Солнечная комбинированная система обеспечивает как солнечное отопление и охлаждение помещений, так и горячее водоснабжение с помощью общего массива солнечных тепловых коллекторов , обычно поддерживаемых вспомогательным несолнечным источником тепла.
Солнечные комбисистемы могут варьироваться по размеру от тех, которые устанавливаются в отдельных объектах, до тех, которые обслуживают несколько объектов в блочной схеме отопления. Те, которые обслуживают более крупные группы объектов централизованного отопления , как правило, называются центральными солнечными схемами отопления.
Производится много типов солнечных комбисистем - более 20 были выявлены в первом международном исследовании, проведенном в рамках IEA SHC Task 14 [1] в 1997 году. Однако системы на рынке в конкретной стране могут быть более ограниченными, поскольку в разных странах развивались разные системы. До 1990-х годов такие системы, как правило, изготавливались на заказ для каждого объекта. С тех пор были разработаны коммерческие пакеты, которые сейчас широко используются.
В зависимости от размера установленной комбисистемы годовой вклад в отопление помещения может составлять от 10% до 60% и более в зданиях типа Passivhaus с ультранизким энергопотреблением ; даже до 100%, где используется большой межсезонный тепловой аккумулятор или концентрированное солнечное тепло. Оставшаяся потребность в тепле обеспечивается одним или несколькими вспомогательными источниками для поддержания теплоснабжения после того, как истощается нагретая солнцем вода. Такие вспомогательные источники тепла могут также использовать другие возобновляемые источники энергии (когда используется геотермальный тепловой насос , комбисистема называется геосолнечной) [2] и, иногда, перезаряжаемые батареи .
В 2001 году около 50% всех отечественных солнечных коллекторов, установленных в Австрии , Швейцарии , Дании и Норвегии , были предназначены для питания комбисистем, в то время как в Швеции эта цифра была больше. В Германии , где общая установленная площадь коллекторов (900 000 м2) была намного больше, чем в других странах, 25% приходилось на установки комбисистем. Комбисистемы также устанавливались в Канаде с середины 1980-х годов.
Некоторые комбисистемы могут включать солнечное тепловое охлаждение летом. [3]
В соответствии с работой IEA SHC Task 26 (1998–2002 гг.) солнечные комбинированные системы можно классифицировать по двум основным признакам: во-первых, по категории хранения тепла (или холода) (способ, которым вода добавляется в резервуар для хранения и извлекается из него, и его влияние на стратификацию ); во-вторых, по категории управления вспомогательным теплом (или холодом) (способ, которым несолнечные вспомогательные нагреватели или охладители могут быть интегрированы в систему).
Поддержание стратификации (изменение температуры воды от более холодной у основания бака до более теплой наверху) важно для того, чтобы комбисистема могла подавать горячую или холодную воду, а также воду для отопления и охлаждения помещений при разных температурах.
Таким образом, солнечную комбинированную систему можно описать как систему типа B/DS, CS и т. д.
В рамках этих типов системы могут быть сконфигурированы многими различными способами. Для отдельного дома они могут иметь (или не иметь) резервуары для хранения, элементы управления и вспомогательный нагреватель и охладитель, интегрированные в единый сборный пакет. Напротив, существуют также крупные централизованные системы, обслуживающие несколько объектов недвижимости.
Простейшие комбисистемы – Тип А – не имеют «управляемого накопителя». Вместо этого они качают теплую (или холодную) воду из солнечных коллекторов через трубы центрального отопления под полом, заложенные в бетонную плиту пола. Плита пола утолщена для обеспечения тепловой массы и так, чтобы тепло и холод из труб (внизу плиты) высвобождались вечером.
Размер и сложность комбисистем, а также количество доступных опций означают, что сравнение альтернативных вариантов проектирования не является простым. Полезные приближения производительности могут быть получены относительно легко, однако точные прогнозы остаются сложными.
Доступны инструменты для проектирования солнечных комбинированных систем: от инструкций производителя и номограмм (например, разработанных для IEA SHC Task 26), а также разнообразного программного обеспечения для компьютерного моделирования различной сложности и точности.
Среди программного обеспечения и пакетов есть CombiSun (выпущенный бесплатно командой Task 26, [4] который может быть использован для базовой оценки размеров системы) и бесплатный SHWwin (Австрия, на немецком языке [5] ). Доступны и другие коммерческие системы.
Солнечные комбинированные системы обычно используют напольное отопление и охлаждение [1].
Для того чтобы сделать коллекторы как можно меньше, можно использовать технологию концентрирования солнечной тепловой энергии .
Солнечные комбинированные системы используют технологии, аналогичные тем, которые применяются для солнечного горячего водоснабжения , обычного центрального отопления и напольного отопления , а также тем, которые используются во вспомогательных системах — технологиях микрогенерации и т. д.
Уникальным элементом комбисистем является способ объединения этих технологий и системы управления, используемые для их интеграции, а также любая технология стратификации, которая может быть использована.
К концу 20-го века солнечные системы горячего водоснабжения были способны удовлетворить значительную часть потребностей в горячей воде для бытовых нужд во многих климатических зонах . Однако только с развитием надежных технологий строительства с низким потреблением энергии в последние десятилетия века распространение таких систем для отопления помещений стало реалистичным в умеренных и более холодных климатических зонах .
По мере снижения потребности в тепле, общий размер и стоимость системы уменьшаются, а более низкие температуры воды, типичные для солнечного отопления, могут быть более легко использованы - особенно в сочетании с подогревом пола или настенным отоплением. Объем, занимаемый оборудованием, также уменьшается, что также увеличивает гибкость его расположения.
Как и в случае с другими системами отопления в зданиях с низким потреблением энергии, производительность системы более чувствительна к количеству жильцов, температуре в помещении и интенсивности вентиляции по сравнению с обычными зданиями, где такие эффекты незначительны по сравнению с более высоким общим потреблением энергии.
{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)