Come progettare efficacemente un sistema di riscaldamento solare

Punti chiave e precauzioni per la progettazione di impianti di riscaldamento solare

I progetti di riscaldamento solare e di produzione di acqua calda solare sono diversi. La differenza principale sta nel fatto che il progetto di produzione di acqua calda si concentra sull'efficienza energetica media annua, mentre il progetto di riscaldamento viene utilizzato solo durante l'inverno e il periodo di riscaldamento, e il sistema deve ottenere il massimo calore nel periodo più freddo.

Nella progettazione di impianti di riscaldamento solare, è necessario tenere conto delle caratteristiche della luce solare in inverno e garantire che il collettore riceva la massima quantità di calore nel solstizio d'inverno.

In inverno, l'intensità della radiazione solare è bassa e l'angolo di incidenza del sole è piccolo. Soprattutto nelle regioni con latitudini più elevate, l'angolo del sole in inverno è ancora più basso. Per aumentare l'assorbimento di calore del collettore solare a tubi sottovuoto, è necessario garantire che al solstizio d'inverno la luce solare formi un angolo di 90 gradi con il tubo sottovuoto e che la superficie sferica del tubo sottovuoto sia perpendicolare alla luce solare diretta. Solo in questo modo è possibile assorbire la massima quantità di calore solare. Un altro vantaggio è che può ridurre al minimo la quantità di radiazione solare ricevuta dal collettore in estate e può ridurre il grado di surriscaldamento ad alta temperatura del sistema di raccolta del calore in estate.

Oltre a soddisfare le condizioni di base di cui sopra, BTESolar, sulla base di anni di pratica ingegneristica, ha riassunto cinque aspetti dell'esperienza di progettazione:

Innanzitutto, garantire un'efficiente raccolta del calore da parte del sistema

In primo luogo, la qualità dei tubi a vuoto deve essere rigorosamente controllata. Selezionare elementi termoassorbenti con elevata efficienza di conversione luce-calore. In secondo luogo, assicurarsi che non vi siano ostruzioni davanti al collettore e che riceva la massima luce solare possibile. Durante la progettazione del sistema, prestare attenzione all'angolazione del collettore, alla latitudine locale, all'angolo solare, alla spaziatura tra le file anteriore e posteriore dei collettori e ad altre condizioni generali. La formazione di ghiaccio sui tubi a vuoto ha un impatto significativo sull'effetto di raccolta del calore e questo punto viene spesso trascurato. In inverno, la durata della luce solare è breve. Se il tempo di sbrinamento del collettore è troppo lungo, non riceverà sufficiente luce solare. L'approccio di Staray Sunlight consiste nel ottenere un rapido sbrinamento del collettore rafforzando la progettazione strutturale del prodotto stesso e regolando opportunamente la spaziatura dei fori tra i tubi di raccolta del calore. Dopo i test pratici, l'effetto è molto buono.

In secondo luogo, ottenere un'efficiente ritenzione del calore

Il concetto di ritenzione del calore implica la riduzione al minimo della dispersione di calore del sistema per scopi non termici. Ciò richiede una progettazione del prodotto adeguata. Staray Sunshine ha requisiti molto rigorosi per lo spessore dello strato isolante e la densità della schiuma nel cassone. Indicatori numerici specifici sono chiaramente stabiliti nelle "Specifiche di installazione del riscaldamento solare distribuito" redatte da Staray Sunshine. Gli interessati possono consultarle e ricercarle. Inoltre, è necessario rafforzare la progettazione del sistema di ventilazione. Le soluzioni specifiche sono dettagliate nelle "Specifiche". In sintesi, è necessario fare ogni sforzo per eliminare l'effetto camino nel sistema di scarico e mantenere un calore di alta qualità.

Terzo, garantire un riscaldamento adeguato

Si riferisce ai metodi e agli approcci per l'utilizzo del calore. Durante il processo di riscaldamento, è necessario distribuire il calore in modo ragionevole, mantenere un equilibrio tra accumulo e fornitura e ottenere un adeguato controllo della temperatura e un utilizzo scientifico del riscaldamento. Ad esempio, nei luoghi in cui il riscaldamento viene utilizzato solo durante il giorno, lo spreco di energia termica può essere evitato attraverso un controllo basato sul tempo. Per le stanze non occupate o utilizzate da persone, utilizzando il controllo stanza per stanza, è possibile impedire il congelamento e la rottura dei tubi del riscaldamento senza sprecare energia termica. Attraverso i metodi di controllo sopra descritti, l'utilizzo dell'energia diventa più preciso, il che è ciò che viene definito riscaldamento "ragionevole". Il riscaldamento ragionevole significa risparmiare energia per gli utenti e creare valore economico.

In quarto luogo, è importante prestare attenzione alla progettazione degli indicatori di durata del sistema

Durante il processo di progettazione, è necessario realizzare configurazioni di alta qualità basate sul periodo di utilizzo previsto e sulla durata effettiva dei componenti chiave, con l'obiettivo di garantire a tutti i componenti la stessa durata e di ridurre i costi di manutenzione. Pur garantendo un'efficace raccolta del calore, la durata del sistema dovrebbe essere estesa il più possibile. Maggiore è la durata del sistema, maggiore è il vantaggio per gli utenti e maggiore è il contributo all'energia pulita. Non si possono risparmiare per ottenere benefici a breve termine e abbandonare il sistema dopo solo pochi anni.

Quinto, assicurarsi che il sistema funzioni stabilmente in inverno

Gli utenti non possono tollerare i disagi causati dalle interruzioni di corrente durante l'inverno. Pertanto, in fase di progettazione, la stabilità dovrebbe essere la massima priorità. Questo è il fulcro della progettazione del sistema e richiede calcoli rigorosi. La progettazione non può basarsi sull'intuizione. Nei casi in cui l'energia solare è limitata, è necessario considerare le condizioni locali e pianificare in modo ragionevole l'utilizzo di energia supplementare per garantire un'alimentazione elettrica stabile. Inoltre, la gestione della qualità dei componenti del sistema dovrebbe essere rafforzata per ridurre al minimo i guasti del sistema e ridurre il più possibile il tasso di manutenzione, in modo da far sentire i clienti a proprio agio e risparmiare denaro.

Dai cinque aspetti sopra menzionati, si può evincere che il riscaldamento solare non è affatto un semplice sistema di assemblaggio. Si tratta di un coordinamento completo di molteplici discipline tecnologiche e le conoscenze coinvolte sono anche molto approfondite. Ad esempio, è necessario comprendere la progettazione dell'approvvigionamento idrico e del drenaggio, conoscere i principi fisici come l'espansione e la contrazione termica, il peso specifico dell'acqua calda e fredda, i percorsi di conduzione del calore e conoscere i requisiti di progettazione di base come il mantenimento dell'equilibrio idraulico e dello stesso percorso di acqua calda e fredda durante il funzionamento del sistema. Inoltre, implica anche l'applicazione di conoscenze relative all'energia, alle strutture in acciaio e alle infrastrutture di ingegneria civile.