Quyosh isitish tizimlari loyihalashdagi asosiy omillar

QUYOSH ISITISH TIZIMLARI LOYIHALASHDA E'TIBOR BERILADIGAN ASOSIY OMILLAR


REJA:

1. 
   QUYOSH ISITISH TIZIMLARI
   
2. 
   QUYOSH ISITISH TIZIMLARI LOYIHALASH
   
3. 
   LOYIHALASHDAGI ASOSIY OMILLAR
   

Quyosh isitish tizimlari - bu issiqlik energiyasining manbai sifatida quyosh radiatsiyasidan foydalanadigan tizimlar. Ularning boshqa tizimlardan xarakterli farqi past haroratli isitish maxsus elementdan foydalanish - quyosh radiatsiyasini olish va uni aylantirish uchun mo'ljallangan quyosh qabul qilgich issiqlik energiyasi.

Quyosh nurlanishidan foydalanish usuliga ko'ra, quyosh past haroratli isitish tizimlari passiv va faol bo'linadi.
Passiv quyosh isitish tizimlari deb ataladi, bunda binoning o'zi yoki uning alohida to'siqlari (bino-kollektor, devor-kollektor, tom-kollektor, 1-rasm) quyosh nurlanishini idrok etuvchi va uni issiqlikka aylantiruvchi element bo'lib xizmat qiladi. Passiv quyosh tizimlarida quyosh energiyasidan foydalanish faqat binolarning me'moriy va konstruktiv echimlari tufayli amalga oshiriladi. Bino-kollektorni quyosh past haroratli isitishning passiv tizimida quyosh nurlari xonaga yorug'lik teshiklari orqali kirib, go'yo issiqlik tuzog'iga tushadi. Qisqa to'lqinli quyosh radiatsiyasi erkin o'tadi deraza oynasi va xonaning ichki to'siqlariga chiqish, u issiqlikka aylanadi. Xonaga kiradigan barcha quyosh nurlari undagi issiqlikka aylanadi va uni qisman yoki to'liq qoplashga qodir. issiqlik yo'qotilishi.
Bino-kollektor tizimining samaradorligini oshirish uchun janubiy jabhada katta maydonning yorug'lik teshiklari joylashtiriladi, ularni panjurlar bilan ta'minlaydi, ular yopiq holda qorong'uda va issiq havoda nurlanishga qarshi yo'qotishlarni oldini oladi; boshqa quyoshdan himoya qilish vositalari bilan birgalikda, xonaning haddan tashqari qizishi. Ichki yuzalar quyuq ranglarda bo'yalgan.
Ushbu isitish usuli uchun hisoblash vazifasi quyosh nurlari oqimini xonaga o'tkazish uchun yorug'lik teshiklarining zarur maydonini aniqlashdan iborat bo'lib, bu issiqlik yo'qotishlarini qoplash uchun to'planishni hisobga olgan holda zarur. Qoida tariqasida, sovuq davrda passiv bino-kollektor tizimining quvvati etarli emas va binoga qo'shimcha issiqlik manbai o'rnatilgan bo'lib, tizimni estrodiolga aylantiradi. Bunday holda, yorug'lik teshiklarining iqtisodiy jihatdan foydali joylari va qo'shimcha issiqlik manbasining quvvati hisoblash yo'li bilan aniqlanadi.
Passiv quyosh tizimi havo past haroratli isitish "devor-kollektor" massivni o'z ichiga oladi tashqi devor, uning oldida qisqa masofada panjurli nurli ekran o'rnatilgan. Devorda polga yaqin va shift ostida klapanli yivli teshiklar o'rnatiladi. Quyosh nurlari nurli ekrandan o'tib, massiv devor yuzasi tomonidan so'riladi va issiqlikka aylanadi, bu konveksiya orqali ekran va devor orasidagi bo'shliqda joylashgan havoga o'tkaziladi. Havo qiziydi va ko'tariladi, shift ostidagi tirqish orqali xizmat ko'rsatiladigan xonaga kiradi va uning o'rnini xonadan sovutilgan havo egallab, devor va ekran orasidagi bo'shliqqa pol yaqinidagi teshik orqali kiradi. xona. Xonaga isitiladigan havo etkazib berish valfni ochish orqali tartibga solinadi. Vana yopiq bo'lsa, devor massivida issiqlik to'planadi. Bu issiqlikni kechasi yoki bulutli havoda valfni ochish orqali konvektiv havo oqimi bilan olib tashlash mumkin.
Bunday passiv past haroratli quyosh havosini isitish tizimini hisoblashda devorning kerakli sirt maydoni aniqlanadi. Ushbu tizim qo'shimcha issiqlik manbai bilan ham takrorlanadi.
Faol quyoshli past haroratli isitish tizimlari chaqiriladi, unda quyosh kollektori bino bilan bog'liq bo'lmagan mustaqil alohida qurilma hisoblanadi. Faol quyosh tizimlarini quyidagilarga bo'lish mumkin:
maqsadi bo'yicha (issiq suv ta'minoti, isitish, birlashgan tizimlar issiqlik va sovuq ta'minot maqsadlari uchun);
ishlatiladigan sovutish suvi turi bo'yicha (suyuqlik - suv, antifriz va havo);
ishning davomiyligi bo'yicha (yil davomida, mavsumiy);
sxemalarning texnik yechimiga ko'ra (bir-, ikki-, ko'p-loop).
Faol quyosh isitish tizimlari uchun ikki turdagi quyosh qabul qiluvchilar qo'llaniladi: konsentratsiyali va tekis. Havo keng tarqalgan bo'lib ishlatiladigan sovutish suvi bo'lib, barcha ish parametrlari oralig'ida muzlamaydi. Issiqlik tashuvchisi sifatida foydalanilganda, isitish tizimlarini shamollatish tizimi bilan birlashtirish mumkin. Biroq, havo past issiqlik quvvatiga ega issiqlik tashuvchisi bo'lib, bu suv tizimlariga nisbatan havo isitish tizimini o'rnatish uchun metall iste'molini oshirishga olib keladi. Suv issiqlikni ko'p talab qiladigan va keng tarqalgan sovutish suvi hisoblanadi. Biroq, 0 ◦ C dan past haroratlarda, unga antifriz suyuqliklarini qo'shish kerak. Bundan tashqari, kislorod bilan to'yingan suv quvurlar va apparatlarning korroziyasiga olib kelishini hisobga olish kerak. Ammo suv quyosh tizimlarida metall iste'moli ancha past bo'lib, bu ularning kengroq qo'llanilishiga katta darajada yordam beradi.
Mavsumiy issiq suv quyosh tizimlari odatda bir devirli bo'lib, yoz va o'tish oylarida, ijobiy tashqi haroratli davrlarda ishlaydi. Xizmat ko'rsatilayotgan ob'ektning maqsadiga va ish sharoitlariga qarab, ular qo'shimcha issiqlik manbasiga ega bo'lishi yoki ularsiz ishlashi mumkin.
Quyoshli suv isitish moslamasi SVU (2-rasm) dan iborat quyosh kollektori va issiqlik almashtirgich-akkumulyator. Sovutish suyuqligi (antifriz) quyosh kollektori orqali aylanadi. Sovutish suvi quyosh kollektorida quyosh energiyasi bilan isitiladi va keyin saqlash idishiga o'rnatilgan issiqlik almashtirgich orqali suvga issiqlik energiyasini beradi. Saqlash idishi issiq suvni ishlatilgunga qadar saqlaydi, shuning uchun u yaxshi izolyatsiyalangan bo'lishi kerak. Quyosh kollektori joylashgan birlamchi sxemada sovutish suvining tabiiy yoki majburiy aylanishidan foydalanish mumkin. Saqlash idishiga elektr yoki boshqa avtomatik zaxira isitgich o'rnatilishi mumkin. Saqlash idishidagi harorat belgilangan qiymatdan pastga tushsa (uzoq muddatli bulutli ob-havo yoki qishda quyoshning oz sonli soatlari), zaxira isitgich avtomatik ravishda yoqiladi va suvni belgilangan haroratgacha isitadi.
Binolarni isitish uchun quyosh tizimlari odatda ikki pallali yoki ko'pincha ko'p pallali bo'lib, turli xil konturlar uchun turli xil issiqlik tashuvchilardan foydalanish mumkin (masalan, quyosh pallasida antifriz suyuqliklarining suvli eritmalari, oraliq zanjirlardagi suv va). iste'molchi pallasida havo). Binolarni issiqlik va sovuq bilan ta'minlash uchun yil davomida birlashtirilgan quyosh tizimlari ko'p pallali bo'lib, organik yoqilg'ida ishlaydigan an'anaviy issiqlik generatori yoki issiqlik transformatori shaklida qo'shimcha issiqlik manbasini o'z ichiga oladi. Quyosh isitish tizimining sxematik diagrammasi 3-rasmda ko'rsatilgan. U uchta aylanish sxemasini o'z ichiga oladi:
quyosh kollektorlari 1, aylanma nasosi 8 va suyuq issiqlik almashtirgich 3 dan iborat birinchi sxema;

saqlash tanki 2, aylanma nasosi 8 va issiqlik almashtirgich 3 dan iborat ikkinchi sxema;

uchinchi sxema, saqlash tanki 2, aylanma nasosi 8, suv-havo issiqlik almashtirgich (isitgich) 5 dan iborat.
Quyosh isitish tizimi quyidagicha ishlaydi. Quyosh kollektorlarida 1 isitiladigan issiqlik qabul qiluvchi konturning sovutish suvi (antifriz) issiqlik almashtirgichga 3 kiradi, bu erda antifrizning issiqligi issiqlik almashtirgichning 3 halqa bo'shlig'ida aylanib yuruvchi suvga o'tadi. ikkilamchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan nasosi 8. Isitilgan suv saqlash idishiga kiradi 2. Saqlash idishidan suv issiq suv ta'minoti pompasi 8 tomonidan olinadi, agar kerak bo'lsa, dublör 7 da kerakli haroratga keltiriladi va binoning issiq suv ta'minoti tizimiga kiradi. Batareya idishi suv ta'minotidan to'ldiriladi. Isitish uchun saqlash idishidan 2 suv uchinchi konturning nasosi 8 tomonidan isitgich 5 ga etkazib beriladi, u orqali havo fan 9 yordamida o'tkaziladi va qizib, binoga 4 kiradi. quyosh radiatsiyasining yo'qligi yoki quyosh kollektorlari tomonidan ishlab chiqarilgan issiqlik energiyasining etishmasligi, ish dublyor 6 yoqiladi.Quyosh issiqlik ta'minoti tizimining elementlarini tanlash va joylashtirish har bir holatda iqlim omillari, ob'ektning maqsadi bilan belgilanadi. , issiqlik iste'moli rejimi va iqtisodiy ko'rsatkichlar.
4-rasmda energiya tejaydigan, ekologik toza uy uchun quyosh isitish tizimining diagrammasi ko'rsatilgan.
Tizim issiqlik tashuvchisi sifatida foydalanadi: musbat haroratda suv va isitish davrida antifriz (quyosh davri), suv (ikkinchi qavat isitish davri) va havo (uchinchi havo quyoshli isitish davri).
Zaxira manba sifatida elektr qozon ishlatilgan va bir kun davomida issiqlikni to'plash uchun toshli ko'krakli 5 m 3 hajmli akkumulyator ishlatilgan. Bir kubometr shag'alda kuniga o'rtacha 5 MJ issiqlik to'planadi.
Past haroratli issiqlik saqlash tizimlari 30 dan 100 ◦ S gacha bo'lgan harorat oralig'ini qamrab oladi va havo (30 ◦ C) va suv (30-90 ◦ S) isitish va issiq suv (45-60 ◦ S) tizimlarida qo'llaniladi.
Issiqlik saqlash tizimi, qoida tariqasida, issiqlik energiyasini to'plash va saqlashni amalga oshiradigan tank, issiqlik saqlovchi materialni, batareyani zaryadlash va tushirish paytida issiqlikni etkazib berish va olib tashlash uchun issiqlik almashinuvi moslamalarini o'z ichiga oladi. issiqlik izolatsiyasi.
Issiqlik saqlovchi materiallarda sodir bo'ladigan fizik-kimyoviy jarayonlarning tabiatiga ko'ra batareyalarni tasniflash mumkin:
isitiladigan materialning issiqlik quvvatidan foydalanadigan sig'imli turdagi batareyalar (toshlar, suv, suvli tuz eritmalari va boshqalar);
moddaning termoyadroviy (qattiqlashuv) issiqligi qo'llaniladigan moddaning fazaviy o'tish akkumulyatorlari;
qaytariladigan kimyoviy va fotokimyoviy reaksiyalarda issiqlikni chiqarish va yutishga asoslangan energiya akkumulyatorlari.
Eng ko'p ishlatiladigan issiqlik akkumulyatorlari sig'imli turdagi.
Kapasitiv tipdagi issiqlik akkumulyatorida to'planishi mumkin bo'lgan issiqlik miqdori Q (kJ) formula bilan aniqlanadi.
Suyuq quyosh isitish tizimlarida eng samarali issiqlik saqlash materiali suvdir. Issiqlikning mavsumiy to'planishi uchun er osti suv omborlari, tosh tuproq va boshqa tabiiy tuzilmalardan foydalanish istiqbolli.

Konsentratsion quyosh qabul qiluvchilar sharsimon yoki parabolik nometalllardir (5-rasm), jilolangan metalldan yasalgan, ularning markazida issiqlik qabul qiluvchi element (quyosh qozoni) joylashtirilgan, u orqali sovutish suvi aylanadi. Issiqlik tashuvchisi sifatida suv yoki muzlatmaydigan suyuqliklar ishlatiladi. Kechasi va sovuq davrda suvni issiqlik tashuvchisi sifatida ishlatganda, muzlashdan saqlanish uchun tizimni bo'shatish kerak.

Quyosh radiatsiyasini ushlash va konvertatsiya qilish jarayonining yuqori samaradorligini ta'minlash uchun kontsentratsion quyosh qabul qilgich doimiy ravishda Quyoshga yo'naltirilishi kerak. Shu maqsadda quyosh qabul qiluvchi qurilma kuzatuv tizimi, jumladan quyosh yo‘nalishi datchigi, elektron signalni o‘zgartirish bloki, quyosh qabul qiluvchi konstruksiyani ikki tekislikda aylantirish uchun uzatmalar qutisi bo‘lgan elektr motor bilan jihozlangan.
Konsentratsiyali quyosh qabul qiluvchilarga ega tizimlarning afzalligi nisbatan yuqori haroratda (100 ◦ S gacha) va hatto bug'da issiqlik hosil qilish qobiliyatidir. Kamchiliklari qurilishning yuqori narxini o'z ichiga oladi; aks ettiruvchi yuzalarni changdan doimiy tozalash zarurati; faqat kunduzgi soatlarda ishlash va shuning uchun katta batareyalarga bo'lgan ehtiyoj; ishlab chiqarilgan energiyaga mutanosib ravishda quyosh yo'nalishini kuzatish tizimini boshqarish uchun yuqori energiya sarfi. Ushbu kamchiliklar konsentratsiyali quyosh qabul qiluvchilar bilan faol past haroratli quyosh isitish tizimlaridan keng foydalanishga to'sqinlik qiladi. DA yaqin vaqtlar ko'pincha quyosh past haroratli isitish tizimlari uchun tekis quyosh kollektorlari ishlatiladi.
Yassi quyosh kollektorlari Yassi plastinka quyosh kollektori quyosh energiyasidan foydalangan holda suyuqlik yoki gazni isitish uchun mo'ljallangan issiqlik almashtirgichdir. Yassi quyosh kollektorlarining ko'lami turar-joy va sanoat binolarini isitish tizimlari, konditsioner tizimlar, issiq suv ta'minoti tizimlari, shuningdek, odatda Rankine tsikli bo'yicha ishlaydigan past qaynaydigan ishchi suyuqlikka ega elektr stantsiyalari. Yassi plitali quyosh kollektorlari (6 va 7-rasmlar) shisha yoki plastmassa qopqoqdan (bitta, qo'sh, uchlik), quyoshga qaragan tomoni qora rangga bo'yalgan issiqlik yutuvchi paneldan, izolyatsiyadan iborat. teskari tomon va tanasi (metall, plastmassa, shisha, yog'och).
Issiqlik qabul qiluvchi panel sifatida siz sovutish suvi uchun kanallari bo'lgan har qanday metall yoki plastmassa plitalardan foydalanishingiz mumkin. Issiqlik qabul qiluvchi panellar alyuminiy yoki po'latdan ikki xil: varaq-truba va shtamplangan panellar (varaqdagi quvur) dan tayyorlanadi. Quyosh nurlari ta'sirida mo'rtligi va tez qarishi, shuningdek, past issiqlik o'tkazuvchanligi tufayli plastik panellar keng qo'llanilmaydi. Quyosh radiatsiyasi ta'sirida issiqlik qabul qiluvchi panellar haroratdan oshib ketadigan 70-80 ◦ S haroratgacha isitiladi. muhit, bu panelning atrof-muhitga konvektiv issiqlik o'tkazuvchanligi va osmonga o'zining radiatsiyasining oshishiga olib keladi. Yuqori sovutish suvi haroratiga erishish uchun plastinka yuzasi Quyoshning qisqa to'lqinli nurlanishini faol ravishda o'zlashtiradigan va spektrning uzun to'lqinli qismida o'zining termal nurlanishini kamaytiradigan spektral selektiv qatlamlar bilan qoplangan. "Qora nikel", "qora xrom", alyuminiydagi mis oksidi, misdagi mis oksidi va boshqalarga asoslangan bunday dizaynlar qimmat (ularning narxi ko'pincha issiqlik qabul qiluvchi panelning narxiga mos keladi). Yassi plastinka kollektorlarining ish faoliyatini yaxshilashning yana bir usuli issiqlik yo'qotilishini kamaytirish uchun issiqlik yutuvchi panel va shaffof izolyatsiya o'rtasida vakuum yaratishdir (to'rtinchi avlod quyosh kollektorlari).
Kollektorning ishlash printsipi uning quyosh nurlanishini ko'rinadigan quyosh nurini singdirishning etarlicha yuqori koeffitsienti bilan qabul qilishiga va nisbatan past issiqlik yo'qotishlariga, shu jumladan shaffofning past o'tkazuvchanligiga asoslanadi. shisha qopqoq ish haroratida termal nurlanish uchun. Olingan sovutish suvining harorati kollektorning termal balansi bilan aniqlanishi aniq. Balansning kirish qismi kollektorning optik samaradorligini hisobga olgan holda quyosh nurlanishining issiqlik oqimidir; xarajat qismi qoplanadigan qism bilan belgilanadi foydali issiqlik, umumiy issiqlik yo'qotish koeffitsienti va ish harorati va atrof-muhit o'rtasidagi farq. Kollektorning mukammalligi uning optik va issiqlik samaradorligi bilan belgilanadi.
Optik samaradorlik ēo kollektor oynasi yuzasiga tushgan quyosh nurlanishining qaysi qismi radiatsiyani yutuvchi qora sirt tomonidan so'rilishini ko'rsatadi va shishada yutilish, aks ettirish va issiqlik farqi bilan bog'liq energiya yo'qotishlarini hisobga oladi. birlikdan yutuvchi sirtning nurlanish koeffitsienti.