24 т,ч

24 г,ч

Рис. 56. Изменение температуры воздуха в помещении при регулировании

Г— е двумя переключениями; 11 — с нехыр:.;.?». переключення.ми

водство термостатического регулятора температуры обратной воды TRF-75 [16], который должен благоприятно влиять на эффективность работы тепловых сетей. В то же время у источников теплоты и в распределительных тепловых узлах необходимо автоматическое регулирование, а у отопительных приборов — эффективное ручное регулирование. Автоматическое регулирование у отопительных приборов значительно дороже, чем автоматическое в первых ступенях системы (у источника и в узлах). В [7] приводится следующий пример: устройства регулирования в распределительном тепловом узле стоят примерно 10 ООО крон. Среднее значение тепловой производительности распределительных узлов бывает в новых жилых районах примерно 4,5—6 МВт. Это означает, что узел обеспе-тавает теплотой 500—600 квартир. При условии, что средняя квартира будет иметь примерно четыре радиатора, к тепловому распределительному узлу присоединено 2000—2400 радиаторов. Если бы каждый из этих радиаторов был снабжен собственным терморегулировочным вентилем, стоимость которого 150 крон, то для обеспечения peгyлиpoвoчны^ш вентилями всех отопительных приборов необходимо 360 ООО крон.

Регулированию подвода теплоты к зданиям уделяют внимание и в других странах. Например, из шведских источников [50] следует, что при применении регулирования в индивидуальных домах получают экономию энергии 3500 кВт • ч, что эквивалентно экономии, которая может быть получена за счет улучшения тепловой изоляции здания. Что, однако, важнее — расходы на регулирование (2350 шведских крон) или расходы на тепловую изоляцию (5000 шведских крон)? Для многоквартирных домов регулирование даст экономию энергии 3100 кВт - ч на одну квартиру при ее стоимости 1000 шведских крон, в то же время тепловая изоляция даст экономию 2000 кВт • ч при стоимости 2700 шведских крон. Из приведенного сравнения видно, что затраты на регулирование и на тепловую изоляцию одинаково выгодны.

Таблица 49. Влияние количества секций на тепловую производительность радиатора [7]

Количество 2—3 секций

6

7-11 12-14 15-18 19-25

Поправоч- 1,04 1,03 1,02 1,01 1,0 0,99 0,98 0,97 ный коэффициент

Примечание. Эталоном является отопительный прибор из 7—11 секций; из таблицы видно, что уменьшение иа 2—3 секции приводит к увеличению производительности прибора иа 4%, а увеличение иа 19—25 секций — к уменьшению на 3%.

Таблица 50. Влияние укрытий на производительность отопительного прибора [7]

Тип укрытия отопительного прибора

Поправочный коэффициент

Прибор окрашен с добавлением металли ческнх присадок

0,90

Примечание. Прибор, расположенный свободно у, стены (без укрытия), имеет z = 1,0.

На работу отопительных приборов влияют и другие факторы. Отопительные приборы, состоящие из отдельных секций (радиаторы), имеют тепловую производительность тем меньше, чем больше в них секций, так как уменьшается влияние крайних секций на увеличение теплоотдачи радиатора (табл. 49).

Теплоотдача отопительных приборов часто снижается за счет разного рода укрытий (табл. 50). Имеется разница также в том, устанавливается ли отопительный прибор под окном у наружной стены или внутри у стены. Прибор, установленный в нише, имеет на 5—10% меньшую производительность, чем прибор, установленный у наружной стены.

Отопительный прибор, установленный у наружной стены, увеличивает температуру ее поверхности и тем самым тепловые потери. Позтому для устранения таких дополнительных теплопотерь выгодно увеличить теплоизоляционную способность стены или облицевать стену за радиатором рефлекторной алюминиевой фольгой.

2.8. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕТРАДИЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛОТЫ

Мировая потребность в энергии в настоящее время обеспечивается на 90% за счет невпэобчовляемого органического топлива, т.е. угля, нефти и природного газа. Энергия, полученная из этого топлива, сопряжена с растущими затратами, так как добывать его приходится во все более тяжелых условиях. Получение энергии из органических видов топлива сопровождается выделением нечистот и материалов, вредных для здоровья. Так как органическое топливо является важнейшим сырьем для химической промышленности, предполагается в будущем применить его только для промышленных целей.

Энергетические проблемы мирового хозяйства вызвали интенсивную заинтересованность в применении таких источников, которые известны уже давно, но по различным соображениям не могли применяться в более широком масштабе, чем до настоящего времени, заменив органическое топливо.

В недалеком будущем предполагается, что большее значение в энергетическом хозяйстве займет ядерная энергетика. Исследуются возможности использования геотермальной энергии и кинетической энергии космических тел. Большие надежды связаны с использованием солнечной энергии. Решаются также проблемы, связанные с использованием так называемых вторичных источников теплоты. В энергетическом хозяйстве для непроизводственной сферы речь идет об исполь-зовании теплоты выбросов вентиляционного воздуха, отводимого из здания, а также использованной воды.

С точки зрения экономии энергии в системах горячего водоснабжения и отопления в настоящее время наибольший интерес представляет использование солнечной энергии.

Использование солнечной энергии применительно к условиям в ЧССР. Для выявления возможности использования солнечной энергии решающими являются данные об интенсивности солнечной радиации и времени солнечного освещения в данном месте. Из рассмотрения климатических условий в ЧССР следует, что все количество солнечной энергии, которое падает на поверхность площадью в 1 м^, приблизительно равно [5]: на горизонтальную поверхность 850 кВт - ч/м^; на наклонную поверхность, расположенную под углом 30--60О и ориентированную на юг, 1000 кВт • ч/м^; на вертикальную поверхность, ориентированную на юг, 700 кВт • ч/м^.

Наибольшее количество солнечной энергии приходится на март —^ октябрь. Среднее годовое время действительного солнечного освещения на территории ЧССР находится в пределах 1600—2200 ч, наименьшая продолжительность на западе, в направлении к востоку она увеличивается. Конкретные данные для некоторых городов ЧССР приведены в табл. 51.

Это средние значения за 1926—1950 гг. Из сравнения значений для периодов апрель — сентябрь и октябрь — март очевидно, что в первом случае значения более чем в 2 раза больше, чем во втором.

Наименьшая продолжительность солнечного освещения (менее 1600 ч) на Шумане, в Крконоших, Йизерских и Крушньге горах. Большая часть Моравы, за исключением Чешско-Моравской вызвышенности и северных горных областей Есе-ники и Бескид, имеют 1800—2000 ч. Подобное положение в Чехии в области Раковники и Сланого, в окрестностях г. Праги, в восточной части Полаби. На оставшихся частях территории ЧССР продолжительность солнечного освещения составляет 1600—1800 ч за год.

Можно констатировать, что условия для использования в ЧССР солнечной энергии для отопления и горячего водоснабжения подобны условиям в ФРГ, Австрии, Дании и др. [11, 36].

Схема и элементы солнечного устройства (основной элемент — солнечный коллектор) показаны на рис. 57.

Для горячего водоснабжения (ГВ) и для отопления наиболее часто применяют плоские коллекторы (рис. 58), котог рые имеют следующие части: съемное укрытие 1, абсорбер 2, Соединенный с трубками для отвода теплоты 3 (вместо трубок Могут быть устроены каналы небольшого сечения, например, из двух соответствующим образом профилированных листов), тепловой изоляции 4 и рамы 5.

Съемное укрытие уменьшает тепловые потери коллекторов, оно должно пропускать как можно больше коротковолнового

Таблица 51. Время солнечного освещения, ч, в разных районах ЧССР [11,36]

Город

Период года

Брно Взенец

Ческе Будейовице Градец Кралове Карловы Вары Милешовка Млада Болеслав Опава

Прага — Карлов Подебрады Поличка Пршеров Раковник Шрнндлерув Млин Табор Тршебонь Братислава Губаново (Кошице

Ломннцкий штат

Риштяны

Прешов

Тренчин

Зволен

излучения и как можно меньше инфракрасного (длинноволнового излучения). Для повышения эффективности укрытия на нижнюю сторону наносят рефлексный слой для длинноволнового излучения, а на верхнюю — антирефлексный слой для коротковолнового излучения. Укрытие бывает большей частью из стекла в один, два или несколько слоев. Применяется для укрытия и пластмасса, имеющая то же пропускание солнечного излучения, что и стекло, однако пропускание длинноволнового излучения у нее выше. Абсорбером, как правило, является металлический лист, который должен поглощать как можно больше солнечного излучения и отражать как можно меньше инфракрасного излучения. Потери отраженного излучения можно уменьшить за счет применения селекционного покрытия на поверхность абсорбера. Экспериментируют, например, с окисью меди (СиО) и окисью никеля (Н12 0з) [11, 19]. Коллектор с селекционным покрытием и простейшим укрытием считается самым выгодным для низкотемпературного преобразования солнечной энергии в условиях стран Средней Европы.

Наибольший эффект достигается, если солнечное излуче- ние направлено перпендикулярно абсорберу. Обеспечение.

Рнс. 57. Схема и элементы солнечного устройства

1 — солнечный коллектор; 2 — емкость системы ГВ; 3 — насос; 4 — дополнительный источник теплоты; 5 — подвод холодной воды; 6 — потребитель

Рис. 58. Устройство плоского коллектора

J — интенсивность солнечного излучения

этого положр .1Я потребовало бы автоматического наведения коллектора. Такое решение, однако, слишком дорого. Поэтому иногда применяют комбинированное решение, т.е. закрепление коллектора проектируют в двух положениях: одно для зимнего и другое для летнего времени года. Наиболее дешево неподвижное закрепление коллектора в одном положении, но в этом случае абсорбер должен иметь ббльшую способность поглощать солнечное излучение при разных уг-лах падения солнечных лучей.

Если же коллекторы закрепляются неподвижно, то необходимо принять решение о их наклоне в соответствии с тем, в какое время года будет преобладать использование солнечного излучения. В [5] отмечается, что в ЧССР при использовании коллектора в течение всего года наиболее выгодно наклонять его на 50—70°, а при использовании только в летний период года этот угол должен составляет 20—40° (в обоих случаях принимается южная ориентация). Наклон коллек^ торов важен с точки зрения использования прямого солнечного излучения. Если же используется часть энергии рассеянной радиации, что имеет место для климатических условий ЧССР, то наклон коллекторов уже не играет большого значения. Доказывают зто и результаты измерений в ФРГ [3] . Определено, что изменение наклона коллектора в интервале 10—800 соответствует эффективности коллектора 55—60%, в то же время без изменения наклона эффективность равна 50-80%.

Для передачи теплоты в качестве теплоносителя наиболее часто применяется вода. Если хотят использовать солнечную энергию и в зимнее время, то необходимо сделать так, чтобы вода не замерзала. Проблему можно решить, обеспечив автоматический спуск воды из контура коллектора. Другое ре-