Геліосистеми для забезпечення гарячого водопостачання та опалення

Розглянемо цей варіант на прикладі будинку площею 300 кв.м у місті Києві. Система опалення будинку на 80% складається з водяної теплої підлоги і на 20% з радіаторного опалення .

Перед тим як починати вибір геліосистеми , необхідно розрахувати тепловтрати будинку в опалювальний сезон, беремо середнє число. Які основні фактори впливають на втрати тепла: розташування будинку, температура повітря у приміщеннях та розташування вікон. Для максимально ефективного забезпечення опалення з використанням сонячних колекторів необхідно використовувати теплу підлогу. Такий тип опалення не потребує великої кількості енергії, оскільки температура підлоги може змінюватися від 35 до 50 градусів. У той час, як для підтримання тепла за допомогою радіаторів необхідно забезпечити нагрівання до 80 градусів. Таким чином, за допомогою теплої підлоги, ви зможете забезпечити якісний обігрів будинку навіть у холодну пору року, коли продуктивність сонячних колекторів максимально низька.

Переважно будинки будують за стандартними технологіями, тому розглянемо склад стандартних конструктивів, які утримують тепло: дах та стіна.

Скління займає в середньому 12-20% площі стін. Під дахом безпосередньо намагаються розташувати мансардне або напівмансардне приміщення.

Дах: 1 - мінвата (зазвичай товщиною 100 мм); 2 – паробар'єр; 3 - бітумна черепиця або металоочерепиця. Також у конструктиві даху є балки, гіпсокартон та інше, але вони у розрахунку тепловтрат зазвичай не враховуються.

Стіна: 1 – склопакет (звичайний 2-х камерний); 2 - цегляна кладка (цегла, піноблок або ракушняк для південних регіонів); 3 – пінопласт 50 мм (або мінвата 100 мм), 4 – штукатурка, 5 – фарба або декоративна штукатурка. Засклення у площі стіни займає 12-15%.

Добове споживання тепла на 1 кв.

Даний графік показує середньомісячні енерговитрати на підтримання температури у приміщенні в районі 22-24 градусів Цельсія у стандартному будинку (1 кв.м на добу), якщо він розташований у різних регіонах України. При підборі геліосистеми для підтримки опалення мається на увазі, що геліосистема покриватиме потреби в теплі на 50-80% у березні-травні/вересні-жовтні.

Скільки потрібно колекторів для забезпечення ГВП та опалення в будинку взимку?

Для підбору мінімальної кількості сонячних колекторів візьмемо квітень – найсонячніший місяць опалювального сезону. У квітні добова потреба такого будинку в теплі буде: Qпотр. = 300м2 * 0,32 кВт / (добу * кв.м.) = 96 кВт / добу. Середньомісячна продуктивність колектора за квітень - 5,96 кВт/добу. Для максимального покриття потреби в опаленні необхідно: Nкол=96 кВт/6,6 кВт/добу=15 колекторів.

Яка частка покриття опалення за рахунок сонячної енергії у цьому випадку?

Для визначення річної потреби даного будинку в теплі складемо помісячну потребу 1 кв.м. і помножимо на площу дому.

Qотоп. = (0,310 +0,4311 +0,612 +0,681 +0,662 +0,53 +0,324) кВт / (доба * м2) * 30 дн * 300м2 = 31 `410 кВт / рік. Тепер оцінимо скільки тепла виготовлять вибрані 15 колекторів за цей час: Qвак.отоп.=(5,510+3,411+1,912+2,61+4,62+5,53+6,64) кВт/(кол.*день) * 30 дн * 15 шт = 13 '545 кВт / рік. А значить загалом за опалювальний сезон геліосистема покриє: 13545 кВт/рік/31410 кВт/рік *100%=44 % потреби в теплі. Варто пам'ятати, що максимальне покриття опалення від Сонця буде у квітні та жовтні, а мінімальне – у грудні та січні. При цьому видно, що підтримка опалення за рахунок геліосистеми, може бути істотна.

Що робити влітку, коли сонячного тепла багато, а потреби у опаленні немає?

Так як влітку продуктивність колекторів значно вища, ніж у зимовий період, виникає зайве тепло, яке потрібно кудись застосувати. У разі появи надлишкового тепла колектор може перегріватися, після чого відбувається повне відключення системи.

Зазвичай з надлишком тепла влітку борються так:

1) Якщо будинок має відкритий басейн, то після закінчення опалювального сезону вигідно переключити на нього. Відкриті басейни зазвичай наповнюють наприкінці квітня та зливають наприкінці вересня. Геліосистема дозволить зменшити витрати енергоносіїв на підігрів басейну та забезпечити комфортну температуру води (24°C). Басейн є такою системою, яка має здатність до саморегулювання - чим вища його температура, тим більше тепла через випаровування йде в навколишнє середовище. При підключенні відкритого басейну до геліосистеми слід стежити, щоб площа геліосистем не перевищувала подвійну площу дзеркала басейну. Скидання тепла у відкритий літній басейн – найвигідніший спосіб використання тепла влітку.

2) Якщо будинок опалюється за допомогою теплового насоса , який витягує тепло з ґрунту, то вигідно влітку спрямовувати сонячне тепло назад у свердловини. Це дозволяє повернути в ґрунт те тепло, яке тепловий насос забрав з нього взимку, захистити свердловини від вимерзання і забезпечити тепловому насосу високий коефіцієнт перетворення наступної зими.

3) Якщо на підтримку опалення треба 16 сонячних панелей, а на приготування гарячої води – 4 панелі, то на 12 панелей влітку ми ставимо жалюзі з електроприводом. Коли колектори нагріють воду в баку ГВП і тепловому акумуляторі, регулятор або термостат закриють зайву площу.

І так підіб'ємо підсумки: для того щоб геліосистема працювала з максимальною продуктивністю в опалювальний період, найкраще для обігріву приміщень використовувати теплі підлоги та невелику кількість радіаторних батарей. При правильному утепленні стін та даху, можна знизити енерговитрати, за рахунок менших тепловтрат. При стандартному утепленні будинку загальною площею 300 кв.м вам знадобиться приблизно 15 сонячних колекторів. Залежно від індивідуальних параметрів, таких як товщина стін, розташування будинку, місцевість, кількість необхідних колекторів може змінюватись.

Для підбору обладнання ви можете звернутися до нас за телефоном: 0 (44) 225-63-32