Геліосистеми
Геліосистема є найбільш розвиненим, ефективним та популярним способом перетворення енергії Сонця. На даний момент широко застосовується для гарячого водопостачання, підтримки опалення та нагріву води в басейні для приватних житлових будинків, готелів та пансіонатів. Також геліосистема ефективно працює у технологічних процесах промисловості та виробництва.
Геліосистема для нагріву води
Геліосистеми для нагрівання води – це найпоширеніший і рентабельніший вид геліосистем. Все завдяки тому, що пряме перетворення сонячної енергії на теплову має найбільшу ефективність, при цьому споживання гарячої води стабільне протягом усього календарного року.
Докладніше про систему сонячного гарячого водопостачання читайте у статті: Сонячні колектори для ГВП.
Кейс №1 Геліосистема для забезпечення ГВП
Розглянемо приклад встановлення геліосистеми для забезпечення гарячою водою сім’ї з 3-4 осіб з добовим споживанням 250 літрів на сім’ю на день.
Добове споживання ГВП – 250 л з температурою 50 °С. Місце встановлення – м. Київ. Колектори розташовані під кутом 30° та орієнтовані у південному напрямку. Приймаємо 2 плоскі сонячні колектори з параметрами: корисна апертурна площа = 1,8 м², оптичний ККД = 85 %, коефіцієнти теплових втрат k1 = 3,0 (Вт/м²)/°C, k2 = 0,01 (Вт/м²) /°C². Об’єм бака акумулятора 250 літрів.
Середньорічний показник економії енергоресурсів дорівнює 2493 кВт·г теплової енергії, що становить 54,6% від загального рівня енергоспоживання для ГВП. Це відповідає заощадженим 264 м² газу. При цьому заміщення викидів СО2 становить близько 642 кг вуглекислого газу на рік.
Геліосистема для підтримки опалення
У Європейських країнах геліосистеми для опалення використовують 50% від загальної кількості встановлених систем сонячного теплопостачання. Однак слід розуміти, що геліосистеми використовують лише для підтримки опалення та економії основного енергоресурсу, оскільки потреба у теплі значно перевищує вироблення енергії сонячними колекторами в опалювальний період у нашій кліматичній зоні.
Детальніше про геліосистеми для підтримки опалення читайте у статті: Геліосистема для опалення приміщень.
Кейс №2 Геліосистема для забезпечення ГВП та підтримки опалення
Виключно на опалення геліосистема зазвичай не застосовується, а працює на загальне теплопостачання об’єкта, включаючи гаряче водопостачання. Розглянемо приклад облаштування системи сонячного теплопостачання для забезпечення будинку ГВП із підтримкою опалення.
Добове споживання ГВП – 200 л з температурою 50 °С. Площа опалення будинку – 198 м ². Питоме пікове теплове навантаження – 60 Вт/м². Таким чином, необхідна максимальна теплова потужність = 60 * 198 = 11 880 Вт = 11,88 кВт. Система опалення на основі теплої підлоги. Місце встановлення – м. Київ. Колектори розташовані під кутом 30° та орієнтовані строго у південному напрямку.
У програмі моделювання приймаємо 9 плоских сонячних колекторів із параметрами: корисна апертурна площа = 1,8 м², оптичний ККД = 85 %, коефіцієнти теплових втрат k1 = 3,0 (Вт/м²)/°C, k2 = 0,01 (Вт /м²)/°C². Сонячний комбібак 1200/270 літрів.
Середньорічний показник економії енергоресурсів дорівнює 5 346 кВт·г теплової енергії, що становить близько 22% від загального рівня енергоспоживання. Економія газу – 565 м³ газу на рік. При цьому запобігає викиду близько 1 376 кг вуглекислого газу на рік.
Геліосистеми для комерційної нерухомості
Геліосистеми також успішно застосовуються для об’єктів з великим споживанням гарячої води, таких як готелі, ресторани, автомийки, душові на виробництвах. Крім того, системи сонячного теплопостачання застосовуються в технологічних процесах або для нагріву теплоносія для центрального теплопостачання.
Приклад використання геліосистеми для центрального теплопостачання: Німеччина збільшує потужності станцій сонячного теплопостачання.Кейс №3 Геліосистема для забезпечення гіркоти водою готелю
Кейс №3 Гелиосистема для обеспечения горечей водой гостиницы
Наприклад розглянемо геліосистему для забезпечення ГВП приватного готелю на 20 номерів у курортній зоні м. Одеси. Виходячи з рекомендацій, добове споживання на один номер з душем становить -70 – 120 літрів на день із температурою 45 °С.
Загальне споживання – 2000 літрів на день у курортний сезон (травень-вересень). В решту року готель заповнений не більше ніж на 30%. Колектори розташовані під кутом 30° та відхилення від півдня на 30 градусів на захід. Приймаємо 12 плоских сонячних колекторів з параметрами: корисна апертурна площа = 1,8 м², оптичний ККД = 85 %, коефіцієнти теплових втрат k1 = 3,0 (Вт/м²)/°C, k2 = 0,01 (Вт/м²) /°C². Об’єм бака акумулятора 2000 літрів. Як догрівання використовується електричний ТЕН.
Середньорічний показник економії енергоресурсів дорівнює 16 437 кВт·год теплової енергії, що становить близько 88% загального рівня енергоспоживання. При цьому запобігає викиду близько 9 281 кг вуглекислого газу на рік.