Проект системы солнечного горячего водоснабжения многоэтажного жилого дома с дискретной переориентацией коллекторов

М. Д. Рабинович,

З. Н. Скоблякова.

Мы хотим представить один очень интересный проект, разработанный специалистами ПИНЭИ*. Это оригинальная система солнечного горячего водоснабжения с дискретным изменением ориентации солнечных коллекторов для многоэтажного дома (24 этажа, 122 квартиры), который должен был строиться в г. Киеве.

* ПИНЭИ (Проблемный институт нетрадиционных энерготехнологий и инжиниринга) основан в 1994 г. и является одной из ведущих организаций в Украине, работающей в области нетрадиционной и малой теплоэнергетики а также в сфере жилищно-коммунального хозяйства. Институт разрабатывает программы и методики по экономии энергоресурсов, нормативы и стандарты по энергосбережению и использованию нетрадиционных и возобновляемых источников энергии (НВИЭ); проектирует энергоэффективные жилые дома для индивидуального и муниципального строительства; проектирует и монтирует системы энергоснабжения с использованием НВИЭ, системы учета и регулирования потребление тепла и горячей воды.

Жилой дом с крытой автостоянкой и помещением общественного обслуживания.

Расход горячей воды в сутки:

на 122 квартиры — 43920 л

на комплекс — 49400 л


В разработанном проекте солнечная система подогрева холодной воды рассчитана на покрытие тепловой нагрузки горячего водоснабжения в летний период во время профилактики тепловых сетей и работает как система предварительного подогрева водопроводной воды с дальнейшим ее нагревом от тепловых сетей на протяжении отопительного и неотопительного периодов года.

По проекту дом оснащен типовой двухзонной системой ГВС с отдельными для каждой зоны двухступенчатыми теплообменниками горячей воды, присоединенными к внешней теплосети. Общий расход тепла на подогрев воды для системы ГВС летом составляет:

Qhsum = 1,1 Гкал/сутки.

Из многих отработанных вариантов схем приготовления горячей воды мы остановились на наиболее надежном двухконтурном варианте. Была разработана схема и рассчитано основное оборудование для системы ГВС с солнечным подогревом (рис. 1).

Рис. 1. Принципиальная схема системы солнечного ГВС II зоны жилого дома (баки на тех. этаже, схема двухконтурная)

В состав гелиоконтура входят:

— солнечные застекленные высокоэффективные плоские коллекторы фирмы Vissmann или отечественного производства (детальное техническое задание на разработку которых выполнено в институте), общая поверхность коллекторов 250 м2, производительностью летом 0,89 Гкал/сутки;

— емкостной теплообменник с трубчатой поверхностью теплопередачи (Fобщ = 38 м2) с электронагревателями (Nобщ = 64 кВт);

— расширительные мембранные баки, V = 250 л — 2 шт;

— насос циркуляционный Q = 7,5 м3/час, Н = 7 м.в. ст;

— трубопроводы обвязки и транзита теплоносителя;

— теплоноситель — экологически чистый и безопасный антифриз;

— бак сохранения антифриза V = 1,5 м3.

В состав контура водоснабжения входят:

— баки-аккумуляторы подогретой воды с экологически чистым внутренним покрытием (V = 5 м3 — 4 шт);

— вода для подогрева — из холодного городского водопровода соответствующей зоны;

— аппарат антинакипной защиты трубопроводов емкостного теплообменника.

Система автоматики предусматривает работу в двух режимах: при наличии и при отсутствии централизованного теплоснабжения.

I режим (основной на протяжении года) — вода из холодного водопровода заполняет объем баков, при наличии солнечной радиации нагревается теплоносителем гелиоконтура и подается для окончательного нагрева в скоростные теплообменники соответствующей зоны.

II режим (летний, при отключении от теплосети) — нагрев воды в день осуществляется теплоносителем (антифризом) гелиоконтура в емкостном теплообменнике, ночью — электронагревателями, вмонтированными в бак. Далее нагретая вода подается непосредственно в систему ГВС пользователям.

Рис. 2. План расположения солнечных коллекторов на крыше дома

Солнечные коллекторы (СК) I зоны располагаются на кровле подземного паркинга, баки-аккумуляторы ГВС в подвале рядом с теплопунктом. Солнечные коллекторы II зоны собраны в конструкцию, напоминающую трехлистник, которая трижды в день дискретно поворачивается в горизонтальной плоскости на 30° от меридиана, принимая последовательно ориентацию на юго-восток, юг и юго-запад, чтобы как можно эффективнее использовать солнечную радиацию (рис.2).

Расчет годовой производительности системы выполнен на разработанном в ПИНЭИ программном комплексе СТНССА по расчету систем солнечного теплоснабжения с использованием метеорологических данных г. Киева, сформированных в виде “типичного года”. Результаты расчетов приведены в таблице.

Таблица Расчетная таблица покрытия потребностей в тепле на горячее водоснабжение жилого дома системой солнечного горячего водоснабжения с дискретной переориентацией коллекторов

Таблица. Расчетная таблица покрытия потребностей в тепле на горячее водоснабжение жилого дома системой солнечного горячего водоснабжения с дискретной переориентацией коллекторов

По материалам сайта: http://esco-ecosys.narod.ru