Солнечный коллектор - энергия Солнца в доме!

ООО Производственная компания "АНДИ Групп" телефон / факс +7(495)748-11-78

 
Солнечные коллекторы АНДИ Групп   Солнечный коллектор сезонный   Солнечный коллектор всесезонный   Солнечные коллекторы цена   Бойлеры косвенного нагрева   Статьи, Госты, Инструкции   ПК АНДИ Групп о компании   Контактная инфомация   Обратный звонок

АНДИ Групп

             ВЫБОР И РАСЧЁТ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ГВС И ОТОПЛЕНИЯ.

Выбор и расчёт солнечной системы
  • Расчёт солнечной системы горячего водоснабжения  для коттеджей.

Как и при подборе любого другого оборудования для системы теплоснабжения, при проектировании солнечной системы, прежде всего, определяют цель расчета. Поскольку солнечная система почти всегда является частью бивалентной установки, целью по существу, является определение доли нагрузки системы теплоснабжения, покрываемое за счет солнечной энергии. Часть системы теплоснабжения, подключается к традиционному источнику энергии, рассчитывается независимо от солнечной системы. Тем не менее, взаимодействие между различными источниками теплоты имеет важные значение для достижение максимальной эффективности системы в целом, и следовательно, для эффективности энергосбережения.

Целью расчета солнечной системы ГВС в коттеджах  является покрытие годовой нагрузки на ГВС за счет солнечной энергии на 60%, при этом летом достигается практически полное расчетное покрытие нагрузки на ГВС. С технической и экономической точки зрения более высокая доля покрытия нагрузки на ГВС в коттеджах доме нецелесообразна.

Для этого емкостный водонагреватель солнечной системы должен содержать количество воды, равное ожидаемому дневному потреблению на ГВС. Размеры коллектора солнечной энергии определяются из расчета, чтобы весь объем емкостного водонагревателя за солнечный день (около 5 полных солнечных часов) нагревался до 60°С. Это позволяет обеспечить нагрузку на ГВС в следующий день с более слабой инсоляцией. С этой точки зрения определяют соотношение между объемом водонагревателя и площадью коллектора.

В коттеджах среднесуточный расход воды на ГВС на человека выше, чем много-квартирном доме. Для расчета можно принимать значение расхода 30л на человека при температуре 60°С.

В качестве основного соотношения для выбора бивалентного водонагревателя можно принимать – на 100л объема водонагревателя - 1,5 м2 или 1,0 м2  вакуумированного трубчатого коллектора. Условие: поверхность крыши может иметь отклонение от кожного направления не более 45°С, а угол наклона крыши находится в пределах от 25° до 55° . Иначе потери производительности компенсируются небольшим увеличении площади коллектора.

Если к системе ГВС подключена посудомоечная машина, то расход воды увеличивается на 10л за один посудомоечный цикл.

Если стиральная машина подключена к системе ГВС, то расход увеличивается в среднем на 20л  за одну стирку.

Пример.  Базовая солнечная система:

угол наклона  крыши 45 о, ориентация – юг,

доля замещения нагрузки ГВС за счет солнечной энергии 61%.

Если меняется угол наклона коллектора на 60°, то доля замещения становится 59%.

Если меняется ориентация на юго-запад, то доля замещения становится 59%.

Как видно, влияние дополнительных факторов относительно невелико.

 

  • Расчёт солнечной системы ГВС для многоквартирных домов

В многоквартирных домах солнечная система рассчитывается на минимальное потребление тепла на ГВС в летний период. Поэтому количество теплоты, которое вырабатывается за счет солнечной энергии, полностью потребляется в системах ГВС в любое время года. Определяющей величиной является суточный расход 60 л горячей воды с температурой 60°С на квадратный метр площади коллектора. На основании этой величины определяется площадь коллектора.

Если солнечная система оптимизирована по данной величине, доля замещения нагрузки на ГВС за счет солнечной энергии ограничивается около 35%. Повышение доли приведет к выработке излишков теплоты и снижению удельной производительности солнечной системы. В результате расчета определяют количество теплоты, необходимое для нагрева воды от 10 до 60°С, а также площадь коллектора, необходимую для производства такого количества теплоты.

расчет солнечной системы коллекторов ГВС для многоквартирного дома

Пример. Солнечная система с плоскими коллекторами, 240 человек, измеренный расход 25 л  на человека при температуре 60°С, то есть 6000 л в сутки.

Для среднего, на пасмурного летнего дня можно на основании коэффициента полезного действия коллектора  определить максимальное количество теплоты с одного квадратного метра площади коллектора :

  • для плоских коллекторов – около 3,4 кВт·ч/ м2·день
  • для вакуумированых трубчатых коллекторов – около 4,3 кВт·ч/ м2·день

С помощью этого количества плоских коллекторов с одного квадратного метра площади при угле наклона 45°С и ориентации на юг можно нагреть 60-70л воды до температуры 60°С (для вакуумированых трубчатых коллекторов это количество будет примерно на 25% больше).

Отсюда получаем, что для нагрева 6 000л  воды необходима площадь коллектора 100 м2 (что составляет 43 плоских коллектора).

 

  • Расчёт солнечной системы для поддержки системы отопления

Опыт показывает, что заинтересованные лица не всегда правильно оценивают возможности солнечных систем в существующих зданиях для поддержки системы отопления. Поэтому во время консультаций необходимо как можно раньше откорректировать такие ошибочные оценки и прояснить реальные возможности поддержки систем отопления солнечными системами:

  • солнечная система не заменяет традиционный генератор теплоты и не уменьшает его мощность;
  • солнечная система должна рассматриваться как составная часть системы теплоснабжения, в которой большое значение имеет эффективность традиционного генератора теплоты. Интеграция регенеративных видов энергии повышает эффективность всей системы теплоснабжения, но не может заменить ее;
  • без сезонного аккумулирования возможности использования солнечных систем отопления ограничены. Есть дополнительный рисунок кривыми производительности солнечной системы при площади абсорбера 30 или 50 м2, станет ясно, что дополнительно полученная энергия большей частью уйдет в летние излишки выработки теплоты солнечной системой;
  • каждая солнечная система для поддержки системы отопления летом простаивает в течение долгого времени, если к системе не подсоединены исключительно летние потребители теплоты. Связанное с этим парообразование требует очень тщательного проектирования и монтажа солнечной системы.

На практике существует два подхода к определению параметров солнечных систем для поддержки системы отопления.

1. Ориентация на долю замещения тепловой нагрузки.

Базовая величина доли замещения тепловой нагрузки часто вытекает из  желания потребителя или его ожиданий, что во многом связано с рекламой. При поддержке системы отопления расчет делается на определенную долю замещения тепловой нагрузки за счет солнечной энергии без серьезного рассмотрения реальных возможностей замещения отопительной нагрузки отапливаемого здания. Долю замещения тепловой нагрузки получают в соответствии с проектной тепловой нагрузкой здания, и она мало пригодна для использования в качестве целевой величины.

2. Ориентация на отапливаемую жилую площадь здания.

Вторым подходом является расчет на основании отапливаемой жилой площади здания. Однако, если учесть значительное изменение тепловой нагрузки на отопление в течении года, становится ясно, что общие рекомендации по расчету должны охватывать очень широкий диапазон тепловых нагрузок: интервал рекомендуемой площади коллектора от 0,1 м2 до 0,2 м2 на квадратный метр отапливаемой площади означает изменение размеров гелиополя в 2 раза, что усложняет возможность четкого и понятного определения размеров гелиополя. Кроме того, влияние потребности в горячей воде в летний период не учитывается соответствующим образом при проектировании – не существует четкого соотношение между отапливаемой жилой площадью и расходом воды на горячее водоснабжение. Солнечная система, рассчитана только на отапливаемой площади, в здании с площадью 250 м2, где живут два человека, имеет иные характеристики, чем солнечная система в доме, где живет семья из 5 человек.

Основой для определения параметров солнечной системы для поддержки системы отопления является тепловая нагрузка в летний период. Она состоит из тепловой нагрузки на горячее водоснабжение, и тепловых нагрузок других потребителей ( в зависимости от объекта), которые также могут покрываться солнечной системой, например, для предотвращение конденсации в подвальных помещениях.

Для такого летнего потребления рассчитывается соответствующая площадь коллектора. Эта площадь коллектора умножается на коэффициент 2 и коэффициент 2,5 – результат умножения образуют диапазон, в котором должна находиться площадь коллектора для поддержки системы отопления. Точное определение площади гелиополя производится  с учетом строительных размеров и проектирования надежного в эксплуатации гелиополя. Если в результате расчета получается, например, семь или восемь коллекторов, а на южном скате крыши площади достаточно только семи, то нецелесообразно устанавливать восьмой коллектор на крыше гаража.


Пример. Для одноквартирного жилого дома рассчитана площадь коллектора для горячего водоснабжения 7м2 (плоский коллектор), дополнительное летнее теплопотребление отсутствует. Таким образом, площадь коллектора для поддержки системы отопления должна составлять от 14 до 17,5 м2. Значит следует выбирать семь плоских коллекторов с площадью абсорбера по 2,33 м2, то есть общая площадь гелиополя составляет 16,3 м2.


  • Солнечная система для открытого басейна

По теплопотреблению плавательные бассейны делятся на три категории, из которых можно вывести различные правила их интеграции в общую систему теплоснабжения:

  1. открытые бассейны без подогрева традиционными источниками теплоты;
  2. открытые бассейны, в которых поддерживается определенная температура;
  3. крытые плавательные бассейны для круглогодичного использования, где поддерживается постоянная требуемая температура.

Использование солнечной системы позволяет увеличить базовую температуру воды в бассейне.

Увеличение базовой температуры зависит от соотношения площади абсорбера солнечного коллектора.

В открытых бассейнах с защитным покрытием величина расчетной площади абсорбера достигает 50% площади поверхности бассейна.

  • Рекомендации по обеспечению рентабельности

В 80% случаев поводом для монтажа солнечной системы в одноквартирном доме является модернизация системы теплоснабжения. Поэтому перед такими заказчиками стоит вопрос экономичности солнечной системы в связи с общими затратами на модернизацию.

В случае полной модернизации системы теплоснабжения, при составлении предложения необходимо разделить на солнечную систему и затраты на систему теплоснабжения, то есть выделить отдельно фактически дополнительные затраты, связанные с гелиоустановкой. Такое раздельное представление затрат на модернизацию облегчает решение об использовании солнечной системы.

Затраты на систему теплоснабжения относятся к работам и компонентам которые необходимы для функционирования системы теплоснабжения. Тем не менее, очень часто они оказываются в той части предложения, которая относится к солнечной системе. В основном это касается трех видов затрат:

- подключений холодной и горячей воды к емкостному водонагревателю;

- подключения и регулирования нагрева (догрева) емкостного водонагревателя;

- затраты на традиционный моновалентный емкостный водонагреватель.

Затратами на солнечную систему является только дополнительные затраты на бивалентный водонагреватель (по сравнению с моновалентным), и это нужно подчеркнуть особо.

Для калькуляции солнечных систем в новых домах исходят примерно из тех же условий, что и в случае с модернизацией. В новостройках чистый монтаж солнечной системы стоит меньше, однако больше затрат требуют различные согласования и более частые поездки на объект.

Для больших солнечных систем необходимо уже на этапе предварительного проектирования и выбора концепции представить реалистичную оценочную стоимость, чтобы решить, нужно ли вообще детально проектировать установку. По опыту известно, что здесь нужно заранее представить данные об общем объеме мероприятий, которые позволяют определить себестоимость тепла, полученного с помощью солнечной энергии.    

Оценка затрат в зависимости от площади гелиополя с плоскими коллекторами включает затраты на подключение емкостных водонагревателей и догрев.

На основе вышеуказанных оценок можно определить долю отдельных компонентов и узлов в общих затратах. При этом следует учесть, что доля затрат на «монтаж гелиополя и опорной конструкции», а также на трубопроводы является статистическими средними значениями, которые в отдельных случаях могут сильно отличатся от реальных.

Распределение затрат по компонентам:

30%  коллекторы

15%  водонагреватель и теплообменник

15%  монтаж гелиополя и опорной конструкции*

20%  трубопроводы* 

10%  проектирование

5%    регулирование

5%    прочее

* в неблагоприятных случаях обе эти позиции могут составить до 50% общих затрат.

Определение стоимости теплоты, полученной с помощи солнечной энергии

Основной экономической оценкой солнечной системы является цена за киловатт-час теплоты, выработанной с использованием солнечной энергии. Такая себестоимость теплоты называется также стоимостью теплоты, полученной с помощью солнечной энергии, и может быть относительно просто рассчитана. Основными исходными данными для расчета являются: капитальные затраты, годовые эксплуатационные затраты, потеря процентов на использованный капитал и ожидаемая производительность солнечной системы. Используемые в расчете показатели сравнимы с показателями, применяемыми в расчете затрат на другие генераторы теплоты и определяются  следующим образом.

Капитальные затраты

Это все затраты на солнечную систему и все накладные расходы, необходимые для сооружения установки. Сюда, например, относятся расходы на подъемный кран но не на конструкцию крыши, если ее так или иначе, необходимо провести но по времени это совпало с сооружением солнечной системы.

Из суммы капиталовложений вычитаются все сэкономленные затраты на компоненты (затраты на модернизацию системы теплоснабжения). Если солнечная система сооружается например, в рамках реконструкции системы теплоснабжения и при этом используя бивалентный водонагреватель, можно из затрат на солнечную систему вычесть стоимость уже не нужного моновалентного водонагревателя. 

Затраты на потребление энергии

Здесь учитываются только затраты на электроэнергию для питания регулятора и насосов. При использовании правильно подобранных насосов можно использовать коэффициент 50, то есть с помощью 1 кВт*ч электроэнергии солнечная система может произвести 50 кВт*ч тепловой энергии.

Коэффициент аннуитета

С помощью коэффициента аннуитета производится перерасчет капитальных затрат на всю солнечную систему за год с учетом срока эксплуатации и принятых процентов на капитал. Это определяет капитальные затраты в зависимости от годовой процентной ставки. Коэффициент аннуитета определяют исходя из срока эксплуатации 20 лет:

Fa – коэффициент аннуитета

Р – ставка процента на капитал в виде десятичной дроби

Т – срок эксплуатации установки (количество лет)

Коэффициент аннуитета в зависимости от процентной ставки при сроке эксплуатации 20 лет.

Процентная ставка                Коэффициент аннуитета

3%                                            0,067
4%                                            0,074
5%                                            0,080
6%                                            0,087
7%                                            0,094
8%                                            0,102
9%                                            0,110
10%                                          0,117

 

Стоимость теплоты, полученной с помощью солнечной системы

Кроме выше названых величин в определение стоимости теплоты, полученной с помощью солнечной системы, включается еще годовая производительность солнечной системы

Ksol – стоимость теплоты, полученной с помощью солнечной системы в €/кВт·ч

Kinv – капитальные затраты в €

Kbetr – эксплуатационные затраты в €/год

Kverbr – затраты на потребление энергии в €/кВт·ч

Fa – коэффициент аннуитета

Qsol – производительность солнечной системы в кВт·ч/год

Стоимость теплоты, с помощью солнечной системы Ksol – это стоимость одного киловатт-часа теплоты в евро, она действительная на протяжении всего срока эксплуатации установки.

Пример . Солнечная система с площадью гелиополя 170 м2

При стоимости установки 100 000€ за вычетом субсидии 20 000€ капитальные затраты составляют 80 000€. Производительность солнечной системы составляет 81 600 кВт·ч/год (480 кВт·ч/ м2 в год). Техническое обслуживание и ремонт составляют 1,5 % стоимости солнечной системы, стоимости электроэнергии составляет 0,2 €/кВт·ч. Ожидаемый процент на капитал – 5%.

Kinv – 80 000€

Kbetr– 1500€

Kverbr – 0,004 €/кВт·ч.

Fa – 0,08

Qsol – 81 600 кВт·ч

Стоимость одного киловатт-часа, произведенного с помощью солнечной системы, составляет 10,1 цента.

Пример . Солнечная система с площадью гелиополя 50 м2.

При стоимости солнечной системы 35 000€ за вычетом субсидии 7 000€ капитальные затраты составляют 28 000€. Производительность солнечной системы составляет 20 000 кВт·ч/год (400 кВт·ч/м2 в год). Техническое обслуживание и ремонт составляют 1,5 % стоимости солнечной системы, стоимости электроэнергии составляет 0,2 €/кВт·ч. Ожидаемый процент на капитал – 5%.

Kinv – 28 000€

Kbetr– 525€

Kverbr – 0,004 €/кВт·ч.

Fa – 0,08

Qsol – 20 000 кВт·ч

Стоимость одного киловатт-часа, произведенного с помощью солнечной системы, составляет 14,2 цента.

 

Пример . Солнечная система с площадью гелиополя 5 м2.

При стоимости установки 4 000€ за вычетом субсидии 500€ капитальные затраты составляют 3 500€. Производительность солнечной системы составляет 1 750 кВт·ч/год (350 кВт·ч/м2 в год). Техническое обслуживание и ремонт составляют 1,5 % стоимости солнечной системы, стоимости электроэнергии составляет 0,2 €/кВт·ч. Ожидаемый процент на капитал – 5%.

Kinv – 3 500€

Kbetr– 60€

Kverbr – 0,004 €/кВт·ч.

Fa – 0,08

Qsol – 1750 кВт·ч

Стоимость одного киловатт-часа, произведенного с помощью солнечной системы, составляет 19,8 цента.

Важно, чтобы для определения расходов на энергию, предоставляемую традиционным способом, принимались реалистичные коэффициенты использования – например на горячее водоснабжение летом. Эксплуатационные расходы при традиционном производстве теплоты не нужно учитывать при расчете экономии. Комбинация с солнечной системой оказывает, правда как  правило положительное влияние на эксплуатационные характеристики котельной установки (уменьшение пусков горелки), но финансовые затраты на техническое обслуживание и ремонт при этом практически не снижаются.

Пока принятый рост на энергию находится в логических пределах, он оказывает сравнительно небольшое влияние на срок амортизации. Рост цен на энергию имеет большое влияние только на экономию средств в денежном выражении за этот период. При сроке эксплуатации солнечной системы  более 20 лет конечно очень сложно точно просчитать экономию, например до 2030 года.

Пример. Стоимость теплоты полученной с помощью солнечной системы 0,101 €/кВт·ч цена на первичную энергию в первый  год 0,08 €/кВт·ч  коэффициент использования традиционного источника теплоты 70%.

«««  НАЗАД                    К СПИСКУ СТАТЕЙ ►                     ДАЛЬШЕ »»»

 



Рассчитать, спроектировать систему и подобрать солнечный коллектор Вам помогут квалифицированные специалисты Производственной компании «АНДИ Групп».

Солнечные коллекторы АНДИ Групп разработаны специально для климатических условий России. Вакуумные солнечные коллекторы торговой марки  «АНДИ Групп» — оптимальное соотношение качества, удобства и эффективности для солнечного нагрева воды и отопления.

ЗВОНИТЕ! (495) 748-11-78 Наши квалифицированные специалисты ответят на Ваши вопросы и в зависимости от поставленных Вами задач, помогут подобрать солнечный коллектор, удовлетворяющий Вашим требованиям. Вы не можете до нас дозвониться? Вам удобнее, чтобы мы перезвонили Вам? Воспользуйтесь новым сервисом «Обратный звонок». Услуга полностью бесплатная!

солнечные коллекторы АНДИ Групп

Солнечный коллектор АНДИ Групп - энергия Солнца в доме!
 

© Солнечный коллектор - энергия Солнца в доме! 2006-2018

Политика конфиденциальности.
При полном или частичном использовании материалов сайта ссылка на сайт «АНДИ Групп» обязательна.
ПОИСК: НАЙТИ НА САЙТЕ

© Promzone.ru 2006-2018