2. Впровадження активних систем сонячного гарячого водопостачання.

Завдання на проект включает в себе: характеристику споживачів теплоти;'Тип ферми; тип і кількість комунальних побутових споживачів; тип опалювального приміщення і його основні

Рис. 5. Схеми установок гарячого водопостачання:

а — двухконтурна; б — трехконтурна; 1 — сонячний колектор; 2 — бак-акумулятор.

3 — дублер нагріва води; 4 — циркуляционний насос; 5 — теплообмінник.

розміри; район розміщення споживачів теплоти; марку палива В завданні на проект рекомендується передбачити декілька різних споживачів теплоти.

В графічній частині проекта треба зобразити схему геліопостачання(приклади таких схем пнаведені в літературі , а також креслення установки геліоколлектора на будинку або поряд з ним .

Установки сонячного теплопостачання можуть бути одно-, двух и триконтурними. Одноконтурні установки с естественной вентиляциею приміняють при площі сонячних колекторів до 10 м². Прин ципіальні схеми геліоустановок, які рекомендується застосовувати при виконанні курсового проекта, наведені на малюнку 29 [38].

Трихконтурна схема (см. рис. 29, б) на відміну від двухконтурної включає в себе, помимо бака-акумулятора, проміжний теплоносій

В якості теплоносія використовують деаэрированную воду, удовлетворяющую нормам ГОСТ 2874-79 "Вода питна". В сонячних установках с теплоносієм - водою використовують насоси, які застосовуються в системе горячього водопостачання і опалення приміщень¹.

Передача теплоти з одного контура установки в другий відбувається за допомогою скоростних теплообмінників і баків-аккумуляторів.

В якості теплоприймача установок сонячного горячього водопостачання и опалення рекомендується застосовувати плоскі жидкістні сонячні колектори (водонагрівачі) с одинарним або двойним остекленням.

Основні технічні характеристики сонячних водонагрівачів приведені в таблиці .

Технічні характеристики сонячних водонагрівачів

солнечного водо­	Габаритные размеры,	Площадь,	Масса,
нагревателя	мм	м2	кг
it /1 26.3-41-79	1240X600X100	0,7	32,0
■0J.Ty88.13—81	1090X650X111	0,62	36,0

Сонячні колектори слід розміщувати с урахуванням типа забудови ландшафта і можливостей будівельної площадки. Для горячього водопостачання тваринницьких ферм, комплексів або опаленняя (ліній коллектори рекомендується встановлювати на криші або на площадці поряд з фермою (будинком). При розміщенні на даху колектори потрібно розміщувати на опорах. Відстань від кровлі будинку до колекторів має бути достатня для можливогоо ремонту даху.

Солнячні колектори потрібно орієнтувати на з відхиленням навосток до 20 град і на запад до 30 град.

Кут нахилу сонячних колекторів до горизонту приймають в залежності від періода роботи установки: при річній експлуатації він дорівнює широті місцевості; при роботі в літній пе­ріод - широті місцевості плюс 15 град.

В устройствах для горячього водопостачання и опалення застосовують жидкістні аккумулятори.

Магістральні трубопроводи установок сонячного горячього водопостачання і опалення для систем з природньою циркуляцією теплоносія розміщують з нахилом не менше 0,01; для системи з насосною циркуляцією теплоносія - з нахилом не менше 0,002.

В установці сонячного горячього водопостачання і опалення повинні бути устройства для видалення повітря.

Проектом слід передбачити резервний (дублюючий) тепловий істочник, в якості якого можуть служити котельна, ТЭЦ, електрокотел та ін. Дублюючий істочник теплоти використовують при необхідності як догревачь води, нагрітої предварительно в сонячній установці.

Розрахунок установок сонячного горячього водопостачання [24]. Тепло­ві потужності системи горячього водопостачяння визначають на осно­віц середньодобових норм споживання горячьої води. Для тваринницьких ферм ці норми дані в главі VII.

Норми споживання горячьої води для побутових потреб приведені в таблиці51.

Якщо температура воды t ^' _г, подаваэмої споживачу, відрізняється від нормованного значения t_г, то норму витрати води визначають по формулі

Норми споживання гарячої води і витрата теплоти

		Норма потреб­
Потребитель	Единица изме­	ления горячей	Норма расхода
	рения	воды при тем­пературе 65 "С, л	теплоты, МДж
Жилые здания квартирного типа:
с умывальниками, мойками и	1 человек в сутки	80...100	20,1...25,2
душами
то же, с ваннами	То же	110...130	27,7...32,7
Общежития:
с общими душевыми	»	40...50	10,4...12,6
то же, со столовыми и прачеч­ными	»	50...60	12,6...15,1
Больницы, санатории общего типа и	1 койка в сутки	150...180	37,7...45,3
дома отдыха с общими ваннами и
душевыми
Поликлиники и амбулатории	1 посетитель	5	1,26
Клубы, Дома культуры и театры с	1 душевая сетка в	160...180	40,2...45,3
общими душевыми	1ч
Бытовые помещения промышлен­	То же	270	67,9
ных предприятий и спортивных
сооружений с душевыми
Бани русского типа (без плаватель­	1 посетитель	90...110	22,6...22,7
ных бассейнов)
Прачечные:
механизированные	1 кг сухого белья	20...25	5,0...6,8
немеханизированные	То же	15	3,8
Учебные заведения и общеобразо­	1 учащийся в	7	1,76
вательные школы при гимнастичес­ких залах	смену
Детские ясли-сады	1 ребенок в сутки	25...30	6,3...7,5
Предприятия общественного питания	1 посетитель	30	7,5
Водоразборная точка технологичес­кого оборудования или мойка в столовых	1 водоразборная точка в 1ч	250...300	62,9...79,4

Сонячні установки, які обладнані резервним джерелом теплоти, слід розраховувати по даним місяця з найбільшою за період роботи сумою сонячної радіації. Системи, які працюють без дублюючого джерела, - з найменшою.

де М_г — добова витрата горячьої води в системі горячього водопостачання або опаленняя, кг/сут; q,- - интенсивність падаючої сонячної радіації в площині колекто­ра, Вт/м²; η - ККД установки сонячного горячього водопостачання.

Интенсивність падаючьої сонячної радіації для кожного світлового дня, Вт/м²:

де I_S - интенсивність прямої сонячной радіації, падаючої на горизонтальну поверх­ню, Вт/м²; I_D - интенсивність розсіяної сонячної радіації, падаючої на горизонтальну поверхню, Вт/м²; P_s і P_d~ коефіціенти положення сонячного колектора (вїдповідно для прямої та розсіяної радіації;

Тут Ь — кут нахилу сонячного колектора до горизонту.

Средньомісячні величини P_s в залежності від кута нахилу колекторів до горизонту наведені в таблице 52.

Значенння q_і, для сонячних колекторів південної оріентації слі­д приймати в інтервалі від 8 до 16 год. При відхиленні орієнтації колекторів від юга к востоку на кожні 15° інтервал часу слі­д вважати на 1 год раніше; при відхиленні до западу - на 1 год пізніше.

Коефіціент корисної дії установки

де θ — приведенна оптична характеристика колектора. Можно прийняти: для односклових колекторов θ = 0,73; для двухсклових θ = 0,63; t_ср — середня днівна температура наружного повітря, °С; t₁і t₂- температури теплоносія на вході та виході сонячного колектора, °С. Для двух- и трихконтурних установок рекомендується прийняти t₁= t_х + 5, t₂= t_Г+ 5 (t_х і t_г — температури підігріваємої води на вході і виході з колектора, °С); U — приведенний коефіціент тепловтрат сонячного колекто­ра, Вт/(м² • К): для одностекольних колекторов U = 8 Вт/(м² • К), для двухстекольних U = 5 Вт/(м² *К).

Орієнтоване значення площі нагріву сонячного колекто­ра можно применять 4,5...9 м2 для опалення приміщень площею 15 м² (в середньому 0,5А підлоги приміщення) і 1,5...2 м² для забезпечення гарячою водою одного мешканця.

Обьєм бака-акумулятора, м³:

Розрахунок теплообмінних апаратів слід виконувати по середнім значенням витрат води та теплоносія.

Площа нагріву теплообмінного апарата, м²:

де Ф — теплова потужність системи гарячого водопостачання і опалення, Вт; к_{т а} — коэффициент теплопередачі теплообмінного апарата. Для трубчатих теплообмінників можно прийняти к_{т а} = 1500...1700 Вт/(м² * К); - різниця температур.

Рис. 6. Зависимость годового (а) и сезонного (б) ККД установки сонячного гарячого водопостачання від значень А_с і V_с .

Рис. 7. Зависимость годового (а) и сезонного (б) ККД установки сонячного гарячого водопостачання від значень А_с і V_с .

В данному випадку можно користуватися формулою

Тут Δt_мах і Δt_min — максимальний і мінімальный перепади температур на кінцях теплообмінника.

Кількість теплоти, выработанной гелиоустановкой, ГДж:

де z — число місяцев роботы установки. Значения z залежать від географічної широти

данної місцевості і визначаються завданням на проект; у — число днів в місяці •

η_r - годовий (сезонний) ККД установки.

Кількість теплоты, ГДж, выработанной гелиосистемой за рік:

Значення η_r визначають по графікам, наведеним на мал 30, в залежності від характеристик сонячних колекторів Ас, м²/(ГДж • сутки) і V_С, м³/(ГДж * доби) приходяться на одиницю добової теплової нагрузки горячього водопостачання або опаленні

де величину річних сум падаючьої солнячної радіації чпад, ГДж/м²; можно прийняти, в Ялті - 5,50, Одессі - 4,78, Києві - 4,55.

Кількість зекономленного палива, т у. т/рік, за рахунок використання сонячної енергії:

де (Q_уст— сумарна кількість теплоти, виработанной установкой за сезон (рік), η_зам - ККД заміщаємого джерела теплоти, ГДж.

Підбирають резервний котел і визначають витрату палива.