Гелиосистема ГВС многоквартирного дома/В. Покотилов, М. Рутковский
Опубликовано: 18 июля 2016 г.
343
В настоящее время повсеместно происходит процесс удорожания энергии, получаемой за счет невозобновляемых источников. Появляются новые концепции экологов в связи с химическим и радиоактивным загрязнением окружающей среды. Все это способствует изменению глобальной энергетической панорамы. Следует снижать потребление энергии, получаемой за счет традиционных источников. Поэтому применение, исследование, внедрение возобновляемых источников, в частности, использование солнечной энергии, является востребованным и перспективным.
Большинство европейских компаний, работающих в сфере отопления, теплоснабжения, энергетики, активно применяют солнечные коллекторы и системы. Увеличиваются инвестиции в тепловую гелиотехнику, так как пользователи положительно оценивают возможность получения значительного количества энергии при существующем удорожании топлива. Потребители при этом учитывают экологическую безопасность гелиосистем, а также возможность получения энергии от солнца на протяжении всего года непосредственно в месте ее использования.
ПРООН (Программа развития Организации Объединенных Наций) является партнером Правительства Республики Беларусь в реализации программ для достижения целей по снижению энергоемкости экономики страны. В рамках проекта «Повышение энергетической эффективности в жилых зданиях в Республике Беларусь» (2012–2016 гг.) осуществляется строительство трех пилотных энергоэффективных домов нового поколения. Один из демонстрационных домов будет построен в г. Могилеве – десятиэтажный четырехподъездный жилой дом серии «полукаркас» на 160 квартир общей площадью 13400 м2. В данном доме предусматривается, наряду с традиционными подключениями к централизованным сетям, системы утилизации теплоты сточных вод с помощью теплообменников и гелиосистема горячего водоснабжения. Ожидаемая годовая экономия энергии при использовании гелиосистемы составляет 35–40 %. Общая экономия энергии на горячее водоснабжение – до 50 %.
Ввиду стесненных условий для проектирования теплового пункта, его оборудование распределяется по ряду помещений технического этажа. Для нужд горячего водоснабжения используется регенерированная теплота бытовых стоков с последующим применением гелиосистемы. Догревание воды горячего водоснабжения до требуемой температуры обеспечивается в автоматическом режиме с помощью тепловых сетей.
Проектируемая гелиосистема с гелиоколлектором площадью 413 м2 и буферным баком-аккумулятором 14,5 м3 относится к так называемым крупным гелиосистемам, в которых теплопередача от гелиоколлекторов к воде горячего водоснабжения осуществляется с помощью двух пластинчатых теплообменников через теплоноситель буферного бака-аккумулятора. Ввиду отсутствия специализированных сервисных служб предусматриваются для гелиосистем теплоснабжения и горячего водоснабжения такие устройства, которые не требуют планового периодического обслуживания. В данном проекте энергоэффективного жилого дома предусмотрен вариант гелиосистемы с применением одного буферного бака-аккумулятора, работающего под атмосферным давлением и обладающего функциями расширительного бака.
В рамках проекта ПРООН/ГЭФ впервые в гелиотехнической практике Республики Беларусь запроектирована экономически оптимальная и простая в эксплуатации крупная гелиосистема (рис. 1).
Рис. 1. Схема гелиосистемы горячего водоснабжения: 1 – солнечный коллектор площадью 413 м2; 2 – буферный бак-аккумулятор 14,5 м3; 3 – пластинчатый теплообменник для солярного теплоносителя; 4 – воздухосборник; 5 – автоматический сепаратор удаляемого воздуха; 6 – водомер для солярного теплоносителя; 7 – балансовый клапан с измерительными штуцерами с возможностью настройки определенного значения пропускной способности; 8 – клапан повышения расхода; 9 – мембранные расширительные баки для солярного теплоносителя; 11 – пластинчатый теплообменник для горячего водоснабжения; 12 – регулирующий трехходовой клапан; 13 – пропорциональный регулятор температуры; 14 – контроллер гелиосистемы
Климатическим и эксплуатационным условиям Беларуси более соответствуют солнечные плоские коллекторы с одинарным светопрозрачным покрытием. Такие коллекторы состоят из последовательных плоских слоев «солярного» стекла, тепловоспринимающего коллектора с селективным покрытием для поглощения солнечной энергии и слоя теплоизоляции, помещенных в герметичный корпус. Срок службы таких коллекторов – от 20 до 35 лет, гарантийный срок – от 1 до 13 лет. В проектируемом объекте гелиоколлекторы установлены на плоской кровле. Угол наклона коллектора принимается в зависимости от назначения гелиосистемы, локальных климатических характеристик, возможного соотношения прямого, отраженного и рассеянного солнечного излучения. Для климатических и других условий демонстрационного здания в г. Могилеве угол наклона гелиоколлекторов составляет 40º к горизонту. Их монтаж будет выполнен на специальных металлоконструкциях (рис. 2).
Рис. 2. Монтаж гелиоколлекторов на плоской кровле
Сумма за месяц суммарной солнечной радиации Qa на наклонный гелиоколлектор определяется в зависимости от широты местности, угла наклона коллектора, азимута коллектора относительно южной ориентации, альбедо поверхности, средней степени облачности. Для получения требуемой температуры теплоносителя применяется независимая схема присоединения к источникам тепловой энергии, принят к установке циркуляционный насос с электронным управлением частотой вращения.
Статья из журнала "Аква-Терм" №3/2016
