Схемы систем солнечного горячего водоснабжения

На рисунке представлена схема системы солнечного горячего водоснабжения.

Принципиальная схема системы солнечного горячего водоснабжения

1 — солнечное излучение; 2 — коллектор; 3 — горячая вода (45—60°С); 4 — дополнительный водонагреватель; 5 — ванна; 6 — туалет

Принцип действия традиционного устройства основывался на том, что вода для горячего водоснабжения подавалась непосредственно в нагревательный агрегат - котел, кипятильник и т.п., где доводилась до определенной температуры, а затем направлялась потребителю. В системе солнечного горячего водоснабжения вода сначала поступает в солнечный коллектор, где нагревается с помощью солнечного излучения, а затем направляется в ванну, туалет, кухню. Если температура воды не достигает заданного значения, подключают вспомогательный источник энергии (бойлер), с помощью которого доводят температуру до необходимого уровня.

В районе Токио температура воды, поступающей в систему горячего водоснабжения из водопровода, в течение года меняется от 5 до 26°С, а температура горячей воды - от 45 до 60°С. Поэтому обычно холодную воду, подаваемую в систему горячего водоснабжения, в отопительный период предварительно подогревают. Применяя солнечные коллекторы даже для сравнительно низкотемпературного подогрева, можно достичь высокого коэффициента использования тепла. При подогреве воды всего на 1°С с помощью солнечного излучения можно получить определенную экономию топлива вспомогательного энергоисточника.

Например, в системе горячего водоснабжения для подогрева 1 л воды с 10 до 11°С требуется 1 ккал тепла, а для подогрева воды с 59 до 60°С потребуется 1 ккал тепла той же стоимости. В то же время если для предварительного подогрева использовать тепло, сбрасываемое системой отопления при температуре ниже 20°С, то оно будет, в сущности, бесплатным.

В отличие от системы теплохладоснабжения система горячего водоснабжения функционирует в течение всего года, так что период эксплуатации оборудования в этом случае получается продолжительным и коэффициент его использования высоким, поэтому с экономической точки зрения эта система наиболее выгодна.

На рисунках ниже, схемы систем солнечного горячего водоснабжения показаны более детально.

На этом рисунке представлены два способа горячего водоснабжения с использованием солнечных водонагревателей.

Типы систем солнечного горячего водоснабжения

а — система, снабжающая горячей водой только ванны: 1 — водонагреватель с постоянным уровнем воды в напорном баке; 2 — напорный бак; 3 — горячая вода для ванны; 4 — дополнительный нагреватель; 5 — дополнительное топливо (газ); 6 - подача питательной воды; 7 — запорный вентиль;

б — система горячего водоснабжения с центральной линией водоснабжения: 1 — водонагреватель с естественной циркуляцией воды; 2 - бак-аккумулятор горячей воды; 3 - дополнительный нагреватель; 4 - подача питательной воды

В одном случае (а) горячая вода предназначена только для ванны, а в другом (б)- линия центрального водоснабжения питает горячей водой ванну, кухню, туалет и другие помещения. При этом применяют два вида солнечных водонагревателей с циркуляцией воды при постоянном уровне в напорном баке и с естественной циркуляцией воды.

На этом рисунке показана система горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией воды, в которой коллекторный контур отделен от контура бака-аккумулятора.

Системы солнечного горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией воды

а — система непосредственного нагрева (бак-аккумулятор с открытым отбором воды);
б — двухконтурная система с теплообменником в баке-аккумуляторе: 1 — коллектор; 2 — бак-аккумулятор с открытым отбором воды; 3 — бак-аккумулятор с закрытым отбором воды; 4 — коллекторный насос; 5 — подача питательной воды; 6 - дополнительный нагреватель; 7 — дополнительное топливо

Изображены две схемы горячего водоснабжения: а - с непосредственным нагревом воды (с открытым отбором воды), б- двухконтурная система (с закрытым отбором воды).

Принцип действия системы непосредственного нагрева (с открытым отбором воды) основан на непосредственной подаче и нагреве воды в коллекторе и последующем ее аккумулировании в открытом резервуаре. Нагретая вода насосами подается в ванны, кухни, туалеты и т.д.

В двухконтурной системе (с закрытым отбором воды) горячая вода, нагретая в коллекторе, проходит через змеевиковый теплообменник, вмонтированный в бак-аккумулятор, и нагревает находящуюся в нем воду. Нагретая вода используется для ванн, кухонь, туалетов и т.п. Подаваемая в бак-аккумулятор вода обычно находится под низким давлением: 0,65 кг/см² (давление воды 6,5 м); причем, когда через распределительный кран вода уходит к потребителю, одновременно в нижнюю часть бака поступает соответствующее количество воды.