Очень много дискуссий о различных конструкциях солнечных нагревателей. Но ведь основная цель - получить горячую воду с минимальными затратами. Поэтому рассмотрим вариант системы солнечного нагрева для получения горячей воды. Таких систем можно спроэктировать и изготовить бесчисленное множество. Для начала оговорим исходные данные. Я эксплуатирую каскадную систему солнечного нагрева уже несколько десятков лет. По опыту эксплуатации хочу отметить. Система проэктировалась и изготавливалась конкретно под нужды моей семьи. Оказалось, что необходимо два уровня температур воды 45С для душа, стирки и.т.д. Воды с температурой 45С необходимо 80%. Воды с более высокой температурой 50С и более необходимо 20%. Для одного человека требуется минимум 50 литров воды и максимум 100 литров (это сумма 45С и 50С воды). Далее, если считать горячую воду как продукт то чем горячее вода тем она дороже. Семья состоит из 4-х человек. Технические характеристики системы конкретно для моей семьи оказались следующими: - Количество горячей воды - 400л в том числе с температурой 45С - 320л (80%) с температурой 50 и выше 80 л (20%) - Горячая вода должна быть в наличии круглосуточно - График потребления в в основном в течение дня. Таким техническим характеристикам удовлетворяет каскадная система с четурьмя нагревателями суммарной поверхностью 4 м^2. Принципиальную схему и конструкцию рассмотрим чуть ниже.
"Резервуар возбудителя — это вода и почва, в природе легионеллы обнаруживаются в пресных водоёмах как симбионты сине-зелёных водорослей или паразиты некоторых организмов. Оптимальная для размножения легионелл температура внешней среды — это 40-60 °C. Следует отметить, что наряду с естественной нишей, где обитают легионеллы, существует и искусственная — созданная человеком — ниша, а именно водные системы, где циркулирует вода оптимальной температуры." Нужно готовить ГВ температурой выше 65 град., а до комфортной температуры смешивать уже в смесителе с ХВ не выше 20 град (8-15 град, как правило)
--- добавлено: 14 июл 2013 в 19:59 --- Состав четырёх каскадной системы солнечного нагрева воды: 1- напорная емкость 2- плоская емкость 1-го каскада 3- круглая емкость 1-го каскада 4- плоская емкость 2-го каскада 5- трубопровод подпитки емкости 3-го каскада 6- слив теплой воды из емкостей 2-го и 1-го каскадов 7- накопительная емкость 3-го каскада 8- датчик температуры на емкости 3-го каскада 9- СН 3-го каскада 10 - трубопроводы горячей воды с СН 3-го каскада 11 - трубопроводы холодной воды с СН 3-го каскада 12 - слив горячей воды из накопительной ёмкости 3-го каскада 13 – подпитка горячей водой накопительной емкости 4-го каскада 14 – накопительная емкость горячей воды 4-го каскада 15 – датчик температуры емкости 4-го каскада 16 – трубопровод горячей воды с СН 4-го каскада 17 – трубопровод холодной воды с СН нагревателя 4-го каскада 18 - СН 4-го каскада 19 – слив горячей воды из накопительной емкости 4-го каскада 20 – теплообменники СН 21 - теплоизоляция Описание системы и принцип работы. Такая система с небольшими отличиями изготовлена мною и работаетуже много лет. Изготовлялась она и вводилась в эксплуатацию поэтапно. А теперь рассмотрим подробно конструкцию системы, принцип работы, особенности эксплуатации и расчетный режим работы. Питание холодной водой производится из напорной емкости 1 объемом 350 литров и распо- ложена она выше емкости 14. При этом вся система заполнена водой и следить необходимо только за уровнем воды в емкости 1. Вода поступает из скважины с температурой 10 С и затем уже в емкости немного подогревается теплым наружным воздухом. Это зависит от времени заливки и затем от режимов отбора воды. Первый каскад системы состоит из емкостей 2 и 3. На схеме они соединены последовательно, но можно и параллельно. Емкости без теплоизоляции и ничем не отличаются от тех плоских баков и бочек, что повсеместно народ применяет для душевых в летнее время. Есть только одна особенность. Подвод холодной воды производится снизу, а отбор горячей воды сверху. В таких емкостях вода в верхней части нагревается на 10 градусов выше температуры окружающего воздуха и скапливается в первую очередь вверху. В верхней облучаемой части бака не должно быть воздушных пробок, если они есть то эта часть поверхности бака практически исключается из теплообмена. Это и происходит если вода заливается сверху, а отбор производится снизу и тогда в верхней части всегда остается воздушная прослойка. В моей системе в качестве первого каскада используется стальной плоский бак 0,5 м. кв. площадью, 50 мм толщиной и объемом 25 литров. Назначение первого каскада - подпитка подогретой водой второго каскада при отборе воды из любой точки следующих каскадов. Второй каскад состоит из плоской стальной емкости 4 таких же размеров как и в первом каскаде, но сверху она накрыта листом поликарбоната, а снизу и с боков теплоизоляция из пенопласта. Это уже простейший солнечный нагреватель. Корпус из дерева и вода внутрь не попадает. Вода в таком нагревателе нагревается уже на 20 градусов выше температуры окружающего воздуха и быстро не остывает если солнце зак- рывают облака и идет дождь. Из этого каскада уже может производиться отбор теплой воды по трубопроводу 6, а по трубопроводу 5 производится подпитка теплой водой теплоизолированной емкости 7 третьего каскада. Третий каскад состоит из теплоизолированной емкости 7 объемом около 300 литров – толщина теплоизоляции должна быть не меньше 100 мм. Два солнечных нагревателя 9 суммарной площадью 2 м.кв. На емкости установлен датчик температуры 8 - очень полезная вещь для нормальной эксплуатации. Трубопроводы 10,11 соединяющиу солнечные нагреватели с накопительной емкостью. Трубопроводы должны быть теплоизолированы, внутренний диаметр не менее 20 мм и теплоизоляция с экранами из фольги. Нижняя часть емкости 7 должна быть выше верхней части нагревателей не менее чем на 0.5 метра. При выполнении этих условий будет обеспечена нормальная естественная циркуляция теплоносителя в трубопроводах без циркуляционного насоса и обеспечен эффективный теплосъем с солнечных нагревателей при минимальном перепаде температур. Работает третий каскад следующим образом. Замечу только, что конструкция солнечных нагревателей этого каскада должна быть хорошая, например такая как описана выше, и коэффициент использования солнечной энергии в диапазоне температур 40 – 45 градусов не менее 0,5. В режиме хранения, когда температура нагревателей ниже температуры воды в емкости, циркуляция теплоносителя в трубопроводах отсутствует. Емкость 7 отключена от солнечных нагревателей 9 и тепловые потери в ней минимальные. Вода остывает очень медленно. Когда нагреватели начинают облучаться солнцем, те начинают нагреваться и температура в них становится выше температуры воды в емкости 7 - начинается циркуляция теплоносителя в трубопроводах 10,11. По трубопроводу 10 подогретая вода поступает в емкость 7, а более холодная из емкости 7 по трубопроводу 11 обратно в нагреватели. Это расчетный рабочий режим. Вода в емкости 7 начинает греться. Как только облучение нагревателей ослабевает или прекращается совсем, температура в них быстро понижается и становится ниже температуры в емкости 7. Циркуляция теплоносителя в трубопроводах 10,11 прекращается, емкость 7 автоматически отключается от солнечных нагревателей и переходит в режим хранения с минимальными тепловыми потерями. Напоминаю, что вода в третий каскад поступает уже подогретой в предыдущих 1 и 2-м каскаде примерно до 35 градусов и затем уже догревается до 40 – 45 градусов. Третий более сложный и дорогостоящий каскад используется наиболее рационально. Греет воду не от 10 до 45 градусов, а от 35 до 45. Производительность его повышается в 3,5 раза, а предварительный подогрев осуществляется более дешевыми устройствами. Слив теплой воды из емкости 7 третьего каскада производится по трубопроводу 12, а подпитка производится из 2 – го каскада по трубопроводу 5. Подпитка теплой водой емкости 14 четвертого каскада производится по трубопроводу 13. Четвертый каскад аналогичен третьему. Устроен и функционирует точно так же. Отличия следующие. Расчетная температура воды 50-60 градусов. Солнечный нагреватель 18 один площадью 1 м. кв. Емкость 14 для хранения горячей воды имеет объем 100 литров. В связи с тем, что температурный уровень уже довольно высокий 50-60 градусов, то значительно возрастают требования по таким техническим характеристикам – теплоизоляция емкости 14 и трубопроводов, минимальные тепловые потери у солнечного нагревателя. И здесь возникает проблема – изготовить солнечный нагреватель самостоятельно или приобрести готовый в торговой сети и заводского изготовления. Вот здесь и определяются преимущества каскадной системы нагрева воды. Дорогой покупной солнечный нагреватель греет воду не от 10 до 60 градусов (перепад 50), а от 45 до 60 градусов (перепад 15). Производительность его возрастает примерно в 3 раза и воды с такой температурой требуется всего 20%. С вариантом где вся вода греется до 60 градусов, а затем разбавляется холодной до нужной температуры можно и не сравнивать. Здесь Я не упоминаю еще о кпд солнечных нагревателей и всей системы в целом. В области более высоких температур он значительно падает. Не надо забывать об излучении, тепловые потери растут в 4-й степени и это напрямую относится к солнечным нагревателям. Если кто знает как опровергнуть преимущества каскадных систем нагрева воды будет интересно выслушать их аргументацию. И последнее – система проточная, за несколько десятков лет эксплуатации (примерно 40) никаких возбудителей замечено не было.
Вопрос начал обсуждаться в этой теме ( http://krainamaystriv.com/threads/2749/page-18#post-275796 ), но к ней он не имеет прямого отношения, поэтому пишу здесь… Я уже не стараюсь часто присутствовать на форумах, т.к., действительно, информации уже масса, остается только копипастить... Но коллеги попросили прокомментировать данную статью, тем более что общество становится все более образованным, набирается практического опыта и уже более осознано может восприниматься даже старая информация. Уважаемый, Heliotherm! 1. Вы немного запутались что такое угловой коэффициент (IAM - incidence angle modifier). Еще в 2009 году мы пытались это разяснить - http://sintsolar.com.ua/forum/topic.php?forum=1&topic=9&start=4#1240388034 (надеюсь модераторы простят меня за ссылку, иначе это сообщение превратиться в, непреодолимый по объему информации, документ) Т.е. нельзя напрямую перекладывать значение этого коэффициента на выходную мощность коллектора, нужно только корректировать входные данные, притом с учетом прямого и рассеянного солнечного излучения. В лучшем случае, в течение нескольких часов будет практически равномерная выходная мощность, т.к. график стремиться к горизонтальной линии (см. рисунок по ссылке). Также таких угловых коэффициентов два: один - продольный, второй - поперечный. Солнце по небосводу движется в двух плоскостях, работают оба угловых коэффициента, а второй, как раз, будет меньше 0.96, поэтому график выработки стационарного стандартного коллектора без рефлектора, фактически, никак не может иметь прямую линию, и тем более с подъемом (даже если IAM при 50о достаточно большой), а кроме точки солнца в апогее, будет идти на спад. Также в пасмурную погоду (рассеянное излучение) влияние этого коэффициента другое, нежели в солнечную (прямое излучение)… В любом случае, все это учесть могут только достаточно сложные программные продукты по моделированию работы гелиосистем. 2. По поводу переотражения от одной трубки к другой… Вы так описываете/рисуете, что и это дает значительный прирост выработки при косых лучах, что и находит свое отражение в угловом коэффициенте. Если реально, то обычное солярное стекло (без просветляющего покрытия) примерно отражает 8% и 1% поглощает. Трубка имеет цилиндрическую форму, поэтому это отражение рассеивается, а затем остаток его снова переотражается уже второй трубкой куда-то еще… В общем, если и доходит то мизер… У вас же на графиках дневной мощности коллектора, имеет место подъем выработки в 11 ч дня вплоть на 33% больше чем в 12 ч (т.е. относительно максимальной мощности), что является абсурдом. Опять же, ранее я уже сводил в одну таблицу производительнось разных видов коллекторов при работе на отопление (на этом форуме, например здесь - http://krainamaystriv.com/threads/919/page-8 ), мы тогда не акцентировали внимание на угловом коэффициенте, но так или иначе самую большую производительность могут показать перьевые вакуумные коллекторы, у которых этот коэффициент равен 1!!! можете еще полистать базу коллекторов этой лаборатории - http://www.solarenergy.ch/index.php?id=111&L=6&no_cache=1 3. Откуда для расчетов Вы взяли такие данные по солнечной инсоляции? Вы считаете, что выбрали типовые дни? Ну, во-первых я писал ранее и еще раз повторюсь – нельзя сравнивать солнечные коллекторы в какие-то отдельные моменты времени, нужно только анализировать длительный период эксплуатации, и лучше брать общегодовую выработку!!! Получается, по вашим входным данным в апреле и июле погода в Одессе преимущественно такая: (Привожу для наглядности фото из раздела Мощность солнечного излучения (реальные измерения) - http://sintsolar.com.ua/info/practic-ru/practic-solar-ru.html ) 331 Вт/м217.06.201014:3423оС 455 Вт/м204.07.201111:5227оС Ну, это понятно, чем более солнечно (даже зимой), тем меньше разница в производительности, а то и вообще, плоский будет вырабатывать больше вакуумного, зачем такое показывать… 926 Вт/м225.01.201012:40-15оС Никто не спорит, что в пасмурную погоду вакуумный коллектор может больше вырабатывать, но следует учитывать, что по количеству энергии солнечный зимний день = примерно 20 пасмурным… И вообще я считаю, что Англия идеально подходит для вакуумных коллекторов – часто пасмурно и морозов почти нет… 4. В ваших расчетах не указан температурный режим, который учитывался в анализе! А он ой как не слабо влияет… Мы в 2010 году уже обсуждали выработку разных коллекторов, и как раз на графике я показывал коллектор Apricus ( http://krainamaystriv.com/threads/919/page-10 ) Действительно, почему бы и не использовать вакуумные коллекторы?… Просто, каждую конкретную технику нужно сравнивать индивидуально в реальных условиях. И, во всяком случае пока – в нашем климате плоские коллекторы зачастую более экономически оправданы...
Данные из этого сайта: http://www.nasa.gov/ Обычно берем средние значения солнечной инсоляции по геогр. координатам. --- добавлено: 17 июл 2013 в 11:40 --- Да действительно каждый тип коллектора имеет свое предназначение. И мы ни сколько не уменьшаем значение плоского солнечного коллектора. Хотя бы потому, что можем о вакуумных и плоских коллекторах судить независимо, так как в ассортименте Apricus есть и плоские и вакуумные. Эта статья затронула тех, кто продвигает в Украине плоские коллектора, нас даже начали обвинять в предвзятости. Так вот, для тех, кто так считает, еще раз повторюсь: мы не делаем акцент на том или ином виде СК, но нужно быть честными и признавать плюсы и минусы каждого вида. --- добавлено: 17 июл 2013 в 11:42 --- Если сделать поправку еще и на температурный режим, то это пойдет далеко не в пользу плоского.
да, сайт хороший, но Вы снова немного не учли: средние данные о мощности нельзя использовать в подобных расчетах... ...более-менее адекватные результаты могут дать данные об общем количестве солнечной энергии за день (они тоже есть на этом сайте)... честно говоря, все равно, в этом разделе не нашел указанные Вами почасовые данные... (увидел только с 3 ч интервалом), а в обведенном Вами, как раз только кВтч/день усреднение за месяц, а не мощность... И в вашем документе Вы путаете мощность (кВт) и энергию (кВтч), возможно из-за этого и пошли неточности... Если брать почасовые значения, более адекватные данные будут у METEONORM (...они используются в программе T*Sol) Кстати, на картинке Вы, перепутали местами Широту и Долготу Те, кто разбирается - понимает достоинства и недостатки плоских и вакуумных коллекторов и им уже не нужно это пояснять, но в данной статье вы показали некорректные данные, и в большей степени переоценив возможности вакуумного коллектора... вот и все... возможно вы сами запутались... об этом мы и хотим сказать... зачем распространять дезинформацию? Извините, но ни один уважающий себя европейский институт, ни один адекватный программный продукт по моделированию систем, не может показать выработку такого вакуумного коллектора на 50-70% большую такого плоского коллектора и ОСОБЕННО в период весна-лето-осень!!! Реальные цифры будут 5-15%!!! А по году максимум 20%(ГВС) и 30% (с отоплением)! Т.е. если от плоского экономия 50% по году, это не значит что вакуумный выработает 50%+20% = 70%, это значит что он выработает 50%(+20% от 50%) = 60%, то же самое по отоплению, если от плоского 20%, то от вакуумного (+30% от 20%) = 26% по году!!! Это в лучшем случае!!! Задумайтесь! Также это подтверждают и практические исследования!!!
Я думаю вы не станете сомневаться, что и такие данные есть у НАСА. Я понимаю, что такие статьи неугодны тем, кто занимается плоскими коллекторами, и, поверьте, цель такого материала нисколько не насолить вам. Просто часто люди настолько рахваливают "свое болото", что кажется как-будто сказку читаешь. (это не в ваш адрес, верю в вашу непредвзятось и проффесионализм). Если в данном материале и есть некие погрешности, то они есть и в пользу вакуумных и в пользу плоских. Надеюсь, вы хоть с этим согласитесь: Угол падения солнечных лучей.?
Я бы сказал, что у них мало чего нет (из этой сферы)... Но вот что они предоставляют бесплатно, это уже вопрос... Мне кажется что я уже достаточно ясно высказался по поводу этого материала. Кстати, как раз первая часть (до расчетов) оформлена очень неплохо и наглядно. К сожалению, это только вам изветно. да я и не спорю, у нас такая же ( http://sintsolar.com.ua/forum/topic.php?forum=1&topic=9&start=4 )
Извините за длительное отсутствие. Почему же только нам. Мы специально выложили весь материал в цифрах и методике подсчета. Вы можете все изучить и проверить. Кстати, на картинках, которые вы выложили присутствуют граффики солнечных коллекторов Априкус (Apricus). Приятно, что вы ссылаетесь на продукцию, которая в Украине толко начинает завоевывать рынок, но смотря на то, что во многих странах мира коллектора Априкус известны уже давно. Вы меня простите, но ваши иллюстрации - это сборная солянка, где использованы данные от производителя и график, который нарисовали вы в пользу плоских - я имею в виду нижний график. Вы бы хоть указали, что этот график справедлив при таких-то температурных режимах.
