ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СХЕМА КОТЕЛЬНОЙ

Упрощенная гидравлическая схема каскадной котельной комплект для коммуникации с интерфейсом IU 04

 

Гидравлическая схема каскадной котельной

Условные обозначения:
Котел 1,
Котел 2,
Котел 3.
котлы Therm DUO 50 (с аварийным вентилем)
ЗВ запорный вентиль
ГВС подача горячего водоснабжения
ОК обратный клапан
ГКДД гидравлический компенсатор динамических давлений (анулоид)
Ф фильтр
ЦН насос отопительной системы
трехходовой клапан
ГА мембранный расширительный бак (гидроаккумулятор)
ГБ предохранительный клапан (группа безопасности)
ТЗ термозонд
ХВС подача холодной воды
ГлавнаяСтатьиГазовое отоплениеСолнечные системы - информация для проектировщика.

Солнечные системы - информация для проектировщика.

При выборе источника энергии для своих нужд человек все чаще вспоминает о "даровых" источниках к примеру о солнце. Эта ближайшая к нам звезда непрерывно излучает в пространство такое количество энергии, малой доли которого хватило бы человечеству для удовлетворения всех его нужд. "Нельзя ли использовать хоть сколько-нибудь?" - задались вопросом инженеры и создали солнечную установку для поглощения солнечного света и использования его в отоплении и приготовлении горячей воды.

Конечно, начальные затраты на покупку и установку оборудования серьезны, но при этом у вас появляется свой собственный, независимый ни от чего источник энергии. Чем выше цены на традиционные энергоносители, тем большую сумму с его помощью вы сможете экономить. В срелнем, такая установка обходится в 15 - 20 тыс. рублей на 1 кВт отдаваемой мощности. То есть заплатив 1 раз 15 тыс. рублей вы получаете столько же энергии сколько потратит утюг, включенный в розетку круглые сутки!

Однако серьезным недостатком таких систем, как основного источника энергии является зависимость их производительности от сезона и от времени суток. В итоге получается, что зимой, когда тепловая энергия особенно нужна, ее производство значительно снижается. В связи с этим солнечная энергия используется совместно с обычным котлом, автоматически снижая его потребление топлива. Чаще солнце применяется для приготовления горячей воды в системах ГВС, потому как летом, во время наибольшего количества солнечной энергии, потребность в горячей воде сохраняется, а в отоплении - отсутствует.

Подбор типа коллектора.

Солнечный коллектор выполняет две основные функции: поглощает солнечный свет и передает полученную энергию теплоносителю. Основная задача при этом избежать теплопотерь обратно в атмосферу. Так как основные потери коллектора обусловлены разностью температур жидкости и окружающей среды, то летом для нагрева воды из скважины может хорошо служить и покрашенная в черный цвет бочка. Другое дело, если необходимо нагреть воду до высокой температуры или температура воздуха низкая. Поэтому необходимо тщательно выбирать коллектор, если он будет использоваться в отоплении (т.е. круглый год), так как в холодное время коллектор с высокими потерями будет работать в "минус" - охлаждать, а не нагревать воду.

Стекло коллектора, через которое поступает солнечная энергия тоже играет большую роль. Передняя сторона не может быть утеплена и, следовательно, потери через нее обусловлены только теплопроводностью стекла, двойное остекление сильно препятствует восприимчивости к солнечной энергии, то еть стекло само должно быть теплоизолятором, иметь достаточную прочность и не бояться атмосферных явлений (град, снег). Еще лучше если стекло призменное, т.е. с пирамидками с другой стороны. Эти пирамидки рассеивают свет и увеличивают эффективность поглощения солнечых лучей.

Основным для выбора коллектора является способ его использования. Для летнего подогрева уличного бассейна достаточно иметь дешевые коллекторы. Для круглогодичного использования солнечной энергии необхдимы коллекторы с поверхностями из черного хрома или "sunselect", трубчатого типа, с большим количеством труб, которые эффективны без зеркальных отражателей, так как зеркала в пасмурную погоду все равно очень малоэффективны. Оглавление

Расчет площади коллекторов и ориентация.

Для расчета необходимой площади коллектора исходим из времени года и расхода тепла, который требуется покрыть. Теплопотребление сравниваем с количеством солнечной энергии поступающей на единицу площади в этот период и умножаем на коэффициент энергоизвлечения.

Для примера произведем расчет для ГВС на семью из трех человек для Екатеринбурга. При расчетах принимается что на 1 человека в день требуется 50 л воды нагретой с 10 до 45 °C, это составляет 6 кВт*час эл. энергии. Принято исходить, что солнечная система должна покрывать потребности полностью с апреля по август. Согласно метеорологическим исследованиям меньше всего энергии в этот период приходится на апрель - 3,5 кВт*час/м² в сутки, если грубо принять эффективность системы за 50% (угол поворота,пасмурные дни и т.д.) то для обеспечения суточных 6 кВт*час потребуется 3,5 м² коллекторов.Сделав общегодовой подсчет окажется, что это 60% годового потребления горячей воды. Если увеличить площадь коллекторов в два раза, то коэффициент использования вырастет всего до 75%. Вообще говоря, увеличивая площадь коллекторов мы увеличиваем производство тепла в летний период, когда оно нам не требуется и мы не можем его утилизировать, зимой же коллекторы не в состоянии производить тепло из-за низкой температуры окружающей среды. Поэтому и считается наиболее приемлимым расчет с апреля по август. Оглавление

Выбор размера аккумулятора тепла.

Аккумуляторы тепла необходимы при использовании в горячем водоснабжении, служат для создания запаса горячей воды на случай отсутствия нагрева солнцем. Представляют из себя утепленный резервуар, в который поступает горячая вода. Объем подбирается с таким расчетом, чтобы воды хватило на двое суток, по 80 л/сутки на человека. В нашем примере бак нужен будет объемом 480 л. Оглавление

Выбор способа регулирования.

Способ регулирования имеет серьезное значение для того, чтобы правильная работа системы нагрева происходила без вмешательства человека. Для регулирования солнечных систем нагрева воды ГВС, используется автоматика, включающая циркуляционный насос системы в зависимости от разницы температур между теплоносителем в системе и в бойлере (теплообменнике).

Можно выбрать:

  • SR 1.1 - аналоговый дифференциальный регулятор с функцией регулирования разности температур включения;
  • DeltaSolBS/3 - цифровой дифференциальный регулятор с регулируемой разностью температур включения-выключения, предохранительными функциями, блокировками;
  • DeltaSolBS Pro и DeltaSolES - для систем с несколкими полями коллекторов (восток-запад) и с несколькими независимыми потребителями тепла;
  • IR 09 - интеллектуальный регулятор для управления системой отопления состоящей из солнечной системы и газового котла, котел включается только когда солнечной энергии недостаточно.
Оглавление

 

Расчет мощности циркуляционного насоса.

Циркуляционный насос осуществляет доставку теплоносителя между коллектором и теплообменником. Расчет ничем не отличается от обычного. Обычно достаточно мощности поставляемого в сборе насосного узла с встроенными группой безопасности, обратным клапаном и т.д. Если в системе планируется использование пропилен-гликоля, лучше использовать узлы прямо для этого предназначенные. В большинстве случаев достаточно установить насос Wilo ST20/6.

Если система большая или нестандартная необходимо подбирать насос так, чтобы обеспечить протекание 1-2 л/мин. через коллектор, протекаемые объемы складываются, если применяются до 5 шт. коллекторов то их можно соединить последовательно и объемы не складывать. Оглавление

Расчет аварийного сбросного клапана и расширительного бака.

Обычно используется аварийный клапан насосного узла. Если штатный насосный узел не применен сбросной клапан должен быть на давление 6 бар, и выдерживать температуру до 160°C. Избыточное давление в солнечной системе определяется по формуле: P = 1.3+(0.1*H), где P - давление в барах, H - высота от манометра до высшей точки в метрах. это значение и задается в сбросном клапане.

Расширительный бак должен быть рассчитан на разницу температур от минимальной (-30°C) до максимальной в летнее время и на прием всего объема жидкости коллекторов, в случае ее испарения. Обязательна устойчивая мембрана к пропилен-гликолю. Давление в расширительном баке снижается на 0.5 бар от рассчетного избыточного давления. Оглавление

Деаэрация.

Место для обезвоздушивания должно находится в наивысшей точке системы, лучше на расширении трубопровода для стабилизации течения. Рекомендуется установить сепаратор воздуха в возле насоса. Исключение может быть только когда коллекторы соединены последовательно и скорость течения между трубопроводом и коллектором не превышает 0.4 м/сек. В этом случае достаточно сепаратора.

Автоматические воздухоотводчики применять не стоит, так как при простое системы теплоноситель в коллекторах будет испаряться и выходить в них. Оглавление

Разводка, трубопроводы, изоляция.

Во избежание теплопотерь, трубопроводы системы должны быть закрыты теплоизоляцией типа "энергофлекс", для повышения эффективности солнечной системы. Должна быть стойкой к температуре до 160°C, наружная к тому же должна быть стойкой к воздействию ультрафиолета и влаги. Трубопроводы первичного контура должны быть рассчитаны на давление 6 бар. Не допускается применение пластиковых трубопроводов не отвечающих требованиям солнечных систем по термическим и механическим напряжениям. Системы рассчитаны на медный трубопровод соединенный твердым припоем. Пресс-фитинги применяют только в случае если они рассчитаны на давление 6 бар и t=160°C.

Трубопроводы от коллектора ведутся по кратчайшему расстоянию. Петля Тихельмана принципиально располагается на обратном трубопроводе. Трубопроводы допускается протягивать через существующие воздуховодные шахты и вентиляционные люки или через пазы в стене. Открытые колодцы должны быть соответствующим образом уплотнены. Во время проектирования необходимо учесть тепловое расширение и предусмотреть на трубах компенсаторы для предупреждения образования протечек.

Трубопроводы должны бвть заземлены

Размеры подающего и обратного трубопровода вычисляются по формуле:d >V0.35×V (d-диаметр труб мм, V-протекаемый объем через солнечные системы л/час). Предполагается, что скорость в собирательном трубопроводе не превысит 1 м/сек. Оглавление

Примерная схема подключения.

Схема подключения солнечного коллектора в систему отопления и ГВС
Оглавление

Наверх