Расчет гелиосистемы для отопления

Рост популярности устройств, использующих возобновляемые источники (силу ветра или энергию Солнца) для выработки тепловой или электрической энергии более чем обоснован с экологической точки зрения – ископаемые ресурсы не расходуются, вредные выбросы отсутствуют.

Но одна лишь экологичность не может являться единственной причиной быстрого распространения ветровых и солнечных электростанций и тепловых гелиосистем. Главным фактором, побуждающим к их установке, является все же экономическая составляющая – существенное снижение расходов на оплату коммунальных услуг.

Давайте разберемся, насколько выгодны для собственника гелиосистемы при их использовании в системах отопления.

Расчет необходимой мощности гелиосистемы

Для примера, попробуем рассчитать гелиосистему, необходимую для включения в систему отопления коттеджа в Киевской области с общей площадью отапливаемых помещений в 100 кв.м.

Для указанной площади требуется тепловая мощность порядка 10кВт при использовании классических радиаторов и 6-7кВт при отоплении теплыми полами. Очевидным решением для обеспечения потребности в тепле кажется установка такого количества плоских модулей или вакуумных трубок гелиосистемы, чтобы в зимний период их было достаточно для выработки указанной мощности.

На самом деле подобное решение совершенно неправильно. Если под слабым зимним Солнцем вырабатывается 100% от потребности, то летним днем вода в системе будет постоянно кипеть, что неминуемо приведет к преждевременному износу оборудования и выходу его из строя.

Поэтому площадь солнечных коллекторов необходимо рассчитывать так, чтобы они перекрывали 30-40% от затрачиваемой на отопление здания тепловой мощности. Именно поэтому гелиосистемы всегда устанавливаются как дополнение к основной системе отопления – газовой, твердотопливной или электрической.

Если учесть, что уровень инсоляции одного квадратного метра в районе Киева в наиболее холодные месяцы составляет 0,86кВтч/сутки, то для покрытия потребности в 4кВт необходимо порядка 47 кв.м. при использовании прямого нагрева и около 20 кв.м. при наличии в системе бака — аккумулятора тепла.

Подробную консультацию по расчету (или готовый расчет) гелиосистемы отопления можно получить у специалистов сайта Инсталсис.

Оптимальная схема использования гелиосистем

Использование гелиосистем исключительно для нужд отопления целесообразно только в том случае, если вырабатываемое в летние месяцы тепло аккумулируется и может быть использовано в дальнейшем при снижении наружной температуры.

Таким примером может быть, например, сброс тепла в почву или закрытый водоем при реверсной работе теплового насоса. Также излишки тепла можно утилизировать путем подогрева воды в бассейне.

При отсутствии тепловых насосов и бассейна единственным способом утилизации излишков тепловой энергии является нагрев воды для горячего водоснабжения. Примеры таких совмещенных систем можно посмотреть, например, тут.

Окупаемость гелиосистем – прямые и косвенные факторы экономии

Опыт эксплуатации существующих на данный момент гелиосистем показывает, что при сохранении постоянной цены на энергоносители и электроэнергию расходы на установку всего комплекта оборудования окупаются примерно за 9-10 лет. Если же учесть инфляцию, то срок окупаемости снижается примерно до 6-7 лет. Про среднем сроке работы гелиосистемы в 25 лет, мы до 18 лет получаем чистую прибыль.

Главным фактором, влияющим на сокращение затрат, является, конечно, снижение расхода топлива котельным оборудованием на нагрев теплоносителя и горячей воды для системы ГВС. Кроме того, уменьшение нагрузки на котел сокращает потребность в его обслуживании и существенно повышает срок его службы.

Вывод

Существующие на сегодня технологии утилизации солнечной энергии позволяют за короткое время вернуть вложенные в монтаж гелиосистемы средства. Получаемая экономическая прибыль и положительный экологический эффект делают гелиосистемы одним из наиболее удачных способов инвестирования как для частных лиц, так и для крупных организаций.