Արևային ջեռուցումը բնակելի շենքերի ջեռուցման մեթոդ է, որն օրեցօր ավելի ու ավելի տարածված է դառնում աշխարհի շատ, հիմնականում զարգացած երկրներում։ Այսօր արևային ջերմային էներգիայի ոլորտում ամենամեծ հաջողություններով կարելի է պարծենալ Արևմտյան և Կենտրոնական Եվրոպայի երկրներում։ Ամբողջ Եվրամիությունում վերջին տասնամյակումՎերականգնվող էներգիայի արդյունաբերության տարեկան աճ կա 10-12%: Զարգացման այս մակարդակը շատ նշանակալի ցուցանիշ է։

արևային կոլեկցիոներ

Արեգակնային էներգիայի կիրառման առավել ակնհայտ ոլորտներից մեկը ջրի և օդի (որպես հովացուցիչ նյութեր) ջեռուցման համար դրա օգտագործումն է: Կլիմայական տարածքներում, որտեղ գերակշռում է ցուրտ եղանակը, համար հարմարավետ մնալմարդկանցից պահանջվում է հաշվարկել և կազմակերպել յուրաքանչյուր բնակելի շենքի ջեռուցման համակարգերը: Նրանք պետք է ունենան տաք ջուր տարբեր կարիքների համար, տները նույնպես պետք է տաքացվեն։ Անշուշտ, լավագույն տարբերակըայստեղ կլինի այն շրջանի կիրառումը, որտեղ նրանք աշխատում են ավտոմատացված համակարգերջերմամատակարարում.

Օրական մուտքերի մեծ ծավալներ տաք ջուրարտադրության գործընթացում, որը նրանք պահանջում են արդյունաբերական ձեռնարկություններ. Օրինակ՝ Ավստրալիան, որտեղ սպառված էներգիայի գրեթե 20 տոկոսը ծախսվում է սառեցնող հեղուկը 100 o C-ից ոչ ավելի ջերմաստիճանում տաքացնելու վրա: Այդ իսկ պատճառով որոշ զարգացած արևմտյան երկրներում և առավելապես Իսրայելում, Հյուսիսային Ամերիկա, Ճապոնիան եւ, իհարկե, Ավստրալիան, արեւային ջեռուցման համակարգերի արտադրությունը շատ արագ ընդլայնվում է։

Մոտ ապագայում էներգետիկայի զարգացումը, անկասկած, ուղղված կլինի արեգակնային ճառագայթման օգտագործմանը։ Խտություն արեւային ճառագայթումԵրկրի մակերեսին միջինը 250 Վտ է մեկ քառակուսի մետրի համար: Եվ սա չնայած այն հանգամանքին, որ ապահովել տնտեսական կարիքներըԱմենաքիչ արդյունաբերական տարածքներում գտնվող մարդու համար մեկ քառակուսի մետրի համար երկու Վտ բավարար է:

Արևային էներգիայի և այլ էներգետիկ ոլորտների միջև շահավետ տարբերությունը, որոնք օգտագործում են հանածո վառելիքի այրման գործընթացները, արտադրվող էներգիայի շրջակա միջավայրի բարենպաստությունն է: Արևային սարքավորումների շահագործումը չի հանգեցնում մթնոլորտ վնասակար արտանետումների արտանետմանը:

Սարքավորումների կիրառման սխեմայի, պասիվ և ակտիվ համակարգերի ընտրություն

Արեգակնային ճառագայթումը որպես տան ջեռուցման համակարգ օգտագործելու երկու սխեման կա. Սրանք ակտիվ և պասիվ համակարգեր են: Պասիվ արևային ջեռուցման համակարգերն այն համակարգերն են, որոնցում տան կառուցվածքը կամ դրա առանձին մասերը ծառայում են որպես արևի ճառագայթման ուղղակի կլանում և դրանից ջերմություն առաջացնող տարր: Այս տարրերը կարող են լինել պարիսպ, տանիք կամ որոշակի սխեմայի հիման վրա կառուցված շենքի առանձին մասեր: Պասիվ համակարգերը չեն օգտագործում մեխանիկական շարժվող մասեր:

Ակտիվ համակարգերը գործում են տան ջեռուցման համար հակառակ սխեմայի հիման վրա, նրանք ակտիվորեն օգտագործում են մեխանիկական սարքեր (պոմպեր, շարժիչներ; դրանց օգտագործման ժամանակ հաշվարկվում է նաև պահանջվող հզորությունը).

Դիզայնով ամենապարզը և ամենաէժանը ֆինանսապեսՇղթայի տեղադրման ժամանակ օգտագործվում են պասիվ համակարգեր: Նման ջեռուցման սխեմաները չեն պահանջում լրացուցիչ սարքերի տեղադրում տան ջեռուցման համակարգում արևային ճառագայթման կլանման և հետագա բաշխման համար: Նման համակարգերի շահագործումը հիմնված է բնակելի տարածքի ուղղակի ջեռուցման սկզբունքի վրա անմիջապես հարավային կողմում գտնվող լույս հաղորդող պատերի միջոցով: Լրացուցիչ գործառույթջեռուցումն իրականացվում է տան ցանկապատի տարրերի արտաքին մակերեսներով, որոնք հագեցած են թափանցիկ էկրանների շերտով։

Արեգակնային ճառագայթումը վերածելու գործընթացը սկսելու համար ջերմային էներգիաՆրանք օգտագործում են նախագծային համակարգ, որը հիմնված է թափանցիկ մակերեսով արևային ընդունիչների օգտագործման վրա, որտեղ հիմնական գործառույթը խաղում է « Ջերմոցային էֆֆեկտ», օգտագործում է ապակու պահելու ունակությունը ջերմային ճառագայթում, որի պատճառով սենյակի ներսում ջերմաստիճանը բարձրանում է։

Հարկ է նշել, որ միայն մեկ տեսակի համակարգի օգտագործումը կարող է լիովին արդարացված չլինել: Հաճախ զգույշ հաշվարկները ցույց են տալիս, որ ջերմության կորստի և շենքերի էներգիայի կարիքների զգալի կրճատումը կարող է իրականացվել ինտեգրված համակարգերի կիրառմամբ: Ընդհանուր աշխատանքև՛ ակտիվ, և՛ պասիվ համակարգերը դրական հատկանիշների համադրմամբ առավելագույն արդյունք կտան։

Տիպիկ արդյունավետության հաշվարկը ցույց է տալիս, որ պասիվ արևային ճառագայթումը կապահովի ձեր տան ջեռուցման կարիքների մոտավորապես 14-16 տոկոսը: Նման համակարգը ջերմության արտադրության գործընթացի կարևոր բաղադրիչ կլինի:

Այնուամենայնիվ, չնայած որոշակի դրական հատկություններպասիվ համակարգերը, շենքի ջերմային կարիքները լիովին բավարարելու հիմնական հնարավորությունները դեռ պահանջում են ակտիվ ջեռուցման սարքավորումների օգտագործումը: Համակարգեր, որոնց գործառույթն է ուղղակիորեն կլանել, կուտակել և բաշխել արևային ճառագայթումը:

Պլանավորում և հաշվարկ

Հաշվարկել արևային էներգիայի օգտագործմամբ ակտիվ ջեռուցման համակարգերի տեղադրման հնարավորությունը (բյուրեղային արևային բջիջներ, արևային կոլեկտորներ), ցանկալի է շենքի նախագծման փուլում: Այնուամենայնիվ, այս կետը պարտադիր չէ նաև գոյություն ունեցող նախագծի վրա, անկախ այն բանից, թե որ տարին է կառուցվել (հաջողության հիմքը ամբողջ սխեմայի ճիշտ հաշվարկն է):

Սարքավորումների տեղադրումը կատարվում է Հարավային կողմըՏներ. Այս դասավորությունը պայմաններ է ստեղծում ձմռանը մուտքային արևային ճառագայթման առավելագույն կլանման համար: Ֆոտոբջիջները, որոնք փոխակերպում են արևային էներգիան և տեղադրվում են ֆիքսված կառուցվածքի վրա, ամենաարդյունավետն են, երբ տեղադրվում են երկրի մակերեսի համեմատ ջեռուցվող շենքի աշխարհագրական դիրքին հավասար անկյան տակ: Տանիքի անկյունը, տան պտտման աստիճանը դեպի հարավ - սրանք նշանակալից կետեր են, որոնք պետք է հաշվի առնել ամբողջ ջեռուցման սխեման հաշվարկելիս:

Արևային ֆոտոխցիկները և արևային կոլեկտորները պետք է տեղադրվեն էներգիայի սպառման վայրին հնարավորինս մոտ: Հիշեք, որ որքան մոտենաք սանհանգույցն ու խոհանոցը, այնքան ջերմության կորուստը ավելի քիչ կլինի (այս տարբերակում կարող եք յոլա գնալ մեկ արևային կոլեկտորով, որը կջեռուցի երկու սենյակները): Ձեզ անհրաժեշտ սարքավորումներն ընտրելիս գնահատման հիմնական չափանիշը դրա արդյունավետությունն է:

Ակտիվ արևային ջեռուցման համակարգերը բաժանվում են հետևյալ խմբերի՝ ըստ հետևյալ չափանիշների.

1. Պահուստային սխեմայի կիրառում;
2. Աշխատանքի սեզոնայնությունը (տարվա ընթացքում կամ որոշակի սեզոնում);
3. Ֆունկցիոնալ նպատակներ – ջեռուցում, մատակարարում տաք ջուրև համակցված համակարգեր;
4. Օգտագործված հովացուցիչը հեղուկ է կամ օդ;
5. Կիրառական տեխնիկական լուծում սխեմաների քանակի համար (1, 2 կամ ավելի):

Ընդհանուր տնտեսական տվյալները կծառայեն որպես սարքավորումների տեսակներից մեկի ընտրության հիմնական գործոն: Ամբողջ համակարգի իրավասու ջերմային հաշվարկը կօգնի ձեզ ճիշտ որոշում կայացնել: Հաշվարկը պետք է կատարվի՝ հաշվի առնելով յուրաքանչյուր կոնկրետ սենյակի ցուցանիշները, որտեղ նախատեսվում է արևային ջեռուցման և (կամ) տաք ջրամատակարարման կազմակերպում: Արժե հաշվի առնել շենքի գտնվելու վայրը, կլիմայական բնական պայմանները և տեղահանված էներգիայի ռեսուրսի արժեքը: Ճիշտ հաշվարկ և լավ ընտրությունՋերմամատակարարման կազմակերպման սխեմաները առանցքային են տնտեսական իրագործելիությունարևային էներգիայի սարքավորումների կիրառում.

Արևային ջեռուցման համակարգ

Ջեռուցման ամենատարածված սխեման օգտագործվում է արևային կոլեկտորների տեղադրումը, որոնք ապահովում են ներծծված էներգիայի պահպանման գործառույթը հատուկ տարայում՝ մարտկոցում:

Այսօր, առավել լայնորեն օգտագործվում երկակի շղթաներբնակելի տարածքների ջեռուցում, որտեղ կոլեկտորում տեղադրված է հովացուցիչ նյութի հարկադիր շրջանառության համակարգ: Դրա գործողության սկզբունքը հետևյալն է. Տաք ջուրը մատակարարվում է պահեստավորման բաքի վերին կետից, գործընթացը տեղի է ունենում ավտոմատ կերպով՝ համաձայն ֆիզիկայի օրենքների: Ցուրտ հոսող ջուրճնշումը մատակարարվում է տանկի ստորին հատվածին, այս ջուրը տեղաշարժում է ջեռուցվող ջուրը, որը հավաքվում է տանկի վերին մասում, որն այնուհետև մտնում է տան տաք ջրամատակարարման համակարգ՝ բավարարելու կենցաղային և ջեռուցման կարիքները:

Մեկ ընտանիքի տան համար սովորաբար տեղադրվում է 400-ից 800 լիտր տարողությամբ պահեստային բաք: Նման ծավալների ջերմային հեղուկը տաքացնելու համար՝ կախված բնական պայմաններըՊահանջվում է ճիշտ հաշվարկել արևային կոլեկտորի մակերեսը: Անհրաժեշտ է նաև տնտեսապես հիմնավորել սարքավորումների օգտագործումը։

Արևային ջեռուցման համակարգի տեղադրման համար սարքավորումների ստանդարտ փաթեթը հետևյալն է.

• Անմիջապես ինքս արևային կոլեկցիոներ;
• Ամրակման համակարգ (հենակետեր, ճառագայթներ, կրողներ);
• Պահպանման բաք;
• Բաք, որը փոխհատուցում է հովացուցիչ նյութի ավելորդ ընդլայնումը.
• Պոմպի շահագործման կառավարման սարք;
• Պոմպ (փականների հավաքածու);
• Ջերմաստիճանի տվիչներ;
• Ջերմափոխանակման սարքեր (օգտագործվում են մեծ ծավալներով սխեմաներում);
• Ջերմամեկուսացված խողովակներ;
• Անվտանգության և կառավարման փականներ;
• Տեղավորում.

Համակարգ, որը հիմնված է ջերմակլանող վահանակների վրա: Նման վահանակները սովորաբար օգտագործվում են նոր շինարարության փուլում: Դրանք տեղադրելու համար անհրաժեշտ է կառուցել հատուկ կառույց, որը կոչվում է տաք տանիք: Սա նշանակում է, որ վահանակները պետք է տեղադրվեն անմիջապես տանիքի կառուցվածքում, օգտագործելով տանիքի տարրերը որպես սարքավորումների մարմնի բաղադրիչներ: Նման տեղադրումը կնվազեցնի ձեր ծախսերը ջեռուցման համակարգ ստեղծելու համար, սակայն կպահանջվի բարձրորակ աշխատանք սարքերի և տանիքի հոդերի ջրամեկուսացման համար: Սարքավորումների տեղադրման այս մեթոդը ձեզանից կպահանջի ուշադիր նախագծել և պլանավորել աշխատանքի բոլոր փուլերը: Անհրաժեշտ է լուծել խողովակների երթուղու, պահեստային բաքի տեղադրման, պոմպի տեղադրման և թեքությունների ճշգրտման հետ կապված բազմաթիվ խնդիրներ: Տեղադրման ընթացքում բավականին շատ խնդիրներ պետք է լուծվեն, եթե շենքը լավագույնս չշրջվի դեպի հարավ։

Ընդհանուր առմամբ նախագիծը արևային համակարգերջեռուցումը տարբեր աստիճանի տարբեր կլինի մյուսներից: Անփոփոխ կմնան միայն համակարգի հիմնական սկզբունքները։ Հետևաբար, տվեք ճշգրիտ ցուցակ անհրաժեշտ մանրամասներՀամար ամբողջական տեղադրումանհնար է տեղադրել ամբողջ համակարգը, քանի որ տեղադրման գործընթացում կարող է անհրաժեշտ լինել լրացուցիչ տարրեր և նյութեր օգտագործել:

Հեղուկ ջեռուցման համակարգեր

Հեղուկ հովացուցիչ նյութի հիման վրա աշխատող համակարգերում սովորական ջուրն օգտագործվում է որպես պահեստային միջավայր: Էներգիայի կլանումը տեղի է ունենում արևային կոլեկտորներում հարթ դիզայն. Էներգիան կուտակվում է պահեստավորման բաքում և սպառվում ըստ անհրաժեշտության:

Պահեստային սարքից շենք էներգիա փոխանցելու համար օգտագործվում է ջուր-ջուր կամ ջուր-օդ ջերմափոխանակիչ: Տաք ջրամատակարարման համակարգը համալրված է լրացուցիչ բաքով, որը կոչվում է նախնական տաքացման բաք։ Ջուրը դրանում տաքացվում է արեգակնային ճառագայթման շնորհիվ, այնուհետև մտնում է սովորական ջրատաքացուցիչ։

Օդի ջեռուցման համակարգ

Այս համակարգը օգտագործում է օդը որպես ջերմային կրիչ: Հովացուցիչ նյութը ջեռուցվում է հարթ արևային կոլեկտորի մեջ, այնուհետև ջեռուցվող օդը մտնում է ջեռուցվող սենյակ կամ հատուկ պահեստային սարք, որտեղ ներծծվող էներգիան կուտակվում է հատուկ վարդակում, որը տաքացվում է մուտքային տաք օդով: Այս հատկության շնորհիվ համակարգը շարունակում է տան ջերմություն մատակարարել նույնիսկ գիշերը, երբ արևային ճառագայթումը հասանելի չէ:

Հարկադիր և բնական շրջանառությամբ համակարգեր

Բնական շրջանառության համակարգերի շահագործման հիմքը հովացուցիչի անկախ շարժումն է: Ջերմաստիճանի բարձրացման ազդեցության տակ այն կորցնում է խտությունը և, հետևաբար, հակված է վերին մասսարքեր. Ճնշման արդյունքում առաջացող տարբերությունն այն է, ինչը ստիպում է սարքավորումը գործել:

Հիմք ընդունելով արևային էլեկտրակայանների օգտագործումը, բնակավայրերի ջեռուցման, հովացման և տաք ջրամատակարարման խնդիրները, վարչական շենքեր, արդյունաբերական և գյուղատնտեսական օբյեկտներ։ Արևային կայանքները ունեն հետևյալ դասակարգումը.

• ըստ նպատակի՝ տաք ջրամատակարարման համակարգեր; ջեռուցման համակարգեր; ջերմային և սառը մատակարարման նպատակով համակցված կայանքներ.
• ըստ օգտագործվող հովացուցիչ նյութի տեսակի՝ հեղուկ; օդ;
• ըստ աշխատանքի տևողության՝ ամբողջ տարին; սեզոնային;
• Ըստ տեխնիկական լուծումսխեմաներ `մեկ շղթա; կրկնակի միացում; բազմաշղթա.

Արևային ջեռուցման համակարգերում առավել հաճախ օգտագործվող հովացուցիչ նյութերն են հեղուկները (ջուր, էթիլեն գլիկոլ լուծույթ, օրգանական նյութեր) և օդը: Նրանցից յուրաքանչյուրն ունի որոշակի առավելություններ և թերություններ: Օդը չի սառչում և մեծ խնդիրներ չի ստեղծում՝ կապված արտահոսքի և սարքավորումների կոռոզիայի հետ: Այնուամենայնիվ, օդի ցածր խտության և ջերմային հզորության պատճառով օդային կայանքների չափերը և հովացուցիչ նյութի պոմպային էներգիայի սպառումը ավելի բարձր են, քան հեղուկ համակարգերում: Հետևաբար, գործող արևային ջերմային համակարգերի մեծ մասը նախընտրում է հեղուկներ: Բնակարանային և կոմունալ կարիքների համար հիմնական հովացուցիչ նյութը ջուրն է:

Արևային կոլեկտորներ աշխատելիս արտաքին բացասական ջերմաստիճանի ժամանակաշրջաններում անհրաժեշտ է կա՛մ օգտագործել հակասառեցնող նյութ որպես հովացուցիչ նյութ, կա՛մ ինչ-որ կերպ խուսափել հովացուցիչ նյութի սառցակալումից (օրինակ՝ ջուրը ժամանակին ցամաքեցնելով, տաքացնելով, արևային կոլեկտորը մեկուսացնելով):

Գյուղական տները, բազմահարկ և բազմաբնակարան շենքերը, առողջարանները, հիվանդանոցները և այլ օբյեկտները կարող են համալրվել ամբողջ տարվա ընթացքում արևային տաք ջրամատակարարման բլոկներով՝ պահեստային ջերմության աղբյուրով: Սեզոնային կայանքները, ինչպիսիք են, օրինակ, պիոներական ճամբարների, պանսիոնատների ցնցուղային կայանքները, երկրաբանների, շինարարների, հովիվների շարժական կայանքները, սովորաբար գործում են տարվա ամռանը և անցումային ամիսներին, դրսի դրական ջերմաստիճանի ժամանակաշրջաններում: Նրանք կարող են ունենալ պահեստային ջերմության աղբյուր կամ անել առանց դրա՝ կախված օբյեկտի տեսակից և աշխատանքային պայմաններից:

Արևային տաք ջրամատակարարման բլոկների արժեքը կարող է տատանվել օբյեկտի արժեքի 5-ից մինչև 15% և կախված է. կլիմայական պայմանները, սարքավորումների արժեքը և դրա զարգացման աստիճանը։

Ջեռուցման համակարգերի համար նախատեսված արևային կայանքներում և հեղուկները, և օդը օգտագործվում են որպես հովացուցիչ նյութ: Բազմաշղթա արևային համակարգերում տարբեր հովացուցիչ նյութեր կարող են օգտագործվել տարբեր սխեմաներում (օրինակ՝ ջուրը արեգակնային միացումում, օդը՝ բաշխիչ շղթայում): Մեր երկրում տարածված են ջերմամատակարարման համար արևային ջրամատակարարման կայանքները։

Ջեռուցման համակարգերի համար պահանջվող արևային կոլեկտորների մակերեսը սովորաբար 3-5 անգամ գերազանցում է տաք ջրի համակարգերի համար նախատեսված կոլեկտորների մակերեսը, ուստի այդ համակարգերի օգտագործման մակարդակն ավելի ցածր է, հատկապես ամռանը: Ջեռուցման համակարգի տեղադրման արժեքը կարող է կազմել գույքի արժեքի 15-35%-ը։

Համակցված համակարգերը կարող են ներառել ջեռուցման և տաք ջրամատակարարման շուրջտարի կայանքներ, ինչպես նաև ջեռուցման և հովացման նպատակով ջերմային պոմպի և ջերմային խողովակների ռեժիմում աշխատող կայանքներ: Այս համակարգերը դեռ լայնորեն չեն կիրառվում արդյունաբերության մեջ:

Կոլեկտորի մակերեսին հասնող արևային ճառագայթման հոսքի խտությունը մեծապես որոշում է արևային ջեռուցման համակարգերի ջերմային ինժեներական և տեխնիկական և տնտեսական ցուցանիշները:

Արեգակնային ճառագայթման հոսքի խտությունը տատանվում է օրվա ընթացքում և ամբողջ տարվա ընթացքում: Սա մեկն է բնորոշ հատկանիշներարևային էներգիա օգտագործող համակարգեր և արևային կայանքների կոնկրետ ինժեներական հաշվարկներ կատարելիս որոշիչ է E-ի հաշվարկված արժեքի ընտրության հարցը։

Ինչպես դիզայնի սխեմաարևային ջեռուցման համակարգեր, հաշվի առեք նկար 3.3-ում ներկայացված գծապատկերը, որը հնարավորություն է տալիս հաշվի առնել տարբեր համակարգերի գործառնական առանձնահատկությունները: Արևային կոլեկտոր 1-ը փոխակերպում է արևի ճառագայթման էներգիան ջերմության, որը փոխանցվում է պահեստային բաք 2 ջերմափոխանակիչ 3-ի միջոցով: Հնարավոր է տեղադրել ջերմափոխանակիչը հենց պահեստային բաքում: Հովացուցիչ նյութի շրջանառությունը ապահովվում է պոմպի միջոցով: Ջեռուցվող հովացուցիչը մտնում է տաք ջրամատակարարման և ջեռուցման համակարգեր: Արեգակնային ճառագայթման անբավարար կամ բացակայելու դեպքում միացված է տաք ջրամատակարարման կամ ջեռուցման պահեստային ջերմային աղբյուրը 5.

Նկ.3.3. Արևային ջեռուցման համակարգի դիագրամ. 1 - արևային կոլեկտորներ; 2 - տաք ջրի պահեստավորման բաք; 3 - ջերմափոխանակիչ; 4 - հատակային ջեռուցմամբ շենք; 5 - կրկնօրինակում (լրացուցիչ էներգիայի աղբյուր); 6 - պասիվ արեգակնային համակարգ; 7 - քարե մարտկոց; 8 - կափույրներ; 9 - երկրպագու; 10 - հոսք տաք օդշենքի մեջ; 11- շենքից վերաշրջանառվող օդի մատակարարում

Արևային ջեռուցման համակարգում օգտագործվում են նոր սերնդի «Ռադուգա» արևային կոլեկտորներ «Կոնկուրենտ» ԱԷԿ-ից՝ բարելավված ջերմային բնութագրերով՝ շնորհիվ ջերմային կլանող վահանակի վրա ընտրովի ծածկույթի օգտագործման։ չժանգոտվող պողպատիցև բարձր օպտիկական բնութագրերով հատկապես դիմացկուն ապակուց պատրաստված կիսաթափանցիկ ծածկույթ:

Համակարգն օգտագործում է որպես հովացուցիչ նյութ՝ ջուրը դրական ջերմաստիճանում կամ անտիֆրիզ ջեռուցման ժամանակաշրջանում (արևային միացում), ջուր (հատակային ջեռուցման երկրորդ շրջան) և օդ (օդի արևային ջեռուցման երրորդ շրջան):

Որպես պահեստային աղբյուր օգտագործվել է էլեկտրական կաթսա:

Արևային մատակարարման համակարգերի արդյունավետության բարձրացումը կարելի է ձեռք բերել օգտագործելով տարբեր մեթոդներջերմային էներգիայի կուտակում, արևային համակարգերի ռացիոնալ համադրություն ջերմային կաթսայատների և ջերմային պոմպերի ագրեգատների հետ, ակտիվ և պասիվ զարգացման համակարգերի համադրություն արդյունավետ միջոցներև ավտոմատ կառավարման մեթոդներ:

Պատրաստված է B3TPEN31 խմբի ուսանողների կողմից

Արևային ջեռուցման համակարգերը համակարգեր են, որոնք օգտագործում են արևի ճառագայթումը որպես ջերմային էներգիայի աղբյուր: իրենց բնորոշ տարբերությունՑածր ջերմաստիճանի այլ ջեռուցման համակարգերից տարբերվում է հատուկ տարրի՝ արևային ընդունիչի օգտագործումը, որը նախատեսված է արևի ճառագայթումը գրավելու և այն ջերմային էներգիայի վերածելու համար:

Ըստ արևային ճառագայթման օգտագործման մեթոդի՝ արևային ցածր ջերմաստիճանի ջեռուցման համակարգերը բաժանվում են պասիվ և ակտիվ:

Պասիվ

Պասիվ արևային ջեռուցման համակարգերն այն համակարգերն են, որոնցում շենքը կամ նրա առանձին պարիսպները (կոլեկտորային շենք, կոլեկտորային պատ, կոլեկտորային տանիք և այլն) ծառայում են որպես արևի ճառագայթում ընդունող և ջերմության վերածող տարր:

Պասիվ ցածր ջերմաստիճանի արևային ջեռուցման համակարգ «պատի կոլեկցիոներ». 1 – արևային ճառագայթներ; 2 – կիսաթափանցիկ էկրան; 3 - օդային կափույր; 4 – տաքացվող օդ; 5 - սառեցված օդը սենյակից; 6 – պատի զանգվածի սեփական երկարալիքային ջերմային ճառագայթում. 7 – պատի սև ճառագայթ ընդունող մակերես; 8 - շերտավարագույրներ.

Ակտիվ

Ակտիվ են արևային ցածր ջերմաստիճանի ջեռուցման համակարգերը, որոնցում արևային ընդունիչը անկախ առանձին սարք է, որը կապված չէ շենքի հետ: Ակտիվ արևային համակարգերը կարելի է բաժանել.

ըստ նշանակության (տաք ջրամատակարարում, ջեռուցման համակարգեր, ջերմային և սառը մատակարարման համակցված համակարգեր);

ըստ օգտագործվող հովացուցիչ նյութի տեսակի (հեղուկ - ջուր, անտիֆրիզ և օդ);

ըստ աշխատանքի տևողության (կլոր տարի, սեզոնային);

սխեմաների (մեկ, երկու, բազմաշղթա) տեխնիկական լուծման վերաբերյալ։

Արեգակնային ջերմային համակարգերի դասակարգում

կարելի է դասակարգել ըստ տարբեր չափանիշների.

ըստ նպատակի՝

1. տաք ջրամատակարարման համակարգեր (DHW);

2. ջեռուցման համակարգեր;

3. համակցված համակարգեր;

Ըստ օգտագործվող հովացուցիչ նյութի տեսակի.

1. հեղուկ;

2. օդ;

Ըստ աշխատանքի տևողության.

1. ամբողջ տարին;

2. սեզոնային;

Համաձայն սխեմայի տեխնիկական լուծման.

1. մեկ շղթա;

2. կրկնակի միացում;

3. բազմաշղթա.

Օդը լայնորեն օգտագործվող հովացուցիչ նյութ է, որը չի սառչում գործառնական պարամետրերի ողջ տիրույթում: Որպես հովացուցիչ նյութ օգտագործելիս հնարավոր է ջեռուցման համակարգերը համատեղել օդափոխման համակարգով: Այնուամենայնիվ, օդը ցածր ջերմության հովացուցիչ նյութ է, ինչը հանգեցնում է համակարգերի տեղադրման համար մետաղի սպառման ավելացմանը օդի ջեռուցումջրային համակարգերի համեմատ։

Ջուրը ջերմային ինտենսիվ և լայնորեն հասանելի հովացուցիչ նյութ է: Սակայն 0°C-ից ցածր ջերմաստիճանի դեպքում անհրաժեշտ է դրան ավելացնել հակասառեցնող հեղուկներ։ Բացի այդ, պետք է հաշվի առնել, որ թթվածնով հագեցած ջուրն առաջացնում է խողովակաշարերի և սարքավորումների կոռոզիա։ Բայց արևային ջրային համակարգերում մետաղի սպառումը շատ ավելի քիչ է, ինչը մեծապես նպաստում է դրանց ավելի լայն օգտագործմանը։

Արևային տաք ջրամատակարարման սեզոնային համակարգերը սովորաբար միակողմանի են և գործում են ամռանը և անցումային ամիսներին՝ դրսի դրական ջերմաստիճանների ժամանակաշրջաններում: Նրանք կարող են ունենալ լրացուցիչ աղբյուրտաքացնել կամ անել առանց դրա՝ կախված սպասարկվող օբյեկտի նպատակից և շահագործման պայմաններից:

Շենքերի արևային ջեռուցման համակարգերը սովորաբար կրկնակի կամ, ամենից հաճախ, բազմաշղթա են, և տարբեր հովացուցիչ նյութեր կարող են օգտագործվել տարբեր սխեմաների համար (օրինակ՝ արևային միացումում՝ չսառչող հեղուկների ջրային լուծույթներ, միջանկյալ սխեմաներում՝ ջուր, իսկ սպառողական շղթայում՝ օդ):

Շենքերի ջերմության և սառը մատակարարման նպատակով ամբողջ տարվա համակցված արևային համակարգերը բազմաշղթա են և ներառում են ջերմության լրացուցիչ աղբյուր՝ օրգանական վառելիքի կամ ջերմային տրանսֆորմատորի վրա աշխատող ավանդական ջերմային գեներատորի տեսքով:

Արևային ջեռուցման համակարգի սխեմատիկ դիագրամը ներկայացված է Նկար 4.1.2-ում: Այն ներառում է երեք շրջանառության սխեման.

առաջին միացում, որը բաղկացած է արևային կոլեկտորներից 1, շրջանառության պոմպ 8 և հեղուկ ջերմափոխանակիչ 3;

երկրորդ միացում, որը բաղկացած է պահեստային բաքից 2, շրջանառության պոմպից 8 և ջերմափոխանակիչից 3;

երրորդ միացում, որը բաղկացած է պահեստային բաքից 2, շրջանառության պոմպից 8, ջուր-օդ ջերմափոխանակիչից (ջեռուցիչ) 5.

Արևային ջեռուցման համակարգի սխեմատիկ դիագրամ. 1 – արևային կոլեկտոր; 2 - պահեստային բաք; 3 - ջերմափոխանակիչ; 4 – շենք; 5 - ջեռուցիչ; 6 – ջեռուցման համակարգի կրկնօրինակում; 7 – տաք ջրամատակարարման համակարգի կրկնօրինակում; 8 – շրջանառության պոմպ; 9 - երկրպագու:

Գործողություն

Արևային ջեռուցման համակարգը գործում է հետևյալ կերպ. Ջերմության ընդունման շղթայի հովացուցիչը (հակասառեցումը), տաքանալով արևային կոլեկտորներում 1, մտնում է ջերմափոխանակիչ 3, որտեղ հակասառեցման ջերմությունը փոխանցվում է ջերմափոխանակիչ 3-ի միջխողովակային տարածությունում շրջանառվող ջրին: երկրորդական շղթայի 8 պոմպի գործողությունը: Ջեռուցվող ջուրը մտնում է ակումուլյատորի բաքը 2. Ջուրը կուտակիչի բաքից վերցվում է տաք ջրամատակարարման պոմպ 8-ով, անհրաժեշտության դեպքում բերում պահեստային 7-ի պահանջվող ջերմաստիճանին և մտնում շենքի տաք ջրամատակարարման համակարգ։ Պահպանման բաքը լիցքավորվում է ջրամատակարարումից։

Ջեռուցման համար պահեստային բաք 2-ից ջուրը մատակարարվում է երրորդ շղթայի պոմպ 8-ով ջեռուցիչ 5-ին, որի միջով օդն անցնում է օդափոխիչ 9-ի օգնությամբ և երբ տաքանում է, մտնում է շենք 4: Արևի բացակայության դեպքում: ճառագայթումը կամ արևային կոլեկտորների կողմից առաջացած ջերմային էներգիայի բացակայությունը, պահեստային 6-ը միացված է:

Արևային ջեռուցման համակարգի տարրերի ընտրությունը և դասավորությունը յուրաքանչյուր կոնկրետ դեպքում որոշվում է կլիմայական գործոններով, օբյեկտի նշանակությամբ, ջերմային սպառման ռեժիմով և տնտեսական ցուցանիշներով:

Արևային տաք ջրամատակարարման մեկ շղթա թերմոսիֆոնային համակարգի սխեմատիկ դիագրամ

Համակարգերի առանձնահատկությունն այն է, որ թերմոսիֆոնային համակարգի դեպքում պահեստային բաքի ստորին կետը պետք է գտնվի կոլեկտորի վերին կետից վեր և կոլեկտորներից ոչ ավելի, քան 3-4 մ հեռավորության վրա, և պոմպի շրջանառությամբ: հովացուցիչ նյութ, պահեստավորման բաքի գտնվելու վայրը կարող է լինել կամայական:

Բնական տարրերով մատակարարվող «կանաչ» էներգիայի օգտագործումը կարող է զգալիորեն նվազեցնել Կոմունալ ծախսեր. Օրինակ՝ դասավորելով արևային ջեռուցումմասնավոր տանը, դուք կմատակարարեք ցածր ջերմաստիճանի մարտկոցներ և հատակային ջեռուցման համակարգեր գործնականում անվճար հովացուցիչ նյութով: Համաձայնեք, սա արդեն գումար է խնայում։

«Կանաչ տեխնոլոգիաների» մասին ամեն ինչ կիմանաք մեր առաջարկած հոդվածից: Մեր օգնությամբ դուք հեշտությամբ կարող եք հասկանալ արևային կայանքների տեսակները, դրանց կառուցման եղանակները և շահագործման առանձնահատկությունները: Հավանաբար ձեզ կհետաքրքրի հայտնի տարբերակներից մեկը, որն ակտիվորեն աշխատում է աշխարհում, բայց այստեղ դեռ մեծ պահանջարկ չունի։

Ձեր ուշադրությանը ներկայացված ակնարկում մենք վերլուծել ենք դիզայնի առանձնահատկություններըհամակարգերը, միացման դիագրամները մանրամասն նկարագրված են: Տրված է արևային ջեռուցման շրջանի հաշվարկման օրինակ՝ դրա կառուցման իրողությունները գնահատելու համար։ Օգնել անկախ արհեստավորներԿից ներկայացնում ենք լուսանկարների ընտրանի և տեսանյութեր։

Երկրի մակերեւույթի 1 մ 2 միջինում ժամում ստանում է 161 Վտ արեգակնային էներգիա։ Իհարկե, հասարակածում այս ցուցանիշը շատ անգամ ավելի մեծ կլինի, քան Արկտիկայում: Բացի այդ, արեգակնային ճառագայթման խտությունը կախված է տարվա եղանակից:

Մոսկվայի մարզում արեգակնային ճառագայթման ինտենսիվությունը դեկտեմբեր-հունվար ամիսներին մայիս-հուլիս ամիսներին տարբերվում է ավելի քան հինգ անգամ։ Այնուամենայնիվ ժամանակակից համակարգերայնքան արդյունավետ, որ նրանք կարող են աշխատել գրեթե ցանկացած վայրում երկրի վրա:

Ինչի համար են օգտագործվում ջերմային արևային կոլեկտորները: Որտե՞ղ կարող են դրանք օգտագործվել՝ կիրառման ոլորտներ, կիրառման տարբերակներ, կոլեկտորների առավելություններն ու թերությունները, բնութագրերը, արդյունավետություն։ Հնարավո՞ր է ինքներդ դա անել և որքանո՞վ է դա արդարացված։ Կիրառման սխեմաներ և հեռանկարներ.

Նպատակը

Կոլեկցիոներ և արևային մարտկոցերկու տարբեր սարքեր. Մարտկոցը օգտագործում է արեգակնային էներգիայի փոխակերպումը էլեկտրական էներգիայի, որը պահվում է մարտկոցներում և օգտագործվում կենցաղային կարիքների համար։ Արևային կոլեկտորները, ինչպես ջերմային պոմպը, նախատեսված են Արևից էկոլոգիապես մաքուր էներգիա հավաքելու և կուտակելու համար, որի փոխակերպումն օգտագործվում է ջրի կամ ջեռուցման համար: IN արդյունաբերական մասշտաբովԼայն կիրառություն են գտել արևային ջերմաէլեկտրակայանները, որոնք ջերմությունը վերածում են էլեկտրականության։

Սարք

Կոլեկցիոները բաղկացած է երեք հիմնական մասից.

• վահանակներ;
• առջևի տեսախցիկ;
• պահեստավորման բաք.

Վահանակները ներկայացված են խողովակային ռադիատորի տեսքով, որը տեղադրված է ապակուց պատրաստված արտաքին պատով տուփի մեջ։ Նրանք պետք է տեղադրվեն ցանկացած լավ լուսավորված վայրում: Հեղուկը մտնում է վահանակի ռադիատոր, որն այնուհետև տաքացվում է և տեղափոխվում առջևի խցիկ, որտեղ սառը ջուրը փոխարինվում է տաք ջրով, ինչը համակարգում մշտական ​​դինամիկ ճնշում է ստեղծում: Այս դեպքում սառը հեղուկը մտնում է ռադիատոր, իսկ տաք հեղուկը՝ պահեստավորման բաք։

Ստանդարտ վահանակները հեշտությամբ հարմարվում են ցանկացած պայմանների: Օգտագործելով հատուկ մոնտաժային պրոֆիլներ, դրանք կարող են տեղադրվել միմյանց զուգահեռ անընդմեջ անսահմանափակ քանակությամբ: Ալյումինե մոնտաժային պրոֆիլների վրա անցքեր են փորվում և ներքևից ամրացվում են վահանակների վրա պտուտակներով կամ գամերով: Աշխատանքի ավարտից հետո արևային կլանիչ վահանակները մոնտաժային պրոֆիլների հետ միասին կազմում են մեկ կոշտ կառուցվածք:

Արևային ջեռուցման համակարգը բաժանված է երկու խմբի՝ օդով և հեղուկ սառեցմամբ։ Կոլեկցիոներները գրավում և կլանում են ճառագայթումը, և այն վերածելով ջերմային էներգիայի, տեղափոխում են պահեստային տարր, որտեղից ջերմությունը բաշխվում է ամբողջ սենյակում։ Համակարգերից ցանկացածը կարող է համալրվել օժանդակ սարքավորումներ(շրջանառության պոմպ, ճնշման սենսորներ, անվտանգության փականներ):

Գործողության սկզբունքը

IN ցերեկըջերմային ճառագայթումը փոխանցվում է կոլեկտորի միջոցով շրջանառվող հովացուցիչ նյութին (ջուր կամ անտիֆրիզ): Ջեռուցվող հովացուցիչ նյութը էներգիա է փոխանցում ջրատաքացուցիչի բաքին, որը գտնվում է դրա վերևում և ջուր է հավաքում տաք ջրամատակարարման համար: Պարզ տարբերակում ջուրը բնականորեն շրջանառվում է տաք և խտության տարբերության պատճառով սառը ջուրմիացումում, և ապահովելու համար, որ շրջանառությունը չի դադարում, օգտագործվում է հատուկ պոմպ: Շրջանառության պոմպնախատեսված է կառուցվածքի միջոցով հեղուկի ակտիվ մղման համար:


Ավելի բարդ տարբերակում կոլեկտորը ներառված է ջրով կամ անտիֆրիզով լցված առանձին սխեմայի մեջ: Պոմպն օգնում է նրանց սկսել շրջանառել՝ կուտակված արևային էներգիան փոխանցելով ջերմամեկուսացված պահեստավորման տանկի մեջ, որը թույլ է տալիս ջերմությունը պահել և հետ վերցնել, երբ անհրաժեշտ է: Եթե ​​բավարար էներգիա չկա, ապա էլեկտրական կամ գազի վառարան, ավտոմատ կերպով միանում է և պահպանում է անհրաժեշտ ջերմաստիճանը։

Տեսակներ

Նրանք, ովքեր ցանկանում են իրենց տանը ունենալ արևային ջեռուցման համակարգ, նախ պետք է որոշեն առավելագույնը հարմար տեսակկոլեկցիոներ

Հարթ տիպի կոլեկցիոներ

Ներկայացված է փակ տուփի տեսքով կոփված ապակի, և ունի հատուկ շերտ, որը կլանում է արևի ջերմությունը։ Այս շերտը կապված է խողովակների հետ, որոնց միջոցով հովացուցիչ նյութը շրջանառվում է: Որքան ավելի շատ էներգիա է ստանում, այնքան բարձր է նրա արդյունավետությունը: Ինքն պանելում ջերմության կորուստների նվազեցումը և կլանող թիթեղների վրա ջերմության առավելագույն կլանման ապահովումը թույլ է տալիս առավելագույն էներգիա հավաքել: Լճացման բացակայության դեպքում հարթ կոլեկտորները կարող են ջուր տաքացնել մինչև 200 °C: Նախատեսված են լողավազաններում ջուր տաքացնելու, կենցաղային կարիքների և տան ջեռուցման համար։

Վակուումային տիպի բազմազանություն

Այն բաղկացած է ապակե մարտկոցներից (մի շարք սնամեջ խողովակներ)։ Արտաքին մարտկոցն ունի թափանցիկ մակերես, իսկ ներքին մարտկոցը ծածկված է հատուկ շերտով, որը փակում է ճառագայթումը։ Ներքին և արտաքին մարտկոցների միջև վակուումային շերտն օգնում է խնայել կլանված էներգիայի մոտ 90%-ը: Ջերմային հաղորդիչները հատուկ խողովակներ են: Երբ վահանակը տաքանում է, մարտկոցի ներքևում գտնվող հեղուկը վերածվում է գոլորշու, որը բարձրանում է և ջերմությունը փոխանցում կոլեկտորին։ Այս տեսակի համակարգն ավելի մեծ արդյունավետություն ունի հարթ տիպի կոլեկտորների համեմատ, քանի որ այն կարող է օգտագործվել ցածր ջերմաստիճանի և ցածր լույսի պայմաններում: Վակուումային արևային մարտկոցը թույլ է տալիս տաքացնել հովացուցիչ նյութի ջերմաստիճանը մինչև 300 °C՝ օգտագործելով բազմաշերտ ապակե ծածկույթ և ստեղծելով վակուում կոլեկտորներում:

Ջերմային պոմպ

Արևային ջերմային համակարգերն ամենաարդյունավետն աշխատում են այնպիսի սարքի հետ, ինչպիսին է ջերմային պոմպը: Նախագծված է էներգիա հավաքելու համար միջավայրըանկախ եղանակային պայմաններից և կարող է տեղադրվել տան ներսում։ Այստեղ էներգիայի աղբյուրը կարող է լինել ջուրը, օդը կամ հողը: Ջերմային պոմպը կարող է աշխատել միայն արևային կոլեկտորների միջոցով, եթե կա բավարար արևային էներգիա: Օգտագործելով համակցված համակարգ«ջերմային պոմպ և արևային կոլեկտոր», կոլեկտորի տեսակը կարևոր չէ, բայց ամենաշատը հարմար տարբերակկլինի արևային վակուումային մարտկոց։

Ինչն է ավելի լավ

Ցանկացած տիպի տանիքի վրա կարելի է տեղադրել արևային ջեռուցման համակարգ։ Հարթ ափսե կոլեկտորները համարվում են ավելի դիմացկուն և հուսալի, ի տարբերություն վակուումային կոլեկտորների, որոնց դիզայնն ավելի փխրուն է: Այնուամենայնիվ, եթե հարթ կոլեկտորը վնասված է, ամբողջ կլանման համակարգը պետք է փոխարինվի, մինչդեռ վակուումային կոլեկտորի համար պետք է փոխարինվի միայն վնասված մարտկոցը:


Վակուումային կոլեկտորի արդյունավետությունը շատ ավելի բարձր է, քան հարթ կոլեկտորի արդյունավետությունը: Նրանք կարող են օգտագործվել ձմեռային ժամանակև նրանք ավելի շատ էներգիա են արտադրում ամպամած եղանակին: Ջերմային պոմպը բավականին մեծ տարածում է գտել՝ չնայած բարձր արժեքին։ Վակուումային կոլեկտորների էներգիայի արտադրության արագությունը կախված է խողովակների չափից: Սովորաբար, խողովակների չափերը պետք է լինեն 58 մմ տրամագծով, 1,2-2,1 մետր երկարությամբ: Ինքներդ կոլեկցիոները տեղադրելը բավականին դժվար է։ Սակայն որոշակի գիտելիքներ ունենալով, ինչպես նաև հետևելով մանրամասն հրահանգներՍարքավորումը ձեռք բերելու ժամանակ նշված համակարգի տեղադրման և գտնվելու վայրի ընտրությունը զգալիորեն կհեշտացնի առաջադրանքը և կօգնի տուն բերել արևային ջեռուցումը: