Пособие для проектирования - Солнечный коллектор

Подождите немного. Документ загружается.

2.2.2. Соединение плоских коллекторов.

В условиях Венгрии для самой простой задачи необходимо использовать как минимум 2 шт. (4 m

)

коллектора.

Самым капризным элементом системы является развоздушивание.

Развоздушивание соединенных по парно солнечных коллекторов GAUZER решается очень просто.

12. рисунок

13. рисунок

14. рисунок

Если система собрана из более чем 2 пар (4. коллекторов), тогда система собирающих и разделитель

ных трубопроводов выстраивается по так называемому соединению Тикельман (12. и 13. рисунки).

По парное соединение коллекторов производятся элементами изображенными на 14. рисунке.

Распределяющий трубопровод коллектора

Собирающий трубопровод коллектора

Развозд. емкость

Ручной воздухоотделитель

Собирающий трубопровод коллектора

Соединитель коллектора

Развозд. емкость

Распределяющий трубопровод коллектора

Ручной воздухоотделитель

��-��

Труба

флекси

½”-голландка

2.2.3.Собирающие емкости (бойлеры) систем солнечной энергии.

Сохранение солнечной энергии скопленной плоскими коллекторами очень важный вопрос.

Новые возможности в области использования предлагают солнечные коллекторы GAUZER типа

DP-SP. Солнечный коллектор и собирающая емкость соединены таким образом, что для использова-

ния нет необходимости использовать оборотные насосы и систему регулирования. бойлеры с двойной

оболочкой изготавливаются 120-ых и 160-ых размеров. В пространстве наружной оболочки вращается

нагретая солнечной энергией тепло – сообщающая жидкость (15. и 16. рисунки) Данный метод хра-

нения можно преимущественно использовать в уже существующих системах теплого водоснабжения,

подключив нагреваемый солнечной энергией бойлер с двойной стенкой перед бойлерами нагреваемы

ми газом или электричеством. С использованием теплого бойлера о повысится и мощность теплого

водоснабжения.

15. рисунок

16. рисунок

Солнечн.

Коллектор

Черепица

Дренаж

Наполнение слив

Холодная вода

Горячая вода

Элементы крыши

предохранитель

клапан

Бойлер с

нагреваемой

Оболочкой

17. рисунок

18. рисунок

В интересах более действенного использования солнечной энергии к 120 л бойлеру можно под

ключить даже 2 пары, 8m

коллекторов (17. рисунок), а к 160 л бойлеру 3 пары 12m

коллекторов. (18.

рисунок)

К системам построенным с помощью солнечных коллекторов типа

DP-SP необходимы бойлеры с

одним или двумя теплообменниками, которые имеют степень давления не менее 6 бар (19. рисунок)

Бойлер с нагреваемой оболочкой

Солнечный коллектор

Холодная

вода

Теплая

вода

Бойлер теплой воды

120 l

Бойлер теплой воды

160 l

Солнечный

коллектор

электрический

или газовый

бойлер 200 l

Подключение к теплому

водоснабжению

Регулятор давл.

Холодной воды

комб. клапан

19. рисунок

Бойлеры теплой воды при необходимости могут быть дополнены 2 kW–ым электро нагревателем.

В случае использования в качестве дополнения к отоплению солнечной энергией бойлеры обычно

для нагрева воды больше емкостью (1000-300 литра), без внутреннего теплообменника тн. бойлеры

для отопления пуффер. степень давления у них 3 бар, максимальная рабочая температура 95 С и твер

дая теплоизоляция толщиной 5-7 см.

2.2.4. Давление и предохранительный клапан в системах солнечной энергии.

При круглогодичном использовании системы солнечной энергии всегда заполняются антифризом.

Антифриз должен работать при крайних температурах зимой от – 20 С до 100-110 С при летнем на

греве. Наполненные солнечные системы должны приспосабливаться к возникающим объемным из

менениям от таких температурных колебаний. Естественно, что исходным является та температурная

среда, при которой наполняется солнечная система. Используемая морозостойкая жидкость это 40% -

ый водный раствор пропиленгликола, которая до – 25 С является морозостойкой, но и при более низкой

температуре превращается только в кашицу. Изменение физических параметров раствора очень важно,

их необходимо учитывать при теплопередаче и при подборе насосов. Подобно этому необходимо об

ращать внимание на относительное изменение объема в зависимости температуры. (20. рисунок).

20 рисунок

14012010080604020

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

Относительное изменение объема

40% водный раствор пропиленгликола

вода

В случае DP-SP солнечного коллектора, при способе размещения на открытом пространстве двух

стенного бойлера теплой воды, с находящимся в системе расширительным бачком, а также клапаном

стравливающим при перегреве в открытое пространство, изображается на 15. рисунке.

Когда бойлер теплой воды расположен на чердаке, тогда предохраняющие устройства располагают

по методу изображенному на 21. рисунке. (предохранительный расширительный бачок соответствует

системе объемом до 45 л, к нему подходят 3 пары коллекторов площадью 12 m

21. рисунок

Очень внимательно надо располагать регулятор давления в солнечных коллекторах типа DT-ST (22.

рисунок). К устройству регулятора давления относятся, закрытый расширительный бачок, предохра-

нительный клапан, манометр (0-6 бар) наполняющий - выпускной клапан и атмосферический предо

хранительный бачок. Рабочая температура систем использующих солнечную энергию приближается к

100 С, поэтому предохраняющие элементы подбираются соответствующим образом. Соединительная

труба предохраняющего элемента должна быть не менее 1 м или длинней. Расширительный бачок под-

соединяется только сверху в холодную ветвь системы (23. рисунок). Мембрана должна быть стойкая

к антифризу. Расширительная емкость для маленьких энергетических систем такого же объема, как

объем всей энерго системы.

22 медная труба

предохранительный

клапан

�200x160 мм

Черепица

От коллектора

К коллектору 22-я медная труба

Развоздушиватель 15 –я медная труба

Холодная вода 18-я медная труба

Теплая вода 18 –я медная труба

Бойлер теплой воды

с нагреваемой

оболочкой

22-я медная труба

18-я медная труба

мax. 600 мм

22. рисунок 23. рисунок

Размеры расширительного бачка для коллектора DT-ST

= ( P

meg

+ 1) * (0.1V

cso+hcs

+ V

/ (P

meg

- P

)

Где: V

= объем расширительной емкости

meg

= допустимое давление системы

= начальное давление системы

cso+ hcs

= емкость трубы и теплообменника

= емкость коллектора

= 0,1*h+1.5

Где: h= высота столба жидкости над расширительным бачком

Пр., если h=6m

=0.1*6+1.5=2.1 бар

Размер для коллектора типа DT-ST определяется следующим образом:

meg

=4.5 бар-0,5 бар = 4 бар

=5*(0.1V

cso + hcs

+ V

/ (4 - P

)

Выпускающее давление предохранительного клапана 4 бар. Размер зависит от объема системы. Це

лесообразно антифриз вытекший через предохранительный клапан собрать в атмосферическую посу

ду (8 –10 литров). Собранный антифриз с помощью ручного насоса можно вернуть в систему.

Коллектор

-от

-к

мин. 1м

Теплообменник

-от-к

Правильно Не правильно

2.2.5. Насосы для систем солнечной энергии.

В системах солнечной энергии использованных для производства теплой воды, пригодны циркуля

ционные насосы используемые в отопительной технике (производства Вило, Грундфос и т.п.).

Естественно, что предлагаемые типы подбираются в соответствии с рисунком расположения труб.

В солнечных коллекторах типа

DP-SP можно использовать циркуляционные насосы.

Вило –Стар –Z для небольших систем, Вило- ТОП- Z для больших систем. Оба типа могут допол

няться автоматическим таймером включения.

Для солнечных коллекторов типа

DP-ST целесообразно использовать насосы Вило с влажным ва-

лом, которые переключаются на три режима работы. Типы и размеры предлагаемые для использова

ния.

Вило –Стар – RS 25/4 4-10 m

поверхностей коллектора

Вило –Стар –RS 25/6 10-30 m

поверхностей коллектора

Вило – ТОП –S 25/7 30-80 m

поверхностей коллектора

2.2.6. теплообменники систем солнечной энергии.

В качестве теплообменников можно использовать уже знакомые типы и формы, рекомендуем тепло

обменники с небольшим объемом для жидкости.

К системам солнечной энергии наружные теплообменники, а также в бойлерах теплой воды можно

применять спиральные теплообменники (24. рисунок). Для наружного теплообменника лучше пла

стинчатый теплообменник (пр. APV. SWEP. Альфа –Лавал), при использовании большое подспорье,

что в фирмах можно подбирать в зависимости от необходимых теплотехнических параметров соот

24. рисунок

Наружные теплообменники используются для подогрева бассейнов, или когда солнечная энергия

используется в дополнение к отоплению.

Солнечный коллектор Солнечный коллектор

Бойлер Бойлер

Наружный теплообменник

Трубчатый

спиральный

теплообмен-

Для выработки теплой воды можно использовать теплообменник трубчатый спиральный. В других

местах использования солнечной энергии целесообразно использовать наружные теплообменники.

При выборе теплообменников необходимо обратить внимание, что из-за использования антифриза

ухудшаются условия теплообмена, по сравнению применением воды.

2.2.7. Приборы и регулировка систем солнечной энергии.

В системах с солнечной энергией для расширительного бачка необходим манометр 0-6 бар, так же

в подающую и обратную магистрали коллектора вмонтировать по одному термометру с пределами 0-

120 С.

Управление солнечными осуществляется выработанными для систем приборами DTC 100/2 или

DTC 100/4TD (25. рисунок).

2.2.8. Безвоздушивание солнечных энергетических систем.

К обеспечению безвоздушивания систем солнечных коллекторов всегда необходимо обращать боль-

шое внимание. Не целесообразно применять автоматический безвоздушиватель на верхней части кол-

лекторов из-за стравливания паров образующихся в случае перегрева. Лучше установление безвоз-

душивающей емкости на верху коллектора, от которого воздухопровод опускается к узлу управления

,где находится и место для наполнителя. В системах целесообразно с подающей стороны насоса под-

ключить автоматический безвоздушиватель хорошего качества (пр. Спиротоп), или абсорпционный

безвоздушиватель.

2.2.9. Монтаж систем солнечной энергии.

Соединяющие элементы систем солнечных коллекторов обычно монтируют паянными медными

трубами, которые всегда изолируются для уменьшения тепло - потерь. При монтаже медными трубами

нельзя использовать пластиковые хомуты из-за вредных факторов (высокая температура, ультракрас-

ное излучение вместо них предлагаются металлические хомуты. При прокладке труб учесть тепло-

вое расширение, при большой длине о способе компенсации расширения. При больших коллекторных

агрегатах (пр. несколько параллельных коллекторных кругов) целесообразно коллекторы соединять по

принципу Тикельмана. (13. рисунок).

25. рисунок

Трубопроводы коллекторных систем всегда тепло - изолируются, тепло – изоляция должна быть не

150 С–ой из-за высокой температуры после холостого хода и для уменьшения потерь.

Теплоизоляцию на открытом пространстве необходимо защитить от УК лучей, от вреда причиняе

мого птицами, защитным покрытием или краской.

2.2.10. Тепло - носящая жидкость систем солнечной энергии.

Используемые круглогодично системы солнечных коллекторов наполняются пригодным для ис

пользования до – 25 С, не токсичным антифризом, 40 % водным раствором пропиленгликолом.

Важно знать, что антифриз на основе этиленгликола токсичен, поэтому в системах солнечной

энергии использовать запрещено.

При использовании антифриза необходимо учесть следующие изменения:

- увеличивается вязкость

- уменьшается коэффициент теплопроводности

- возрастает коэффициент кубического расширения смеси

Из следует, что по сравнению с водой такой же температуры как у антифриза, необходимо обратить

внимание на следующее:

- растет сопротивление в трубопроводов

- падает подъемная сила насоса

- возрастает размер необходимого расширительного бачка

С 40 % антифризом уменьшается емкостной поток на 20 %, подъемная высота на 10 % относитель

ное изменение емкости учитывать согласно 20. рисунка.

Ежегодно контролировать концентрацию антифриза.

3. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДКЛЮЧЕНИЮ СИСТЕМ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

Мы хотим показать несколько возможного использования солнечной энергии. Эти подключения

также могут и дополняться.

Если солнечную энергию хотим использовать в качестве дополнения к отопительным системам,

то основной котел может отапливаться газом, мазутом или твердым топливом При подключении по

казываем варианты газовой котельной, агрегатами типа В и С. Газовые агрегаты типа В прелагаем в

качестве возможной реконструкции. При создании новых систем предлагаем использовать газовый

агрегат типа С.

Показываем возможность подключения с регулятором

DTC100/4. Не будем вдаваться в обстоятель-

ства регулирования отопительной системы. Объединение регулировок, включение их в систему это

задача спец. проектирования.

На схемах показываем минимальные, но необходимые приборы и элементы. Для совершенствова

ния схем, для дальнейших идей, хотим утвердить несколько основных точек зрения.

а./ солнечную энергию тем действеннее можем использовать, чем ближе друг другу время приема

солнечного излучения и время его использования.

Это использование хорошо совместить, летом для нагрева воды, нагрева воды бассейна.

b./ Подогретую солнцем среду можем лучше использовать, чем ближе температура подогретой сре-

ды к температуре использования.

Поэтому при использовании на передний план входит низкотемпературное отопление, подогрев

полов и стен.

Для последних в интересах лучшего использования не надо бояться даже того, что антифриз будет

циркулировать в трубах отопления полов и стен.

3.1. схемы включения предлагаемые коллекторов типа DP-SP.

3.1.1.Подогрев воды в небольших системах

Подогрев воды в частном происходит с помощью газового или электрического бойлера. В зависи

мости от числа членов семьи 120-200 л бойлером. К данной существующей системе хорошо подходит

солнечный коллектор 4-6 m 2 с 120 л бойлером.

Система для подогрева воды с круглогодичным использованием может быть построена согласно 26.

рисунку.

26. рисунок

Черепица

Солнечн. Коллектор

предохр.клапан

Бойлер с нагревом

Оболочки

Конструкция крыши

Холодная вода

Горячая вода

Электро или

Газовый бойлер

Подкл. К системе

Теплой воды

Наполнение

Безвоздушивание

комбинированный клапан

Холодная вода

Регулятор давл.