Sistema de aquecimento solar. Esquema, descrição

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Instalações de aquecimento solar de água. Sistema de aquecimento solar. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Com base no uso de instalações solares, os problemas de aquecimento, resfriamento e abastecimento de água quente de edifícios residenciais, administrativos, industriais e agrícolas podem ser resolvidos. As usinas solares são classificadas da seguinte forma:

por marcação: sistemas de abastecimento de água quente; Sistemas de aquecimento; instalações combinadas para fins de fornecimento de calor e frio;
por tipo de refrigerante utilizado: líquido; ar;
por duração do trabalho: o ano todo; sazonal;
de acordo com a solução técnica do esquema: circuito único; circuito duplo; multiloop.

Os meios de transferência de calor mais comumente usados em sistemas de aquecimento solar são líquidos (água, solução de etileno glicol, matéria orgânica) e ar. Cada um deles tem certas vantagens e desvantagens. O ar não congela, não cria grandes problemas associados a vazamentos e corrosão do equipamento. No entanto, devido à baixa densidade e capacidade de calor do ar, ao tamanho das instalações de ar, o consumo de energia para bombear o refrigerante é maior que o dos sistemas líquidos. Portanto, na maioria dos sistemas de aquecimento solar em operação, os líquidos são os preferidos. Para habitação e necessidades comunitárias, o refrigerante principal é a água.

Quando os coletores solares operam durante períodos com temperaturas externas negativas, é necessário usar anticongelante como refrigerante ou evitar o congelamento do refrigerante de alguma forma (por exemplo, drenando a água em tempo hábil, aquecendo-a, isolando o coletor solar).

As usinas de água quente solar de operação durante todo o ano com uma fonte de calor de backup podem ser equipadas com casas do tipo rural, prédios de vários andares e apartamentos, sanatórios, hospitais e outras instalações. As instalações sazonais, como por exemplo os balneários para acampamentos pioneiros, pensões, instalações móveis para geólogos, construtores, pastores, funcionam normalmente no verão e nos meses de transição do ano, em períodos com temperatura exterior positiva. Eles podem ou não ter uma fonte de calor de backup, dependendo do tipo de instalação e das condições de operação.

O custo das instalações solares de água quente pode ser de 5 a 15% do custo do objeto e depende das condições climáticas, do custo do equipamento e do grau de seu desenvolvimento.

Em sistemas solares projetados para sistemas de aquecimento, líquidos e ar são usados como portadores de calor. Em sistemas solares multicircuitos, podem ser usados diferentes transportadores de calor em diferentes circuitos (por exemplo, água em um circuito solar, ar em um circuito de distribuição). Em nosso país, as instalações solares de água para fornecimento de calor são predominantemente usadas.

A área de superfície dos coletores solares necessária para sistemas de aquecimento é tipicamente de 3 a 5 vezes a área de superfície dos coletores para sistemas de água quente, portanto, a taxa de utilização desses sistemas é menor, especialmente no verão. O custo de instalação de um sistema de aquecimento pode ser de 15 a 35% do custo do objeto.

Os sistemas combinados podem incluir instalações durante todo o ano para aquecimento e abastecimento de água quente, bem como instalações que funcionam no modo de bomba de calor e tubulação de calor para fins de aquecimento e resfriamento. Esses sistemas ainda não são amplamente utilizados na indústria.

A densidade de fluxo da radiação solar que chega à superfície do coletor determina em grande parte a engenharia de calor e o desempenho técnico e econômico dos sistemas de fornecimento de calor solar.

A densidade de fluxo da radiação solar varia durante o dia e ao longo do ano. Esta é uma das características dos sistemas que utilizam energia solar e, ao realizar cálculos de engenharia específicos para instalações solares, a questão da escolha do valor calculado de E é decisiva.

Como esquema de projeto para um sistema de fornecimento de calor solar, considere o esquema mostrado na Fig. 3.3, que permite levar em consideração os recursos de operação de vários sistemas. O coletor solar 1 converte a energia da radiação solar em calor, que é transferido para o tanque de armazenamento 2 através do trocador de calor 3. O trocador de calor pode estar localizado no próprio tanque de armazenamento. A circulação do refrigerante é fornecida por uma bomba. O refrigerante aquecido entra nos sistemas de água quente e aquecimento. Em caso de falta ou ausência de radiação solar, é incluída na obra uma fonte de calor de reserva para abastecimento de água quente ou aquecimento 5.

Instalações de aquecimento solar de água. Sistema de aquecimento solar
Fig.3.3. Esquema do sistema de aquecimento solar: 1 - coletores solares; 2 - depósito de acumulação de água quente; 3 - trocador de calor; 4 - prédio com piso aquecido; 5 - dobrador (fonte de energia adicional); 6 - sistema solar passivo; 7 - bateria de seixo; 8 - persianas; 9 - ventilador; 10 - fluxo de ar quente para dentro do prédio; 11- fornecimento de ar recirculado do edifício

O sistema de aquecimento solar utiliza coletores solares de nova geração "Rainbow" da NPP "Competitor" com desempenho térmico aprimorado devido ao uso de um revestimento seletivo em um painel de aço inoxidável absorvedor de calor e um revestimento translúcido de vidro extra forte com alta ótica características.

O sistema utiliza como condutor de calor: água em temperaturas positivas ou anticongelante durante o período de aquecimento (circuito solar), água (circuito de aquecimento do segundo piso) e ar (circuito de aquecimento solar do terceiro ar).

Uma caldeira elétrica foi usada como fonte de backup.

O aumento da eficiência dos sistemas de abastecimento solar pode ser alcançado através do uso de vários métodos de armazenamento de energia térmica, combinação racional de sistemas solares com caldeiras térmicas e instalações de bombas de calor, combinação de sistemas ativos e passivos, desenvolvimento de meios e métodos eficazes de controle automático.

A introdução generalizada de sistemas solares baseados em SC para abastecimento de água quente sazonal e sistemas solares passivos com armazenamento de calor sazonal para aquecimento reduzirá drasticamente o consumo de combustível fóssil em áreas com deficiência de energia, evitando assim a liberação de dezenas de milhares de toneladas de dióxido de carbono e melhorar a ecologia ambiental.

Autor: Magomedov A. M.

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