Солнечная комбисистема
| Часть серии о |
| Устойчивая энергетика |
|---|
 |
Солнечная комбисистема обеспечивает как солнечное отопление и охлаждение помещений, так и горячую воду из общего массива солнечных тепловых коллекторов , обычно подкрепленных вспомогательным несолнечным источником тепла.
Солнечные комбисистемы могут варьироваться по размеру: от тех, которые установлены в отдельных домах, до тех, которые обслуживают несколько в блочной схеме отопления. Те, которые обслуживают более крупные группы объектов централизованного теплоснабжения, обычно называются схемами центрального солнечного отопления .
Выпускается множество типов солнечных комбисистем – более 20 было выявлено в ходе первого международного исследования, проведенного в рамках IEA SHC Task 14. [1] в 1997 году. Однако системы, представленные на рынке в конкретной стране, могут быть более ограниченными, поскольку в разных странах имеют тенденцию развиваться разные системы. До 1990-х годов такие системы, как правило, создавались индивидуально для каждого объекта недвижимости. С тех пор были разработаны коммерческие пакеты, которые в настоящее время широко используются.
В зависимости от размера установленной комбисистемы годовой вклад в отопление помещений может варьироваться от 10% до 60% и более в со сверхнизким энергопотреблением пассивного дома зданиях типа ; даже до 100%, если используется большой межсезонный тепловой аккумулятор или концентрирующее солнечное тепло. Оставшаяся потребность в тепле удовлетворяется одним или несколькими вспомогательными источниками для поддержания подачи тепла после того, как вода, нагретая солнечной энергией, исчерпается. Такие вспомогательные источники тепла могут также использовать другие возобновляемые источники энергии (при использовании геотермального теплового насоса комбинированная система называется геосолнечной). [2] и, иногда, аккумуляторные батареи .
В 2001 году около 50% всех внутренних солнечных коллекторов, установленных в Австрии , Швейцарии , Дании и Норвегии, должны были поставлять комбисистемы, тогда как в Швеции их было больше. В Германии , где общая площадь установленных коллекторов (900 000 м2) была намного больше, чем в других странах, 25% приходилось на установки комбинированных систем. Комбисистемы также устанавливаются в Канаде с середины 1980-х годов.
могут включать солнечное тепловое охлаждение . Некоторые комбисистемы летом [3]
Классификация
[ редактировать ]Согласно работе IEA SHC Task 26 (1998–2002 гг.), солнечные комбисистемы можно классифицировать по двум основным аспектам; во-первых, по категории хранения тепла (или холода) (способ добавления и забора воды из резервуара-хранилища и его влияние на стратификацию ); во-вторых, по категории управления дополнительным нагревом (или охлаждением) (способом, которым несолнечно-тепловые вспомогательные нагреватели или охладители могут быть интегрированы в систему).
Поддержание стратификации (изменение температуры воды от более прохладной у подножия резервуара до более теплой наверху) важно для того, чтобы комбисистема могла подавать горячую или холодную воду, а также воду для отопления и охлаждения помещений с разными температурами.
| Категория | Описание |
|---|---|
| А | Нет контролируемого накопительного устройства для отопления и охлаждения помещений. |
| Б | Управление теплом и охлаждением, а также улучшение стратификации с помощью нескольких резервуаров и/или нескольких впускных/выпускных труб и/или трех- или четырехходовых клапанов для контроля потока через впускные/выпускные трубы. |
| С | Управление обогревом и охлаждением с использованием естественной конвекции в резервуарах-хранилищах и/или между ними для поддержания стратификации в определенной степени. |
| Д | Управление теплом и охлаждением с использованием естественной конвекции в резервуарах для хранения и встроенных стратификационных устройствах. |
| Д/Д | Управление теплом и охлаждением посредством естественной конвекции в резервуарах для хранения и встроенных стратификаторах, а также в нескольких резервуарах и/или нескольких впускных/выпускных трубах и/или трех- или четырехходовых клапанах для управления потоком через впускные/выпускные трубы. |
| Категория | Описание |
|---|---|
| М (смешанный режим) | Контур отопления помещений питается от одного накопителя, обогреваемого как солнечными коллекторами, так и вспомогательным нагревателем. |
| P (параллельный режим) | Контур отопления и охлаждения помещений альтернативно питается от солнечных коллекторов (или солнечного резервуара для хранения воды), либо от вспомогательного нагревателя или охладителя; или нет гидравлической связи между распределением солнечного тепла и холода и выбросами вспомогательного тепла. |
| S (последовательный режим) | Контур отопления и охлаждения помещения может питаться от вспомогательного нагревателя или от солнечных коллекторов (или солнечного резервуара для хранения воды) и вспомогательного нагревателя, соединенных последовательно на обратной линии контура отопления помещения. |
Поэтому солнечную комбисистему можно охарактеризовать как систему типа B/DS, CS и т. д.
В рамках этих типов системы могут быть настроены разными способами. Для отдельного дома они могут (или не могут) иметь накопительные баки, элементы управления, вспомогательный нагреватель и охладитель, интегрированные в единый сборный блок. Напротив, существуют также крупные централизованные системы, обслуживающие ряд объектов недвижимости.
Простейшие комбисистемы типа А не имеют «управляемого запоминающего устройства». Вместо этого они перекачивают теплую (или холодную) воду из солнечных коллекторов через трубы центрального отопления под полом, встроенные в бетонную плиту пола. Плита перекрытия утолщена, чтобы обеспечить тепловую массу и чтобы тепло и прохлада из труб (в нижней части плиты) выделялись в вечернее время.
Комбисистемный дизайн
[ редактировать ]Размер и сложность комбисистем, а также количество доступных опций означают, что сравнение альтернативных вариантов конструкции является непростой задачей. Полезные аппроксимации производительности можно получить относительно легко, однако точные прогнозы остаются трудными.
Доступны инструменты для проектирования солнечных комбисистем: от руководств производителя до номограмм (например, разработанных для задачи 26 IEA SHC ) и различного программного обеспечения для компьютерного моделирования различной сложности и точности.
Среди программного обеспечения и пакетов — CombiSun (бесплатно выпущенный командой Task 26, [4] который можно использовать для базовой настройки системы) и бесплатную программу SHWwin (Австрия, на немецком языке). [5] ). Доступны и другие коммерческие системы.
Солнечные комбисистемы обычно используют полы с подогревом и охлаждением [1] .
Можно использовать концентрирующую солнечную тепловую технологию, чтобы сделать коллекторы как можно меньшими.
Технологии
[ редактировать ]Солнечные комбисистемы используют технологии, аналогичные тем, которые используются для солнечного горячего водоснабжения и для обычного центрального отопления и подогрева полов , а также те, которые используются во вспомогательных системах - технологии микрогенерации или другие.
Уникальным элементом комбисистем является способ объединения этих технологий и системы управления, используемые для их интеграции, а также любая технология стратификации, которая может быть использована.
Отношение к зданиям с низким энергопотреблением
[ редактировать ]К концу 20-го века солнечные системы горячего водоснабжения были способны удовлетворить значительную часть потребностей в горячей воде для бытовых нужд во многих климатических зонах . Однако только с развитием надежных технологий строительства с низким энергопотреблением в последние десятилетия века распространение таких систем для отопления помещений стало реалистичным в умеренных и более холодных климатических зонах .
По мере снижения потребности в тепле общий размер и стоимость системы уменьшаются, а более низкие температуры воды, типичные для солнечного отопления, могут быть более легко использованы, особенно в сочетании с подогревом полов или стен. Уменьшается и объем, занимаемый оборудованием, что также повышает гибкость его размещения.
Как и другие системы отопления в зданиях с низким энергопотреблением, производительность системы более чувствительна к количеству жильцов, температуре в помещении и скорости вентиляции по сравнению с обычными зданиями, где такие эффекты невелики по сравнению с более высоким общим спросом на энергию.
См. также
[ редактировать ]
- Геотермальный тепловой насос
- Возобновляемая солнечная энергия, концентрирующая солнечную энергию (используется в этих системах для производства тепла, а не для производства электроэнергии)
- Возобновляемая энергия
- Солнечное охлаждение
- Солнечное отопление
- Солнечная тепловая энергия
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Официальный сайт МЭА SHC Task 26
- Проект европейской программы Altener: солнечные комбисистемы
- Испытание тепловых солнечных систем для горячего водоснабжения и отопления помещений (июнь 2004 г.)
- Межсезонная передача тепла объединяет сбор солнечной тепловой энергии и ее хранение.
- Отчеты об испытаниях Combisystem – преимущественно на немецком языке
Ссылки
[ редактировать ]- Солнечные системы отопления домов - Справочник по проектированию солнечных комбисистем , Джеймс и Джеймс, ISBN 1-902916-46-8 (от команды Task 26)
Сноски
[ редактировать ]- ^ «ИЭА-SHC || Задача 14» . Архивировано из оригинала 31 августа 2009 г. Проверено 21 сентября 2009 г.
- ^ «Поздравляем! Ваш домен в OVHcloud создан!» . www.sofath.com .
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 20 июля 2006 г. Проверено 9 января 2007 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ «Солнечные комбисистемы» . Архивировано из оригинала 21 февраля 2007 г. Проверено 9 января 2007 г.
- ^ «Загрузки» . Архивировано из оригинала 24 сентября 2007 г. Проверено 9 января 2007 г.