Արտադրված էներգիայի գրեթե կեսն օգտագործվում է օդը տաքացնելու համար։ Արևը նույնպես փայլում է ձմռանը, բայց նրա ճառագայթումը սովորաբար թերագնահատվում է:

Դեկտեմբերի մի օր Ցյուրիխի մոտակայքում ֆիզիկոս Ա. Ֆիշերը գոլորշի էր արտադրում. սա այն ժամանակ էր, երբ արևը գտնվում էր ամենացածր կետում, իսկ օդի ջերմաստիճանը 3 ° C էր: Մեկ օր անց 0,7 մ2 մակերեսով արևային կոլեկտորը տաքացրեց 30 լիտր սառը ջուրայգու ջրամատակարարումից մինչև + 60 ° С:

Արեգակնային էներգիան հեշտությամբ կարելի է օգտագործել ձմռանը ներսի օդը տաքացնելու համար: Գարնանը և աշնանը, երբ հաճախ արև է, բայց ցուրտ, տարածքի արևային ջեռուցումը թույլ կտա չմիացնել հիմնական ջեռուցումը։ Սա հնարավորություն է տալիս խնայել էներգիայի մի մասը, հետևաբար և փողը: Հազվադեպ օգտագործվող տների կամ սեզոնային բնակարանների համար (ամառանոցներ, բունգալոներ) արևային ջեռուցումն օգտակար է հատկապես ձմռանը, քանի որ. վերացնում է պատերի ավելորդ սառեցումը, կանխելով խոնավության խտացումից և բորբոսից ոչնչացումը: Այսպիսով, տարեկան գործառնական ծախսերը հիմնականում կրճատվում են։

Արևային ջերմության միջոցով տները ջեռուցելիս անհրաժեշտ է լուծել տարածքների ջերմամեկուսացման խնդիրը ճարտարապետական ​​և կառուցվածքային տարրերի հիման վրա, այսինքն. ստեղծագործելիս արդյունավետ համակարգարևային ջեռուցումը տանը պետք է տեղադրվի լավ ջերմամեկուսիչ հատկություններով:

Ջերմության արժեքը
Օժանդակ ջեռուցում

Արևային էներգիայի ներդրումը տան ջեռուցման մեջ
Ցավոք սրտի, Արեգակից ջերմության ներածման ժամանակահատվածը միշտ չէ, որ փուլային փուլում համընկնում է ջերմային բեռների առաջացման ժամանակաշրջանի հետ:

Այն էներգիայի մեծ մասը, որը մենք ունենք մեր տրամադրության տակ ամառային շրջան, կորչում է դրա մշտական ​​պահանջարկի բացակայության պատճառով (փաստորեն բազմաբնույթ համակարգորոշ չափով ինքնակարգավորվող համակարգ է. երբ կրիչի ջերմաստիճանը հասնում է հավասարակշռության արժեքի, ջերմության ընկալումը դադարում է, քանի որ ջերմային կորուստներարեգակնային կոլեկտորից հավասարվել ընկալվող ջերմությանը):

Արևային կոլեկտորի կողմից կլանված օգտակար ջերմության քանակը կախված է 7 պարամետրից.

1. մուտքի չափը արեւային էներգիա;
2. օպտիկական կորուստ թափանցիկ մեկուսացման մեջ;
3. արևային կոլեկտորի ջերմակլանող մակերեսի կլանող հատկությունները.
4. ջերմության փոխանցման արդյունավետությունը ջերմատախտակից (արևային կոլեկտորի ջերմակլանիչ մակերևույթից հեղուկ, այսինքն՝ ջերմատախտակի արդյունավետության արժեքից);
5. թափանցիկ ջերմամեկուսացման հաղորդունակությունը, որը որոշում է ջերմության կորստի մակարդակը.
6. արևային կոլեկտորի ջերմություն ընդունող մակերեսի ջերմաստիճանը, որն իր հերթին կախված է հովացուցիչ նյութի արագությունից և արևային կոլեկտորի մուտքի մոտ հովացուցիչ նյութի ջերմաստիճանից.
7. դրսի ջերմաստիճանը.

Արևային կոլեկտորի արդյունավետությունը, այսինքն. օգտագործված էներգիայի և անկման էներգիայի հարաբերակցությունը որոշվելու է այս բոլոր պարամետրերով: ժամը բարենպաստ պայմաններայն կարող է հասնել 70%-ի, իսկ անբարենպաստ պայմանների դեպքում կարող է նվազել մինչև 30%-ի։ Արդյունավետության ճշգրիտ արժեքը կարելի է ստանալ նախնական հաշվարկով միայն համակարգի վարքագծի ամբողջական մոդելավորման միջոցով՝ հաշվի առնելով վերը թվարկված բոլոր գործոնները։ Ակնհայտ է, որ նման խնդիրը կարող է լուծվել միայն համակարգչի օգտագործմամբ:

Քանի որ հոսքի խտությունը արեւային ճառագայթումանընդհատ փոխվում է, այնուհետև հաշվարկային գնահատականների համար կարող եք օգտագործել օրական կամ նույնիսկ ամսական ճառագայթման ամբողջ քանակությունը:

Աղյուսակ 1-ը որպես օրինակ բերված է.

Արեգակնային ճառագայթման միջին ամսական քանակները՝ չափված հորիզոնական մակերեսի վրա.

համար հաշվարկված գումարները ուղղահայաց պատերդեպի հարավ;

34 ° օպտիմալ թեքության անկյուն ունեցող մակերեսների գումարներ (Քյուի համար, Լոնդոնի մոտ):

Աղյուսակ 1. Արեգակնային ճառագայթման ժամանման ամսական քանակները Քյու (Լոնդոնի մոտ)

Աղյուսակը ցույց է տալիս, որ թեքության օպտիմալ անկյուն ունեցող մակերեսը ստանում է (միջինը ձմռան 8 ամիսների ընթացքում) մոտ 1,5 անգամ ավելի շատ էներգիա, քան հորիզոնական մակերեսը։ Եթե ​​հայտնի են հորիզոնական մակերևույթի վրա արևային ճառագայթման ժամանման գումարները, ապա թեք մակերևույթի վրա վերահաշվարկելու համար դրանք կարելի է բազմապատկել այս գործակցի արտադրյալով (1,5) և արևային կոլեկտորի արդյունավետության ընդունված արժեքով, որը հավասար է 40%-ի: այսինքն

1,5*0,4=0,6

Սա կտա այս ժամանակահատվածում թեքված ջերմության զգացող մակերեսի կողմից կլանված օգտակար էներգիայի քանակը:

Շենքի ջերմամատակարարման մեջ արևային էներգիայի արդյունավետ ներդրումը որոշելու համար, նույնիսկ ձեռքով, անհրաժեշտ է կազմել կարիքների և Արեգակից օգտագործելի ջերմության առնվազն ամսական հաշվեկշիռներ: Պարզության համար նկատի ունեցեք մի օրինակ։

Օգտագործելով վերը նշված տվյալները և հաշվի առնելով 250 Վտ / ° C ջերմության կորստի արագություն ունեցող տունը, գտնվելու վայրն ունի 2800 աստիճան-օրերի տարեկան թիվը (67200 ° C * ժ): իսկ արևային կոլեկտորների մակերեսը, օրինակ, 40 մ2 է, ապա ստացվում է հետևյալ բաշխումն ըստ ամիսների (տես Աղյուսակ 2):

Աղյուսակ 2. Արեգակնային էներգիայի արդյունավետ ներդրման հաշվարկ

Ամիս	° C * ժ / ամիս	Հորիզոնական մակերեսի վրա ճառագայթման քանակը, կՎտ * ժ / մ 2	Օգտակար ջերմություն կոլեկտորի մեկ միավորի տարածքի համար (D * 0,6), կՎտ * ժ / մ 2	Ընդհանուր օգտակար ջերմություն (E * 40 մ2), կՎտ * ժ	Արևային ներդրում, կՎտ * ժ / մ2
Ա	Բ	Գ	Դ	Ե	Ֆ	Գ
հունվար	10560	2640	18,3	11	440	440
փետրվար	9600	2400	30,9	18,5	740	740
մարտ	9120	2280	60,6	36,4	1456	1456
ապրիլ	6840	1710	111	67,2	2688	1710
մայիս	4728	1182	123,2	73,9	2956	1182
հունիս	-	-	150,4	90,2	3608	-
հուլիս	-	-	140,4	84,2	3368	-
օգոստոս	-	-	125,7	75,4	3016	-
սեպտեմբեր	3096	774	85,9	51,6	2064	774
հոկտեմբեր	5352	1388	47,6	28,6	1144	1144
նոյեմբեր	8064	2016	23,7	14,2	568	568
դեկտեմբեր	9840	2410	14,4	8,6	344	344
Գումար	67200	16800	933	559,8	22392	8358

Ջերմության արժեքը
Հաշվարկելով Արեգակի տրամադրած ջերմության քանակը՝ անհրաժեշտ է այն ներկայացնել դրամական արտահայտությամբ։

Ստեղծված ջերմության արժեքը կախված է.

վառելիքի արժեքը;

վառելիքի ջերմային արժեքը;

համակարգի ընդհանուր արդյունավետությունը:

Այսպիսով ստացված գործառնական ծախսերը կարող են համեմատվել արևային ջեռուցման համակարգի կապիտալ ծախսերի հետ:

Դրան համապատասխան, եթե ենթադրենք, որ վերը դիտարկված օրինակում ավանդական ջեռուցման համակարգի փոխարեն օգտագործվում է արևային ջեռուցման համակարգ, որը սպառում է, օրինակ, գազային վառելիք և ջերմություն արտադրում 1,67 ռուբլի / կՎտ * ժ արժեքով, ապա. Ստացված տարեկան խնայողությունները որոշելու համար անհրաժեշտ է 8358 կՎտժ՝ արևային էներգիայով (ըստ աղյուսակ 2-ի հաշվարկների՝ 40 մ2 կոլեկտորի տարածքի համար), բազմապատկված 1,67 ռուբլով/կՎտժ-ով, ինչը տալիս է.

8358 * 1.67 = 13957.86 ռուբլի:

Օժանդակ ջեռուցում
Մարդկանց կողմից ամենահաճախ տրվող հարցերից մեկը, ովքեր ցանկանում են հասկանալ արևային էներգիայի ջեռուցման (կամ այլ նպատակների) օգտագործումը, հետևյալն է. «Ի՞նչ անել, երբ արևը չի շողում»: Հասկանալով էներգիայի կուտակման հայեցակարգը՝ նրանք տալիս են հետևյալ հարցը՝ «Ի՞նչ անել, երբ մարտկոցում այլևս ջերմային էներգիա չի մնացել»։ Հարցը բնական է, իսկ կրկնօրինակի անհրաժեշտությունը՝ հաճախ ավանդական համակարգԱրեգակնային էներգիայի՝ որպես գոյություն ունեցող էներգիայի աղբյուրների այլընտրանքի համատարած ընդունման գլխավոր խոչընդոտ է:

Եթե ​​համակարգի հզորությունը արևային ջեռուցումԲավարար չէ շենքը ցուրտ, ամպամած եղանակին պահելու համար, ապա հետևանքները, նույնիսկ ձմռանը մեկ անգամ, կարող են բավական լուրջ լինել՝ ստիպելով ապահովել սովորական լայնածավալ ջեռուցման համակարգին որպես կրկնօրինակ: Արևային էներգիայով աշխատող շենքերի մեծ մասը պահանջում է լիարժեք պահեստային համակարգ: Մեր օրերում շատ ոլորտներում արևային էներգիան պետք է դիտարկել որպես սպառումը նվազեցնելու միջոց ավանդական տեսակներէներգիա, և ոչ որպես դրանց ամբողջական փոխարինող։

Սովորական ջեռուցիչները հարմար այլընտրանքներ են, բայց կան շատ այլ այլընտրանքներ, օրինակ.

Բուխարիներ;
- փայտի վառարաններ;
- փայտ այրվող ջեռուցիչներ.

Ենթադրենք, սակայն, որ մենք ցանկանում էինք արևային ջեռուցման համակարգը այնքան մեծ դարձնել, որ առավելագույն ջերմություն ապահովի անբարենպաստ պայմաններ... Քանի որ շատ ցուրտ օրերի և երկարատև ամպամած եղանակի համադրությունը հազվադեպ է, արևային էլեկտրակայանի լրացուցիչ չափերը (կոլեկցիոներ և մարտկոց), որոնք անհրաժեշտ են այս դեպքերի համար, համեմատաբար թանկ կլինեն: փոքր խնայողություններվառելիք. Բացի այդ, համակարգը շատ ժամանակ կաշխատի անվանական հզորությունից ցածր:

Արևային ջեռուցման համակարգը, որը նախատեսված է ջեռուցման բեռի 50%-ը ապահովելու համար, կարող է բավարար ջերմություն ապահովել միայն շատ ցուրտ եղանակի 1 օրվա համար: Արեգակնային համակարգի չափը կրկնապատկելով՝ տունը ջերմությամբ կապահովվի 2 ցուրտ, ամպամած օրերի համար։ 2 օրից ավելի ժամկետների դեպքում չափի հետագա աճը նույնքան չարդարացված կլինի, որքան նախորդը: Բացի այդ, կլինեն մեղմ եղանակի ժամանակաշրջաններ, երբ երկրորդ բարձրացում չի պահանջվի։

Հիմա, եթե ավելացնենք կոլեկցիոներների տարածքը ջեռուցման համակարգ 1,5 անգամ ավելի շատ 3 ցուրտ և ամպամած օր դիմանալու համար, ապա տեսականորեն այն բավարար կլինի ձմռանը հոգալ տան ամբողջ կարիքների 1/2-ը: Բայց, իհարկե, գործնականում դա չի կարող լինել, քանի որ երբեմն 4 (կամ ավելի) օր անընդմեջ լինում է ցուրտ ամպամած եղանակ: Այս 4-րդ օրը հաշվի առնելու համար մեզ անհրաժեշտ է արևային ջեռուցման համակարգ, որը տեսականորեն կարող է հավաքել 2 անգամ ավելի շատ ջերմություն, քան շենքին անհրաժեշտ է ընթացքում: ջեռուցման սեզոն... Ակնհայտ է, որ ցուրտ և ամպամած ժամանակաշրջանները կարող են ավելի երկար լինել, քան նախատեսված էր արևային ջեռուցման համակարգի նախագծում: Որքան մեծ է կոլեկտորը, այնքան ավելի քիչ ինտենսիվ է օգտագործվում չափի յուրաքանչյուր հավելյալ աճ, այնքան քիչ էներգիա է խնայվում կոլեկցիոների մեկ միավորի վրա և այնքան ցածր է ներդրումների վերադարձը յուրաքանչյուր լրացուցիչ միավոր տարածքի համար:

Այնուամենայնիվ, արևային ճառագայթումից բավականաչափ ջերմային էներգիա կուտակելու համարձակ փորձեր են արվել՝ ջեռուցման բոլոր կարիքները հոգալու և օժանդակ ջեռուցման համակարգը վերացնելու համար: Հազվագյուտ բացառությամբ այնպիսի համակարգերի, ինչպիսին է H. Hay-ի արևային տունը, երկարաժամկետ ջերմության պահպանումը, թերևս, միակ այլընտրանքն է խթանող համակարգին: Պարոն Թոմասոնը մոտեցավ 100% արևային ջեռուցմանը Վաշինգտոնի իր առաջին տանը. Ջեռուցման բեռի միայն 5%-ն է ծածկվել ստանդարտ նավթային վառարանով:

Եթե ​​օժանդակ համակարգը ծածկում է ընդհանուր բեռի միայն փոքր տոկոսը, ապա իմաստ ունի օգտագործել էլեկտրական ջեռուցում, չնայած այն հանգամանքին, որ այն պահանջում է էլեկտրակայանում զգալի քանակությամբ էներգիա արտադրել, որն այնուհետև վերածվում է ջեռուցման համար ջերմության։ (էլեկտրակայանը շենքում 1 կՎտժ ջերմային էներգիա արտադրելու համար օգտագործում է 10500 ... 13700 կՋ): Շատ դեպքերում էլեկտրական ջեռուցիչը ավելի էժան կլինի, քան նավթը կամ գազօջախև շենքը տաքացնելու համար պահանջվող էլեկտրաէներգիայի համեմատաբար փոքր քանակությունը կարող է արդարացնել դրա օգտագործումը: Բացի այդ, էլեկտրական ջեռուցիչը ավելի քիչ նյութատար սարք է, քանի որ նյութի համեմատաբար փոքր քանակությունը (համեմատած ջեռուցիչի հետ) օգտագործվում է էլեկտրական պարույրներ արտադրելու համար:

Քանի որ արևային կոլեկտորի արդյունավետությունը զգալիորեն մեծանում է, եթե այն աշխատում է ցածր ջերմաստիճաններ, ապա ջեռուցման համակարգը պետք է նախագծվի այնպես, որ օգտագործի հնարավոր ամենացածր ջերմաստիճանները՝ նույնիսկ 24 ... 27 ° C մակարդակի վրա: Thomason տաք օդի համակարգի ուժեղ կողմերից մեկն այն է, որ այն շարունակում է մարտկոցից օգտակար ջերմություն ստանալ սենյակային ջերմաստիճանի մոտ ջերմաստիճանում:

Նոր շինարարությունում ջեռուցման համակարգերի վրա կարելի է հույս դնել ավելի ցածր ջերմաստիճանների օգտագործման վրա, օրինակ՝ երկարացնելով փետրավոր խողովակով ռադիատորները։ տաք ջուր, բարձրացնելով ճառագայթային վահանակների չափերը կամ ավելի ցածր ջերմաստիճանում օդի ծավալի ավելացմանը: Դիզայներներն ամենից հաճախ ընտրում են տաք օդով տարածքի ջեռուցումը կամ ընդլայնված ճառագայթային վահանակների օգտագործումը: Համակարգում օդի ջեռուցումՑածր ջերմաստիճանում պահվող ջերմությունը լավագույնս օգտագործվում է: Ճառագայթային ջեռուցման վահանակներն ունեն երկար ուշացում (համակարգը միացնելու և օդային տարածքը տաքացնելու միջև) և սովորաբար պահանջում են ջեռուցման միջավայրի ավելի բարձր աշխատանքային ջերմաստիճան, քան տաք օդով համակարգերը: Հետևաբար, պահեստավորման սարքի ջերմությունը լիովին չի օգտագործվում ավելի ցածր ջերմաստիճաններում, որոնք ընդունելի են համակարգերի համար տաք օդ, իսկ նման համակարգի ընդհանուր արդյունավետությունն ավելի ցածր է։ Օդի հետ նմանատիպ արդյունքների հասնելու համար ճառագայթող վահանակի համակարգի չափից ավելի մեծացումը կարող է զգալի լրացուցիչ ծախսեր առաջացնել:

Բարելավել համակարգի ընդհանուր արդյունավետությունը (արևային ջեռուցում և օժանդակ պահեստային համակարգ) և միևնույն ժամանակ նվազեցնել ընդհանուր ծախսերը՝ վերացնելով պարապուրդը բաղադրիչ մասերՇատ դիզայներներ ընտրել են արևային կոլեկտորը և մարտկոցը օժանդակ համակարգով ինտեգրել: Ընդհանուր են հետևյալները բաղկացուցիչ տարրեր, ինչպես:

Երկրպագուներ;
- պոմպեր;
- ջերմափոխանակիչներ;
- կառավարման մարմիններ;
- խողովակներ;
- օդային խողովակներ.

System Engineering հոդվածի նկարները ցույց են տալիս տարբեր սխեմաներնման համակարգեր.

Համակարգերի միջև ետնամասի հոդերի նախագծման մեջ թակարդը կառավարման և շարժվող մասերի ավելացումն է, ինչը մեծացնում է մեխանիկական ձախողման հավանականությունը: Համակարգերի հանգույցում մեկ այլ սարք ավելացնելու միջոցով արդյունավետությունը 1 ... 2%-ով բարձրացնելու գայթակղությունը գրեթե անդիմադրելի է և կարող է լինել արևային ջեռուցման համակարգի խափանումների ամենատարածված պատճառը: Սովորաբար, ուժեղացուցիչ տաքացուցիչը չպետք է տաքացնի արևային ջերմության կուտակիչի խցիկը: Եթե ​​դա տեղի ունենա, ապա արևային ջերմության հավաքման փուլը ավելի քիչ արդյունավետ կլինի, քանի որ այս գործընթացը գրեթե միշտ տեղի կունենա ավելի բարձր ջերմաստիճանների դեպքում: Այլ համակարգերում մարտկոցի ջերմաստիճանի իջեցումը շենքի կողմից ջերմության օգտագործման միջոցով մեծացնում է համակարգի ընդհանուր արդյունավետությունը:

Այս սխեմայի այլ թերությունների պատճառները բացատրվում են մարտկոցի ջերմության մեծ կորստով, որը պայմանավորված է մշտական ​​բարձր ջերմաստիճաններով: Այն համակարգերում, որոնցում մարտկոցը չի ջեռուցվում օժանդակ սարքավորումներով, մարտկոցը զգալիորեն ավելի քիչ ջերմություն կկորցնի, եթե մի քանի օր արև չկա: Նույնիսկ այս ձևով նախագծված համակարգերում կոնտեյներից ջերմության կորուստը կազմում է արևային ջեռուցման համակարգի կողմից կլանված ընդհանուր ջերմության 5 ... 20%-ը: Մարտկոցով, տաքացվող օժանդակ սարքավորումներ, ջերմության կորուստը զգալիորեն ավելի մեծ կլինի և կարող է արդարացվել միայն այն դեպքում, եթե մարտկոցի տարան գտնվում է շենքի ջեռուցվող սենյակի ներսում։

Տարվա ընթացքում միջինում, կախված կլիմայական պայմաններից և տարածքի լայնությունից, արևային ճառագայթման հոսքը դեպի երկրի մակերևույթ տատանվում է 100-ից մինչև 250 Վտ/մ2՝ հասնելով գագաթնակետային արժեքներին կեսօրին մաքուր երկնքով, գրեթե ցանկացած (անկախ լայնության) տեղ, մոտ 1000 Վտ/մ 2: Պայմաններում միջին գոտիՌուսաստանի արեւային ճառագայթումԵրկրի մակերևույթին «բերում» է տարեկան մոտ 100-150 կգ ստանդարտ վառելիքի մեկ մ2-ի համար համարժեք էներգիա։

Արևային ջրի ջեռուցման ամենապարզ տեղադրման մաթեմատիկական մոդելավորում, որն իրականացվել է Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի բարձր ջերմաստիճանների ինստիտուտում՝ օգտագործելով ժամանակակից ծրագրային գործիքներիսկ տիպիկ օդերեւութաբանական եղանակի տվյալները ցույց են տվել, որ իրականում կլիմայական պայմաններըԿենտրոնական Ռուսաստանում, նպատակահարմար է օգտագործել սեզոնային բնակարան արևային ջրատաքացուցիչներգործում է մարտից սեպտեմբեր: Արևային կոլեկտորի տարածքի և 2 մ 2/100 լ պահեստային բաքի ծավալի հարաբերակցությամբ տեղադրման համար այս ժամանակահատվածում ջրի ամենօրյա տաքացման հավանականությունը մինչև առնվազն 37 ° C ջերմաստիճանը կազմում է 50-90%: , առնվազն 45 ° C - 30- 70%, առնվազն 55 ° C - 20-60% ջերմաստիճանի դեպքում: Առավելագույն հավանականության արժեքները վերաբերում են ամառային ամիսներին։

«Your Solnechny Dom»-ը մշակում, հավաքում և մատակարարում է հովացուցիչի պասիվ և ակտիվ շրջանառությամբ: Այս համակարգերի նկարագրությունը կարող եք գտնել մեր կայքի համապատասխան բաժիններում: Պատվերները և գնումները կատարվում են միջոցով։

Հաճախ հարց է առաջանում, թե արդյոք կարելի է օգտագործել արևային մարտկոցներ: ջեռուցման կայանքներՌուսաստանում ջեռուցման համար. Այս մասին առանձին հոդված է գրվել՝ «Արևային ջեռուցման աջակցություն»

շարունակել կարդալ

ՆԱԽԱՐԱՐՈՒԹՅՈՒՆ ԷՆԵՐԳԻԱ ԵՎ ԷԼԵԿՏՐԻԿԱՑՈՒՄԽՍՀՄ

ՀԻՄՆԱԿԱՆ ԳԻՏԱՏԵԽՆԻԿԱԿԱՆ ԲԱԺԻՆ
ԷՆԵՐԳԻԱ ԵՎ ԷԼԵԿՏՐԻԿԱՑՈՒՄ

ՑՈՒՑՈՒՄՆԵՐ
ՀԱՇՎԱՐԿ ԵՎ ԴԻԶԱՅՆ
ԱՐԵՎԱՅԻՆ ՋԵՐՄԱՏԱԿԱՐԱՐՄԱՆ ՀԱՄԱԿԱՐԳԵՐ

RD 34.20.115-89

SOYUZTEKHENERGO ԼԱՎԱԳՈՒՅՆ ՓՈՐՁԻ ԾԱՌԱՅՈՒԹՅՈՒՆ

Մոսկվա 1990 թ

ԶԱՐԳԱՑՎԱԾ Աշխատանքի կարմիր դրոշի գիտահետազոտական ​​էներգետիկայի ինստիտուտի պետական ​​շքանշան: Գ.Մ. Կրժիժանովսկի

ԿԱՊԱԼԱՌՈՒՆԵՐ Մ.Ն. ԷԳԱՅ, Օ.Մ. Ա.Ս.Կորշունով ԼԵՈՆՈՎԻՉ, Վ.Վ. ՆՈՒՇՏԱՅԿԻՆ, Վ.Կ. ՌԻԲԱԼԿՈ, Բ.Վ. ՏԱՐՆԻԺԵՎՍԿԻ, Վ.Գ. ԲՈՒԼԻՉԵՎ

ՀԱՍՏԱՏՎԱԾ Է Էներգետիկայի և էլեկտրաֆիկացման գլխավոր գիտատեխնիկական տնօրինություն 07.12.89թ

Գլխավոր Վ.Ի. ԳՈՐԻ

Սահմանված է վավերականության ժամկետ

01.01.90թ.-ից

մինչև 01.01.92թ

Սույն ուղեցույցները սահմանում են հաշվարկների կատարման կարգը և պարունակում են առաջարկություններ բնակելի, հասարակական և բնակելի շենքերի համար արևային ջերմամատակարարման համակարգերի նախագծման վերաբերյալ: արդյունաբերական շենքերև կառույցներ։

Ուղեցույցները նախատեսված են արևային ջերմամատակարարման և տաք ջրամատակարարման համակարգերի մշակմամբ զբաղվող դիզայներների և ինժեներների համար:

... ԸՆԴՀԱՆՈՒՐ ԴՐՈՒՅԹՆԵՐ

որտեղ զ - արևային էներգիայով ապահովված ընդհանուր տարեկան միջին ջերմային բեռի մասնաբաժինը.

որտեղ Ֆ - SC-ի մակերեսը, մ 2:

որտեղ H-ը հորիզոնական մակերևույթի վրա արևի միջին տարեկան ընդհանուր ճառագայթումն է,կՎտժ / մ 2 ; գտնվում է դիմումից;

ա, բ - () և () հավասարումից որոշված ​​պարամետրերը

որտեղ r - շենքի ծրարի ջերմամեկուսիչ հատկություններին բնորոշ է DHW բեռի ֆիքսված արժեքով, դա 0 ° C արտաքին օդի ջերմաստիճանում ամենօրյա ջեռուցման բեռի հարաբերակցությունն է DHW օրական բեռի նկատմամբ: Որքան ավելի շատ r , որքան մեծ է ջեռուցման բեռի տեսակարար կշիռը ջրի ջրի բեռի մասնաբաժնի համեմատ, և այնքան ավելի քիչ կատարյալ է շենքի կառուցվածքը ջերմային կորուստների առումով. r = 0-ը հաշվի է առնվում միայն հաշվարկելիս DHW համակարգեր... Բնութագիրը որոշվում է բանաձևով

որտեղ λ - շենքի հատուկ ջերմային կորուստներ, W / (մ 3 · ° С);

մ - օրվա ժամերի քանակը;

կ - օդափոխության օդափոխման արագություն, 1 / օր;

ρ մեջ - օդի խտությունը 0 ° С, կգ / մ 3;

զ - փոխարինման տոկոսադրույքը, մոտավորապես վերցված 0,2-ից մինչև 0,4:

λ, k, V, t in, s արժեքները ամրագրված են FTS-ի նախագծում:

α գործակիցների արժեքները արևային կոլեկտորների համար II և III տեսակներ

	Գործակիցների արժեքները
	α 1	α 2	α 3	α 4	α 5	α 6	α 7	α 8	α 9
	607,0	80,0		1340,0	437,5	22,5	1900,0	1125,0	25,0
	298,0	148,5	61,5	150,0	1112,0	337,5	700,0	1725,0	775,0

Բ արժեքներ արևային կոլեկտորների համար II և III տեսակներ

	Գործակիցների արժեքները
	β 1	β 2	β 3	β 4	β 5	β 6	β 7	β 8	β 9
	1,177	0,496	0,140			0,995	3,350	5,05	1,400
	1,062	0,434	0,158	2,465	2,958	1,088	3,550	4,475	1,775

a և b գործակիցների արժեքներըսեղանից են։ ...

a և գործակիցների արժեքներըբ կախված արևային կոլեկտորի տեսակից

	Գործակիցների արժեքները
		0,75
		0,80

որտեղ q i - SGWS-ի հատուկ տարեկան ջեռուցման հզորությունը արժեքներով f բացի 0,5-ից;

Δք - ՋՋՋ-ի տարեկան հատուկ ջեռուցման հզորության փոփոխություն,%

Հատուկ տարեկան ջեռուցման հզորության արժեքի փոփոխությունΔք հորիզոնական մակերևույթի վրա արեգակնային ճառագայթման տարեկան մուտքից H և գործակից f

... ԱՐԵՎԱՅԻՆ ԴԻԶԱՅՆԻ ԱՌԱՋԱՐԿՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐ որտեղ З с - գեներացված ջերմային էներգիայի միավորի SST հատուկ նվազեցված ծախսեր, ռուբլի / GJ; З b - արտադրված ջերմային էներգիայի մեկ միավորի համար հատուկ կրճատված ծախսեր հիմնական տեղադրում, RUB / GJ. որտեղ C գ - կրճատված ծախսեր SST-ի և կրկնօրինակի համար, ռուբլի / տարի; որտեղ k s - կապիտալ ծախսեր FTS-ի համար, ռուբլի; к в - կրկնօրինակի կապիտալ ծախսեր, ռուբլի; E n - կապիտալ ներդրումների համեմատական ​​արդյունավետության ստանդարտ գործակից (0,1); E s - գործառնական ծախսերի բաժինը ՖՏՍ-ի կապիտալ ծախսերից. E in - գործառնական ծախսերի մասնաբաժինը կրկնօրինակի կապիտալ ծախսերից. C-ն կրկնօրինակով առաջացած ջերմային էներգիայի միավորի արժեքն է՝ RUB/GJ; Ն դ - տարվա ընթացքում պահեստային էներգիայի ստացած ջերմային էներգիայի քանակը, GJ; k e - շրջակա միջավայրի աղտոտման նվազեցման ազդեցությունը, ռուբլի; k p-ը պահեստային ծառայություն սպասարկող անձնակազմի աշխատավարձերի խնայողության սոցիալական էֆեկտն է, ռուբլի: Հատուկ նվազեցված ծախսերը որոշվում են բանաձևով որտեղ C b - նվազեցված ծախսերը հիմնական տեղադրման համար, ռուբլի / տարի;	Տերմինի սահմանում
	արևային կոլեկցիոներ	Արեգակնային ճառագայթումը որսալու և այն ջերմային և այլ տեսակի էներգիայի վերածելու սարք
Ժամային (օրական, ամսական և այլն) ջեռուցման հզորություն	Կոլեկտորից հեռացվող ջերմային էներգիայի քանակը աշխատանքի ժամի (օր, ամիս և այլն):
Հարթ արևային կոլեկցիոներ	Չկենտրոնացող արևային կոլեկտոր՝ հարթ կոնֆիգուրացիայի կլանիչով (խողովակ թերթիկի մեջ, միայն խողովակներ և այլն) և հարթ թափանցիկ մեկուսացումով
Ջերմային կլանող մակերեսը	Ներծծող տարրի մակերեսը, որը լուսավորվում է արևի կողմից նորմալ անկման պայմաններում
Ջերմության կորստի գործակիցը թափանցիկ մեկուսացման միջոցով (ներքևում, կոլեկտորի կողային պատերը)	Ջերմային հոսքը դեպի շրջակա միջավայր թափանցիկ մեկուսացման միջոցով (ներքևում, կոլեկտորի կողային պատերը), ջերմակլանող մակերեսի մեկ միավորի մակերեսով, ներծծող տարրի և արտաքին օդի միջին ջերմաստիճանների տարբերությամբ 1 ° C:
Հովացուցիչ նյութի հատուկ սպառումը հարթ արևային կոլեկտորում	Հովացուցիչ նյութի հոսքի արագությունը կոլեկտորում ջերմակլանող մակերեսի մեկ միավորի մակերեսով
Արդյունավետության հարաբերակցությունը	Մի արժեք, որը բնութագրում է ներծծող տարրի մակերևույթից հովացուցիչ նյութ ջերմության փոխանցման արդյունավետությունը և հավասար է իրական ջերմային հզորության և ջեռուցման հզորության հարաբերակցությանը, պայմանով, որ ջերմության փոխանցման բոլոր ջերմային դիմադրությունները կլանող տարրի մակերևույթից մինչև հովացուցիչ նյութը հավասար է զրոյի
Մակերեւութային սևություն	Մակերևութային ճառագայթման ինտենսիվության հարաբերակցությունը սև մարմնի ճառագայթման ինտենսիվությանը նույն ջերմաստիճանում
Ապակեպատման փոխանցման հզորություն	Արեգակնային (ինֆրակարմիր, տեսանելի) ճառագայթման բաժինը, որը փոխանցվում է թափանցիկ մեկուսացման միջոցով թափանցիկ մեկուսացման մակերեսին
Ընկալել	Ջերմային էներգիայի ավանդական աղբյուր՝ ապահովելով մասնակի կամ ամբողջական ծածկույթջերմային բեռ և աշխատել արևային ջեռուցման համակարգի հետ համատեղ
Արևային ջեռուցման համակարգ	Արևային համակարգ ջեռուցման և տաք ջրի բեռները ծածկելու համար

Հավելված 2

Արևային կոլեկտորների ջերմային բնութագրերը

	Կոլեկցիոների տեսակը
Ընդհանուր գործակիցջերմային կորուստներ U L, Վտ / (մ 2 ° С)
α ջերմություն ընդունող մակերեսի կլանման հզորությունը	0,95	0,90	0,95
Կլանող մակերեսի արտանետումը կոլեկտորի աշխատանքային ջերմաստիճանի միջակայքում ε	0,95	0,10	0,95
Ապակեպատման թողունակությունը τ p	0,87	0,87	0,72
Արդյունավետության հարաբերակցությունըՖ Ռ	0,91	0,93	0,95
Հովացուցիչ նյութի առավելագույն ջերմաստիճանը, ° С
Ծանոթագրություններ I - մեկ ապակի ոչ ընտրովի կոլեկցիոներ; II - մեկ ապակի ընտրովի կոլեկցիոներ; III - երկու ապակի ոչ ընտրովի կոլեկցիոներ:

Հավելված 3

Արևային կոլեկտորների տեխնիկական բնութագրերը

	Արտադրող
	Բրատսկի գործարան ջեռուցման սարքավորումներ	Spetshelioteplomontazh GSSR	KievZNIIEP	Բուխարայի արևային սարքավորումների գործարան
Երկարություն, մմ	1530	1000 - 3000	1624	1100
Լայնություն, մմ			1008
Բարձրություն, մմ		70 - 100
Քաշը, կգ	50,5	30 - 50
Ջերմակլանող մակերես, մ		0,6 - 1,5		0,62
Աշխատանքային ճնշում, MPa		0,2 - 0,6

Հավելված 4

ՏՏ տիպի հոսքային ջերմափոխանակիչների տեխնիկական բնութագրերը

	Արտաքին / ներքին տրամագիծը, մմ		Հոսքի տարածք		Մեկ հատվածի ջեռուցման մակերես, մ 2	Բաժնի երկարությունը, մմ	Մեկ հատվածի քաշը, կգ
			ներքին խողովակ, սմ 2	օղակաձև ալիք, սմ 2
	ներքին խողովակ	արտաքին խողովակ
ՏՏ 1-25 / 38-10 / 10	25/20	38/32	3,14	1,13		1500
ՏՏ 2-25 / 38-10 / 10	25/20	38/32	6,28	6,26		1500

Հավելված 5

Արեգակնային ընդհանուր ճառագայթման տարեկան ժամանումը հորիզոնական մակերեսին (N), կՎտժ/մ2

Ադրբեջանական ԽՍՀ
Բաքու	1378
Կիրովոբադ	1426
Մինգեչևիր	1426
Հայկական ԽՍՀ
Երևան	1701
Լենինական	1681
Սևան	1732
Նախիջեւան	1783
Վրացական ԽՍՀ
Թելավի	1498
Թբիլիսի	1396
Ցխակայա	1365
Ղազախական ԽՍՀ
Ալմա-Աթա	1447
Գուրիև	1569
Ֆորտ Շևչենկո	1437
Ջեզկազգան	1508
Ակ-կում	1773
Արալյան ծով	1630
Բիրսա-Քելմես	1569
Կոստանայ	1212
Սեմիպալատինսկ	1437
Ջանիբեկ	1304
Կոլմիկովո	1406
Ղրղզական ԽՍՀ
Ֆրունզե	1538
Թիեն Շան	1915
ՌՍՖՍՀ
Ալթայի շրջան
Ավետում	1284
Աստրախանի շրջան
Աստրախան	1365
Վոլգոգրադի մարզ
Վոլգոգրադ	1314
Վորոնեժի մարզ
Վորոնեժ	1039
Քարե տափաստան	1111
Կրասնոդարի մարզ
Սոչի	1365
Կույբիշևի շրջան
Կույբիշև	1172
Կուրսկի շրջան
Կուրսկ	1029
Մոլդովական ԽՍՀ
Քիշնև	1304
Օրենբուրգի շրջան
Բուզուլուկ	1162
Ռոստովի մարզ
Ցիմլյանսկ	1284
Հսկան	1314
Սարատովի մարզ
Էրշով	1263
Սարատով	1233
Ստավրոպոլի մարզ
Էսսենտուկի	1294
Ուզբեկական ԽՍՀ
Սամարղանդ	1661
Տամդիբուլակ	1752
Թախնաթաշ	1681
Տաշքենդը	1559
Թերմեզ	1844
Ֆերգանա	1671
Չուրուկ	1610
Տաջիկական ԽՍՀ
Դուշանբե	1752
Թուրքմենական ԽՍՀ
Ակ-Մոլլա	1834
Աշխաբադ	1722
Հասան-Կուլի	1783
Կարա-Բողազ-Գոլ	1671
Չարջոու	1885
Ուկրաինական ԽՍՀ
Խերսոնի շրջան
Խերսոն	1335
Ասկանիա Նովա	1335
Սումիի շրջան
Կոնոտոպ	1080
Պոլտավայի շրջան
Պոլտավա	1100
Վոլինի շրջան
Կովել	1070
Դոնեցկի մարզ
Դոնեցկ	1233
Անդրկարպատյան շրջան
Բերեգովո	1202
Կիևի մարզ
Կիև	1141
Կիրովոգրադի մարզ
Զնամենկա	1161
Ղրիմի շրջան
Եվպատորիա	1386
Ղարադաղ	1426
Օդեսայի մարզ
	30,8	39,2	49,8	61,7	70,8	75,3	73,6	66,2	55,1	43,6	33,6	28,7
	28,8	37,2	47,8	59,7	68,8	73,3	71,6	64,2	53,1	41,6	31,6	26,7
	26,8	35,2	45,8	57,7	66,8	71,3	69,6	62,2	51,1	39,6	29,6	24,7
	24,8	33,2	43,8	55,7	64,8	69,3	67,5	60,2	49,1	37,6	27,6	22,7
	22,8	31,2	41,8	53,7	62,8	67,3	65,6	58,2	47,1	35,6	25,6	20,7
	20,8	29,2	39,8	51,7	60,8	65,3	63,6	56,2	45,1	33,6	23,6	18,7
	18,8	27,2	37,8	49,7	58,8	63,3	61,6	54,2	43,1	31,6	21,6	16,7
	16,8	25,2	35,8	47,7	56,8	61,3
Եռման կետ, ° С	106,0	110,0	107,5	105,0	113,0
Մածուցիկություն, 10 -3 Պա · վ:
5 ° C ջերմաստիճանում		5,15		6,38
20 ° C ջերմաստիճանում					7,65
-40 ° С ջերմաստիճանում	7,75	35,3		28,45
Խտությունը, կգ / մ 3				1077	1483 - 1490
Ջերմային հզորությունը կՋ / (մ 3 ° С):
5 ° C ջերմաստիճանում	3900	3524
20 ° C ջերմաստիճանում				3340	3486
Կորոզիայի կարողություն	Ուժեղ	Միջին	Թույլ	Թույլ	Ուժեղ
Թունավորություն	Ոչ	Միջին	Ոչ	Թույլ	Ոչ

Նշումներ ե. Կալիումի կարբոնատի հիման վրա ջերմափոխադրող հեղուկները ունեն հետևյալ կոմպոզիցիաները(զանգվածային բաժին):

Բաղադրատոմս 1 Բաղադրատոմս 2

Կալիումի կարբոնատ, 1,5-ջուր 51,6 42,9

Նատրիումի ֆոսֆատ, 12-ջրային 4.3 3.57

Նատրիումի սիլիկատ, 9-ջրային 2.6 2.16

Նատրիումի տետրաբորատ, 10-ջրային 2.0 1.66

Fluorescoin 0.01 0.01

Ջուր մինչև 100 Մինչև 100

Արևային ջեռուցման համակարգեր

4.1. Արեգակնային համակարգերի դասակարգումը և հիմնական տարրերը

Արևային ջեռուցման համակարգերը համակարգեր են, որոնք օգտագործում են արևի ճառագայթումը որպես ջերմային էներգիայի աղբյուր: իրենց բնորոշ տարբերությունցածր ջերմաստիճանի այլ ջեռուցման համակարգերից օգտագործվում է հատուկ տարր՝ արևային ընդունիչ, 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 համակարգերը արևային ջեռուցման համակարգեր 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 (նկ. 4.1.1 )):

Բրինձ. 4.1.1 Պասիվ ցածր ջերմաստիճանի համակարգարևային ջեռուցման «պատի կոլեկցիոներ»՝ 1 - արեւի ճառագայթները; 2 - ճառագայթով թափանցիկ էկրան; 3 - օդային կափույր; 4 - ջեռուցվող օդ; 5 - սառեցված օդը սենյակից; 6 - պատի զանգվածի սեփական երկարալիքային ջերմային ճառագայթում; 7 - սև ճառագայթ ընկալող պատի մակերես; 8 - շերտավարագույրներ.

Ցածր ջերմաստիճանի արևային ջեռուցման համակարգերը կոչվում են ակտիվ համակարգեր, որոնցում արևային կոլեկտորը շենքի հետ կապ չունեցող անկախ առանձին սարք է։ Ակտիվ արևային համակարգերը կարելի է բաժանել.

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

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

ըստ աշխատանքի տևողության (կլոր տարի, սեզոնային);

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

Օդը լայնորեն տարածված չսառչող հովացուցիչ նյութ է գործառնական պարամետրերի ողջ տիրույթում: Որպես ջերմային կրիչ օգտագործելիս հնարավոր է ջեռուցման համակարգերը համատեղել օդափոխման համակարգի հետ։ Այնուամենայնիվ, օդը ցածր ջերմության կրիչ է, ինչը հանգեցնում է օդի ջեռուցման համակարգերի սարքի համար մետաղի սպառման ավելացմանը ջրի համակարգերի համեմատ:

Ջուրը ջերմություն պահպանող և լայնորեն հասանելի ջերմային կրիչ է: Այնուամենայնիվ, 0 ° C-ից ցածր ջերմաստիճանի դեպքում անհրաժեշտ է դրան ավելացնել հակասառեցնող հեղուկներ: Բացի այդ, պետք է նկատի ունենալ, որ թթվածնով հագեցած ջուրն առաջացնում է խողովակաշարերի և ապարատի կոռոզիա: Բայց ջրի արևային համակարգերում մետաղի սպառումը շատ ավելի քիչ է, ինչը մեծապես նպաստում է դրանց ավելի լայն կիրառմանը։

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

Շենքերի արևային ջեռուցման համակարգերը սովորաբար լինում են կրկնակի կամ, ամենից հաճախ, բազմաշղթաներով, և տարբեր ջերմային կրիչներ կարող են օգտագործվել տարբեր սխեմաների համար (օրինակ՝ արևային միացումում. ջրային լուծույթներչսառչող հեղուկներ, միջանկյալ շղթաներում՝ ջուր, իսկ սպառողական շղթայում՝ օդ)։

Շենքերի ջերմության և սառը մատակարարման համակցված արևային համակարգերը բազմաշղթա են և ներառում են ջերմության լրացուցիչ աղբյուր՝ ավանդական հանածո վառելիքով աշխատող ջերմային գեներատորի կամ ջերմային տրանսֆորմատորի տեսքով:

Սխեմատիկ դիագրամարևային ջերմամատակարարման համակարգը ներկայացված է Նկար 4.1.2-ում: Այն ներառում է երեք շրջանառության սխեման.

առաջին միացում, որը բաղկացած է արևային կոլեկտորներից 1, շրջանառության պոմպից 8 և հեղուկ ջերմափոխանակիչից 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 (օդային տաքացուցիչ) 5.

Բրինձ. 4.1.2. Արևային ջերմամատակարարման համակարգի սխեմատիկ դիագրամ. 1 - արևային կոլեկտոր; 2 - պահեստային բաք; 3 - ջերմափոխանակիչ; 4 - շենք; 5 - օդային ջեռուցիչ; 6 - ջեռուցման համակարգի կրկնօրինակում; 7 - տաք ջրամատակարարման համակարգի կրկնապատկիչ; ութ - շրջանառության պոմպ; 9 - երկրպագու.

Արևային ջեռուցման համակարգը գործում է հետևյալ կերպ. Ջերմության ընդունման շղթայի ջերմային կրիչը (հակասառեցումը), տաքանալով արևային կոլեկտորներում 1, մտնում է ջերմափոխանակիչ 3, որտեղ անտիֆրիզի ջերմությունը փոխանցվում է ջերմափոխանակիչ 3-ի կեղևի տարածության տակ շրջանառվող ջրին: երկրորդական միացման պոմպի 8-ի գործողությունը: Ջեռուցվող ջուրը մտնում է պահեստային բաք 2: Պահեստային բաքից ջուրը վերցվում է տաք ջրամատակարարման պոմպ 8-ով, անհրաժեշտության դեպքում բերում պահեստային 7-ի պահանջվող ջերմաստիճանին և մտնում շենքի տաք ջրամատակարարման համակարգ: Պահպանման բաքի հարդարումը կատարվում է ջրամատակարարման համակարգից։

Ջեռուցման համար պահեստային բաք 2-ից ջուրը մատակարարվում է երրորդ շղթայի 8 պոմպով ջեռուցիչ 5-ին, որի միջով օդն անցնում է օդափոխիչ 9-ի օգնությամբ և երբ տաքանում է, մտնում է շենք 4։ Բացակայության դեպքում։ արևային ճառագայթումը կամ արևային կոլեկտորների կողմից առաջացած ջերմային էներգիայի բացակայությունը, գործարկման սպասման ռեժիմն ակտիվացված է 6.

Արևային ջերմամատակարարման համակարգի տարրերի ընտրությունը և դասավորությունը յուրաքանչյուր դեպքում որոշվում է կլիմայական գործոններով, օբյեկտի նպատակներով, ջերմության սպառման եղանակով և տնտեսական ցուցանիշներով:

4.2. Կենտրոնացված արևային կոլեկտորներ

Կենտրոնացված արևային կոլեկտորները փայլեցված մետաղից պատրաստված գնդաձև կամ պարաբոլիկ հայելիներ են (նկ. 4.2.1), որոնց կիզակետում տեղադրված է ջերմություն ընդունող տարր (արևային կաթսա), որի միջով շրջանառվում է հովացուցիչ նյութը։ Որպես ջերմային կրիչ օգտագործվում են ջուր կամ չսառչող հեղուկներ։ Գիշերը և ցուրտ ժամանակահատվածում ջուրը որպես ջերմային կրիչ օգտագործելիս համակարգը պետք է դատարկվի, որպեսզի այն չսառչի:

Արեգակնային ճառագայթումը որսալու և փոխակերպելու գործընթացի բարձր արդյունավետությունն ապահովելու համար կենտրոնացված արևային ընդունիչը պետք է մշտապես ուղղված լինի դեպի Արևը: Այդ նպատակով արևային ընդունիչը հագեցած է հետևող համակարգով, որը ներառում է արևի ուղղության սենսոր, էլեկտրոնային ազդանշանի փոխակերպման միավոր, փոխանցման տուփով էլեկտրական շարժիչ՝ արևային ընդունիչի կառուցվածքը երկու հարթությունում պտտելու համար:

Բրինձ. 4.2.1. Համակենտրոնացնող արևային կոլեկտորներ. ա - պարաբոլիկ համակենտրոնացում; բ - պարաբոլիկ-գլանային կոնցենտրատոր; 1 - արևի ճառագայթներ; 2 - ջերմային կլանող տարր (արևային կոլեկտոր); 3 - հայելի; 4 - հետևող համակարգի շարժիչ մեխանիզմ; 5 - խողովակաշարեր, որոնք մատակարարում և հեռացնում են հովացուցիչ նյութը:

Կենտրոնացված արևային կոլեկտորներով համակարգերի առավելությունը համեմատաբար բարձր ջերմաստիճանով (մինչև 100 ° C) և նույնիսկ գոլորշու ջերմություն առաջացնելու ունակությունն է: Թերությունները ներառում են կառուցվածքի բարձր արժեքը. ռեֆլեկտիվ մակերեսների փոշուց մշտական ​​մաքրման անհրաժեշտությունը. աշխատել միայն ցերեկային ժամերին, և, հետևաբար, մեծ մարտկոցների անհրաժեշտությունը. էներգիայի մեծ սպառում արևային հետևման համակարգի շարժիչի համար՝ համարժեք արտադրված էներգիային: Այս թերությունները հետ են պահում լայն կիրառությունակտիվ ցածր ջերմաստիճանի արևային ջեռուցման համակարգեր կենտրոնացված արևային կոլեկտորներով: Վերջերս հարթ արևային կոլեկտորները առավել հաճախ օգտագործվում են արևային ցածր ջերմաստիճանի ջեռուցման համակարգերի համար:

4.3. Հարթ արևային կոլեկտորներ

Հարթ արևային կոլեկտորը հարթ կոնֆիգուրացիայի ներծծող վահանակով և հարթ թափանցիկ մեկուսիչով սարք է՝ արևային ճառագայթումից էներգիան կլանելու և այն ջերմային էներգիայի վերածելու համար:

Հարթ արևային կոլեկտորները (նկ.4.3.1) բաղկացած են ապակուց կամ պլաստիկ ծածկ(մեկ, կրկնակի, եռակի), ջերմակլանող պանել, արևի կողմը սև ներկված, հետևի և պատյանի մեկուսացում (մետաղ, պլաստմասե, ապակի, փայտ):

Բրինձ. 4.3.1. Հարթ արևային կոլեկցիոներ՝ 1 - արևի ճառագայթներ; 2 - ապակեպատում; 3 - մարմին; 4 - ջերմային կլանող մակերես; 5 - ջերմամեկուսացում; 6 - հերմետիկ; 7 - ջերմություն ընդունող ափսեի ներքին երկար ալիքային ճառագայթում:

Որպես ջերմակլանող վահանակ կարող է օգտագործվել ցանկացած մետաղական կամ պլաստմասե թերթ՝ հովացուցիչի ալիքներով: Ջերմային ներծծող վահանակները պատրաստված են երկու տեսակի ալյումինից կամ պողպատից՝ թիթեղ-խողովակով և դրոշմավորված պանելներով (խողովակ՝ թերթով): Պլաստիկ վահանակները լայնորեն չեն օգտագործվում արևի լույսի ազդեցության տակ իրենց փխրունության և արագ ծերացման, ինչպես նաև ցածր ջերմային հաղորդակցության պատճառով:

Արեգակնային ճառագայթման ազդեցության տակ ջերմակլանող վահանակները ջեռուցվում են մինչև 70-80 ° C ջերմաստիճան, որն ավելի բարձր է, քան շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը, ինչը հանգեցնում է վահանակի կոնվեկտիվ ջերմության փոխանցման ավելացմանը: միջավայրըև իր սեփական ճառագայթումը երկնակամարում: Հովացուցիչ նյութի ավելի բարձր ջերմաստիճանի հասնելու համար ափսեի մակերեսը ծածկված է սպեկտրալ ընտրովի շերտերով, որոնք ակտիվորեն կլանում են արևի կարճ ալիքի ճառագայթումը և նվազեցնում սեփական ջերմային ճառագայթումը սպեկտրի երկար ալիքի մասում: «Սև նիկելի», «սև քրոմի», ալյումինի պղնձի օքսիդի, պղնձի վրա պղնձի օքսիդի և այլնի վրա հիմնված նման շինությունները թանկ են (դրանց արժեքը հաճախ համարժեք է հենց ջերմակլանող վահանակի արժեքին): Հարթ թիթեղային կոլեկտորների աշխատանքը բարելավելու մեկ այլ միջոց է ջերմակլանիչ վահանակի և թափանցիկ մեկուսացման միջև վակուում ստեղծելը՝ ջերմության կորուստը նվազեցնելու համար (չորրորդ սերնդի արևային կոլեկտորներ):

Արևային կոլեկտորների վրա հիմնված արևային կայանքների շահագործման փորձը բացահայտել է նման համակարգերի մի շարք էական թերություններ: Առաջին հերթին սա կոլեկտորների բարձր արժեքն է: Ընտրովի ծածկույթների շնորհիվ դրանց աշխատանքի արդյունավետության բարձրացումը, ապակեպատման թափանցիկության բարձրացումը, տարհանումը, ինչպես նաև հովացման համակարգի կազմակերպումը տնտեսապես անշահավետ են դառնում։ Զգալի թերություն է ակնոցների հաճախակի մաքրման անհրաժեշտությունը փոշուց, ինչը գործնականում բացառում է կոլեկտորի օգտագործումը արդյունաբերական տարածքներում: Արևային կոլեկտորների երկարատև աշխատանքի ժամանակ, հատկապես ձմեռային պայմաններում, նկատվում է դրանց հաճախակի խափանում՝ ապակեպատման ամբողջականության խախտման պատճառով լուսավորված և մթնած հատվածների անհավասար ընդլայնման պատճառով: Կոլեկտորի խափանումների մեծ տոկոս կա նաև տեղափոխման և տեղադրման ժամանակ: Կոլեկտորներով համակարգերի զգալի թերությունը նաև տարվա և օրվա ընթացքում անհավասար բեռնվածությունն է: Եվրոպայում և Ռուսաստանի եվրոպական մասում ցրված ճառագայթման բարձր համամասնությամբ (մինչև 50%) կոլեկտորների շահագործման փորձը ցույց է տվել տաք ջրամատակարարման և ջեռուցման ամբողջ տարվա ինքնավար համակարգ ստեղծելու անհնարինությունը: Միջին լայնություններում արևային կոլեկտորներով բոլոր արևային համակարգերը պահանջում են մեծ ծավալի պահեստային տանկերի տեղադրում և համակարգում էներգիայի լրացուցիչ աղբյուրի ընդգրկում, ինչը նվազեցնում է դրանց օգտագործման տնտեսական ազդեցությունը: Այս առումով առավել նպատակահարմար է դրանք օգտագործել արևային ճառագայթման բարձր միջին ինտենսիվությամբ տարածքներում (300 Վտ / մ 2-ից ոչ պակաս):

Ուկրաինայում արևային էներգիայի օգտագործման հնարավոր հնարավորությունները

Ուկրաինայի տարածքում արեգակնային ճառագայթման էներգիան մեկ միջին տարեկան ցերեկային ժամի համար կազմում է միջինը 4 կՎտ ∙ ժամ 1 մ 2-ի համար (մ. ամառային օրեր- մինչև 6 - 6,5 կՎտ ∙ ժ), այսինքն՝ տարեկան մոտ 1,5 հազար կՎտ ∙ ժ յուրաքանչյուրի համար քառակուսի մետր... Սա մոտավորապես նույնն է, ինչ Կենտրոնական Եվրոպայում, որտեղ արեգակնային էներգիայի օգտագործումն ամենատարածվածն է։

Բացի բարենպաստ բնակլիմայական պայմաններից, Ուկրաինան ունի բարձր որակավորում ունեցող գիտական ​​կադրեր արևային էներգիայի օգտագործման ոլորտում։ Վերադառնալուց հետո պրոֆ. Բոյկո Բ.Տ. ՅՈՒՆԵՍԿՕ-ից, որտեղ նա ղեկավարել է ՅՈՒՆԵՍԿՕ-ի արևային էներգիայի օգտագործման միջազգային ծրագիրը (1973-1979 թթ.), սկսել է ինտենսիվ գիտական ​​և կազմակերպչական գործունեություն Խարկովի պոլիտեխնիկական ինստիտուտում (այժմ՝ Ազգային տեխնիկական համալսարան): - ԽՊԻ) արևային էներգիայի նյութագիտության նոր գիտական ​​և կրթական ուղղության մշակման մասին։ Արդեն 1983թ.-ին ԽՍՀՄ բարձրագույն կրթության նախարարության N 885 հրամանի համաձայն Խարկովի պոլիտեխնիկական ինստիտուտում 13.07.83թ., ԽՍՀՄ բարձրագույն դպրոցի պրակտիկայում առաջին անգամ ֆիզիկոսների վերապատրաստում. սկսվել է արևային էներգիայի նյութագիտության ոլորտում պրոֆիլավորումը «Մետաղների ֆիզիկա» մասնագիտության շրջանակներում։ Սա հիմք դրեց 1988 թվականին «Ֆիզիկական նյութերի գիտություն էլեկտրոնիկայի և արևային էներգիայի համար» (FMEG) ավարտական ​​բաժնի ստեղծմանը: FMEG-ի դեպարտամենտը, Գործիքների ճարտարագիտական ​​տեխնոլոգիաների գիտահետազոտական ​​ինստիտուտի (Խարկով) հետ համագործակցությամբ, Ուկրաինայի տիեզերական ծրագրի շրջանակներում, մասնակցել է արդյունավետությամբ սիլիկոնային արևային բջիջների ստեղծմանը։ 13 - 14% ուկրաինական տիեզերանավերի համար։

1994 թվականից FMEG-ի ամբիոնը Շտուտգարտի համալսարանի և Եվրոպական համայնքի, ինչպես նաև Ցյուրիխի տեխնիկական համալսարանի և Շվեյցարիայի ազգային գիտական ​​ընկերության աջակցությամբ ակտիվորեն ներգրավված է ՊՎՔ ֆիլմերի մշակման գիտական ​​հետազոտություններում:

Պատրաստված է B3TPEN31 խմբի ուսանողների կողմից

Արևային ջեռուցման համակարգերը համակարգեր են, որոնք օգտագործում են արևի ճառագայթումը որպես ջերմային էներգիայի աղբյուր: Նրանց բնորոշ տարբերությունը ցածր ջերմաստիճանի այլ ջեռուցման համակարգերից հատուկ տարրի օգտագործումն է՝ արևային ընդունիչ, 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 համակարգերը կոչվում են պասիվ համակարգեր, 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 - արևի ճառագայթներ; 2 - ճառագայթով թափանցիկ էկրան; 3 - օդային կափույր; 4 - ջեռուցվող օդը; 5 - սառեցված օդը սենյակից; 6 - պատի զանգվածի սեփական երկարալիքային ջերմային ճառագայթում; 7 - սև ճառագայթ ընկալող պատի մակերես; 8 - շերտավարագույրներ.

Ակտիվ

Ցածր ջերմաստիճանի արևային ջեռուցման համակարգերը կոչվում են ակտիվ համակարգեր, որոնցում արևային կոլեկտորը անկախ առանձին սարք է, որը չի պատկանում շենքին։ Ակտիվ արևային համակարգերը կարելի է բաժանել.

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

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

ըստ աշխատանքի տևողության (կլոր տարի, սեզոնային);

վրա տեխնիկական լուծումսխեմաներ (մեկ, երկու, բազմաշղթա):

Արևային ջեռուցման համակարգերի դասակարգում

կարելի է դասակարգել ըստ տարբեր չափանիշների.

ըստ նշանակման:

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 տարածված չսառչող հովացուցիչ նյութ է գործառնական պարամետրերի ողջ տիրույթում: Որպես ջերմային կրիչ օգտագործելիս հնարավոր է ջեռուցման համակարգերը համատեղել օդափոխման համակարգի հետ։ Այնուամենայնիվ, օդը ցածր ջերմության կրիչ է, ինչը հանգեցնում է օդի ջեռուցման համակարգերի սարքի համար մետաղի սպառման ավելացմանը ջրի համակարգերի համեմատ:

Ջուրը ջերմություն պահպանող և լայնորեն հասանելի ջերմային կրիչ է: Այնուամենայնիվ, 0 ° C-ից ցածր ջերմաստիճանի դեպքում անհրաժեշտ է դրան ավելացնել հակասառեցնող հեղուկներ: Բացի այդ, պետք է նկատի ունենալ, որ թթվածնով հագեցած ջուրն առաջացնում է խողովակաշարերի և ապարատի կոռոզիա: Բայց ջրի արևային համակարգերում մետաղի սպառումը շատ ավելի քիչ է, ինչը մեծապես նպաստում է դրանց ավելի լայն կիրառմանը։

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

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

Շենքերի ջերմության և սառը մատակարարման համակցված արևային համակարգերը բազմաշղթա են և ներառում են ջերմության լրացուցիչ աղբյուր՝ ավանդական հանածո վառելիքով աշխատող ջերմային գեներատորի կամ ջերմային տրանսֆորմատորի տեսքով:

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

առաջին միացում, որը բաղկացած է արևային կոլեկտորներից 1, շրջանառության պոմպից 8 և հեղուկ ջերմափոխանակիչից 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 (օդային տաքացուցիչ) 5.

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

Գործող

Արևային ջեռուցման համակարգը գործում է հետևյալ կերպ. Ջերմության ընդունման շղթայի ջերմային կրիչը (հակասառեցումը), տաքանալով արևային կոլեկտորներում 1, մտնում է ջերմափոխանակիչ 3, որտեղ անտիֆրիզի ջերմությունը փոխանցվում է ջերմափոխանակիչ 3-ի կեղևի տարածության տակ շրջանառվող ջրին: երկրորդական միացման պոմպի 8-ի գործողությունը: Ջեռուցվող ջուրը մտնում է ակումուլյատորի բաքը 2. Կուտակիչից ջուրը վերցվում է տաք ջրամատակարարման պոմպ 8-ով, անհրաժեշտության դեպքում բերում պահեստային 7-ի պահանջվող ջերմաստիճանին և մտնում շենքի տաք ջրամատակարարման համակարգ։ Պահպանման բաքի հարդարումը կատարվում է ջրամատակարարման համակարգից։

Ջեռուցման համար 2 պահեստային բայից ջուրը մատակարարվում է երրորդ շղթայի 8 պոմպով ջեռուցիչ 5, որով օդն անցնում է օդափոխիչ 9-ի օգնությամբ և տաքանալիս մտնում է շենք 4։ Բացակայության դեպքում։ արևային ճառագայթման կամ առաջացած ջերմային էներգիայի պակասի մասին արևային կոլեկտորներ, պահեստային 6-ը ներառված է աշխատանքում։

Արևային ջերմամատակարարման համակարգի տարրերի ընտրությունը և դասավորությունը յուրաքանչյուր կոնկրետ դեպքում որոշվում է կլիմայական գործոններով, օբյեկտի նպատակներով, ջերմության սպառման եղանակով և տնտեսական ցուցանիշներով:

Արեգակնային տաք ջրամատակարարման մեկ շղթա թերմոսիֆոնային համակարգի սխեմատիկ դիագրամ

Համակարգերի առանձնահատկությունն այն է, որ թերմոսիֆոնային համակարգի դեպքում կուտակիչի բաքի ստորին կետը պետք է գտնվի կոլեկտորի վերին կետից և կոլեկտորներից ոչ ավելի, քան 3-4 մ հեռավորության վրա, և պոմպային շրջանառությունՀովացուցիչ նյութի պահեստավորման տանկի գտնվելու վայրը կարող է կամայական լինել: