Нетрадиционные источники энергии. Часть 1. Детально о гелиосистеме

Солнечная энергия для дома
Получить от солнца как можно больше тепла, нагреть им воду или обогреть дом независимо от погоды и времени года позволяет гелиоустановка — устройство для преобразования и использование солнечной энергии.
Основной элемент в конструкции гелиосистемы — солнечный коллектор (или гелиоколлектор), который преобразовывает альтернативную энергию (солнечная энергия) в тепловую. Солнечные лучи падают на коллектор и поглощаются, тем самым нагревая теплоноситель (обычно незамерзающая нетоксичная жидкость), который циркулирует в коллекторе до температуры 90–140 °C. По трубопроводам высокотемпературный теплоноситель подается в бак-аккумулятор, нагревая в нем воду. Эту воду используют для горячего водоснабжения или обогрева дома, а остывший теплоноситель возвращается в коллектор.
Еще один базовый элемент системы использование солнечной энергии — накопительный бак горячей воды. Бак заданного объема (обычно от 250 до 500 литров) используется как аккумулятор тепла, полученного от гелиоколлекторов. По конструкции напоминает бойлер, имеет один или два внутренних теплообменника и/или дополнительный электрический нагреватель. Накопительный бак аккумулирует горячую воду, сохраняет полученное тепло, при необходимости дополнительно подогревает воду при помощи электронагревателя и обеспечивает теплообмен с основной системой отопления. Существует два типа гелиосистем. По количеству контуров теплоносителя они делятся на одно- и двухконтурные; по способу циркуляции теплоносителя — на термосифонные системы (с естественной циркуляцией) и циркуляционные (с принудительной циркуляцией). В одноконтурных системах в коллектор поступает вода из бака аккумулятора. Эта система проста и имеет самый высокий КПД. В системе циркулирует вода, используемая непосредственно для горячего водоснабжения в теплое время года. При нагреве воды ее объем несколько увеличивается, а плотность и удельная масса снижаются — вода становится легче и восходящими потоками поднимается по коллектору в верхнюю часть бака. Однако в наших условиях одно-контурная система малоэффективна, так как требует высококачественной воды, а у нас она жесткая, с примесями и солями. К тому же, для нашего климата характерны низкие температуры и резкие колебания температур, из-за чего вода в коллекторе может быстро замерзнуть и повредить прибор. Потому одноконтурные системы подходят для южных регионов. В холодное время года воду необходимо сливать.
Для северного, восточного и западного региона Украины предпочтительнее двухконтурная система — она может работать при отрицательных температурах. В качестве теплоносителя здесь используется антифризная жидкость, тепловая энергия которой от теплоносителя передается воде в баке-накопителе с помощью специального теплообменника. Это позволяет системе работать в диапазоне температур от –30 до +108 °C. По принципу действия гелиосистемы делятся на термосифонные и циркуляционные.
В термосифонных — процесс теплообмена между накопительным баком и коллектором происходит за счет естественного течения жидкости: горячий теплоноситель поднимается наверх, а холодный опускается вниз. В такой системе накопительный бак необходимо устанавливать выше коллектора. Циркуляционные — в таких системах теплоноситель циркулирует в системе за счет насоса. Накопительный бак можно установить в любом удобном месте.
Теплоноситель может циркулировать в коллекторном круге естественным образом (разогреваясь и устремляясь в верхнюю часть коллектора) или с помощью циркуляционного насоса. Системы с естественной циркуляцией теплоносителя широко применяются в странах и регионах с теплым климатом и большим количеством ясных дней (например, в Турции, Греции, Израиле, Египте). В наших климатических условиях для использования солнечной энергии используют более эффективны системы с принудительной циркуляцией. Жидкое биотопливо и серье для его.

Автор: Ольга Камоликова
Источник: Украинский Строительный Каталог (Секреты успешной стройки)