Перcпективные вoзмoжнocти практичеcкoгo иcпoльзoвания альтернативных вoзoбнoвляемых иcтoчникoв энергии, в чаcтнocти, coлнечнoй для южных райoнoв Рoccии, предcтавляют ocoбый и долгоcрочный интереc. Опыт, приобретенный cпециалиcтами «Крымcкой тепловой компанией» по выпуcку и экcплуатации гелиоcистем с солнечными коллекторами на различных объектах (всего свыше 1000 м2 гелиосистем различной мощности и конфигурации), показал большой перспективный интерес к ним, как в промышленности, так и в частном секторе.
Среднегодовая плотность потока солнечной энергии в южных районах страны составляет в среднем 180-250 Вт/м2. Этой энергии достаточно для нагрева с 1 м2 гелиополя до 100-120 л горячей воды температурой 45-55°С. Расчеты гелиоустановок показывают, что окупаемость гелиосистем составляет два-три года в сравнении с использованием для нагрева воды электрической энергии, три-пять лет жидкого топлива и пять-шесть лет газа. Учитывая прогнозируемый рост цен на энергоносители и экологическую чистоту получаемой энергии, использование солнечной энергии очень выгодно. Предлагаемые системы наиболее эффективны на объектах, теплоснабжение и горячее водоснабжение которых осуществляется от котельных, использующих жидкое топливо. Максимальный эффект достигается на курортно-рекреационных объектах, где пик потребления горячей воды совпадает с максимальным количеством солнечных дней. Вышеназванные гелиосистемы, благодаря совершенной системе автоматического управления, надежно работают совместно с автоматизированными котельными.
Технические характеристики гелиоколлекторов, выпускаемых Крымской тепловой компанией: вес сухой – 28 кг/м2; внутренний диаметр каналов – 8 мм; площадь – 2,2-6,25 м2; давление рабочее – 0,6 МПа; давление максимальное – 1,0; коэффициент тепловых потерь – 4,1 Вт/м2; коэффициент поглощения абсорбера – 0,92-0,96; оптический КПД – 0,81%; температура стагнации – 144,5°C; объем каналов абсорбера – 0,4 л/м2; теплоноситель – фритерм.
Для южных районов наибольшие перспективы имеет развитие в первую очередь гелиосистем с плоскими солнечными коллекторами для обеспечения автономного теплоснабжения (горячего водоснабжения и отопления) жилых и производственных объектов (частных домов, гостиниц, пансионатов, ресторанов, мини-производств, сельскохозяйственных ферм, предприятий перерабатывающей отрасли, хлебопекарен и т.д.). С 1 м2 солнечного коллектора, представляющего собой конструкцию из дерева, стекла и цветных металлов, можно получить от 80 до 100 л в день горячей воды среднесуточной температуры 55-60°С. Благодаря особой конструкции крепежной части обеспечиваются простой и надежный способ установки стекла и полная герметичность коллектора. Разработчиками освоено производство солнечных коллекторов практически с любой площадью теплоприемника и любой формы, что позволяет «вписывать» коллекторы на сложную кровлю и фасады. В баке-аккумуляторе предусмотрен дополнительный греющий источник, компенсирующий естественные колебания солнечной активности. Для обеспечения автономности гелиосистем любого назначения при значительных колебаниях интенсивности солнечной радиации, связанных как с погодными, так и с сезонными условиями, особенно в режиме круглогодичной эксплуатации, используются дублирующие источники нагрева: электрические, газовые котлы и др. Их задача – нагреть воду до необходимой температуры в отсутствие солнца.
Солнечный тепловой коллектор представляет собой верхнюю стеклянную панель, расположенную под ней теплопоглотительную панель, состоящую из алюминиевого профиля с впрессованными в него медными трубками, по которым циркулирует теплоноситель, теплоизоляционный слой и опорную теплоизолирующую панель. Короб, в котором размещен гелиоколлектор, выполнен из древесины, пропитанной специальным составом. Стеклянная панель прижимается к конструкции короба с помощью специальной уплотнительной резины алюминиевыми планками. Короб герметичен, влаго- и морозостоек.
В состав гелиосистемы входят: емкость-аккумулятор тепловой энергии (гелиополе), теплообменный аппарат, насосные группы, трубопроводы, запорно-регулирующая арматура, автоматика и приборы безопасности. Гелиосистема представляет собой двухконтурную систему горячего водоснабжения круглогодичного действия. В первом контуре циркулирует незамерзающий теплоноситель, а во втором контуре – вода. Это дает следующие преимущества перед одноконтурными системами: увеличенный до 25-30 лет срок службы. В гелиосистеме отсутствует коррозия, т.к. трубки гелиоколлектора медные и в них циркулирует антифриз с ингибитором коррозии; использование солнечной энергии в течение всего срока эксплуатации, а не только в летний период года, что сокращает срок окупаемости в 1,5 раза. Система рассчитана на полное замещение тепловой нагрузки по горячему водоснабжению в теплый период года и экономию энергии в зимний период. Блок автоматики позволяет управлять работой гелиосистемы без вмешательства человека, автоматически включая и выключая насосную группу для поддержания заданной температуры. Гарантия изготовителя на солнечный коллектор составляет десять лет. Все материалы, используемые в гелиоколлекторе, имеют срок службы до 30 лет. Назначение гелиоколлектора – преобразование солнечной энергии в тепловую для горячего водоснабжения, отопления и нагрева бассейнов.
Поверхность, воспринимающая солнечное излучение, имеет селективное покрытие с большим коэффициентом преобразования солнечной энергии в те
пловую. Трубки коллектора изготовлены из меди. Специальные резиновые уплотнители выдерживают высокие температуры и солнечное излучение. Базальтовая вата, антисептированный корпус обладают высокими теплоизоляционными свойствами, устойчивы к морскому климату и высоким температурам.
Гелиосистемы, разработанные специалистами Крымской тепловой компании, включают в себя: гелиоколлекторы, емкость-аккумулятор тепловой энергии со встроенным либо выносным теплообменником, запорно-регулирующую арматуру, приборы безопасности, насосные группы и блок регулирующей автоматики. Все оборудование размещается во внутренних помещениях. Гелиоколлекторы размещаются на кровле зданий либо открытых площадках с ориентацией на юг. Гелиосистемы рассчитаны на полное обеспечение горячей водой в теплый период года и частичное в остальное время года, с последующим догревом от котельной или ТЭНов. Блок автоматики позволяет управлять работой гелиосистемы без вмешательства человека, автоматически включая насосы при достижении достаточного уровня тепловой энергии от солнца и поддерживая заданную температуру в бойлере.
Система солнечного нагрева воды (гелиосистема) предназначена для горячего водоснабжения коммунально-бытовых и хозяйственных объектов. Используя энергию солнца, гелиосистема позволяет экономить в год до 75% необходимого традиционного топлива. Применение возобновляемых источников энергии обеспечивает практически полную автономность теплоснабжения. Гелиосистемы привлекательны из-за высокой экономичности. Благодаря высокоселективному титановому покрытию гелиосистем использование солнечной энергии стало еще более эффективным. Использование в гелиосистемах таких устойчивых к коррозии и воздействию непогоды ма
териалов, как легированная сталь, алюминий, медь и специальное четырехмиллиметровое стекло, обеспечивают сохранение максимального коэффициента использования в течение длительного времени. Высококачественные в техническом отношении гелиоколлекторы и согласованная с ними общая система позволяют рассматривать хозяйственное использование солнечной энергии уже не как дело будущего, а как реальность, испытанную в повседневной практике. Диапазон мощностей изготовленных специалистами компании гелиосистем колеблется от малых (5-15 кВт – частный дом, мотель) до крупных значений (0,4 МВт – санаторий, плавательный бассейн и т.д.). За время существования компании сданы в эксплуатацию более 1800,0 м2 гелиосистем.
Производимые гелиоколлекторы имеют международный сертификат №9806-2 ISO-9001. Конструкция гелиоколлектора запатентована (патент №42584 А), отвечает требованиям ГОСТ-28310-89.
Ольга Степанцева
