Ekologjia e konsumit Manor: Shumica e vitit duhet të shpenzojmë para për ngrohjen e shtëpive tona. Në një situatë të tillë, çdo ndihmë nuk do të jetë e tepërt. Energjia e diellit është më e përshtatshme për këto qëllime: është absolutisht miqësore me mjedisin dhe pa pagesë.

Pjesa më e madhe e vitit ne duhet të shpenzojmë para për ngrohjen e shtëpive tona. Në një situatë të tillë, çdo ndihmë nuk do të jetë e tepërt. Energjia e diellit është më e përshtatshme për këto qëllime: është absolutisht miqësore me mjedisin dhe pa pagesë. Teknologjitë moderne lejojnë ngrohjen diellore të një shtëpie private jo vetëm në rajonet jugore, por edhe në korsinë e mesme.

Çfarë ofron teknologjia moderne

Mesatarisht, 1 m2 e sipërfaqes së tokës merr 161 vat energji diellore në orë. Sigurisht, në ekuator kjo shifër do të jetë shumë herë më e lartë se në Arktik. Për më tepër, dendësia e rrezatimit diellor varet nga koha e vitit. Në rajonin e Moskës, intensiteti i rrezatimit diellor në dhjetor-janar ndryshon nga maji-korrik me më shumë se pesë herë. Megjithatë sistemet moderne aq efikase sa mund të punojnë pothuajse kudo në tokë.

Sfida e përdorimit të energjisë rrezatim diellor me efikasitet maksimal zgjidhet në dy mënyra: ngrohje direkte në kolektorë termikë dhe bateri fotovoltaike diellore.

Panelet diellore fillimisht e shndërrojnë energjinë e dritës së diellit në energji elektrike, më pas e transferojnë atë përmes një sistemi të posaçëm tek konsumatorët, siç është një kaldajë elektrike.

Kolektorët termikë që nxehen nën ndikimin e dritës së diellit ngrohin ftohësin e sistemeve të ngrohjes dhe furnizimin me ujë të nxehtë.

Ekzistojnë disa lloje të kolektorëve termikë, duke përfshirë të hapur dhe sisteme të mbyllura, dizajne të sheshta dhe sferike, koncentratorë kolektorësh gjysmësferikë dhe shumë opsione të tjera.

Energjia termike e marrë nga kolektorët diellorë përdoret për ngrohje ujë i nxehtë ose ftohës i sistemit të ngrohjes.

Pavarësisht progresit të qartë në zhvillimin e zgjidhjeve për grumbullimin, ruajtjen dhe përdorimin e energjisë diellore, ka avantazhe dhe disavantazhe.

Efikasiteti ngrohje diellore në gjerësitë tona është mjaft i ulët, gjë që shpjegohet me numrin e pamjaftueshëm të ditëve me diell për funksionimin e rregullt të sistemit.

Të mirat dhe të këqijat e përdorimit të energjisë diellore

Avantazhi më i dukshëm i përdorimit të energjisë diellore është disponueshmëria e saj. Në fakt, edhe në motin më të zymtë dhe me re, energjia diellore mund të mblidhet dhe përdoret.

Plus i dytë është zero emetime. Në fakt, është forma më miqësore me mjedisin dhe natyrale e energjisë. Panelet diellore dhe kolektorët nuk prodhojnë zhurmë. Në shumicën e rasteve, ato vendosen në çatitë e ndërtesave, pa zënë zonë e shfrytëzueshme zonë periferike.

Disavantazhet që lidhen me përdorimin e energjisë diellore janë mospërputhja e ndriçimit. Natën nuk ka asgjë për të mbledhur, situata rëndohet nga fakti se piku i sezonit të ngrohjes bie në orët më të shkurtra të ditës të vitit.

Një disavantazh i rëndësishëm i ngrohjes bazuar në përdorimin e kolektorëve diellorë është pamundësia për të grumbulluar energji termike. Vetëm rezervuari i zgjerimit është përfshirë në diagram

Është e nevojshme të monitorohet pastërtia optike e paneleve, ndotja e lehtë ul në mënyrë drastike efikasitetin.

Për më tepër, nuk mund të thuhet se funksionimi i një sistemi me energji diellore është plotësisht falas, ka kosto fikse për amortizimin e pajisjeve, funksionimin e një pompë qarkullimi dhe elektronikën e kontrollit.

Hapni kolektorë diellorë

Një kolektor diellor i hapur është një sistem tubash që nuk mbrohet nga ndikimet e jashtme, përmes të cilit qarkullon një ftohës i ngrohur drejtpërdrejt nga dielli. Uji, gazi, ajri, antifrizi përdoren si bartës i nxehtësisë. Tubat ose montohen në një pllakë mbajtëse në formën e një gjarpri ose lidhen në rreshta paralele me prizën.

Kolektorët diellorë të tipit të hapur nuk janë në gjendje të përballojnë ngrohjen e një shtëpie private. Për shkak të mungesës së izolimit, ftohësi ftohet shpejt. Ato përdoren në verë kryesisht për ngrohjen e ujit në dushe ose pishina.

Koleksionistët e hapur zakonisht nuk kanë izolim. Dizajni është shumë i thjeshtë, prandaj ka një kosto të ulët dhe shpesh bëhet në mënyrë të pavarur.

Për shkak të mungesës së izolimit, ato praktikisht nuk kursejnë energjinë e marrë nga dielli, ato karakterizohen me efikasitet të ulët. Ato përdoren kryesisht në verë për ngrohjen e ujit në pishina ose dushe verore. Ato janë instaluar në zona me diell dhe të ngrohta, me ndryshime të vogla në temperaturën e ajrit të ambientit dhe ujin e nxehtë. Punon mirë vetëm në mot me diell dhe të qetë.

Kolektori diellor më i thjeshtë me një lavaman nxehtësie të bërë nga një gji tuba polimer, do të sigurojë furnizimin me ujë të nxehtë në vend për ujitje dhe nevoja shtëpiake

Kolektorë diellorë me tuba

Kolektorët diellorë tubarë janë mbledhur nga tuba të veçantë nëpër të cilët kalon uji, gazi ose avulli. Ky është një nga sistemet diellore të tipit të hapur. Sidoqoftë, ftohësi tashmë mbrohet shumë më mirë nga negativiteti i jashtëm. Sidomos në instalimet me vakum, të rregulluara sipas parimit të termozave.

Çdo tub është i lidhur me sistemin veç e veç, paralel me njëri-tjetrin. Nëse një tub dështon, është e lehtë ta zëvendësoni atë me një të ri. E gjithë struktura mund të montohet direkt në çatinë e ndërtesës, gjë që lehtëson shumë instalimin.

Kolektori tubular ka një strukturë modulare. Elementi kryesor është një tub vakum, numri i tubave varion nga 18 në 30, gjë që ju lejon të zgjidhni me saktësi fuqinë e sistemit

Një plus i rëndësishëm i kolektorëve diellorë me tuba qëndron në formën cilindrike të elementeve kryesore, falë të cilave rrezatimi diellor kapet gjatë gjithë ditës pa përdorimin e sistemeve të shtrenjta për gjurmimin e lëvizjes së ndriçuesit.

Një shtresë e veçantë me shumë shtresa krijon një lloj kurthi optik për rrezet e diellit. Diagrami tregon pjesërisht murin e jashtëm të balonës së vakumit duke reflektuar rrezet në muret e balonës së brendshme

Sipas dizajnit të tubave, dallohen kolektorët diellorë me stilolaps dhe koaksial.

Tubi koaksial është një enë Diyur ose një termos i njohur. Ato janë bërë nga dy balona ndërmjet të cilave pompohet ajri. Sipërfaqja e brendshme e llambës së brendshme është e veshur me një shtresë shumë selektive që thith në mënyrë efektive energjinë diellore.

Energjia termike nga shtresa e brendshme selektive transferohet në një tub nxehtësie ose në një shkëmbyes të brendshëm nxehtësie të bërë nga pllaka alumini. Në këtë fazë, ndodhin humbje të padëshiruara të nxehtësisë.

Tubi i stilolapsit është cilindër xhami me një amortizues të futur brenda.

Për izolim të mirë termik, ajri pompohet nga tubi. Transferimi i nxehtësisë nga absorbuesi ndodh pa humbje, kështu që efikasiteti i tubave të puplave është më i lartë.

Sipas metodës së transferimit të nxehtësisë, ekzistojnë dy sisteme: me rrjedhje të drejtpërdrejtë dhe me një tub ngrohjeje (tub ngrohjes).

Një termotub është një enë e mbyllur me një lëng të paqëndrueshëm.

Brenda termotubit ka një lëng të paqëndrueshëm që thith nxehtësinë nga muri i brendshëm i balonës ose nga thithësi i puplave. Nën veprimin e temperaturës, lëngu vlon dhe ngrihet në formë avulli. Pasi nxehtësia i jepet ngrohjes ose ftohësit të ujit të nxehtë, avulli kondensohet në një lëng dhe rrjedh poshtë.

Uji me presion të ulët shpesh përdoret si lëng i paqëndrueshëm.

Një sistem me rrjedhje të drejtpërdrejtë përdor një tub në formë U përmes të cilit qarkullon uji ose një ftohës i sistemit të ngrohjes.

Gjysma e tubit në formë U është projektuar për ftohës të ftohtë, e dyta merr atë të nxehtë. Kur nxehet, ftohësi zgjerohet dhe hyn në rezervuarin e magazinimit, duke siguruar qarkullim natyral. Ashtu si me sistemet e termotubave, këndi minimal i prirjes duhet të jetë së paku 20⁰.

Sistemet me rrjedhje direkte janë më efikase sepse ngrohin menjëherë ftohësin.

Nëse sistemet e kolektorëve diellorë janë planifikuar për përdorim gjatë gjithë vitit, atëherë në to pompohen antifriz të veçantë.

Të mirat dhe të këqijat e kolektorëve tubarë

Përdorimi i kolektorëve diellorë me tuba ka një sërë avantazhesh dhe disavantazhesh. Dizajni i një kolektori diellor me tuba përbëhet nga elemente identike të cilat janë relativisht të lehta për t'u zëvendësuar.

Përparësitë:

• humbje e ulët e nxehtësisë;
• aftësia për të punuar në temperatura deri në -30⁰С;
• performancë efikase në të gjithë orët e ditës;
• performancë e mirë në zonat me klimë të butë dhe të ftohtë;
• erë e ulët, e justifikuar nga aftësia e sistemeve tubulare për të kaluar masat e ajrit nëpër to;
• aftësia prodhuese temperaturë të lartë ftohës.

Strukturisht, struktura tubulare ka një sipërfaqe të kufizuar hapjeje. Ajo ka disavantazhet e mëposhtme:

• nuk është në gjendje të vetë-pastrohet nga bora, akulli, ngrica;
• cmim i larte.

Pavarësisht kostos fillimisht të lartë, mbledhësit me tuba paguajnë vetë më shpejt. Ata kanë një jetë të gjatë shërbimi.

Kolektorë diellorë të mbyllur të sheshtë

Kolektori i sheshtë përbëhet nga një kornizë alumini, një shtresë e veçantë thithëse - një absorbues, një shtresë transparente, një tubacion dhe një ngrohës.

Si amortizues përdoret fletë bakri i nxirë, i cili karakterizohet nga përçueshmëri termike ideale për krijimin e sistemeve diellore. Kur energjia diellore absorbohet nga absorbuesi, energjia diellore e marrë prej tij transferohet në një transportues nxehtësie që qarkullon përmes një sistemi tubash ngjitur me absorbuesin.

Me anën e jashtme panel i mbyllur të mbrojtura veshje transparente. Është bërë prej xhami të kalitur kundër goditjes me një gjerësi brezi prej 0,4-1,8 mikron. Ky varg përbën rrezatimin maksimal diellor. Xhami kundër goditjes është një mbrojtje e mirë kundër breshrit. Në anën e pasme, i gjithë paneli është i izoluar mirë.

Kolektorët diellorë me pllaka të sheshta karakterizohen nga performanca maksimale dhe dizajni i thjeshtë. Efikasiteti i tyre rritet për shkak të përdorimit të një absorbuesi. Ata janë në gjendje të kapin rrezatimin diellor të shpërndarë dhe të drejtpërdrejtë.

Lista e avantazheve të paneleve të sheshta të mbyllura përfshin:

• thjeshtësia e dizajnit;
• performancë e mirë në rajonet me klimë të ngrohtë;
• aftësia për të instaluar në çdo kënd nëse ka pajisje për ndryshimin e këndit të prirjes;
• aftësia për t'u vetë-pastruar nga bora dhe ngrica;
• çmim të ulët.

Kolektorët diellorë me pllaka të sheshta janë veçanërisht të favorshëm nëse përdorimi i tyre planifikohet në fazën e projektimit. Jeta e shërbimit të produkteve cilësore është 50 vjet.

Disavantazhet përfshijnë:

• humbje të larta të nxehtësisë;
• peshë e madhe;
• erë e lartë kur panelet janë të vendosura në një kënd me horizontin;
• kufizime në performancën në rënie të temperaturës prej më shumë se 40 ° C.

Shtrirja e aplikimit të kolektorëve të mbyllur është shumë më e gjerë se instalimet diellore të tipit të hapur. Në verë, ata janë në gjendje të plotësojnë plotësisht nevojën për ujë të nxehtë. Në ditët e freskëta që nuk përfshihen nga shërbimet publike gjatë periudhës së ngrohjes, ato mund të punojnë në vend të ngrohësve me gaz dhe elektrike.

Krahasimi i karakteristikave të kolektorëve diellorë

Treguesi më i rëndësishëm i një kolektori diellor është efikasiteti. Performanca e dobishme e kolektorëve diellorë të dizajneve të ndryshme varet nga ndryshimi i temperaturës. Në të njëjtën kohë, kolektorët me pllaka të sheshta janë shumë më të lirë se ata me tuba.

Vlerat e efikasitetit varen nga cilësia e prodhimit të kolektorit diellor. Qëllimi i grafikut është të tregojë efikasitetin e përdorimit të sistemeve të ndryshme në varësi të ndryshimit të temperaturës.

Kur zgjidhni një kolektor diellor, duhet t'i kushtoni vëmendje një numri parametrash që tregojnë efikasitetin dhe fuqinë e pajisjes.

Ekzistojnë disa karakteristika të rëndësishme për kolektorët diellorë:

• koeficienti i adsorbimit - tregon raportin e energjisë së absorbuar ndaj totalit;
• faktori i emetimit - tregon raportin e energjisë së transferuar me atë të absorbuar;
• sipërfaqja totale dhe e hapjes;
• efikasiteti.

zona e hapjes është zona e punës kolektor diellor. Një kolektor i sheshtë ka një sipërfaqe maksimale të hapjes. Zona e hapjes është e barabartë me sipërfaqen e absorbuesit.

Mënyrat për t'u lidhur me sistemin e ngrohjes

Meqenëse pajisjet me energji diellore nuk mund të sigurojnë një furnizim të qëndrueshëm dhe gjatë gjithë kohës me energji, nevojitet një sistem që të jetë rezistent ndaj këtyre mangësive.

Për Rusinë qendrore, pajisjet diellore nuk mund të garantojnë një furnizim të qëndrueshëm të energjisë, kështu që ato përdoren si sistem shtesë. Integrimi në një sistem ekzistues të ngrohjes dhe ujit të nxehtë është i ndryshëm për një kolektor diellor dhe një bateri diellore.

Diagrami i lidhjes së kolektorit të nxehtësisë

Në varësi të qëllimit të përdorimit të kolektorit të nxehtësisë, sisteme të ndryshme lidhjet. Mund të ketë disa opsione:

1. Opsioni veror për furnizim me ujë të nxehtë
2. Opsioni dimëror për ngrohje dhe furnizim me ujë të nxehtë

Versioni veror është më i thjeshti dhe mund të bëjë edhe pa pompë qarkullimi, duke përdorur qarkullimin natyral të ujit.

Uji nxehet në kolektorin diellor dhe për shkak të zgjerimit termik hyn në rezervuarin ose bojlerin e magazinimit. Në këtë rast, ndodh qarkullimi natyror: uji i ftohtë thithet në vendin e ujit të nxehtë nga rezervuari.

Në dimër, në temperatura negative, ngrohja direkte e ujit nuk është e mundur. Një antifriz i veçantë qarkullon përmes një qarku të mbyllur, duke siguruar transferimin e nxehtësisë nga kolektori në shkëmbyesin e nxehtësisë në rezervuar

Si çdo sistem i bazuar në qarkullimi natyror nuk funksionon me shumë efikasitet, duke kërkuar pajtueshmëri me shpatet e nevojshme. Përveç kësaj, rezervuari i magazinimit duhet të jetë më i lartë se kolektori diellor.

Në mënyrë që uji të qëndrojë i nxehtë për aq kohë sa të jetë e mundur, rezervuari duhet të izolohet me kujdes.

Nëse dëshironi të arrini me të vërtetë funksionimin më efikas të kolektorit diellor, diagrami i instalimeve elektrike do të bëhet më i ndërlikuar.

Një ftohës që nuk ngrin qarkullon nëpër sistemin e kolektorit diellor. qarkullimi i detyruar siguron një pompë nën kontrollin e kontrolluesit.

Kontrolluesi kontrollon funksionimin e pompës së qarkullimit bazuar në leximet e të paktën dy sensorëve të temperaturës. Sensori i parë mat temperaturën në rezervuari i magazinimit, e dyta - në tubin e furnizimit me ftohës të nxehtë të kolektorit diellor. Sapo temperatura në rezervuar tejkalon temperaturën e ftohësit, kontrolluesi në kolektor fik pompën e qarkullimit, duke ndaluar qarkullimin e ftohësit nëpër sistem.

Nga ana tjetër, kur temperatura në rezervuarin e magazinimit bie nën vlerën e caktuar, kaldaja e ngrohjes ndizet.

Diagrami i lidhjes së baterisë diellore

Do të ishte joshëse të zbatohej një skemë e ngjashme për lidhjen e një baterie diellore me rrjetin elektrik, siç zbatohet në rastin e një kolektori diellor, duke akumuluar energjinë e marrë gjatë ditës. Fatkeqësisht, për sistemin e furnizimit me energji elektrike të një shtëpie private, është shumë e shtrenjtë të krijosh një paketë baterie me kapacitet të mjaftueshëm. Prandaj, diagrami i lidhjes është si më poshtë.

Me një ulje të fuqisë së rrymës elektrike nga bateria diellore, njësia ATS (ndizja automatike e rezervës) siguron lidhjen e konsumatorëve me rrjetin elektrik të përbashkët

Nga panelet diellore, ngarkesa shkon në kontrolluesin e ngarkimit, i cili kryen disa funksione: siguron rimbushje të vazhdueshme të baterive dhe stabilizon tensionin. Me tutje elektricitet hyn në inverter, ku rryma direkte 12V ose 24V konvertohet në rrymë alternative njëfazore 220V.

Mjerisht, rrjetet tona të energjisë nuk janë përshtatur për të marrë energji, ato mund të punojnë vetëm në një drejtim nga burimi te konsumatori. Për këtë arsye nuk do të mund të shesësh energjinë elektrike të prodhuar ose të paktën ta bësh matësin të rrotullohet në drejtim të kundërt.

Përdorimi i paneleve diellore është i dobishëm në atë që ato ofrojnë më shumë pamje universale energji, por në të njëjtën kohë nuk mund të krahasohet në efikasitet me kolektorët diellorë. Megjithatë, këto të fundit nuk kanë aftësinë për të ruajtur energjinë, ndryshe nga bateritë fotovoltaike diellore.

Si të llogarisni fuqinë e kërkuar të kolektorit

Gjatë llogaritjes së kapacitetit të kërkuar të një kolektori diellor, shumë shpesh gabon të bësh llogaritje bazuar në energjinë diellore hyrëse në muajt më të ftohtë të vitit.

Fakti është se në muajt e mbetur të vitit i gjithë sistemi do të mbinxehet vazhdimisht. Temperatura e ftohësit në verë në daljen e kolektorit diellor mund të arrijë 200°C kur nxehet me avull ose gaz, 120°C antifriz, 150°C ujë. Nëse ftohësi vlon, ai do të avullojë pjesërisht. Si rezultat, do të duhet të zëvendësohet.

• sigurimi i furnizimit me ujë të ngrohtë jo më shumë se 70%;
• sigurimi i sistemit të ngrohjes jo më shumë se 30%.

Pjesa tjetër e nxehtësisë së kërkuar duhet të gjenerohet sipas standardit pajisje për ngrohje. Sidoqoftë, me tregues të tillë, mesatarisht rreth 40% kursehet në vit për ngrohjen dhe furnizimin me ujë të ngrohtë.

Fuqia e gjeneruar nga një sistem vakum me tub të vetëm ndryshon sipas vendndodhjes gjeografike. Treguesi i rënies së energjisë diellore në vit në 1 m2 tokë quhet insolacion. Duke ditur gjatësinë dhe diametrin e tubit, mund të llogarisni hapjen - zonën efektive të absorbimit. Mbetet të aplikohen koeficientët e përthithjes dhe emetimit për të llogaritur fuqinë e një tubi në vit.

Shembull i llogaritjes:

Gjatësia standarde e tubit është 1800 mm, gjatësia efektive është 1600 mm. Diametri 58 mm. Hapja është zona e hijezuar e krijuar nga tubi. Kështu, zona e drejtkëndëshit të hijes do të jetë:

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

Efikasiteti i tubit të mesëm është 80%, izolimi diellor për Moskën është rreth 1170 kWh/m2 në vit. Kështu, një tub do të funksionojë në vit:

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

Duhet të theksohet se kjo është një llogaritje shumë e përafërt. Sasia e energjisë së gjeneruar varet nga orientimi i instalimit, këndi, temperatura mesatare vjetore, etj. botuar

Sistemet ngrohje diellore

4.1. Klasifikimi dhe elementet kryesore të sistemeve diellore

Sistemet e ngrohjes diellore janë sisteme që përdorin rrezatimin diellor si burim të energjisë termike. Dallimi i tyre karakteristik nga sistemet e tjera të ngrohjes me temperaturë të ulët është përdorimi i një elementi të veçantë - një marrës diellor, i krijuar për të kapur rrezatimin diellor dhe për ta kthyer atë në energji termike.

Sipas metodës së përdorimit të rrezatimit diellor, sistemet e ngrohjes diellore me temperaturë të ulët ndahen në pasive dhe aktive.

Sistemet e ngrohjes diellore quhen pasive, në të cilat vetë ndërtesa ose rrethojat e saj individuale (ndërtesa kolektori, muri kolektor, çatia e kolektorit, etj.) shërbejnë si një element që merr rrezatimin diellor dhe e shndërron atë në nxehtësi (Fig. 4.1.1 )) .

Oriz. 4.1.1 Sistemi pasiv i ngrohjes diellore me temperaturë të ulët "mur kolektori": 1 - rrezet e diellit; 2 – ekran i tejdukshëm; 3 - amortizues ajri; 4 - ajri i nxehtë; 5 - ajri i ftohur nga dhoma; 6 - rrezatimi termik me valë të gjatë të grupit të murit; 7 - sipërfaqja e murit që merr rreze të zezë; 8 - blinds.

Sistemet diellore të ngrohjes me temperaturë të ulët quhen aktive, në të cilat marrësi diellor është një pajisje e pavarur e veçantë që nuk ka lidhje me ndërtesën. Sistemet diellore aktive mund të ndahen:

sipas qëllimit (furnizimi me ujë të ngrohtë, ngrohja, sistemet e kombinuara për qëllime të furnizimit me ngrohje dhe të ftohtë);

sipas llojit të ftohësit të përdorur (lëng - ujë, antifriz dhe ajër);

sipas kohëzgjatjes së punës (gjatë gjithë vitit, sezonal);

sipas zgjidhjes teknike të skemave (një-, dy-, me shumë lak).

Ajri është një ftohës i përdorur gjerësisht që nuk ngrin në të gjithë gamën e parametrave të funksionimit. Kur përdoret si bartës i nxehtësisë, është e mundur të kombinohen sistemet e ngrohjes me një sistem ventilimi. Sidoqoftë, ajri është një bartës i nxehtësisë me kapacitet të ulët të nxehtësisë, gjë që çon në një rritje të konsumit të metaleve për instalimin e sistemeve të ngrohjes së ajrit në krahasim me sistemet e ujit.

Uji është një ftohës intensiv i nxehtësisë dhe i disponueshëm gjerësisht. Megjithatë, në temperatura nën 0°C është e nevojshme të shtoni lëngje antifriz. Përveç kësaj, duhet të kihet parasysh se uji i ngopur me oksigjen shkakton korrozion të tubacioneve dhe aparateve. Por konsumi i metalit në sistemet diellore të ujit është shumë më i ulët, gjë që në një masë të madhe kontribuon në aplikimin e tyre më të gjerë.

Sistemet diellore sezonale me ujë të nxehtë janë zakonisht me një qark dhe funksionojnë në verë dhe në muajt kalimtar, gjatë periudhave me një temperaturë të jashtme pozitive. Ata mund të kenë një burim shtesë nxehtësie ose të bëjnë pa të, në varësi të qëllimit të objektit të servisuar dhe kushteve të funksionimit.

Sistemet diellore për ngrohjen e ndërtesave janë zakonisht me qark të dyfishtë ose, më shpesh, me shumë qark, dhe transportues të ndryshëm nxehtësie mund të përdoren për qarqe të ndryshme (për shembull, tretësira ujore të lëngjeve antifriz në një qark diellor, uji në qarqet e ndërmjetme dhe ajri në një qark konsumatori).

Sistemet diellore të kombinuara gjatë gjithë vitit për qëllime të furnizimit me ngrohje dhe të ftohtë të ndërtesave janë me shumë qark dhe përfshijnë një burim shtesë nxehtësie në formën e një gjeneruesi tradicional të nxehtësisë që funksionon me lëndë djegëse organike ose një transformator nxehtësie.

Një diagram skematik i një sistemi ngrohjeje diellore është paraqitur në figurën 4.1.2. Ai përfshin tre qarqe qarkullimi:

qarku i parë, i përbërë nga kolektorë diellorë 1, pompë qarkullimi 8 dhe shkëmbyes nxehtësie të lëngshme 3;

qarku i dytë, i përbërë nga një rezervuar depozitimi 2, një pompë qarkullimi 8 dhe një shkëmbyes nxehtësie 3;

qarku i tretë, i përbërë nga një rezervuar depozitimi 2, një pompë qarkullimi 8, një shkëmbyes nxehtësie ujë-ajër (ngrohës) 5.

Oriz. 4.1.2. Diagrami skematik i sistemit të ngrohjes diellore: 1 - kolektor diellor; 2 - rezervuari i magazinimit; 3 - shkëmbyes nxehtësie; 4 - ndërtesa; 5 - ngrohës; 6 - nënstudim i sistemit të ngrohjes; 7 - sistemi rezervë i furnizimit me ujë të nxehtë; 8 - pompë qarkullimi; 9 - tifoz.

Sistemi i ngrohjes diellore funksionon si më poshtë. Ftohësi (antifrizi) i qarkut marrës të nxehtësisë, duke u ngrohur në kolektorët diellorë 1, hyn në shkëmbyesin e nxehtësisë 3, ku nxehtësia e antifrizit transferohet në ujin që qarkullon në hapësirën unazore të shkëmbyesit të nxehtësisë 3 nën veprim. të pompës 8 të qarkut dytësor. Uji i ngrohur hyn në rezervuarin 2. Nga rezervuari, uji merret nga pompa e furnizimit me ujë të nxehtë 8, sillet, nëse është e nevojshme, në temperaturën e kërkuar në dyfishuesin 7 dhe futet në sistemin e furnizimit me ujë të ngrohtë të ndërtesës. Rezervuari i magazinimit ushqehet nga furnizimi me ujë.

Për ngrohje, uji nga rezervuari 2 furnizohet nga pompa e qarkut të tretë 8 në ngrohësin 5, përmes të cilit ajri kalon me ndihmën e një ventilatori 9 dhe, pasi nxehet, hyn në ndërtesën 4. Në mungesa e rrezatimit diellor ose mungesa e energjisë termike të gjeneruar nga kolektorët diellorë, puna ndizet rezervë 6.

Zgjedhja dhe paraqitja e elementeve të sistemit të ngrohjes diellore në secilin rast përcaktohet nga faktorët klimatikë, qëllimi i objektit, mënyra e konsumit të nxehtësisë dhe treguesit ekonomikë.

4.2. Përqendrimi i marrësve diellorë

Marrësit diellorë të përqendruar janë pasqyra sferike ose parabolike (Fig. 4.2.1), prej metali të lëmuar, në fokusin e të cilave vendoset një element marrës nxehtësie (bojler diellor), nëpër të cilin qarkullon ftohësi. Uji ose lëngjet jongrirëse përdoren si bartës i nxehtësisë. Kur përdorni ujin si bartës të nxehtësisë gjatë natës dhe gjatë periudhës së ftohtë, sistemi duhet të zbrazet për të parandaluar ngrirjen e tij.

Për të siguruar efikasitet të lartë të procesit të kapjes dhe konvertimit të rrezatimit diellor, marrësi diellor i përqendruar duhet të drejtohet vazhdimisht në mënyrë rigoroze nga Dielli. Për këtë qëllim, marrësi diellor është i pajisur me një sistem gjurmimi, duke përfshirë një sensor të drejtimit të diellit, një njësi konvertimi të sinjalit elektronik, një motor elektrik me një kuti ingranazhi për rrotullimin e strukturës së marrësit diellor në dy plane.

Oriz. 4.2.1. Marrës diellor përqendrues: a - përqendrues parabolik; b – koncentrator i lugit parabolik; 1 - rrezet e diellit; 2 - element marrës i nxehtësisë (kolektor diellor); 3 - pasqyrë; 4 – mekanizmi i drejtimit të sistemit të përcjelljes; 5 - tubacionet që furnizojnë dhe shkarkojnë ftohësin.

Avantazhi i sistemeve me marrës diellorë të përqendruar është aftësia për të gjeneruar nxehtësi në një temperaturë relativisht të lartë (deri në 100 °C) dhe madje edhe avull. Disavantazhet përfshijnë koston e lartë të ndërtimit; nevoja për pastrim të vazhdueshëm të sipërfaqeve reflektuese nga pluhuri; punoni vetëm gjatë orëve të ditës, dhe për këtë arsye, nevoja për bateri të mëdha; konsumi i lartë i energjisë për drejtimin e sistemit të gjurmimit për rrjedhën e Diellit, në përpjesëtim me energjinë e gjeneruar. Këto mangësi pengojnë aplikim të gjerë Sisteme aktive të ngrohjes diellore me temperaturë të ulët me marrës diellorë të përqendruar. Kohët e fundit, marrësit diellorë të sheshtë përdoren më shpesh për sistemet diellore të ngrohjes me temperaturë të ulët.

4.3. Kolektorë diellorë të sheshtë

Kolektor diellor me pllakë të sheshtë - një pajisje me një panel thithës me konfigurim të sheshtë dhe izolim të sheshtë transparent për thithjen e energjisë së rrezatimit diellor dhe shndërrimin e tij në nxehtësi.

Kolektorët diellorë me pllakë të sheshtë (fig. 4.3.1) përbëhen nga një mbulesë qelqi ose plastike (një, dyshe, e trefishtë), një panel thithës nxehtësie i lyer me ngjyrë të zezë në anën përballë diellit, izolim në anën e pasme dhe një strehë (metal, plastik , qelqi, druri).

Oriz. 4.3.1. Kolektor i sheshtë diellor: 1 - rrezet e diellit; 2 - lustrim; 3 - trupi; 4 - sipërfaqja e marrjes së nxehtësisë; 5 - izolim termik; 6 - sealant; 7 - rrezatimi me valë të gjatë të pllakës marrëse të nxehtësisë.

Si një panel për marrjen e nxehtësisë, mund të përdorni çdo fletë metalike ose plastike me kanale për ftohësin. Panelet e marrjes së nxehtësisë janë prej alumini ose çeliku të dy llojeve: panele fletë-tub dhe panele të stampuara (tub në fletë). Panelet plastike për shkak të brishtësisë dhe plakjes së shpejtë nën ndikimin e dritës së diellit, si dhe për shkak të përçueshmërisë së ulët termike, nuk përdoren gjerësisht.

Nën veprimin e rrezatimit diellor, panelet marrëse të nxehtësisë nxehen në temperatura 70-80 ° C, të cilat tejkalojnë temperaturën e ambientit, gjë që çon në një rritje të transferimit konvektiv të nxehtësisë së panelit në mjedisi dhe rrezatimin e vet në qiell. Për të arritur temperatura më të larta të ftohësit, sipërfaqja e pllakës mbulohet me shtresa selektive spektrale që thithin në mënyrë aktive rrezatimin me valë të shkurtër nga dielli dhe zvogëlojnë rrezatimin e tij termik në pjesën e valës së gjatë të spektrit. Struktura të tilla të bazuara në "nikel të zi", "krom të zi", oksid bakri në alumin, oksid bakri në bakër dhe të tjera janë të shtrenjta (kostoja e tyre shpesh është në përpjesëtim me koston e vetë panelit që merr nxehtësinë). Një mënyrë tjetër për të përmirësuar performancën e kolektorëve me pllaka të sheshta është krijimi i një vakumi midis panelit thithës të nxehtësisë dhe izolimit transparent për të reduktuar humbjen e nxehtësisë (kolektorë diellorë të gjeneratës së katërt).

Përvoja e funksionimit të instalimeve diellore të bazuara në kolektorë diellorë ka zbuluar një numër të metash të rëndësishme të sistemeve të tilla. Para së gjithash, kjo është kostoja e lartë e koleksionistëve. Rritja e efikasitetit të punës së tyre për shkak të veshjeve selektive, rritjes së transparencës së lustrimit, evakuimit, si dhe pajisjes së sistemit të ftohjes rezultojnë të jenë ekonomikisht joprofitabile. Një disavantazh i rëndësishëm është nevoja për pastrim të shpeshtë të xhamit nga pluhuri, i cili praktikisht përjashton përdorimin e një kolektori në zonat industriale. Gjatë funksionimit afatgjatë të kolektorëve diellorë, veçanërisht në kushtet e dimrit, ka një dështim të shpeshtë të tyre për shkak të zgjerimit të pabarabartë të zonave të ndriçuara dhe të errëta të xhamit për shkak të shkeljes së integritetit të lustrimit. Ekziston gjithashtu një përqindje e madhe e dështimit të kolektorit gjatë transportit dhe instalimit. Një disavantazh i rëndësishëm i sistemeve me kolektorë është edhe ngarkesa e pabarabartë gjatë vitit dhe ditës. Përvoja e funksionimit të kolektorëve në kushtet e Evropës dhe pjesës evropiane të Rusisë me një përqindje të lartë të rrezatimit difuz (deri në 50%) tregoi pamundësinë e krijimit të një sistemi autonom gjatë gjithë vitit të furnizimit me ujë të nxehtë dhe ngrohjes. Të gjitha sistemet diellore me kolektorë diellorë në gjerësi të mesme kërkojnë instalimin e rezervuarëve të mëdhenj të ruajtjes dhe përfshirjen e një burimi shtesë energjie në sistem, gjë që redukton efektin ekonomik të përdorimit të tyre. Në këtë drejtim, është më e leverdishme përdorimi i tyre në zona me intensitet mesatar të lartë të rrezatimit diellor (jo më i ulët se 300 W/m2).

Mundësitë e mundshme për përdorimin e energjisë diellore në Ukrainë

Në territorin e Ukrainës, energjia e rrezatimit diellor për një ditë mesatare vjetore drite është mesatarisht 4 kW ∙ orë për 1 m 2 (në ditët e verës- deri në 6 - 6,5 kW ∙ orë) pra rreth 1,5 mijë kW ∙ orë në vit për secilën metër katror. Kjo është pothuajse e njëjtë si në Evropën Qendrore, ku përdorimi i energjisë diellore është më i përhapuri.

Përveç kushteve të favorshme klimatike në Ukrainë, ka personel shkencor shumë të kualifikuar në fushën e përdorimit të energjisë diellore. Pas kthimit të Prof. Bojko B.T. nga UNESCO, ku drejtoi programin ndërkombëtar të UNESCO-s për përdorimin e energjisë diellore (1973-1979), ai filloi një aktivitet intensiv shkencor dhe organizativ në Institutin Politeknik Kharkovit (tani Universiteti Teknik Kombëtar. - KhPI) për zhvillimin e një drejtimi të ri shkencor dhe arsimor të shkencës së materialeve për energjinë diellore. Tashmë në vitin 1983, në përputhje me urdhrin e Ministrisë së Arsimit të Lartë të BRSS N 885, datë 13 korrik 1983, në Institutin Politeknik Kharkovit, për herë të parë në praktikën e arsimit të lartë në BRSS, u bë trajnimi i fizikantëve me profil. filloi në fushën e shkencës së materialeve për energjinë diellore në kuadër të specialitetit “Fizika e Metaleve”. Kjo hodhi themelet për krijimin në vitin 1988 të departamentit të diplomimit "Shkenca e Materialeve Fizike për Elektronikën dhe Energjinë Diellore" (FMEG). Departamenti i FMEG në bashkëpunim me Institutin Kërkimor të Teknologjisë Inxhinierike të Instrumenteve (Kharkiv) në kuadër të programit hapësinor të Ukrainës morën pjesë në krijimin e qelizave diellore të silikonit me efikasitet. trembëdhjetë - 14% për anijen ukrainase.

Që nga viti 1994, Departamenti i FMEG, me mbështetjen e Universitetit të Shtutgartit dhe Komunitetit Evropian, si dhe Universiteti i Teknologjisë i Cyrihut dhe Shoqëria Kombëtare Shkencore Zvicerane, është përfshirë në mënyrë aktive në kërkimin shkencor mbi zhvillimin e qelizave diellore të filmit. .

Përshkrim:

Me rëndësi të veçantë në projektimin e objekteve olimpike në Soçi është përdorimi i burimeve të rinovueshme të energjisë miqësore me mjedisin dhe, mbi të gjitha, energjia e rrezatimit diellor. Në këtë drejtim, përvoja e zhvillimit dhe zbatimit të pasivit sistemet diellore ngrohje në ndërtesat rezidenciale dhe publike në provincën Liaoning (Kinë), pasi vendndodhja gjeografike dhe kushtet klimatike të kësaj pjese të Kinës janë të krahasueshme me ato të Soçit.

Përvoja e Republikës Popullore të Kinës

Zhao Jinling, i sinqertë. teknologjisë. Sci., Universiteti Politeknik Dalian (PRC), praktikant në Departamentin e Sistemeve Industriale të Ngrohjes dhe Energjisë,

A. Ya. Shelginsky, doktor i teknikës. shkenca, prof., shkencore. Drejtues, MPEI (TU), Moskë

Me rëndësi të veçantë në projektimin e objekteve olimpike në Soçi është përdorimi i burimeve të rinovueshme të energjisë miqësore me mjedisin dhe, mbi të gjitha, energjia e rrezatimit diellor. Në këtë drejtim, përvoja e zhvillimit dhe zbatimit të sistemeve pasive të ngrohjes diellore në ndërtesat e banimit dhe ato publike në provincën e Liaoning (Kinë) do të jetë me interes, pasi vendndodhja gjeografike dhe kushtet klimatike të kësaj pjese të Kinës janë të krahasueshme me ato të Soçit. .

Përdorimi i burimeve të rinovueshme të energjisë (RES) për sistemet e furnizimit me ngrohje është i rëndësishëm dhe shumë premtues për momentin, duke iu nënshtruar një qasjeje kompetente ndaj kjo çështje, meqenëse burimet tradicionale të energjisë (nafta, gazi, etj.) nuk janë të pakufizuara. Në këtë drejtim, shumë vende, përfshirë Kinën, po kalojnë në përdorimin e burimeve të rinovueshme të energjisë miqësore me mjedisin, një prej të cilave është nxehtësia e rrezatimit diellor.

Mundësia e përdorimit efikas të nxehtësisë së rrezatimit diellor në Republikën Popullore të Kinës varet nga rajoni, pasi kushtet klimatike në pjesë të ndryshme vendet janë shumë të ndryshme: nga kontinenti i butë (perëndimi dhe veriu) me verë të nxehtë dhe dimër të ashpër, subtropikale në rajonet qendrore të vendit deri te musonet tropikale në bregdetin jugor dhe ishujt, përcaktohet nga vendndodhja gjeografike e territorit ku objekti ndodhet (tabela).

Në provincën e Liaoning, intensiteti i rrezatimit diellor është nga 5,000 në 5,850 MJ/m2 në vit (në Soçi - rreth 5,000 MJ/m2 në vit), i cili lejon përdorimin aktiv të sistemeve të ngrohjes dhe ftohjes për ndërtesat bazuar në përdorimin të energjisë së rrezatimit diellor. Sisteme të tilla që konvertojnë nxehtësinë e rrezatimit diellor dhe ajrit të jashtëm mund të ndahen në aktive dhe pasive.

Sistemet pasive të ngrohjes diellore (PSTS) përdorin qarkullimin natyror të ajrit të nxehtë (Fig. 1), d.m.th., forcat gravitacionale.

Në sistemet aktive të ngrohjes diellore (Fig. 2), burime shtesë të energjisë përdoren për të siguruar funksionimin e saj (për shembull, energjia elektrike). Nxehtësia e rrezatimit diellor hyn në kolektorët diellorë, ku akumulohet pjesërisht dhe transferohet në një bartës të ndërmjetëm nxehtësie, i cili transportohet me pompa dhe shpërndahet në të gjithë ambientet.

Sistemet me konsum zero të nxehtësisë dhe të ftohtit janë të mundshme, ku parametrat përkatës të ajrit të brendshëm sigurohen pa kosto shtesë të energjisë për shkak të:

• izolimi termik i nevojshëm;
• zgjedhje Materiale Ndertimi ndërtesa me veti të përshtatshme për ruajtjen e ngrohjes dhe të ftohtit;
• përdorimi në sistemin e akumulatorëve shtesë të nxehtësisë dhe të ftohtit me karakteristikat e duhura.

Në fig. 3 tregon një skemë të përmirësuar të funksionimit të sistemit pasiv të furnizimit me ngrohje të ndërtesës me elementë (perde, valvola) që lejojnë kontroll më të saktë të temperaturës së ajrit të brendshëm. Në anën jugore të objektit është instaluar i ashtuquajturi mur Trombe, i cili përbëhet nga një mur masiv (betoni, tulla ose guri) dhe një ndarje xhami e vendosur në një distancë të shkurtër nga muri me jashtë. Sipërfaqja e jashtme e murit masiv është e lyer ngjyrë të errët. Muri masiv dhe ajri ndërmjet ndarjes së xhamit dhe murit masiv nxehen përmes ndarjes së xhamit. Një mur masiv i ndezur transferon nxehtësinë e akumuluar në dhomë për shkak të rrezatimit dhe transferimit konvektiv të nxehtësisë. Kështu, ky dizajn kombinon funksionet e një kolektori dhe një akumuluesi të nxehtësisë.

Ajri në shtresën e brendshme midis ndarjes së xhamit dhe murit përdoret si ftohës për të furnizuar dhomën me nxehtësi gjatë periudhës së ftohtë kohore dhe në një ditë me diell. Perdet përdoren për të parandaluar daljet e nxehtësisë në mjedis gjatë periudhës së ftohtë kohore gjatë natës dhe fitimet e tepërta të nxehtësisë në ditët me diell gjatë periudhës së ngrohtë kohore, të cilat reduktojnë ndjeshëm transferimin e nxehtësisë midis murit masiv dhe mjedisit të jashtëm.

Perde janë bërë nga materiale jo të endura me një shtresë argjendi. Për të siguruar qarkullimin e nevojshëm të ajrit, përdoren valvulat e ajrit, të cilat ndodhen në pjesët e sipërme dhe të poshtme të murit masiv. Kontroll automatik funksionimi i valvulave të ajrit lejon ruajtjen e hyrjeve ose daljeve të nevojshme të nxehtësisë në dhomën e shërbimit.

Sistemi i ngrohjes diellore pasive funksionon si më poshtë:

1. Gjatë periudhës së ftohtë kohore (ngrohje):

• ditë me diell - perdja është ngritur, valvulat janë të hapura (Fig. 3a). Kjo çon në ngrohjen e murit masiv përmes ndarjes së xhamit dhe ngrohjen e ajrit në shtresën e ndërmjetme midis ndarjes së xhamit dhe murit. Nxehtësia hyn në dhomë nga një mur i nxehtë dhe ajri i ndezur në shtresë, duke qarkulluar nëpër shtresë dhe dhomë nën ndikimin e forcave gravitacionale të shkaktuara nga ndryshimi në densitetin e ajrit në temperatura të ndryshme (qarkullimi natyror);
• natën, mbrëmjen ose ditën me re - perdja është ulur, valvulat janë të mbyllura (Fig. 3b). Nxehtësia mbytet gjatë mjedisi i jashtëm janë reduktuar ndjeshëm. Temperatura në dhomë mbahet nga marrja e nxehtësisë nga një mur masiv, i cili e ka grumbulluar këtë nxehtësi nga rrezatimi diellor;

2. Në periudhën e ngrohtë kohore (ftohje):

• ditë me diell - perdja është ulur, valvulat e poshtme janë të hapura, ato të sipërme janë të mbyllura (Fig. 3c). Perdja mbron ngrohjen e murit masiv nga rrezatimi diellor. ajri i jashtëm hyn në dhomë nga ana e shtëpisë me hije dhe del në mjedis përmes shtresës ndërmjet ndarjes së xhamit dhe murit;
• natën, mbrëmjen ose ditën me re - perdja është ngritur, valvulat e poshtme janë të hapura, ato të sipërme janë të mbyllura (Fig. 3d). Ajri i jashtëm hyn në dhomë nga ana e kundert në shtëpi dhe del në mjedis përmes një shtrese midis ndarjes së xhamit dhe murit masiv. Muri ftohet si rezultat i shkëmbimit konvektiv të nxehtësisë me ajrin që kalon nëpër shtresën e brendshme dhe për shkak të rrjedhjes së nxehtësisë nga rrezatimi në mjedis. Muri i ftohur gjatë ditës ruan temperaturën e kërkuar në dhomë.

Për të llogaritur sistemet pasive të ngrohjes diellore për ndërtesat, janë zhvilluar modele matematikore të transferimit të nxehtësisë jo-stacionare gjatë konvekcionit natyror për t'i siguruar ambienteve kushtet e nevojshme të temperaturës në varësi të vetive termofizike të mbështjellësve të ndërtesave, ndryshimeve ditore në rrezatimin diellor dhe temperaturës së ajrit të jashtëm. .

Për të përcaktuar besueshmërinë dhe për të përmirësuar rezultatet e marra, Universiteti Politeknik Dalian zhvilloi, prodhoi dhe hulumtoi model eksperimental pallat banimi ne Dalian me sistem ngrohje solare pasive. Muri Trombe është vendosur vetëm në fasadën jugore, me automatik valvulat e ajrit dhe perde (Fig. 3, foto).

Gjatë eksperimentit kemi përdorur:

• stacion i vogël meteorologjik;
• pajisje për matjen e intensitetit të rrezatimit diellor;
• anemograf RHAT-301 për të përcaktuar shpejtësinë e ajrit në dhomë;
• termometri TR72-S dhe termoçift për matjen e temperaturës së dhomës.

Studimet eksperimentale janë kryer në periudha të ngrohta, kalimtare dhe të ftohta të vitit në kushte të ndryshme meteorologjike.

Algoritmi për zgjidhjen e problemit është paraqitur në figurën 1. 4.

Rezultatet e eksperimentit konfirmuan besueshmërinë e marrëdhënieve të llogaritura të marra dhe bënë të mundur korrigjimin e varësive individuale duke marrë parasysh kushtet specifike kufitare.

Aktualisht, ka shumë ndërtesa banimi dhe shkolla në provincën Liaoning që përdorin sisteme pasive të ngrohjes diellore.

Një analizë e sistemeve pasive të ngrohjes diellore tregon se ato janë mjaft premtuese në rajone të caktuara klimatike në krahasim me sistemet e tjera për arsyet e mëposhtme:

• lirshmëria;
• lehtësia e mirëmbajtjes;
• besueshmëria.

Disavantazhet e sistemeve pasive të ngrohjes diellore përfshijnë faktin se parametrat e ajrit të brendshëm mund të ndryshojnë nga ato të kërkuara (të llogaritura) kur temperatura e ajrit të jashtëm ndryshon jashtë kufijve të marrë në llogaritje.

Për të arritur të mirën efekti i kursimit të energjisë në sistemet e furnizimit me ngrohje dhe të ftohtë të ndërtesave me mirëmbajtje më të saktë të kushteve të temperaturës brenda kufijve të specifikuar, këshillohet që të kombinohet përdorimi i sistemeve diellore pasive dhe aktive të furnizimit me ngrohje dhe të ftohtë.

Në këtë drejtim, studime të mëtejshme teorike dhe punë eksperimentale në modelet fizike duke marrë parasysh rezultatet e marra më parë.

Letërsia

1. Zhao Jinling, Chen Bin, Liu Jingjun, Wang Yongxun Simulimi dinamik i performancës termike i një shtëpie diellore pasive të përmirësuar me mur trombe ISES Solar word Kongres, 2007, Pekin Kinë, Vëllimet 1-V: 2234–2237.

2. Zhao Jinling, Chen Bin, Chen Cuiying, Sun Yuanyuan Studim mbi përgjigjen termike dinamike të sistemeve pasive të ngrohjes diellore. Journal of Harbin Institute of Technology (Seria e Re). 2007 Vol. 14:352–355.

Elementi kryesor i sistemeve aktive të furnizimit me ngrohje është një kolektor diellor (SC).Në moderne sistemet me temperaturë të ulët Sistemet e furnizimit me nxehtësi (deri në 100 °C), të përdorura për të kthyer energjinë diellore në nxehtësi të shkallës së ulët për furnizim me ujë të nxehtë, ngrohje dhe procese të tjera termike, përdorin të ashtuquajturin kolektor të sheshtë, i cili është një absorbues diellor përmes të cilit qarkullon ftohësi ; struktura është e izoluar termikisht nga mbrapa dhe me xham nga përpara.

Në sistemet e furnizimit me nxehtësi me temperaturë të lartë (mbi 100 °C), përdoren kolektorë diellorë me temperaturë të lartë. Aktualisht, më efikasi prej tyre është kolektori diellor i përqendruar Luza, i cili është një lug parabolik me një tub të zi në qendër, mbi të cilin është përqendruar rrezatimi diellor. Kolektorë të tillë janë shumë efektivë në rastet kur është e nevojshme të krijohen kushte të temperaturës mbi 100 °C për industrinë ose prodhimin e avullit në industrinë e energjisë elektrike. Ato përdoren në disa impiante termike diellore në Kaliforni; për Evropën veriore, ato nuk janë mjaft efektive, pasi nuk mund të përdorin rrezatim diellor të shpërndarë.

Përvoja botërore. Në Australi, vendosja e lëngjeve nën 100°C konsumon rreth 20% të energjisë totale të konsumuar. Është konstatuar se për të siguruar ujë të ngrohtë 80% rurale ndërtesat e banimit 1 person ka nevojë për 2 ... 3 m2 sipërfaqe kolektori diellor dhe një rezervuar uji me kapacitet 100 ... 150 litra. Instalimet me një sipërfaqe prej 25 m2 dhe një kazan uji për 1000 ... 1500 litra janë shumë të kërkuara, duke siguruar ujë të ngrohtë për 12 persona.

Në MB, banorët ruralë plotësojnë nevojat e tyre për energji termike me 40-50% duke përdorur rrezatimin diellor.

Në Gjermani, në një stacion kërkimor pranë Dyseldorfit, u testua një instalim aktiv i ngrohjes diellore të ujit (sipërfaqja e kolektorit 65 m2), i cili bën të mundur marrjen mesatarisht 60% në vit. nxehtësia e nevojshme, dhe në verë 80 ... 90%. Në Gjermani, një familje prej 4 personash mund të sigurohet plotësisht me ngrohje nëse ka një çati energjetike me një sipërfaqe prej 6 ... 9 m2.

Më gjerësisht energji termale Dielli përdoret për të ngrohur serat dhe për të krijuar një klimë artificiale në to; në Zvicër janë testuar disa mënyra për të përdorur energjinë diellore në këtë drejtim.

Në Gjermani (Hannover) në Institutin e Teknologjisë, Hortikulturës dhe Bujqësisë, po hetohet mundësia e përdorimit të kolektorëve diellorë të vendosur pranë serrës ose të ndërtuar në strukturën e saj, si dhe vetë serave si kolektor diellor, duke përdorur një lëng të lyer. që kalon nëpër shtresën e dyfishtë të serrës dhe ngroh rrezatimin diellor Rezultatet e hulumtimit treguan se në kushtet klimatike Në Gjermani, ngrohja duke përdorur vetëm energjinë diellore gjatë gjithë vitit nuk plotëson plotësisht kërkesën për ngrohje. Kolektorët modernë diellorë në Gjermani mund të plotësojnë nevojat e bujqësisë në ujë të ngrohtë në verë me 90%, në dimër me 29...30% dhe në periudhën kalimtare - me 55...60%.

Diellore aktive sistemet e ngrohjes më e zakonshme në Izrael, Spanjë, ishullin e Tajvanit, Meksikë dhe Kanada. Vetëm në Australi, mbi 400,000 shtëpi kanë ngrohje diellore të ujit. Në Izrael, më shumë se 70% e të gjitha shtëpive të një familjeje (rreth 900,000) janë të pajisura me ngrohje diellore të ujit me kolektorë diellorë. me sipërfaqe totale 2.5 milionë m2, që ofron një mundësi për kursime vjetore të karburantit prej rreth 0.5 milionë toe.

Përmirësimi strukturor i SC të sheshtë ndodh në dy drejtime:

• kërkimi i materialeve të reja strukturore jometalike;
• përmirësimi i karakteristikave optotermike të montimit më kritik të elementit absorbues-të tejdukshëm.

Sistemet e ngrohjes ndahen si më poshtë: pasive (shih Kre. 5); aktive, të cilat kryesisht përdorin kolektorë diellorë të lëngshëm dhe rezervuarë magazinimi; të kombinuara.

Jashtë vendit përdoren gjerësisht sistemet e ngrohjes së ajrit, ku si bateri përdoren struktura ndërtimi ose mbushje speciale prej guri nën të. Në vendin tonë, Instituti Fizikoteknik i Akademisë së Shkencave të SSR-së së Uzbekistanit dhe TbilZNIIEP po punojnë në këtë drejtim, por rezultatet e punës janë qartësisht të pamjaftueshme dhe zgjidhjet e rregulluara mirë nuk janë krijuar, megjithëse sistemet e ajrit Teorikisht më efektive se ato të lëngshme, në të cilat sistemi aktual i ngrohjes është bërë nga panele me temperaturë të ulët-rrezatuese ose me temperaturë të lartë me pajisjet konvencionale të ngrohjes. Në vendin tonë, ndërtesat me sisteme të lëngshme u zhvilluan nga IVTAN, FTI AN UzSSR, TashZNIIEP, TbilZNIIEP, KievZNIIEP dhe të tjerët dhe në disa raste të ngritura.

Një sasi e madhe informacioni mbi sistemet aktive të ngrohjes diellore jepet në një libër të botuar në 1980. Më poshtë përshkruan zhvilluar KievZNIIEP, ndërtuar dhe testuar dy individ ndërtesat e banimit me sisteme autonome të furnizimit me ngrohje diellore: me një sistem ngrohjeje me panele me temperaturë të ulët (një ndërtesë banimi në fshatin Kolesnoye, rajoni i Odessa) dhe me një pompë nxehtësie (një ndërtesë banimi në fshatin Bucuria, SSR Moldaviane).

Kur zhvillohet një sistem ngrohje diellore për një ndërtesë banimi në fshat. Kolesnoe, në pjesën arkitekturore dhe ndërtimore të shtëpisë u bënë një sërë ndryshimesh (projekti nga UkrNIIPgrazhdanselskstroy), me qëllim përshtatjen e tij me kërkesat e ngrohjes diellore: u përdor muratura efikase me izolim për muret e jashtme dhe xham të trefishtë. hapjet e dritareve; bobinat e ngrohjes kombinohen me katet e ndërmjetme; sigurohet një bodrum për vendosjen e pajisjeve; kryera izolim shtesë papafingo dhe rikuperimi i nxehtësisë së ajrit.

Për nga arkitektura dhe planimetria, shtëpia është e ndërtuar në dy nivele. Në katin e parë ka një ballore, dhomë e përbashkët, dhoma gjumi, kuzhina, banjo dhe qilar, dhe në të dytën - dy dhoma gjumi dhe një banjo, një sobë elektrike për gatim. Pajisjet e sistemit të ngrohjes diellore (përveç kolektorëve) janë të vendosura në bodrum; Ngrohësit elektrikë të ujit shërbejnë si një nënstudim i sistemit, i cili bën të mundur kryerjen e një hyrjeje të vetme energjie në ndërtesë dhe përmirësimin e cilësive komode të banimit.

Sistemi i ngrohjes diellore për ndërtesa banimi (Fig. 4.1) të përbëra Nga tre qarqe: qarkullimi marrës i nxehtësisë dhe qarqet e ngrohjes dhe ujit të nxehtë. E para prej tyre përfshin ngrohje diellore të ujit, një shkëmbyes nxehtësie me spirale të rezervuarit të depozitimit, një pompë qarkullimi dhe një shkëmbyes nxehtësie tub-në-tub që sistemi të funksionojë në modalitetin e qarkullimit natyror gjatë verës. Pajisja është e lidhur me një sistem tubacionesh me pajisje, instrumente dhe pajisje automatizimi. Një shkëmbyes nxehtësie me spirale me dy seksione me një sipërfaqe prej 4.6 m2 për transportuesin e nxehtësisë së qarkut të qarkullimit dhe një shkëmbyes nxehtësie me një seksion me një sipërfaqe prej 1.2 m2 për sistemin e furnizimit me ujë të nxehtë janë montuar në një rezervuar magazinimi me kapacitet 16 m3. Kapaciteti termik i rezervuarit me një temperaturë uji prej +45 °C siguron një kërkesë për ngrohje tre-ditore për një ndërtesë banimi. Një shkëmbyes nxehtësie i tipit tub në tub me një sipërfaqe prej 1.25 m2 ndodhet nën kreshtën e çatisë së shtëpisë.

Qarku i ngrohjes përbëhet nga dy seksione të lidhura në seri: panel-rrezatues me panele ngrohëse rrjedhëse që sigurojnë funksionimin e sistemit në modalitetin bazë me një ndryshim të temperaturës së ujit prej 45 ... 35 ° C, dhe një tub vertikal me konvektorë Comfort që sigurojnë ngrohjen e ngarkesave maksimale të sistemit me një ndryshim në temperaturën e ujit prej 75 ... 70 ° C. Tubat e mbështjelljes së paneleve të ngrohjes janë ngulitur në shtresën e përfundimit të suvasë të paneleve të zbrazëta të rrumbullakëta tavani. Konvektorët janë instaluar nën dritare. Qarkullimi në sistemin e ngrohjes është nxitës. Ngrohja maksimale e ujit kryhet nga një ngrohës elektrik i rrjedhshëm i ujit EPV-2 me fuqi 10 kW; Shërben edhe si një studim për sistemin e ngrohjes.

Qarku i ujit të nxehtë përfshin një shkëmbyes nxehtësie të integruar në rezervuarin e magazinimit dhe një ngrohës të dytë elektrik të menjëhershëm të ujit si një sistem më afër dhe rezervë.

gjatë periudha e ngrohjes nxehtësia nga kolektorët transferohet nga ftohësi (solucion ujor 45% i etilenglikolit) në ujin në rezervuarin e magazinimit, i cili pompohet në mbështjellje panel ngrohjeje dhe më pas kthehet në rezervuarin e magazinimit.

Temperatura e kërkuar e ajrit në shtëpi mbahet nga rregullatori automatik PPT-2 duke ndezur dhe fikur ngrohësin elektrik të ujit në pjesën e konvektorit të sistemit të ngrohjes.

Në verë, sistemi siguron nevojat e furnizimit me ujë të nxehtë nga një shkëmbyes nxehtësie i tipit "tub në tub" me qarkullim natyral të ftohësit në qarkun e marrjes së nxehtësisë. Kalimi në qarkullimin nxitës kryhet me ndihmën e një rregullatori elektronik diferencial РРТ-2.

Sistemi i ngrohjes diellore i një pallati banimi me katër dhoma në fshat. Bucuria e SSR-së së Moldavisë u projektua nga Instituti Moldgiprograzhdanselstroy nën drejtimin shkencor të KievZNIIEP.

Shtëpia - lloji i papafingo. Në katin e parë ka një dhomë të përbashkët, kuzhinë, dhomë lavanderi, dhomë të shërbimeve, dhe në të dytën - tre dhoma gjumi. AT kat përdhes ndodhet një garazh, një bodrum është gjithashtu një dhomë për pajisjet e një sistemi ngrohjeje diellore. Nje godine shtese eshte e bllokuar me shtepine, e cila perfshin kuzhinë verore, dush, kasolle, inventar dhe punishte.

Sistemi autonom i ngrohjes diellore (Fig. 4.2) është një njësi e kombinuar e pompës së nxehtësisë diellore e krijuar për të përmbushur nevojat e ngrohjes (humbja e llogaritur e nxehtësisë së shtëpisë është 11 kW) dhe furnizimi me ujë të nxehtë gjatë gjithë vitit. Mungesa e nxehtësisë diellore dhe nxehtësisë nga kompresori i instalimit të pompës së nxehtësisë mbulohet me ngrohje elektrike. Sistemi përbëhet nga katër qarqe: qarku i qarkullimit të marrjes së nxehtësisë, qarqet e instalimit të pompës së nxehtësisë, furnizimi me ngrohje dhe ujë të nxehtë.

Pajisjet e qarkut të marrjes së nxehtësisë përfshijnë kolektorë diellorë, një shkëmbyes nxehtësie "tub në tub" dhe një rezervuar magazinimi me kapacitet 16 m3 me një shkëmbyes nxehtësie të integruar me një sipërfaqe prej 6 m2. Kolektorët diellorë të projektuar nga KyivZNIIEP me xham me dy shtresa me një sipërfaqe totale prej 70 m2 vendosen në një kornizë në shpatin jugor të çatisë së shtëpisë në një kënd prej 55 ° në horizont. 45 u përdor si ftohës. % tretësirë ​​uji etilen glikol. Shkëmbyesi i nxehtësisë ndodhet nën kreshtën e çatisë, dhe pjesa tjetër e pajisjeve ndodhet në bodrumin e shtëpisë.

Një kompresor-kondensator përdoret si një njësi e pompës së nxehtësisë. njësi ftohëse AK1-9 me një fuqi ngrohjeje prej 11,5 kW dhe një konsum energjie prej 4,5 kW. Agjenti i punës i instalimit të pompës së nxehtësisë është freon-12. Kompresor - pistoni pa mbyllje, kondensator dhe avullues - guaskë dhe tub me ftohje uji.

Pajisja e qarkut të ngrohjes përfshin një pompë qarkullimi, aparate ngrohëse lloji "Comfort" ngrohës uji elektrik rrjedhës EPV-2 si një derë më afër dhe nën studim. Pajisja e qarkut të furnizimit me ujë të ngrohtë përfshin një ngrohës uji të tipit STD kapacitiv (0,4 m3) me sipërfaqe shkëmbyesi nxehtësie prej 0,47 m2 dhe një ngrohës elektrik terminal BAS-10/M 4-04 me fuqi 1 kW. Pompat e qarkullimit të gjitha qarqet - të tipit TsVT, pa gjëndër, vertikale, me zhurmë të ulët, pa themel.

Sistemi funksionon si më poshtë. Ftohësi transferon nxehtësinë nga kolektorët në ujin në rezervuarin e magazinimit dhe në freonin në avullues pompë nxehtësie. Freoni i avulluar pas ngjeshjes në kompresor kondensohet në kondensator, ndërsa ngroh ujin në sistemin e ngrohjes dhe ujë rubineti në sistemin e ujit të ngrohtë.

Në mungesë të rrezatimit diellor dhe nxehtësia e ruajtur në rezervuarin e magazinimit përdoret, njësia e pompës së nxehtësisë fiket dhe furnizimi me ngrohje në shtëpi kryhet tërësisht nga ngrohësit elektrikë të ujit (kaldaja elektrike). Në dimër, njësia e pompës së nxehtësisë funksionon vetëm në një nivel të caktuar të temperaturave negative të jashtme (jo më të ulët se -7 °C) për të parandaluar ngrirjen e ujit në rezervuarin e magazinimit. Në verë, sistemi i furnizimit me ujë të ngrohtë pajiset me nxehtësi kryesisht me qarkullimin natyral të ftohësit përmes një shkëmbyesi nxehtësie të tipit "pipe in tub". Si rezultat i zbatimit të mënyrave të ndryshme të funksionimit, një instalim i kombinuar i pompës së nxehtësisë diellore lejon kursimin e nxehtësisë prej rreth 40 GJ/vit (rezultatet e funksionimit të këtyre instalimeve janë dhënë në kapitullin 8).

Kombinimi i energjisë diellore dhe pompave të nxehtësisë u pasqyrua gjithashtu në pajisjet inxhinierike të zhvilluara nga TsNIIEP

Projekti i furnizimit me ngrohje për kompleksin hotelier "Privetlivy Bereg" në Gelendzhik (Fig. 4.3).

Baza e instalimit të pompës së nxehtësisë diellore është: kolektorë diellorë të sheshtë me një sipërfaqe totale prej 690 m2 dhe tre të prodhuar në mënyrë serike. makinat ftohëse MKT 220-2-0 që funksionon në modalitetin e pompës së nxehtësisë. Prodhimi vjetor i nxehtësisë i vlerësuar është rreth 21,000 GJ, duke përfshirë 1,470 GJ nga centrali diellor.

Uji i detit shërben si një burim nxehtësie me cilësi të ulët për pompat e nxehtësisë. Për të siguruar një funksionim pa korrozioni dhe pa shkallë të sipërfaqeve ngrohëse të kolektorëve, tubacioneve dhe kondensatorëve, ato mbushen me ujë të zbutur dhe të gazuar nga rrjeti i ngrohjes. Krahasuar me skema tradicionale furnizimi me nxehtësi nga tërheqja e kazanit të burimeve jo tradicionale të nxehtësisë -

Uji i diellit dhe i detit, ju lejon të kurseni rreth 500 ton njësi konvencionale. karburant / vit.

Një shembull tjetër karakteristik i përdorimit të burimeve të reja të energjisë është projekti i furnizimit me ngrohje të një shtëpie feudali me ndihmën e

Instalimi i pompës së nxehtësisë diellore. Projekti parashikon plotësimin e plotë të nevojave të ngrohjes dhe furnizimit me ujë të ngrohtë gjatë gjithë vitit të një pallati të tipit mansard me një sipërfaqe banimi 55 m2. Toka shërben si një burim nxehtësie me potencial të ulët për pompën e nxehtësisë. Efekti ekonomik i vlerësuar nga futja e sistemit është të paktën 300 rubla. për apartament në krahasim me opsionin tradicional të furnizimit me ngrohje nga një aparat i karburantit të ngurtë.