Регенеративная пара


Регенеративная параПри использовании систем отопления, работающих на солнечной энергии, для экономного покрытия потребности небольшого дома в обогреве требуется дополнительная выработка тепла. В качестве второго компонента производства регенеративной энергии предлагается использовать тепловые насосы. Самый большой минус использования солнечной энергии заключается в том, что больше всего тепла требуется зимой, когда солнечное излучение и коэффициент полезного действия коллектора минимальны. Так же дело обстоит и с эффективностью воздушно-водных тепловых насосов.


Но и системы, привязанные к земле, имеют свои пределы производительности. Даст ли хоть какой-то энергетический плюс объединение этих регенеративных компонентов? Однозначно да, если они правильно и профессионально подобраны и интегрированы друг с другом. В результате можно использовать преимущества солнечной отопительной установки и теплового насоса, получая более высокие показатели регенеративной энергии и сокращая расходы на электроэнергию. На сроке службы компонентов установки это тоже может сказаться положительно. Минусом являются более высокие инвестиционные и интеграционные расходы и более сложная и затратная с точки зрения регулировки и гидравлики установка.

Все больше производителей тепловых насосов опционально предлагают интеграцию установок солнечного отопления. Владельцы домов, заинтересованные данным предложением, прежде всего должны проверить, подходит ли само здание и место его расположения для эксплуатации подобной регенеративной пары. Помощь в принятии решения может оказать оценка расходов и выгоды, полученной в результате монтажа такой системы. Кроме того рекомендуется отдавать предпочтение предварительно изготовленным и грамотно подобранным друг к другу установкам. Представляем вашему вниманию три инновационные комплексные системы.

Замороженное солнечное тепло
Без газового или масляного котла, без тепловых насосов, грунтовых зондов и воздушного теплообменника в саду обходится система солнечного отопления Solaera от компании Consolar. Она представляет собой комплексное и эффективное решение по отоплению дома и подогреву воды. Потребление конечной энергии одноквартирным домом по сравнению с традиционной системой отопления снижается на 80-85% за счет применения солнечной энергии.

С помощью так называемых гибридных коллекторов, которые, к примеру, монтируются на крыше дома, можно получать двойную пользу: от солнечного излучения и тепла окружающего воздуха. Установки сконструированы таким образом, что встроенный вентилятор при необходимости направляет воздух через внутреннюю часть коллектора, но только в том случае, если не хватает солнечного излучения. При этом производится отбор тепла из воздуха, которое передается на циркулирующий теплоноситель солнечного аккумулятора. Через сеть труб тепло попадает в центр энергоснабжения, расположенный, как правило, в подвале дома и состоящий из теплового насоса и резервуара латентного тепла на базе воды и льда. Вместе с 1000-литровым комбинированным накопителем он занимает совсем небольшую площадь - 3 х 1,5 м.

Как осуществляется теплоснабжение при различных погодных условиях? Если на гибридные коллекторы попадает достаточное количество солнечных лучей, энергия солнца передается на комбинированный резервуар, и дом получает необходимое тепло. Если температуры в коллекторах не хватает для прямого теплоснабжения, то подключается тепловой насос. Теплоноситель солнечной установки проходит через тепловой насос, который поднимает температуру до нужного уровня, что исключает проблемы с отоплением и подогревом воды.

В случае избытка солнечной энергии, например, в солнечные дни, она направляется в накопитель латентного тепла, где и сохраняется без потерь. В результате изменения агрегатного состояния воды (вода превращается в лед) резервуар способен накапливать много энергии на небольшом пространстве. Его объем 320 л соответствует тепловой емкости 2500 л. А что происходит ночью, когда нет солнца или если требуется больше тепла, чем могут поставить коллекторы? Тогда тепловой насос производит отбор низкотемпературного тепла из накопителя, чтобы довести его до необходимой температуры. Таким образом обеспечивается круглосуточное теплоснабжение в течение всего года.

Эффективность системы
В зданиях с расходом тепла на отопление до 10 000 кВт-ч/год и нагрев воды до 3000 кВт-ч энергоснабжение может полностью осуществляться с помощью системы Solaera. С такой задачей справятся гибридные коллекторы площадью от 20 до 25 м (от восьми до десяти коллекторов). Система легко монтируется, ее установку способен выполнить обычный монтажник тепловых сетей. Гибридные коллекторы должны крепиться под углом 60-90°. В регионах, где выпадает небольшое количество снега, или там, где снег можно легко убрать, допускается минимальный наклон коллекторов под углом 45°.

В домах, имеющих более высокую потребность в тепле, для отопления в систему можно интегрировать водопроводящий камин или комнатную печь, работающую на пеллетах, которая будет подключаться к комбинированному накопителю и управляться посредством системного регулятора Solaera. В старых постройках возможна комбинация с существующими масляными или газовыми котлами. Системный регулятор управляет отопительным котлом только несколько дней в году для покрытия пиковой нагрузки. При этом тепловой насос продолжает работать, в результате чего значительно повышается энергоэффективность.

Отопление с помощью сырых гранул
Знали ли вы, что для отопления дома также можно использовать цеолиты (кусочки пористого материала пемзы, помещаемого в жидкость для поддержания равномерного кипения)? Цеолит представляет собой абсолютно натуральный, экологически чистый материал, обладающий одним особым качеством: он впитывает воду как губка и при этом отдает значительное количество тепла. Специалистам компании Vaillant, работающим в области отопительной техники, первым в мире удалость применить цеолит для теплоснабжения зданий. Так называемый цеолитный газовый насос позволяет сэкономить около 35% электроэнергии и значительно сократить выброс углекислого газа по сравнению с современной отопительной техникой.

Цеолитный газовый тепловой насос состоит из устройства сжигания газа и цеолитного модуля. Дополнительно в систему входят три солнечных коллектора, один накопитель горячей воды и устройство управления системой. Замкнутый цеолитный модуль наряду с цеолитом содержит только воду и теплообменник и в течение всего срока службы установки не требует технического обслуживания. Монтаж системы лишь незначительно отличается от монтажа газового устройства с поддержкой солнечного аккумулятора.

На первом этапе в цеолитном модуле с помощью солнечной энергии, полученной коллекторами на крыше дома, происходит испарение воды. Поскольку в модуле создан вакуум, этот процесс протекает и при низкой температуре коллекторов - примерно при 3 °С. Совсем небольшого солнечного излучения хватает на то, чтобы нагреть коллекторы до достаточной температуры даже зимой. Сухой цеолит удерживает пар в своих порах и одновременно сильно нагревается (адсорбция). Образующееся тепло используется для отопления. Если цеолит полностью насыщен водой и не отдает больше тепла, то вода испаряется с помощью газового устройства, а цеолит сохнет. Водный пар конденсируется на теплообменнике, отдавая при этом тепловую энергию (десорбция), которая направляется в отопительный контур.

После короткой фазы охлаждения в данном контуре вновь начинаются процессы адсорбции и десорбции. Поскольку речь идет о чисто физической реакции, на практике возможна реализация бесконечного числа циклов увлажнения и сушки. Таким образом, можно неограниченное количество раз направлять бесплатное и экологически чистое тепло окружающей среды в систему отопления.

Грунт как аккумулятор солнечной энергии
Система энергоснабжения Solargeo Ex является комплексной. Ее составляющие - соляной/ водный тепловой насос, солнечная установка, тепловой аккумулятор и геотермальный теплообменник - подобраны и согласованы друг с другом. Сюда еще следует добавить устройство регулирования системы.

Геотермальный теплообменник оснащен так называемыми лучами с горизонтальными пластиковыми трубами, размещенными в грунте. Они представляют собой элементы накопления и отбора тепла, которые подпитывают систему солнечного нагрева, а также отбирают энергию из земли для теплового насоса. Теплообменники расположены под границей промерзания грунта и соединяются с солнечными коллекторами и тепловым насосом посредством распределителя и трубопроводной системы. Особенность заключается в том, что «геотермальные лучи» уходят еще и вертикально, то есть вглубь земли. Преимущество такого решения по сравнению с плоскостными горизонтальными геотермальными теплообменниками состоит в том, что требуется гораздо меньшая по площади выемка грунта.

Солнечное тепло, аккумулируемое плоскими коллекторами, сначала поступает в послойный комбинированный накопитель для непосредственного снабжения горячей водой и помощи в отоплении. В случае избытка солнечной энергии она направляется на станцию геотермального теплообменника. Поскольку таким образом повышается температура со стороны теплового источника, это позволяет, с одной стороны, увеличить используемый энергетический потенциал теплового насоса, а с другой, летом и в переходные периоды солнечное тепло может регенерировать охлажденный грунт. В результате сокращается площадь, необходимая для геотермальных теплообменников.

Согласно заявлению производителя данная система позволяет сэкономить до 25% электроэнергии по сравнению со стандартными тепловыми насосами с геотермической привязкой. По итогам научных исследований, а также испытаний, проведенных в естественных условиях, суммарный годовой показатель эффективности системы энергоснабжения Solargeo Ex составляет максимум 5,3.

 

Бесплатный расчет стоимости строительства и ремонтных работ

«СтройБиржа» - Бесплатный расчет стоимости строительства и ремонтных работ

Рейтинг@Mail.ru