Трубопроводы и теплообменники для солнечных установок 1

Трубопроводы следует прокладывать по кратчайшему пути между КСЭ, аккумулятором теплоты и потребителем в сухих местах с обязательным применением теплоизоляции и обеспечением возможности удлинения.

При разности температур 100°С удлинение составляет для стекла 0,45 мм/м, плексигласа 3,5, поливинилхлорида 3,8, полиэтилена 10, стали 1,2, меди 1,7, алюминия 2,4 мм/м.

Для передачи теплоты из КСЭ в аккумулятор используется теплообменник - это может быть змеевик внутри бака-аккумулятора, или рубашка вокруг его наружной поверхности, или отдельный противоточный теплообменник. Коэффициент теплопередачи К составляет 300 - 400 Вт/(м2∙°С) для рубашки, 500 - 900 для гладкотрубного змеевика в неподвижной жидкости, 1000 - 2000 Вт/(м2∙°С) для противоточного теплообменника, а для воздушного теплообменника К = 12÷20 Вт/(м2∙°С). При средней разности температур теплоносителей 8°С плотность передаваемого теплового потока составляет для указанных теплообменников 2,4 - 3,2; 4 - 7,2; 8 - 16 и 0,096 - 016 кВт/м2. Для нетеплоизолированного трубопровода коэффициент теплопотерь составляет 10 Вт/ /(м2∙°С).

Рис. 86. Схема гелиоустановки отопления и горячего водоснабжения с арматурой и приборами

Рис. 86. Схема гелиоустановки отопления и горячего водоснабжения с арматурой и приборами

Теплообменник для передачи теплоты из аккумулятора к потребителю обычно имеет большие размеры по сравнению с теплообменником в контуре солнечного коллектора, и поэтому в большинстве случаев (кроме небольших установок) используются отдельные теплообменные аппараты противоточного типа.

При использовании воздушных коллекторов для нагрева воды требуется пластинчатый теплообменник типа воздух - вода, в этом случае обязательно применение ребер со стороны воздуха, так как теплообмен там происходит весьма неинтенсивно и коэффициент теплопередачи от воды к воздуху составляет 10 - 15 Вт/(м2∙°С).

На рис. 86 показана схема солнечной установки отопления и горячего водоснабжения с необходимой арматурой и измерительными приборами. Для удаления воздуха в верхней точке установлен воздушник В, из нижних точек предусмотрен слив жидкости через дренажные вентили Д, на линии горячей воды установлен предохранительный клапан П, на линии возврата теплоносителя в КСЭ имеются запорные краны З (до и после насоса Н), расширительный бак (РБ) и обратный клапан (ОК), на линии подачи водопроводной воды устанавливаются регулятор давления (РД), запорный кран З, обратный (ОК) и предохранительный (П) клапаны. Включение и выключение насоса происходит автоматически по разности температур в КСЭ и аккумуляторе. На схеме также показаны система автоматического управления (САУ), отопительные приборы (ОП), измерительные приборы - манометр (М) и термометры (Т), линии холодной (ХВ) и горячей (ГВ) воды.