ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНЫХ ТОПЛИВНЫХ КОТЕЛЬНЫХ В ГОРОДАХ

USE OF SOLAR FUEL BOILERS IN CITIES

Alexey Shapovalov

Student, Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI)

Russia, Shakhty

Olga Klimonova

Student, Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI))

Russia, Shakhty

АННОТАЦИЯ

В России уже предусматривалась программа развития нетрадиционной энергии. Одним из таких вариантов является использование солнечной энергии посредством водонагревателя (солнечного коллектора) для горячего водоснабжения и отопления потребителей.

ABSTRACY

A program for the development of unconventional energy has already been envisaged in Russia. One of such options is the use of solar energy by means of a water heater (solar collector) for hot water supply and heating of consumers.

Ключевые слова: водонагреватель, солнечный коллектор, теплоприёмник, солнечная энергия, бак-аккумулятор, водоснабжение, отопление.

Keywords: water heater, solar collector, heat receiver, solar energy, battery tank,water supply, heating.

В данной работе будет рассмотрен вопрос использования солнечной энергии для отопления, горячего водоснабжения, а также ряда технологических процессов в сельском хозяйстве. Ещё одним из вариантов использования солнечной энергии для отопления в жилых домахявляется установка мини-солнечных водонагревателей для частного пользования. Таким образом, это позволяет обеспечить горячей водой целый дом и снизить затраты на неё. В качестве водонагревателей будут рассмотрены концентрирующий солнечный водонагреватель КСВ-3 и плоский солнечный коллектор.

Наиболее доступным и недорогим видом солнечного водоснабжения является система, основанная на термосифонном принципе. В её состав входит солнечный коллектор, бак-аккумулятор горячей воды. Плотность воды, нагретой в коллекторе,различна с плотностью холодной воды, находящейся в нижней части бака-аккумулятора, в результате чего возникает циркуляция. Если бак устанавливается выше солнечного коллектора, происходит естественная циркуляция, если бак по техническим причинам не может быть установлён, циркуляция производится с помощью насоса.

Благодаря использованию солнечной энергии, концентрирующий солнечный водонагреватель КСВ-3 используют для нагревания различных жидкостей. Существенным его отличием является, то что в отличие от плоских солнечных нагревателей, которые не могут обеспечить нагревание воды до более высоких температур, что в свою очередь возможно при использовании КСВ-3.  Также КСВ-3 обладает явным преимуществом над своими аналогами, которое позволяет работать в любое время года.

Их устанавливают на крышах зданий или на специальных опорах, на открытых участках с доступом к солнечной энергии. Солнечные коллекторы устанавливают по направлению к югу.

Рисунок 1. Пример установки и работы солнечного коллектора в частном доме

Основные составляющие КСВ являются: трубчатый теплоприёмник и набор зеркальных концентрирующих элементов в виде двухгранных фоклинов, расположенных по всей площади водонагревателя. Теплоприёмник и фоклины размещены в алюминиевом теплоизолированном корпусе, наглухо закрытым сверху стеклом. Для лучшего поглощения солнечной радиации наповерхность труб нанесено тёмное гальваническое покрытие.

Принцип действия: водонагреватель концертируетэнергию солнца на поверхности труб, затем передаёт её теплоносителю, который под давлениемпоступает через подающий штуцер втеплоприёмник, где тепло передаётся от нагретых стенок жидкости и поступает к потребителю.

ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

Достоинства использования солнечной энергии для отопления:

• Экологичный и неисчерпаемый источник энергии
• Солнечная энергия бесплатная
• Снижает затраты на горячее водоснабжение и отопление
• Хорошие показатели КПД, около 70%

Недостатки:

• Зависимость от погоды и географического местоположения
• Высокая стоимость оборудования и техническоеобслуживание

ПЛОСКИЙ СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР

Плоский солнечный коллектор повышенной эффективности предназначен для превращения солнечной энергии в тепловую. Он позволяет без использования концентратора излучения солнца нагревать около 70л воды до температуры 60°С.

Плоский солнечный коллектор (рис.2) работает в комплекте с аккумулирующим баком. Состоит коллектор из корпуса,в котором размещаются поглощающая панель с каналами для тепловых трубок; прозрачная изоляция, состоящая из одного или нескольких слоев стекла; тыльная и боковая изоляция.Фронтально на панель установлено стекло, а с обратной стороны на задней крышке теплоизолирующий материал,который препятствует теплообмену с внешней средой.

Рисунок 2. Основные элементы плоского солнечного коллектора

Панель имеет вид листотрубной конструкции. Трубки в ней равномерно припаяны к листу по всей его площади.

Для повышения КПД коллектора на панель наносят покрытие с селективными оптическими свойствами. Оно обеспечивает снижение тепловых потерь и уровень рабочих температур в 2 раза выше, чем у неселективных коллекторов.Без использования концентратора можно нагревать более 60 литров воды в знойный день.

Подведя итоги, можно сделать вывод о том, что использование альтернативного источника горячего водоснабжения для частных и многоквартирных домов позволит существенно снизить затраты на отопление, но требует затрат на закупку и установку оборудования.

Список литературы:

1. Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин «Технология энергосбережения».- учебник. – М.: ФОРУМ ИНФРА-М, 2006. 200-207с.
2. Ю.В. Копытов, Б.А. Чуланов «Экономия электроэнергии в промышленности» Справочник. – 2-е изд., перераб. И доп. – М.: Энергоатомиздат, 1982. - 94-95с.