Использование солнечной энергии. Общие сведения. Область применения и классификация систем солнечного теплоснабжения, страница 7

Расчетом теплообменника устанавливается площадь его теплопередачи, отнесенная к площади солнечных коллекторов, А_то /А_ск и относительное увеличение площади солнечного коллектора DА_ск/А_ск , вызванное установкой теплообменника, по сравнению с одноконтурной системой.

Задавшись значением коэффициента теплопередачи для скоростного теплообменника k_то = 1000¸2000 Вт/(м²´К), по величинам удельных стоимостей СК и теплообменника  и , руб./м² , и коэффициенту полных теплопотерь коллектора F¢U_L , Вт/(м²´К), находим термоэкономический параметр:

.

По графику на рис. а определяем оптимальное значение эффективности теплообменника e_то как функцию D и отношения , где gc_p - удельный водяной эквивалент теплоносителя в коллекторе, Вт/(м²´К).

Затем по графикам находятся: относительная площадь теплообменника А_ск/А_ск и относительное увеличение площади солнечных коллекторов DА_ск/А_ск.

Умножением полученных значений на площадь А_ск одноконтурной системы получаем расчетные величины площади А_то теплообменника и абсолютного приращения DА_ск площади коллекторов в двухконтурной системе по сравнению с одноконтурной системой.

Производится подбор теплообменника, компоновка его секций, тепловой расчет при равенстве расходов воды в контурах, уточняется значение термоэкономического параметра D. Если полученная величина заметно отличается от первоначально принятой, то расчет следует повторить.

Баки-аккумуляторы

Объем водяных баков-аккумуляторов для насосных УСГВ определяется, исходя из 50-70 литров на 1 м² солнечных коллекторов, а для проточных УСГВ - известным способом по интегральному графику потребления горячей воды.

Поверхность теплопередачи змеевиков емких водонагревателей-аккумуляторов должна быть подобрана на среднюю разность температур между греющей и нагреваемой водой, равной не более 5^оС.

Тепловые потери через все поверхности аккумуляторов не должны превышать 5%. Для этого внешняя поверхность баков покрывается тепловой изоляцией с термическим сопротивлением не менее 2,0 м²´К/Вт для сезонных и менее 2,5 м²´К/Вт - для круглогодичных установок.

Насосы

Циркуляционные насосы в ССТ подбираются по расходу теплоносителя, который определяется по формуле:

, кг/ч, где            g - удельный расход теплоносителя, равный 30¸35 кг/(ч´ м²).

В двухконтурных системах расходы теплоносителей в теплоприемном и теплопередающем контурах следует принимать равными.

В системах солнечного теплоснабжения с площадью солнечных коллекторов более 25 м² следует предусматривать установку в теплоприемном контуре резервного насоса с расчетной подачей.

Конструктивные решения элементов УСГВ

Для повышения степени индустриализации строительно-монтажных работ солнечные коллекторы (СК) следует объединять в унифицированные блоки, которые изготавливаются на заготовительном предприятии.

Количество СК в блоке зависит от их размеров. Блоки размещаются на опорных рамных конструкциях в один или два ряда. Крепление СК к опорной раме производится съемными накладками.

Блоки солнечных водонагревателей устанавливаются на покрытии здания, на противосолнечных навесах, на спланированном или естественном склоне местности, а также на горизонтальных площадях.

При установке блоков СК на покрытии здания опорные конструкции монтируются в процессе устройства гидроизоляционного ковра. Блок СК устанавливается на сварке на упоры.

В зависимости от ориентации здания коллекторные поля, составленные из блоков СК, могут группироваться в широтном или меридиональном направлении. Примеры компоновки блоков с обвязкой трубопроводами для типовой секции жилого здания приведены на рис. .

Водяные баки-аккумуляторы в зависимости от архитектурно-строительной части здания и вида системы могут размещаться: на крыше здания, в чердачных  и подвальных  помещениях.

С целью рассредоточения нагрузки на строительные конструкции, а также для обеспечения температурной стратификации баки следует выполнять из 2-4 секций, соединенных последовательно по теплоносителям (греющему и нагреваемому) на противотоке.