Гелиосистемы горячего водоснабжения энергоэффективных зданий

Для перехода к массовому строительству энергоэффективных зданий, соответствующих новым стандартам ЕС, необходимо традиционные источники теплоты для горячего водоснабжения заменить или значительно компенсировать возобновляемыми источниками энергии – тепловыми гелиосистемами и тепловыми насосами

Конструирование гелиосистемы зависит от задаваемых исходных данных. Для систем с гелиоколлектором примерно до 20 м2 применяют бак-аккумулятор воды горячего водоснабжения со встроенными поверхностями нагрева. Таким образом, с помощью одного устройства обеспечивается температурное расслоение по высоте бака, суточное аккумулирование тепловой энергии, нагревание воды от гелиосистемы и от дополнительных источников энергии.

В настоящем проекте имеет место крупноразмерная гелиосистема, для которой следует предусматривать бак-аккумулятор с промежуточным теплоносителем. В практике такие баки обычно называют буферными. Буферные баки ёмкостью 1-2 м3 выпускаются с встроенными змеевиками гелиосистемы и змеевиком для нагревания воды горячего водоснабжения.

Крупные гелиосистемы, позволяющие компенсировать до 40% годовых теплозатрат на горячее водоснабжение, планируется реализовать на примере трёх жилых энергоэффективных домов в трёх городах Беларуси. В частности, для проектируемого в Гродно 120-квартирного 10-этажного энергоэффективного жилого дома предусматривается гелиоколлектор площадью 384 м2 и безнапорный бак-аккумулятор 11,3 м3 гелиосистемы, приоритетной в использовании относительно теплового насоса. Основные параметры системы были приняты на основании заданных исходных нормативов, характеристик климата и технических характеристик элементов проектируемой гелиосистемы.

Годовая теплопроизводительность гелиосистемы составляет:

174720 кВт•ч (летний период) + 71808 кВт•ч (зимний период) = 246528 кВт•ч.

Годовая потребность в тепловой энергии на нужды горячего водоснабжения при наличии 492 жильцов и нормы воды горячего водоснабжения 105 л/человека в сутки составляет:

485760 кВт•ч (летний период) + 601037 кВт•ч (зимний период) = 1086797 кВт•ч.

Таким образом, расчётная экономия энергоресурсов составляет 13 % в зимний период и 37 % в летний. В приведённых расчётах ограничились площадью гелиоколлектора 384 м(что составляет примерно 3,2 м2 на одну квартиру и 0,78 м2 гелиоколлектора на человека) по следующим причинам. В европейской практике в условиях схожего климата удельная площадь гелиоколлектора составляет 0,6-0,7 м2 на человека, что обеспечивает годовую экономию до 40-60 %.

Различия полученных результатов предопределены исходными нормами горячей воды. Например, средний расход воды в Минске на человека не превышает 150 л, из которых примерно 70 л – горячая вода. Поэтому реальная экономия энергоресурсов составит не менее 20 % в зимний период и 55 % – в летний.

На рис. 1 показана общая схема гелиосистемы для 120-квартирного 10-этажногоэнергоэффективного жилого дома в Гродно.

 

 

Применяется циркуляционный насос с электронным управлением частотой вращения, которая изменяется при изменении сопротивления системы под воздействием клапана (поз. 8).

Приведённый принцип управления позволяет почти в 1,5 раза увеличить годовую теплопроизводительность гелиосистемы за счёт эффективного использования малой интенсивности излучения в облачный период, а также в утренние и вечерние часы.

Позиционный регулятор (поз. 14 а) настраивается на температуру 92°С, при превышении которой с помощью циркуляционных насосов и теплообменника (поз. 12) излишки производимой гелиосистемами теплоты перекачиваются в грунт через свайные теплообменники. При понижении температуры до 85°С позиционный регулятор (поз. 14 а) выключает циркуляционные насосы.

Буферный бак-аккумулятор (поз. 2) заполняется водой из тепловой сети по датчику уровня (поз. 15). Бак работает под атмосферным давлением, имеет систему аварийной сепарации и сброса пара в атмосферу при аварийном закипании воды в баке. Бак изготавливается из котловой или обычной стали.

Внутренние элементы бака: сепаратор (поз. 2 а), перфорированный распределитель (поз. 2 б) и др., предназначенные для поддержания температурного расслоения в баке, – изготавливаются из нержавеющей стали.

 

Мы в соцсетях:

rss   фейсбук   твиттер   

 
 
Зеленые Здания
001049399
Сегодня
Вчера
Этот месяц
Всего
108
1573
17769
1049399

Ваш IP: 54.82.56.95
Server Time: 2017-12-12 01:00:52