5. Гелиоустановки с тепловыми насосами?

Гелиоустановки предназначены для получения горячей воды или нагретого воздуха и включают в себя коллектор солнечной энергии (КСЭ), теплообменники, бак – аккумулятор, тепловые насосы и трубопроводы. Рабочим телом в КСЭ могут быть вода, воздух, органические низкокипящие жидкости. Важным условием применения схем является обеспечение бесперебойной работы систем отопления и г.в. независимо от временных и погодных условий путем введения в схему емкостей, аккумулирующих тепловую энергию в солнечное время суток и отдающих накопленную теплоту во время отключения КСЭ. Работа системы отопления. Охлажденная вода после радиаторов циркуляционным насосом 7 прокачивается через теплообменник 8, установленный в баке – аккумуляторе, где нагревается, и затем идет в радиаторы 9 системы отопления. При недостатке солнечной энергии вода после радиаторов циркуляционным насосом 7 прокачивается через промежуточный бак 11, где нагревается, и возвращается в радиаторы 9 системы отопления. Переключение движения воды производится закрытием или открытием вентилей 13.Работа системы горячего водоснабжения.Вода из водопровода или насосом 14 подается в теплообменник 15, где нагревается, и идет в кран 16 на горячее водоснабжение. В случае недостатка солнечной энергии включается тепловой насос 18, который нагревает воду в теплообменнике 17 за счет энергии воды бака – аккумулятора. В этом случае вода из водопровода проходит через теплообменник 17, нагревается и идет в кран 16 горячей воды. Для поддержания расчетных тепловых условий системы отопления и горячего водоснабжения возможно размещение электрических тепловых насосов 12 и 18, включаемых в сеть при понижении температуры в баке – аккумуляторе 5 ниже предельной и использующих бак – аккумулятор как низкопотенциальный источник тепловой энергии.

6. Аккумуляторы тепловой энергии?

Аккумулирование теплоты вызвано периодичностью поступления солнечной энергии в течение суток и года, а также несовпадением графиков выработки теплоты в гелиосистемах и ее потреблением в системах теплоснабжения. Аккумуляторы теплоты гелиосистем относятся к регенеративным теплообменникам, для которых характерен циклический характер работы, который включает в себя два периода: зарядки аккумулятора тепловой энергии и его разрядки. Для гелиосистем применяют тепловые аккумуляторы емкостные, имеющие резервуар, заполненный теплоаккумулирующим материалом ТАМ (вода, воздух, природный камень, гальку). По конструкции и принципу действия аккумуляторы тепловой энергии для гелиосистем могут быть с твердой насадкой, с жидкостным ТАМ и легкоплавким ТАМ. Движение теплоносителя осуществляется принудительно (с использованием насосов) или за счет естественной циркуляции (термосифон). Аккумуляторы бывают: рекуперативные – накопление теплоты происходит путем теплопередачи через разделительную стенку и нагрева жидкого ТАМ; регенеративные – накопление теплоты и разрядка ТАМ происходит путем попеременного нагрева и охлаждения твердого ТАМ; подводимая теплота расходуется на плавление твердого ТАМ.

Энергоемкость аккумулятора – это количество теплоты Qак, Дж, которое поглощает ТАМ массой Мак, кг, теплоемкостью Сак, Дж/(кг·К), при его нагреве отT_1акдоT_2ак, °С:

Qяк = Мак·Сак(T_1ак-T_2ак)

Отношение энергоемкости аккумулятора Qак к объему ТАМVак, м³, называется удельной энергоемкостью:q_v =Qак/Vак,Дж/ м³.

Продолжительность зарядки τ_зар, с, зависит от конструкций аккумулятора, вида и массы ТАМ, а также тепловой производительностьюQт солнечного коллектора:

Где η_ксэ, η_ак, η_тр– КПД, характеризующие тепловые потери соответственно в КСЭ, аккумуляторе и соединяющих их трубопроводы.