Обусловив внедрения

В настоящий момент для на нагрева воды широко применяются установки, использующий природный газ в качестве топлива. Ввиду значительной стоимости газа и того факта, что цена на газ постоянно увеличивается, предлагаем использовать водунагретую за счет энергии солнца, то есть непосредственно гелиоводонагревателем и это непосредственно снизит эксплуатационные расходы.

Гелиоэнергетика – получение энергии от Солнца. Имеется несколько технологий солнечной энергетики. Получение электроэнергии от лучей Солнца не даёт вредных выбросов в атмосферу, производство стандартных силиконовых батарей также причиняет мало вреда. Но производство в широких масштабах многослойных элементов с использованием таких экзотических материалов, как арсенид галлия или сульфид кадмия, сопровождается вредными выбросами.

Солнечные батареи имеют ряд преимуществ: они могут помещаться на крышах домов, вдоль шоссейных дорог, легко трансформируются, используются в отдалённых районах.

Главной причиной, сдерживающей использование солнечных батарей, является их высокая стоимость. Нынешняя стоимость солнечной электроэнергии равняется 4,5 дол. за 1 Вт мощности и, как результат, цена 1кВт\час электроэнергии в 6 раз дороже энергии, полученной традиционным путём сжигания топлива. Возможно использование солнечной энергии для отопления жилищ. Однако в условиях нашей страны 80% энергии Солнца приходится на летний период, когда нет необходимости отапливать жильё, кроме того, солнечных дней в году недостаточно, чтобы использование солнечных батарей стало экономически целесообразно.

В Республике Беларусь целесообразны 3 варианта использования солнечной энергии: пассивное использование солнечной энергии методом строительства домов «солнечной архитектуры». Однако в настоящее время полностью игнорируются даже принципы пассивного солнечного отопления. Единственное здание в Беларуси, построенное с использованием этого принципа – немецкий Международный Образовательный Центр; использование солнечной энергии для целей горячего водоснабжения и отопления с помощью солнечных коллекторов; использование солнечной энергии для производства электроэнергии с помощью фотоэлектрических установок.

Если проектирование зданий проводить с учётом энергетического потенциала климата местности и условий для саморегулирования теплового режима зданий, то расход энергии на теплоснабжение можно сократить на 20-60%. Так, строительство на принципах «солнечной архитектуры» может снизить годовое теплопотребление до 70-80 кВт\кв. м.

В настоящее время финансируется создание отечественной установки на фотоэлементах. Одна солнечная электростанция установлена в Беловежской пуще и отапливает два дома, ещё несколько установлены в чернобыльской зоне. Солнечные коллекторы рекомендуется устанавливать в коттеджах, загородных домах. Они экономичнее традиционных угольных котлов.

Создано опытное производство систем горячего водоснабжения, базирующихся на использовании солнечной энергии. Эти устройства включают в себя солнечные коллекторы и теплонакопители. Оптимальный для местного климата вариант – система с четырьмя коллекторами – позволяет обеспечить потребности в горячем водоснабжении семьи из 4-5 человек. Зимой установку можно интегрировать со стандартной системой отопления. Стоимость оборудования варьируется в пределах 900-3500 дол. США.

В Республике Беларусь организовано производство гелиосистем для нагрева воды. Они представляют собой лёгкие, компактные конструкции, собираемые по модульному принципу. В зависимости от конкретных условий можно получить установку любой производительности. Основой гелиосистем является плёночно-трубочный адсорбирующий коллектор. Теплообменники, входящие в состав систем, изготавливаются из специальных материалов, исключающих коррозию при замерзании. Гелиоустановки могут подсоединяться к централизованной системе отопления или работать автономно с заправкой бака-накопителя требуемой ёмкости.

Интересны примеры использования солнечной энергии в разных странах.

В условиях Великобритании жители сельской местности покрывают потребность в тепловой энергии на 40-50% за счёт использования энергии Солнца. Современные солнечные коллекторы могут обеспечить нужды сельского хозяйства в тёплой воде в летний период на 90%, а в переходный период – на 55-65%, в зимний – 30%.

Наиболее суммарной площадью установленных солнечных коллекторов располагают: США – 10 млн м², Япония – 8 млн м², Израиль – 1,7 млн м², Австралия – 1,2 млн м²

В настоящее время 1 кв.м солнечного коллектора экономит в год:

- электроэнергии - 1070-1426 кВт\ч;

- условного топлива – 0,14-0,19 т;

- природного газа – 110-145 нкуб.м;

- угля – 0,18-0,24 т;

- древесного топлива – 0,95-1,26 т.

Площадь солнечных коллекторов 2-6 млн. куб.м обеспечивает выработку 3,2 – 8,6 млрд кВт\ч энергии и экономит 0,42 – 1,14 млн т усл. топлива в год.

Способ действия солнечного водонагревателя (гелиоводонагревателя) прост и напоминает работу установки центрального отопления с тем лишь отличием, что нагрев воды происходит при помощи солнечной энергии.

Солнечный водонагреватель (гелиоводонагреватель) – это закрытая система, в которой незамерзающая жидкость на основе гликоля протекает через коллектор и змеевик. Жидкость забирает тепло из медно-алюминиевого абсорбера, обогреваемого за счет солнечного излучения до высокой температуры. Затем нагретая жидкость перекачивается через змеевик аккумулятора и нагревает воду. Цикл передачи тепла из коллектора к аккумулятору длится до тех пор, пока светит солнце.

Работу насоса контролирует электронный контроллер: он следит за исправностью солярной системы. Датчики контроллера, находящиеся в коллекторе и в аккумуляторе, указывают температуру в системе. Кроме того, расширительный бак предохраняет систему от слишком высокого давления, возникающего при возрастании температуры и не использовании воды потребителями.

Абсорбер обеспечивает высокий уровень поглощения солнечной энергии. Абсорбер защищён корпусом коллектора (с усиленной теплоизоляцией), который способствует минимизации потери тепла. Высококачественная теплоизоляция является температуростойкой, экологически чистой и не выделяет газов.

Рисунок 3.1 – Структура солнечного коллектора

· Циркуляционный насос

· Обратный клапан

· Термометр и манометр

· Редукционный клапан

· Воздушный клапан

· Термометр

· Компенсационный блок

· Клапан

· Предохранительный клапан

· Электронный контроллер разности температур

· Датчик температуры

В здании «Пункт сбора монтёров пути ст. Речица» в летний период для обеспечения горячего водоснабжения используется горячая вода, нагретая за счёт подогрева сжигаемым природным газом.

В рамках данного мероприятия предлагается Гомельской Дистанции пути приобрести два гелиоводонагревателя «ATMOSFERA MasterHeat DUO». Гелиобойлеры компании АТМОСФЕРА оснащаются одним или двумя теплообменниками. Нижний теплообменник предназначен для подключения к гелиоустовке. Нагретый в солнечном коллекторе теплоноситель происходит через теплообменник и отдает свое тепло расходной питьевой воде. Циркулярный насос прокачивает теплоноситель через коллектор для его повторного нагрева. Если солнечной энергии не достаточно для полноценного нагрева бака, то существует возможность дополнительного нагрева. Если солнечной энергии не достаточно для полноценного нагрева бака, то существует возможность дополнительного подогрева через второй теплообменник, который связан с любым водогрейным котлом или электрическим Тэном.

Пригоден при установки при следующих условиях:

- при температуры греющего контура (теплообменника) до 100 С;

-при избыточном давлении в теплообменнике до 6 Бар№

- при избыточном давлении в контуре подачи воды до 6 Бар.

Комплект постановки водонагревателей косвенного нагрева серии ATMOSFERA Masterheat и ATMOSFERA MasterHeat Duo зависит от конкретных инженерных решений, в которых он применяется, а также условий эксплуатации, состав комплектующих рассмотрены в таблице 3.1 – 3.2

Таблица 3.1 – Технические характеристики водонагревателей

Тип	Atmosfera MasterHeat DUO
Объем бака - накопителя, л
Рабочее давление в греющем контуре (теплообменник),МРа	0,6
Рабочее давление контура ГВС,Мра	0,6
Толщина изоляции,мм
Материал внутреннего бака	нержавеющая сталь(SUS 304/2B)
Материал термоизоляции	пенополиуретан
Материал обшивка бака- накопителя	окрашенная оцинкованная сталь

Окончание таблицы 3.1

Тип	Atmosfera MasterHeat DUO
Высота внешнего бака с теплоизоляцией, мм
Максимальная температура греющего контура, С
Максимальная температура контура ГВС, С
Рекомендованная мощность комплектуемого ТЭНа,кВт	2,5
Размер
Высота внутреннего бака, мм
Ширина внутреннего бака, мм
Толщина стенки внутреннего бака, мм	1,5
Ширина внешнего бака с теплоизоляцией, мм
Толщина стенки внешнего бака, мм	0,55
Кант.размер, мм	640х640х1870
Масса
Вес бака нагревателя с двумя теплообменниками, кг
Теплообменные поверхности
Длина верхнего теплообменника, м
Длина нижнего теплообменника, м
Площадь нижнего теплообменника, м2	0,75
Площадь верхнего теплообменника, м2	0,5
Материал нижнего теплообменника	медь
Материал верхнего теплообменника	медь
Диаметр нижнего теплообменника, мм
Диаметр внешнего теплообменника, Мм
Толщина стенки теплообменников, Мм
Объем нижнего теплообменника, Л
Объем верхнего теплообменника, Л
Технологические отверстия
Падающий патрубок системы ГВС (холодная вода)	3/4.
Выдающий патрубок системы ГВС (горячая вода)	3/4.
Погружные гильзы термодатчиков	1/2.
Слив воды	3/4.
Комбинированный клапан, Р/Т	3/4.
Рециркулярный контур	3/4.
ТЭН (трубчатый электронагреватель)	3/4.
Магниевый анод	3/4.
Подающий патрубок нижнего теплообменника	3/4.
Выпускающий патрубок нижнего теплообменника	3/4.
Падающий патрубок верхнего теплообменника	3/4.
Выпускающий патрубок верхнего теплообменника	3/4.

Основные преимущества гелиобойлеров ATMOSFERA Masterheat и ATMOSFERA MasterHeat Duo:

- простой монтаж и подключение к источнику горячей воды для обогрева;

- очень быстрое получение горячей воды для ТХЦ;

- выполнение всех необходимых гигиенических требований к качеству воды обеспечивается наличием встроенного высококачественного резервуара из нержавеющей стали;

- повышение коррозийная стойкость системы обеспечивается установленным магниевым анодом;

- минимум тепловых потерь гарантирует пенополиуретановая изоляция;

-возможность подключения большого количества точек забора воды;

- в обогревателях с двумя теплообменниками можно использовать для источника энергии для обогрева воды. Кроме того, дополнительного имеется возможность получения большей поверхности теплообмена при параллельном подключении этих источником;

- контроль температуры осуществляется с высокой точностью благодаря погружным гильзам;

- наличие дополнительного ТЭНа с возможностью автономного управления.

Таблица 3.2 – Дополнительные комплектующие

Название	Цена,тыс.руб
Магенезиумный анод для бройлеров,3/4"
ТЭН для баков ATMOSFERA 3 кВт,3/4"
Гильза погруженная для датчика температуры 1/2"
Комбинированный предохранительный клапан темп.и давления 3/4НР, 6 bar,90C
Обратный клапан со сливом,3/4

Нижний змеевик расположен таким образом, что позволяет наиболее эффективно отбирать тепло даже от низкопотенциального потока (что увеличивает эффективность использования систем солнечных коллекторов);

Оптимизированная геометрия змеевика греющего контура обеспечивает быстрый, равномерный и отвечающий самым высоким требованиям комфорта режим приготовления горячей воды;

При желании, бак-накопитель может комплектоваться погружными гильзами, комбинированным клапаном давления температуры, ТЭНом и магниевым анодом