 - keha; 4 - soojust vastuvõttev pind; 5 - soojusisolatsioon; 6 - hermeetik; 7 - soojust vastuvõtva plaadi enda pikalainekiirgus.

Päikesekiirguse toimel kuumutatakse soojust vastuvõtvad paneelid temperatuurini 70–80 ° C, mis ületavad ümbritseva õhu temperatuuri, mis suurendab paneeli konvektiivset soojusülekannet keskkonda ja oma kiirgust keskkonda. taevas. Jahutusvedeliku kõrgemate temperatuuride saavutamiseks kaetakse plaadi pind spektraalselt selektiivsete kihtidega, mis neelavad aktiivselt päikese lühilainekiirgust ja vähendavad spektri pikalainelises osas enda soojuskiirgust. Sellised "mustal niklil", "mustal kroomil", alumiiniumil vaskoksiidil, vasel vaskoksiidil jt põhinevad struktuurid on kallid (nende maksumus on sageli proportsionaalne soojust vastuvõtva paneeli enda maksumusega). Teine võimalus lameplaatkollektorite jõudluse parandamiseks on soojuskadude vähendamiseks tekitada soojust neelava paneeli ja läbipaistva isolatsiooni vahele vaakum (neljanda põlvkonna päikesekollektorid).

Päikeseküte on elamu kütmise viis, mis muutub iga päevaga üha populaarsemaks paljudes, enamasti arenenud maailma riikides. Suurim edu päikesesoojusenergia vallas võib täna kiidelda Lääne- ja Kesk-Euroopa riikides. Euroopa Liidu territooriumil on viimasel kümnendil taastuvenergiatööstuses toimunud aastane kasv 10-12%. Selline arengutase on väga oluline näitaja.

päikesekollektor

Päikeseenergia üks ilmsemaid rakendusi on selle kasutamine vee ja õhu soojendamiseks (soojuskandjatena). Kliimapiirkondades, kus valitseb külm ilm, mugav elamine inimesed on kohustatud iga elamu küttesüsteemid arvutama ja korraldama. Neil peaks olema sooja veevarustus erinevate vajaduste jaoks, pealegi tuleb maju kütta. kindlasti, parim variant siin rakendatakse skeemi, kus töötavad automatiseeritud soojusvarustussüsteemid.

Tööstusettevõtted vajavad tootmisprotsessis suures koguses igapäevast sooja vett. Näitena võib tuua Austraalia, kus ligi 20 protsenti kogu tarbitavast energiast kulub soojusülekandevedeliku soojendamisele temperatuurini, mis ei ületa 100 o C. Seetõttu laieneb mõnes arenenud lääneriigis ja suuremal määral ka Iisraelis, Põhja-Ameerikas, Jaapanis ja muidugi Austraalias päikeseküttesüsteemide tootmine väga kiiresti.

Lähitulevikus on energeetika areng kahtlemata suunatud päikesekiirguse kasutamise kasuks. Päikesekiirguse tihedus sisse lülitatud maa pind keskmiselt 250 vatti ruutmeetri kohta. Ja seda hoolimata asjaolust, et kahest vatist ruutmeetri kohta piisab kõige vähem tööstuspiirkondade inimese majanduslike vajaduste rahuldamiseks.

Päikeseenergia ja teiste fossiilkütuste põlemisprotsesse kasutavate energiatööstuste eeliseks on saadava energia keskkonnasõbralikkus. Töö päikeseenergia seadmed ei too kaasa eraldumist kahjulikud heitmed atmosfääris.

Seadmete rakendusskeemi, passiivsete ja aktiivsete süsteemide valik

Päikesekiirguse kasutamiseks kodu küttesüsteemina on kaks skeemi. Need on aktiivsed ja passiivsed süsteemid. Passiivsed päikeseküttesüsteemid - need, milles päikesekiirgust otseselt neelavaks ja sellest soojust tekitavaks elemendiks on maja enda konstruktsioon või selle üksikud osad. Need elemendid võivad olla tara, katus, teatud skeemi alusel ehitatud eraldi hooneosad. Passiivsetes süsteemides ei kasutata mehaanilisi liikuvaid osi.

Aktiivsed süsteemid töötavad vastupidise kodukütte skeemi alusel, nad kasutavad aktiivselt mehaanilisi seadmeid (pumbad, mootorid, nende kasutamisel arvutavad ka vajaliku võimsuse).

Ahela paigaldamisel on disainilt kõige lihtsamad ja rahaliselt vähem kulukad passiivsed süsteemid. Sellised kütteringid ei nõua täiendavate seadmete paigaldamist päikesekiirguse neelamiseks ja järgnevaks jaotamiseks kodu küttesüsteemis. Selliste süsteemide töö põhineb elamispinna otsese kütmise põhimõttel otse lõunaküljel asuvate valgust läbilaskvate seinte kaudu. Täiendavat küttefunktsiooni täidavad maja piirdeelementide välispinnad, mis on varustatud läbipaistvate ekraanide kihiga.

Päikesekiirguse soojusenergiaks muundamise protsessi käivitamiseks kasutatakse läbipaistva pinnaga päikesevastuvõtjate kasutamisel põhinevat konstruktsioonide süsteemi, kus põhifunktsiooniks on "kasvuhooneefekt", kasutatakse klaasi võimet säilitada soojuskiirgust. , mis tõstab ruumis temperatuuri.

Tuleb märkida, et ainult ühte tüüpi süsteemi kasutamine ei pruugi olla täiesti õigustatud. Tihti näitab hoolikas arvutus, et integreeritud süsteemide kasutamisega on võimalik oluliselt vähendada soojuskadusid ja vähendada hoone energiavajadust. Üldine töö nii aktiivsed kui ka passiivsed süsteemid, kombineerides positiivseid omadusi, annavad maksimaalse efekti.

Tavaliselt kasutatav efektiivsusarvutus näitab, et päikesekiirguse passiivne kasutamine tagab ligikaudu 14–16 protsenti teie kodu küttevajadusest. Selline süsteem on soojuse tootmise protsessi oluline osa.

Siiski, hoolimata teatud positiivseid jooni passiivsed süsteemid, peamised võimalused soojas hoone vajaduste täielikuks rahuldamiseks, on siiski vaja kasutada aktiivseid kütteseadmed. Süsteemid, mille ülesanne on otsene päikesekiirguse neeldumine, akumuleerimine ja jaotamine.

Planeerimine ja arvutamine

Arvutage välja päikeseenergiat kasutavate aktiivsete küttesüsteemide (kristallilised päikesepatareid, päikesekollektorid) paigaldamise võimalus, eelistatavalt hoone projekteerimisetapis. Kuid ikkagi ei ole see hetk kohustuslik, sellise süsteemi paigaldamine on võimalik ka olemasolevale ülesandele, olenemata selle ehitamise aastast (edu aluseks on kogu skeemi õige arvutamine).

Seadmete paigaldamine toimub maja lõunapoolses küljes. See asukoht loob tingimused sissetuleva päikesekiirguse maksimaalseks neeldumiseks talvel. Päikese energiat muundavad ja fikseeritud konstruktsioonile paigaldatavad fotoelemendid on kõige tõhusamad, kui need on paigaldatud maapinna suhtes köetava hoone geograafilise asukohaga võrdse nurga all. Katuse nurk, maja pöörde aste lõunasse - need on olulised punktid, mida tuleb kogu kütteskeemi arvutamisel arvesse võtta.

Päikese fotoelemendid ja päikesekollektorid tuleb paigaldada energiatarbimiskohale võimalikult lähedale. Pea meeles, et mida lähemale vannitoa ja köögi ehitad, seda väiksem on soojakadu (sel juhul saad hakkama ühe päikesekollektoriga, mis kütab mõlemat tuba). Vajaliku varustuse valiku hindamise peamine kriteerium on selle tõhusus.

Aktiivsed päikeseküttesüsteemid jagunevad järgmiste kriteeriumide alusel järgmistesse rühmadesse:

varuahela kasutamine;
Töö hooajalisus (aastaringselt või teatud hooajal);
Funktsionaalne otstarve - küte, varustus kuum vesi ja kombineeritud süsteemid;
Soojuskandjaks kasutatakse vedelikku või õhku;
Rakendatud tehniline lahendus ahelate arvule (1, 2 või enam).

Üldised majandusandmed on ühe seadmetüübi valimisel peamiseks teguriks. Kogu süsteemi pädev soojusarvutus aitab teil õigesti otsustada. Arvutus tuleb läbi viia, võttes arvesse iga konkreetse ruumi näitajaid, kus päikesekütte ja (või) sooja veevarustuse korraldamine on planeeritud. Arvestada on vaja hoone asukohta, klimaatilisi looduslikke tingimusi, nihkunud energiaressursi maksumuse suurust. Õige arvutus ja soojusvarustuse korraldamise skeemi edukas valik on päikeseenergia seadmete kasutamise majandusliku otstarbekuse võti.

Päikeseküttesüsteem

Kõige sagedamini kasutatav kütteskeem on päikesekollektorite paigaldamine, mis võimaldavad neeldunud energia kogumist spetsiaalsesse konteinerisse - akusse.

Praeguseks on kõige levinumad eluruumide kaheahelalised kütteskeemid, millesse on paigaldatud jahutusvedeliku sunnitud ringlussüsteem kollektorisse. Selle tööpõhimõte on järgmine. Soe vesi antakse ülevalt paak, toimub protsess vastavalt füüsikaseadustele automaatselt. Külm Jooksev vesi toimetatakse rõhuga paagi alumisse ossa, see vesi tõrjub välja paagi ülemisse ossa kogutud soojendatud vee, mis seejärel siseneb maja soojaveevarustussüsteemi, et rahuldada oma majapidamisvajadusi ja küttevajadusi.

Ühepereelamule paigaldatakse tavaliselt 400 kuni 800 liitrise mahuga akumulatsioonipaak. Selliste mahtude soojuskandja soojendamiseks, sõltuvalt looduslikud tingimused on vaja õigesti arvutada päikesekollektori pindala. Samuti on vaja seadmete kasutamist säästlikult põhjendada.

Päikeseküttesüsteemi paigaldamise standardvarustus on järgmine:

Otse päikesekollektor ise;
Kinnitussüsteem (toed, talad, hoidikud);
paak;
Paak, mis kompenseerib soojuskandja liigset paisumist;
Pumba juhtimisseade;
Pump (ventiilide komplekt);
Temperatuuriandurid;
Soojusvahetusseadmed (kasutatakse suurte mahtudega skeemides);
Soojusisolatsiooniga torud;
Ohutus- ja juhtimistarvikud;
Paigaldamine.

Süsteem, mis põhineb soojust neelavatel paneelidel. Selliseid paneele kasutatakse reeglina uue ehituse etapis. Nende paigaldamiseks on vaja ehitada spetsiaalne konstruktsioon, mida nimetatakse kuumaks katuseks. See tähendab, et paneelid tuleb ehitada otse katusekonstruktsiooni, kasutades samal ajal katuseelemente seadme korpuse lahutamatute elementidena. Selline paigaldus vähendab teie kulusid küttesüsteemi loomisel, kuid nõuab kvaliteetset tööd seadmete ja katuse ühenduskohtade hüdroisolatsioonil. Selline seadmete paigaldamise viis nõuab kõigi tööetappide hoolikat kavandamist ja kavandamist. Lahendada on vaja palju torustikuga seotud probleeme, akumulatsioonipaagi paigutust, pumba paigaldust, kallete reguleerimist. Üsna palju paigaldusprobleeme tuleb lahendada, kui hoonet ei pöörata just kõige edukamalt lõuna poole.

Üldiselt projekt päikesesüsteemid küte erineb teistest erineval määral. Muutumatuks jäävad vaid süsteemi põhiprintsiibid. Seetõttu on võimatu anda täpset nimekirja kogu süsteemi täielikuks paigaldamiseks vajalikest osadest, kuna installiprotsessi ajal võib osutuda vajalikuks kasutada lisaelemendid ja materjalid.

Vedelküttesüsteemid

Vedela soojuskandja baasil töötavates süsteemides kasutatakse salvestuskandjana tavalist vett. Energia neeldumine toimub päikesekollektorites lame disain. Energia salvestatakse akumulatsioonipaaki ja kasutatakse vastavalt vajadusele.

Energia ülekandmiseks salvestusseadmest hoonesse kasutatakse vesi-vesi või vesi-õhk soojusvahetit. Kuuma veevarustussüsteem on varustatud lisapaagiga, mida nimetatakse eelsoojenduspaagiks. Vesi kuumeneb selles päikesekiirguse toimel ja siseneb seejärel tavapärasesse veesoojendisse.

Õhkküttesüsteem

Selline süsteem kasutab soojuskandjana õhku. Jahutusvedelikku soojendatakse lamedas päikesekollektoris ning seejärel siseneb soojendatud õhk köetavasse ruumi või spetsiaalsesse salvestusseadmesse, kus neeldunud energia salvestatakse spetsiaalsesse otsikusse, mida soojendatakse sissetuleva kuuma õhuga. Tänu sellele funktsioonile jätkab süsteem maja soojaga varustamist ka öösel, kui päikesekiirgus puudub.

Sund- ja loomuliku tsirkulatsiooniga süsteemid

Loodusliku tsirkulatsiooniga süsteemide töö aluseks on jahutusvedeliku iseseisev liikumine. Temperatuuri tõusu mõjul kaotab see tiheduse ja seetõttu kipub ülemine osa seadmeid. Sellest tulenev rõhuerinevus paneb seadmed tööle.

Peamine osa ülalpidamiskuludest oma maja arvestatud küttekuludega. Miks mitte kasutada hoone kütmiseks looduslike allikate, näiteks päikese, tasuta energiat? Kaasaegne tehnoloogia teeb ju selle võimalikuks!

Päikesevalguse energia kogumiseks kasutatakse spetsiaalseid maja katusele paigaldatud päikesepaneele. Pärast vastuvõtmist muundatakse see energia elektrienergiaks, mis seejärel lahkneb vooluvõrgust ja kasutatakse, nagu meie puhul, kütteseadmetes.

Võrreldes teiste energiaallikatega - standardne, autonoomne ja alternatiivne - on päikesepaneelide eelised ilmsed:

praktiliselt tasuta kasutada;
sõltumatus energiavarustusettevõtetest;
vastuvõetava energia kogust on lihtne reguleerida, muutes süsteemis olevate päikesepaneelide arvu;
päikesepatareide pikk kasutusiga (umbes 25 aastat);
süstemaatilise hoolduse puudumine.

Loomulikult on sellel tehnoloogial oma puudused:

sõltuvus ilmastikutingimustest;
lisavarustuse, sealhulgas mahukate akude olemasolu;
üsna kõrge hind, mis suurendab tasuvusaega;
Aku pinge sünkroniseerimine kohaliku alajaama pingega nõuab spetsiaalsete seadmete paigaldamist.

Päikesepaneelide rakendamine

Päikeseenergiat muundavad akud paigaldatakse otse maja katuse pinnale, ühendades need omavahel, moodustades vajaliku võimsusega süsteemi. Kui katuse konfiguratsioon või muud konstruktsioonilised omadused ei võimalda neid otse kinnitada, paigaldatakse katusele või isegi seintele karkassiplokid. Lisavarustusena on võimalik paigaldada süsteem maja naabrusesse eraldi asuvatele nagidele.

Päikesepaneelid on elektrienergia generaator, mis vabaneb fotogalvaaniliste reaktsioonide käigus. Vooluahela elementide madal efektiivsus kogupindalaga 15-18 ruutmeetrit m võimaldab siiski soojendada ruume, mille pindala ületab 100 ruutmeetrit. m! Väärib märkimist, et moodne tehnoloogia Sellised seadmed võimaldavad päikeseenergiat kasutada ka mõõduka pilvisusega perioodidel.

Lisaks päikesepaneelide paigaldamisele nõuab küttesüsteemi rakendamine täiendavate elementide paigaldamist:

seade akudest elektrivoolu valimiseks;
esmane muundur;
Päikesepatareide kontrollerid;
akud oma kontrolleriga, mis kriitilise laetuse puudumise korral lülitab süsteemi automaatselt alajaamavõrku;
seade alalisvoolu vahelduvvooluks muutmiseks.

Enamik parim variant küttesüsteem kasutamisel alternatiivne allikas energia - elektrisüsteem. See võimaldab elektrit juhtivate põrandate paigaldamisega soojendada suuri ruume. Veelgi enam, elektrisüsteem võimaldab paindlikkust muuta temperatuuri režiim eluruumides ning välistab ka vajaduse paigaldada akende alla mahukaid radiaatoreid ja torusid.

AT ideaalne päikeseenergiat kasutav kütteelektrisüsteem tuleb kõigis ruumides täiendavalt varustada termostaadi ja automaatsete temperatuuriregulaatoritega.

Päikesekollektorite kasutamine

Päikesekollektoritel põhinevad küttesüsteemid võimaldavad kütta mitte ainult elamuid ja suvilaid, vaid ka terveid hotellikomplekse ja tööstusrajatisi.

Sellised kollektorid, mille põhimõte põhineb "kasvuhooneefektil", koguvad päikeseenergiat edasiseks kasutamiseks praktiliselt ilma kadudeta. See võimaldab kasutada mitmeid võimalusi:

varustada eluruumid täisküttega;
seadke kuuma veevarustuse autonoomne režiim;
rakendada vee soojendamist basseinides ja saunades.

Päikesekollektori tööks on suletud ruumi siseneva päikesekiirguse energia muundamine soojusenergiaks, mis akumuleerub ja salvestub pikka aega. Kollektorite konstruktsioon ei lase salvestatud energial läbi läbipaistva paigalduse välja pääseda. Hüdraulilises keskküttesüsteemis kasutatakse termosüfooni efekti, mille tõttu kuumutatud vedelik tõrjub välja külmema, sundides viimast liikuma küttekohta.

Kirjeldatud tehnoloogial on kaks rakendust:

lamekollektor;
vaakumkollektor.

Levinuim on lame päikesekollektor. Tänu oma lihtsale konstruktsioonile kasutatakse seda edukalt ruumide kütmiseks elamutes ja tarbevee küttesüsteemides. Seade koosneb energiat neelavast plaadist, mis on paigaldatud klaasitud paneelile.

Teine tüüp, otsese soojusülekande vaakumkollektor, on veepaak, mille torud on selle suhtes nurga all ja mille kaudu soojendatud vesi tõuseb üles, et teha ruumi külmale vedelikule. Selline loomulik konvektsioon põhjustab töövedeliku pidevat ringlust suletud kollektoriringis ja soojuse jaotumist kogu küttesüsteemis.

Teine vaakumkollektori konfiguratsioon on suletud vasktorud madala keemistemperatuuriga spetsiaalse vedelikuga. Kuumutamisel see vedelik aurustub, neelates metalltorudest soojust. Ülespoole tõstetud aurud kondenseeruvad koos soojusenergia ülekandmisega jahutusvedelikku - küttesüsteemi vette või vooluahela põhielementi.

Kodukütte rakendamisel läbi päikeseenergia kasutamise tuleb maksimaalse efekti saavutamiseks arvestada hoone katuse või seinte võimaliku ümberstruktureerimisega. Projekt peab arvestama kõigi teguritega: rajatise asukohast ja tumenemisest kuni piirkonna geograafiliste ilmanäitajateni.