Враховуючи економічну та екологічну ситуацію, на побутовому та державному рівні все частіше виникає питання використання екологічно чистих та відновлюваних джерел енергії.
Проаналізувавши різні організації з використання енергетичних ресурсів, можна прогнозувати зростання використання таких альтернативних та відновлюваних джерел енергії як вітрова енергетика, сонячна енергетика, гідроенергетика, використання біомаси та відходів. Натомість прогнозується зменшення використання органічних ресурсів надр (газ, нафта, вугілля).
У побуті так чи інакше використовуються два види енергетичних носіїв, тісно пов'язаних між собою: ресурси надр та гідро-, тепло- або атомна енергетика. Внаслідок їх використання ми щодня користуємося напругою мережі для живлення побутового обладнання (холодильник, телевізор, комп'ютер, автоматика опалювальних котлів та інших пристроїв), а також для підігріву води або опалення. Враховуючи фактори постачання та споживання енергоносіїв, окремим напрямом є безперервне чи автономне тепло-електропостачання.
Сонячні нагрівачі води (СНВ) «ЕЛІМ-Україна» є проектом щодо використання сонячної активності для нагрівання води та підтримки опалення з метою економії енергоресурсів. Слід зазначити, що перетворення практично невичерпної сонячної енергії при використанні СНВ не дає відходів, наприклад теплові або атомні електростанції. Завдяки своїм конструктивним параметрам системи СНВ можуть бути спроектовані на потрібну потужність, вони мають тривалий термін експлуатації, порівняно низьку трудомісткість робіт для їх встановлення, налаштування, ремонту.
Складовими вузлами СНВ «ЕЛІМ -Україна» є сонячний колектор (СК), робоча станція (РС), бойлер-теплообмінник (БТ), розширювальний бак (РБ).
Використання сонячних нагрівачів води (СНВ).
СНВ «ЕЛІМ-Україна» використовується для забезпечення гарячого водопостачання, підтримки опалення, підігріву води в басейні. Функціонування СНВ можливе протягом року на всій території України. Основними об'єктами, де можливе використання СНВ є приватні будинки, дачі, будинки відпочинку, пансіонати, школи, лікарні, готелі та інші об'єкти, де потрібний підігрів води. Завдяки тому, що СНВ «ЕЛІМ-Україна» можуть бути інтегровані до існуючих систем гарячого водопостачання та опалення, можлива суттєва економія енергоресурсів (газу, вугілля, електроенергії). У разі правильного розрахунку та вибору СНВ, залежно від пори року, можливо, забезпечити до 60% потреби у нагрітій воді, а влітку – повністю задовольнити потребу у нагрітій воді.
Сонячні нагрівачі води ефективно працюватимуть, якщо виконати правильний розрахунок і вибрати необхідні комплектуючі. Рівень сонячної енергії, яка може бути отримана та перетворена для нагрівання води, безпосередньо залежить від площі сонячного колектора, об'єму бойлера-теплообмінника. Так, для правильного розрахунку необхідно:
- знати, що оптимальним кутом нахилу сонячного колектора є широта. Наприклад – м. Київ: широта ϕ = 50°;
- середній рівень сонячної активності для місця, де експлуатуватиметься СНВ. Наприклад – м. Київ: Р с.а = 1350 Вт*год/м2;
- кількість людей, котрим потрібна водопідготовка. Наприклад N=4 людини;
- площа опалювального приміщення. Для прикладу Sвід= 80 м2;
- питоме теплове навантаження опалювального приміщення. Для прикладу P від= 45 Вт/м2;
- площа поверхні басейну. Для прикладу Sбас = 15 м2, закритий.
СНВ – що це?
Сонячний колектор «ЕЛІМ-Україна» складається з трьох основних вузлів: системи вакуумних трубок (ВТ), теплообмінника, конструкції з елементами кріплень. Завдяки своїй конструкції ВТ поглинає як пряме, так і розсіяне теплове сонячне випромінювання, концентрує теплову енергію та передає її в теплообмінник. Несуча конструкція дозволяє користувачеві задати положення системи ВТ у просторі та змінювати продуктивність СК.
Сонячна активність несе різні види енергій та випромінювань. Так як, основна і найбільш відчутна теплова (світлова), широко використовуються пристрої для її поглинання з метою накопичення та перетворення в енергію нагрітої води або енергію електричного струму. Сонячні колектори «ЕЛІМ-Україна» призначені для перетворення теплового сонячного випромінювання для нагрівання води.
Сонячний нагрівач води (СНВ)
Сонячний колектор (СК)
 |
|
Колектор у зборі
Робоча станція (РС)
|
|
|
Бойлер-теплообмінник (БТ) для СНВ
 |
|
Бойлер-теплообмінник - це вузол сонячних нагрівачів води (СНВ), призначений зберігати нагріту до заданої температури воду. У СНВ «ЕЛІМ-Україна» для вирішення різних завдань використовуються БТ з одним або двома теплообмінниками. Нагрітий у сонячному колекторі теплоносій прокачується насосом через теплообмінник у нижній частині БТ, відбувається теплообмін, у результаті нагрівається вода всередині БТ. Так як БТ має теплоізоляцію, нагріта вода може зберігатися тривалий час. Двоконтурні БТ можуть бути інтегровані у систему опалення.
T1: датчик температури сонячного колектора
T2: датчик температури в нижній частині бойлера-теплообмінника
T3: датчик температури у верхній частині бойлера-теплообмінника
PС: Робоча станція
БТ: Бойлер-теплообмінник
СК: Сонячний колектор
Циркуляційний насос робочої станції (РС) включається, як тільки різниця температур у колекторі (Т1) та бойлері-теплообміннику (Т2) зросте до заданого рівня. Якщо різниця температур у колекторі (Т1) та бойлері-теплообміннику (Т2) зменшиться до заданого рівня, або температура (Т3) у бойлері-теплообміннику досягне максимуму, – циркуляційний насос робочої станції вимикається. Циклічна робота насоса робочої станції призводить до накопичення температури у бойлері-теплообміннику.
