С ростом популярности и доступности возобновляемых источников энергии вопрос об обеспечении надлежащего отопления домов становится актуальным и выполняемым. Подача энергии и стоимость обслуживания загородного жилья является иногда сложной задачей при необходимости провести линии электропередач, отопительные системы, трубопроводы канализации и другие элементы бытового обслуживания. Все больше и больше людей осваивают возможности экологических установок и обращают внимание на тепловые насосы и солнечные батареи в качестве средства подачи тепла для своих домов.
Комбинированный энергоблок: коллекторы и насосы
Чтобы сделать мощную установку из накопительных батарей, которые можно монтировать в огромном количестве, нужно соединить энергогенерирующие приборы и агрегаты для получения грунтового тепла в виде насосов. Солнечные тепловые комплексы быстро разрабатываются и рассчитываются для жилых домов. Площадь поверхности коллектора и резервуар для хранения и накопления тепла позволяет удовлетворить около 60% потребностей в ежегодной горячей воде. Крупногабаритные системы также могут быть использованы для обогрева помещений. Оставшаяся энергия, необходимая для нагрева воды, обеспечивается дополнительным генератором тепла, например газовым котлом или тепловым насосом.
При объединении двух различных энергоресурсов для отопления образуется множество вариантов комбинаций системы, которые направлены на снижение затрат отопления на 50-70% по сравнению с обычными: система солнечных батарей и теплового насоса для нагрева мощностью 6 кВт и 10 кВт, 10 и 13 кВт, 16 и 20 кВт, а также 25 и 26 кВт.
Тепловые насосы
Во многих случаях тепловой насос удачно сочетается с системой генерирования солнечных лучей. Термический коллектор соединяется с резервуаром для хранения по контурной схеме. Энергия, получаемая от солнца, может быть использована для обеспечения горячей водой в летний период или в межсезонье. Тепловой насос действует как холодильник, только перемещает тепло из одного места в другое. Геотермальные установки можно устанавливать в земле. Они всасывают из потоков воздуха энергию и заряжают резервуар для хранения горячей воды, который в случае необходимости также нагревается агрегатом.
Важно, чтобы система управления насоса отдавала приоритет генерации теплоэнергии. Высокий сезонный показатель производительности биоустановки показывает, что требование к электрозатратам снижается, а эффективность повышается, что, в свою очередь, зависит от многих факторов: излучения, типа основных компонентов и их размеров.
С помощью наземных тепловых насосов можно снизить нагрузку на солнечный коллектор в летний период. Степень уменьшения зависит от температуры почвы и грунтовых вод. Единственным существенным недостатком комбинированной системы является высокая стоимость установки. Эти затраты связаны с тем, что геотермальный насос требует бурения скважин в грунте на глубине 50-115 метров и укладки труб подземных коллекторов.
Способы объединения геотермальных тепловых насосов и системы солнечных батарей
Энергия солнца является источником тепла для геотермального насоса. Существует три способа подключения агрегата в систему солнечного энергоснабжения:
Конструкция с грунтовым аппаратом включает коллекторы для обеспечения тепла при более низких температурах. Солнечная энергия впрыскивается исключительно на стороне источника. Теплоэнергия, которая накопилась в летнее время, может использоваться для регенерации почвы. Это защищает от перегрева и приводит к увеличению выработки насосом тепла.
Система, которая использует исключительно гелиоустановки в качестве источника для теплового насоса. Плоская пластина коллектора дает преимущество непосредственного нагрева внутреннего бака для горячей воды. Если выработанная энергия превосходит требования или температуры слишком низки, тепло подается в резервуар для хранения, который используется в качестве источника подачи теплоэнергии для термического агрегата. Резервуар для хранения гарантирует, что тепло может быть использовано на более поздней стадии после его генерации.
Комплекс с источником воздуха и плоской пластиной коллектора. Солнечная энергия в основном нагревает внутренний бак для горячей воды. Если генерируемой температуры недостаточно, энергоресурсы используются в качестве дополнительного источника для работы теплового насоса. Это приводит к увеличению температуры на установке, которая будет снабжать аппарат теплом в холодные дни.
Оценка конструкции
Измерения и исследования показывают, что эффективность установки солнечных батарей улучшается при использовании коллекторов и тепловых насосов. Их включение в систему требует сложной и надежной конструкции управления. До сих пор не было произведено расчетов для анализа граничных значений применения установок. Существуют только рекомендации для геотермальных насосов и солнечных коллекторов для комбинированных комплексов, которые считаются вспомогательным отопительным оборудованием.
