| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Главная страница » Энциклопедия строителя содержание: [стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] страница - 21 шение состоит в устройстве двух контуров; в закрытом первичном контуре протекает незамерзающая жидкость, из него теплота передается вторичному водяному контуру. Пригодных незамерзающих жидкостей для этих целей пока в ЧССР нет. Fridex (Фридекс), применяемый в автомобильном транспорте, является гигиенически вредной жидкостью, а Friterm (Фритерм), применяемый для центрального отопления, относительно дорог. С точки зрения эффективности работы коллектора важным фактором является его тепловая изоляция. В ЧССР для этой цели применяется базальтовая вата, пенополиуретан, или стойкий PVC (hPVC). В табл. 52 [30] приводятся характеристики некоторых коллекторов. Производительность коллектора Qj^, Вт/м^ , зависит от солнечного излучения о, Вт/м^ потерь падающего на коллектор; от возникающих при отражении и поглощении излучения в съемном укрытии коллектора Zy, Вт/м^, а также от теплопередачи Zp, Вт/м^, °С, и окружающего воздуха t ° от разницы температуры коллектора tj^, у, «С (рис. 59). Тепловые потери за счет теплопередачи включают потери теплопроводностью, конвкецией и излучением передней и задней стороной, а также боковыми стенками коллектора. В [11, 19] приводятся следующие значения этих потерь: отражение излучения от съемного укрытия коллектора 8—30%, отражение излучения от абсорбера 2—10%, поглощение излучения укрытием коллектора 4—10%. Другие потери могут возникать за счет загрязнения съемного укрытия — до 5% (уменьшается пропускание излучения через укрытие), затенения абсорбера укрытием (около 3%), наличия снега, наледи и росы. Если потери от отражения и поглощения солнечного излучения постонны, то для определенной интенсивности солнечного излучения производительность коллекторов тем больше, чем меньше разница температуры коллектора и температуры окружающей среды (см. рис. 59). Поэтому выгодно температуру теплоносителя поддерживать на возможно более низком уровне. Поскольку температура окружающего воздуха выше в летнее время года, то и эффективность коллектора выше, чем в зимнее время. В летнее время года производительность может достигнуть 80%, а в зимнее — только 10%. За год эффективность использования падающего солнечного излучения составит [5]: 75~80% энергии для нагревания воды на ЗООС; 65-70% на 45оС и 55-60% на бОоС. Характерное изменение производительности коллектора в зависимости от разницы температуры коллектора и окружающего воздуха приведено на рис. 60 [14]. Кривая 1 спра- о м а. О ffl »< i I s £ 0 X л a s i) я s I & a X S л X n и о ю я 9 S Ю я Ь
20 40 60 80 100 120 Рис. 60. Изменение производитель-Рис. 59. Тепловой баланс коллек- ности коллектора с расчетной мощ-тораностью 800 Вт/м^ [14 ведлива для укрытия с одинарным простым остеклением, кривая 2 — для укрытий с двойным остеклением. Из рис. 60 хорошо видно также, что небольшая разница температуры коллектора и окружающего воздуха позволяет достигнуть значительной эффективности и при простейшем укрытии. Такое решение пригодно, например, для нагревания воды в бассейне при разнице температуры 25—30 К. Кривая 3 справедлива для очень эффективных коллекторов. Большая эффективность достигается за счет еще большего ограничения тепловых потерь коллектора, а именно за счет того, что абсорбер и теплоноситель находятся в вакууме. В этом случае возникает проблема обеспечения прочности, поэтому такие коллекторы имеют вид трубочек. Трубчатые коллекторы действуют эффективно при высокой зксплуата- ционной температуре. Они значительно чувствительней, чем гшоские коллекторы. Приводятся данные [11], что коллекторы фирмы Philips (Филипс) работают летом при полностью затянутом тучами небосклоне с производительностью 20%. Солнечное излучение является переменным во времени источником энергии. Для восполнения его недостатка в систему солнечного устройства включают аккумулятор теплоты. Аккумулировать теплоту можно, используя твердый или жидкий теплоноситель. Можно также использовать фазовое изменение состояния некоторых веществ. Выбор теплоносителя в системах аккумулирования зависит обычно от характера процесса использования солнечной энергии. При нагреве воды, естественно, для аккумуляции применяется теплая вода. Если же в коллекторах нагревается воздух, то выгодно сохранение теплоты в щебеночном аккумуляторе. Преи- 1 муществом этих способов аккумуляции является их легкая реализация, недостатком — малая аккумулирующая способность и в связи с этим большие размеры устройств. С этой точки зрения наиболее эффективна аккумуляция теплоты с использованием различных эвтектических смесей (табл. 53). Недостатком этого способа аккумуляции является пока слишком высокая его стоимость. Таблица 53. Примеры эвтектических смесей, рекомендуемых для аккумуляции солнечной энергии [9]
Одной из неблагоприятных проблем при аккумуляции теплоты являются тепловые потери аккумулятора, которые можно значительно снизить, если аккумулятор разместить внутри здания. Один из таких проектов [25] основан на следующих принципах: основным источником энергии является электроэнергия, потребляемая ночью; теплота, получаемая за счет электроэнергии ночью и от солнечной энергии днем, аккумулируется водой; накопительная емкость с водой размещается в вертикальном положении и по возможности в середине отапливаемого здания, чтобы теплота, излучаемая с поверхности емкости, использовалась для обогрева пространства вокруг него; емкость проходит через все здание от фундамента до плоской крыши, где заканчивается крышкой с тепловой изоляцией; емкость может быть выполнена из бетона, стали или слоистого пластика; ее внутренний объем иэ расчета 1— 1,3 м^ на 10 м^ отапливаемой площади, а внутренний диаметр должен быть не менее 80 см. Элементами солнечного устройства могут также являться: циркуляционные насосы, регуляторы контура коллектора, емкости под давлением, обменники, расширительные баки и др. На рис. 61 дана схема устройства для системы ГВ, на рис. 62 — комбинированное устройство для системы ГВ и отопления Рис. 61. Схема устройства для снсте-1^ь^ горячего водоснабжения (ГВ) 1 ~ коллектор; 2 — накопительная емкость Системы ГВ; 3 — воздухо-отделнтельный вентиль; 4 — расширительный бак; 5 — циркуляционный насос; 6 — регулятор; 7 — подвод холодной воды; 8 — выход теплой воды Рис. 62. Схема комбинироЕюиного устройства для отопления н горячего водоснабжения [5 ] 1 — коллектор; 2 — накопительная емкость системы ГВ; 3 — теплообменник; 4 — накопительная емкость системы отопления; 5 — котел; 6 — дополнительный нагреватель хозяйственной воды; 7 — отопительная система; 8 — подвод холодной воды; 9 — отвод теплой хозяйственной воды Для индивидуальных домов комплексное изготовление системы солнечного оборудования для системы ГВ проиэ-водит Чехословацкий союз кооперативных обществ. В этом принимают участие общества-изготовители: Likov (Ликов), г. Либерес; Inklemo (Инклемо), г. Прага; Slokov (Споков), г. Годонин; Elko (Элко), г. Книн и Drupol (Друпол), г. Прага, названные "Кооперативная система солнечного оборудования". Незамерзающую жидкость будет поставлять Hlubna (Глубна), г. Брно. Система имеет шесть коллекторов, накопительную емкость объемом 500 л с теплообменником и циркуляционный насос с регулятором. Общество OPS (ОПС), г. Кромнержиж, комплектует системы для общественных зданий, зданий здравоохранения и отдыха, а также для сельскохозяйственных объектов. Изготовителем и поставщиком бош>ших систем с площадью коллекторов 50—100 м^ является CKD Dukla (ЧКД Дукла), г. Прага. Другой возможностью эффективного использования солнечной энергии является применение теплового насоса, который передает теплоту за счет механической работы (рис. 63). Испаритель 1 погружен в источник теплоты, циркулирующее вещество (холодильный агент) отбирает необходимую теплоту для собственного испарения. Пары холодильного агента засасываются компрессором 2 и сжимаются до такого давления, при котором достигается требуемая температура. В конденсаторе 3 сжатью пары конденсируется и жидкий холодильный агент перетекает через дроссельный клапан 4 опять в испаритель. Источником теплоты может быть грунтовая или речная вода, атмосферный воздух, земля, воздух, отводимый из здания, и т.п. В качестве холодильного агента применяют, например, фреон марки R 12, R 22, R 502. Фактор, который характеризует энергетическую эффективность, т.е. отношение полученной и использованной энергии, выражается величиной е = 77 (42) где Т? — коэффициент полезного действия (кпд) двигателя компрессора и циркуляционной системы; Fj — температура вещества после сжатия — на выходе, К; Г, — температура вещества перед сжатием — на входе, К. Эффект, полученный от передачи теплоты, тем больше, чем меньше разница температуры на входе и выходе. Если компрессор приводится в действие электроэнергией, которая выработана с эффективностью 25—35%, то тепловой насос энергетически выгоден, если фактор е имеет значение 3-4. Комбинация системы солнечного оборудования с тепловым насосом (рис, 64) имеет след5пощие преимущества: тепловой насос можно применить и для коллекторов малой энергетической производительности при пасмурной погоде, которой бы одной бьшо недостаточно для отопления; отбор теплоты из первичного контура коллектора сопровождается охлаж-деююм теплоносителя, тем самым увеличивается эффективность коллекторов. Недостатком является значительная стоимость. Системы солнечного оборудования изменяют архитектуру дома, поэтому их установка должна решаться по согласованию с соответствующими архитектурными органами. Для снижения капитальных затрат коллекторы выгодно устраивать так, чтобы они были частью строительных конструкций. Однако для этого необходим соответствующий уклон кровли, благоприятный для установки солнечного оборудования, лучше с ориентацией на юг. Самостоятельное размещение коллекторов дороже, чем расположение их в пределах строительных конструкций; однако его достоинством является легкий подход к коллекторам и независимость от здания. В настоящее время наиболее выгодно использовать солнечную энергию для индивидуальных домов (используемых для постоянного проживания), так как они имеют достаточную площадь кровли, где размещается необходимое количество коллекторов. При неблагоприятной ориентации и при уклоне кровли, не отвечающей необходимым требованиям установки солнечного оборудования, можно разместить коллек г ры содержание: [стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
© ЗАО "ЛэндМэн" |