ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

В южных регионах России и СНГ солнечные нагревательные системы используются в основном в теплое время года (апрель-октябрь). Такие системы работают, как правило, на воде и являются одноконтурными; в них солнечные тепловые коллекторы располагаются внизу, что обеспечивает самоциркуляцию теплоносителя. Известны также всесезонные (круглогодичного действия) двухконтурные системы. Здесь в любое время года теплоноситель принудительно прокачивают через коллекторы (в холодное время - с большей скоростью), при этом расположение коллекторов по высоте не регламентируется. Предлагаемая сравнительно простая комбинированная нагревательная система, являясь двухконтурной и всесезонной, использует преимущества одноконтурной системы - с самоциркуляцией в теплое время года.

Система солнечного теплоснабжения (см. рис.) включает несколько коллекторов1и термоизолированный бак-аккумулятор 2, который располагается выше коллекторов. Внутри бака размещён теплообменник 3 в виде емкости с развитой наружной поверхностью. Система включает также электронасос 4 с регулируемой производительностью, трубопроводы 5-9 первого и второго контуров, расширительный бачок 10, вспомогательный электронагреватель 11, встроенный в бак, трубопроводы 12,13 заправки воды в бак и забора воды из бака, соответствующие вентили (показаны на рис.) и датчики давления, скорости и температурыp, v, t.Коллекторы и часть трубопроводов первого контура располагаются вне помещения, поэтому в качестве теплоносителя этого контура используется незамерзающая жидкость, например антифриз; во втором контуре, в том числе в баке 2,- вода.

При строительстве системы солнечного теплоснабжения её коллекторы направляют на юг и устанавливают под углом, оптимальным для данной географической широты. В тёплое время года система работает в режиме самоциркуляции, для чего насос 4 отключают, а вентиль на трубопроводе 5 перекрывают. После открытия вентиля на трубопроводе 9 теплоноситель по трубопроводу 7 поступает из теплообменника 3 в коллекторы1.Здесь теплоноситель разогревается и за счет термосифонного эффекта поднимается по трубопроводу 8 и посредством трубопровода 6 возвращается в теплообменник, т.е. происходит самоциркуляция и постепенный разогрев теплоносителя в первом контуре. Этот контур герметичен, некоторое увеличение объёма теплоносителя из-за его нагрева компенсирует расширительный бачок 10. Теплообменник 3 своей развитой наружной поверхностью отдаёт тепло воде в баке-аккумуляторе 2. Сохранение температуры воды, в том числе в тёмное время суток, достигается за счёт термоизоляции бака.

При температуре окружающей среды от плюс 5°С и ниже осуществляют принудительную циркуляцию теплоносителя по большому контуру за счёт перекачки с помощью электронасоса 4, производительность которого увеличивают по мере снижения температуры среды. Для этого вентили на трубопроводах 8 и 9 перекрывают, а вентили на трубопроводе 5 и перед насосом - открывают. Насос, забирая посредством трубопровода 7 теплоноситель из теплообменника 3, продавливает его через трубчатую систему коллекторов1и регулируемый дроссель в трубопроводе 5 и по трубопроводу 6 возвращает в теплообменник. В итоге происходит принудительная циркуляция и нагрев теплоносителя, температура которого может достигать 120°С. Это тепло через теплообменник передаётся воде в баке-аккумуляторе 2; по достижению температуры 63°С в баке, по сигналу датчика температуры Т электродвигатель насоса отключается. В необходимых случаях для первоначального разогрева воды в баке задействуют электронагреватель11.Циркуляция горячей воды в системе обогрева здания осуществляется дополнительным насосом (на рис. не показан) за счёт забора воды из бака посредством трубопровода 12 и возвращения в бак остывшей, но тёплой воды через трубопровод 13. Трубопроводы 12 и 13 используют также соответственно для забора горячей воды для хозяйственно-бытовых нужд и для заправки (пополнения) бака.