в архитектурно-компоновочном отношении дом выполнен в двух уровнях. На первом этаже размещены передняя, общая комната, спальня, кухня, ванная комната и кладовые, а на втором - две спальни и санузел, предусмотрена электроплита для приготовления пищи. Оборудование системы солнечного теплоснабжения (кроме коллекторов) расположено в подвале; дублером системы служат электроводонагреватели, что позволяет осуществить единый энерговвод в здание и повысить комфортные качества жилья.

Система солнечного теплоснабжения жилого дома (рис. 4.1) состоит из трех контуров: теплоприемного циркуляционного и контуров отопления и горячего водоснабжения. В состав первого из них входят солнечные водонагреватели, змеевик-теплообменник бака-аккумулятора, циркуляционный насос и теплообменник "труба в трубе" для работы системы в летнее время в режиме с естественной циркуляцией. Оборудование объединено системой трубопроводов с арматурой, контрольно-измерительными приборами и приборами автоматики. В бак-аккумулятор вместимостью 16 м^ вмонтированы двухсекционный змеевиковый теплообменник с площадью поверхности 4,6 м^ для теплоносителя циркуляционного контура и односекционной теплообменник с площадью поверхности 1,2 м^ для системы горячего водоснабжения. Теплоемкость бака с температурой воды в нем +45 "с обеспечивает трехсуточную потребность жилого дома в тепле. Теплообменник типа "труба в трубе" поверхностью 1,25 м^ размещен под коньком крьппи дома.

Контур отопления состоит из двух последовательно соединенных участков: панельно-лучистого с поточными отопительными панелями, обеспечивающими работу системы в базовом режиме с перепадом температур воды 45 ... 35 "С, и вертикально-однотрубного с конвекторами типа "Комфорт", обеспечивающими пиковые нагрузки системы отопления с перепадом температур воды 75 ... 70 "с. Змеевики труб отопительных панелей замоноличены в штукатурно-отделочныи слой круглопустотных панелей потолочного перекрытия. Конвекторы устанавливаются под окнами. Циркуляция в системе отопления -побудительная. Пиковый подогрев воды осуществляется проточным электроводонагревателем ЭПВ-2 мощностью 10 кВт; он же служит дублером системы отопления.

В состав контура горячего водоснабжения входит теплообменник, встроенный в бак-аккумулятор, и второй проточной электроводонагреватель в качестве доводчика и дублера системы.

В течение отопительного периода теплота от коллекторов передается теплоносителем (45 %-м водным раствором этиленгликоля) воде в бак-аккумуляторе, которая насосом направляется в змеевики отопительной панели, а затем возвращается вновь в бак-аккумулятор.

Необходимая температура воздуха в помещении дома поддерживается автоматическим регулятором РРТ-2 путем включения и выключения электроводоподогревателя на конвекторном участке системы отопления.

Летом система обеспечивает потребности горячего водоснабжения от теплообменника типа "труба в трубе" при естественной циркуляции теплоносителя в теплоприемном контуре. Переход на побудительную циркуляцию осуществляется с помощью электронного дифференциального регулятора РРТ-2.

Система солнечного теплоснабжения четырехкомнатного жилого дома в с. Букурия Молдавской ССР запроектирована институтом Молдгипрограждансельстрой под научным руководством КиевЗНИИЭП.

Жилой дом - мансардного типа. На первом этаже находятся общая комната, кухня, постирочная, хозяйственное помещение, а на втором - три спальни. В цокольном этаже размещены гараж, погреб,~а также помещение для оборудования системы солнечного теплоснабжения. С домом блокируется хозяйственная постройка, которая включает в себя летнюю кухню, душ, навес, инвентарную и мастерскую.

Автономная система солнечного теплоснабжения (рис. 4.2) представляет собой комбинированную солнечно-теплонасосную установку, предназначенную для обеспечения нужд отопления (расчетные теплопотери дома 11 кВт) и горячего водоснабжения в течение всего года. Недостаток солнечной теплоты и теплоты от компрессора теплонасосной установки покрывается за счет электроподогрева. Система состоит из четырех контуров: теплоприемного циркуляционного, контуров теплонасосной установки, отопления и горячего водоснабжения.

{хЭ-гЧХЬ

ИЗ ВОДОПРОВОДА

X гв. 11

3;

Рис 4.2. Принципиальвая схема системы теплоснабжения жилшго дома с тешювасоснон установкой

1 - солнечный коллектор; 2 - теплообменник; 3 - расширительный бак; 4 - электроводонагреватель; 5 — насос; 6 — бак-аккумулятор; 7 — отопительные панели

В состав оборудования теплоприемного контура входят солнечные коллекторы, теплообменник "труба в трубе" и бак-аккумулятор вместимостью 16 м с встроенным в него теплообменником с площадью поверхности 6 м^. Солнечные коллекторы конструкции КиевЗНИИЭП с двухслойным остеклением общей площадью 70 м^ размещены в раме на южном скате крыши дома под углом 55° к горизонту. В качестве теплоносителя использован 45 %-й водный раствор этиленгликоля. Теплообменник размещен под коньком крыши, а остальное оборудо-ваше расположено в подвальном помещении дома.

В качестве теплонасосной установки служит компрессорно-конден-саторный холодильный агрегат АК1-9 теплопроизводительностью 11,5 кВт и потребляемой мощностью 4,5 кВт. Рабочим агентом теплонасосной установки является фреон-12. Компрессор - поршневой бессальниковый, конденсатор и испаритель - кожухотрубные с водяным охлаждением.

В состав оборудования контура отопления входят циркуляционный насос, отопительные приборы типа "Комфорт" проточный электроводонагреватель ЭПВ-2 в качестве доводчика и дублера. В состав оборудования контура горячего водоснабжения входят емкостный (0,4 м^) водонагреватель типа СТД с поверхностью теплообменника 0,47 м^ и концевой электронагреватель БАС-10/М4-04 мощностью 1 кВт. Циркуляционные насосы всех контуров - типа ЦВЦ, бессальниковые, вертикальные, малошумные, бесфундаментные.

Система работает следуюищм образом. Теплоноситель передает тепло от коллекторов воде в баке-аккумуляторое й фреону в испарителе теплового насоса. Парообразный фреон после сжатия в компрессоре конденсируется в конденсаторе, нагревая при этом воду в системе отопления и водопроводную воду в системе горячего водоснабжения.

При отсутствии солнечной радиации и израсходовании теплоты, запасенной в баке-аккумуляторе, теплонасосная установка выключается и теплоснабжение дома осуществляется полностью от электроводонагревателей (электрокотлов). Зимой теплонасосная установка находится в работе только при определенном уровне отрицательных температур наружного воздуха (не ниже -7 "С) с тем, чтобы исключить замерзание воды в баке-аккумуляторе. Летом система горячего водоснабжения обеспечивается теплотой в основном при естественной циркуляции теплоносителя через теплообменник типа "труба в трубе". В результате осуществления различных режимов работы комбинированная солнечно-теплонасосная установка позволяет сберечь теплоты около 40 ГДж/год (результаты эксплуатации этих установок приведены в гл. 8).

Сочетание солнечной энергии и тепловых насосов нашло ^зое отражение и в разработанном ЦНИИЭП инженерного оборудования

fnc 4.3. Привцитшзл&ная схема системы теплоснабясения в г. Геленджике

1 — солнечный коллектор; 2 — теплообменник догрева с теплоносителем от контура конденсатора тепловых насосов; 3 — теплообменник догрева с теплоносителем от тепловой сети; 4 — насос контура конденсатора; S — тепловой насос; 6 — насос контура испартеля; 7 — теплообменник подогрева (охлаждения) воды контура испарителя (конденсатора); 8 -теплообменник подогрева исходной (сырой) воды; 9 — насос горячего водоснабжения; 10 — аккумуляторные баки; И — теплообменник солнечного контура; 12 — насос солнечного контура

проекте теплоснабжения гостиничного комплекса "Приветливый берег" в г. Гелевджике {рис. 4.3).

Основу солнечно-теплонасосной установки составляют: плоские солнечные коллекторы общей площадью 690 м^ и тре серийно выпускаемые холодильные машины MKT 220-2-0, работающие в режиме теплового насоса. Расчетная годовая выработка теплоты составляет около 21000 ГДж, в том числе солнечной установкой - 1470 ГДж.

Низкопотенциальным источником тепла для тепловых насосов служит морская вода. Для обеспечения безкоррозионного и безнакипного режима работы поверхностей нагрева коллекторов, трубопроводов и конденсаторов их заполняют умягченной и деаэрированной водой тепловой сети. По сравнению с традиционной схемой теплоснабжения от котельной привлечение нетрадиционных источников тепла -

солнца и морской воды, позволяет сэкономить около 500 т усл. топл /год.

Другим характерным примером использования новых источников энергии является проект теплоснабжения усадебного дома с помощью

солнечно-теплонасосной установки. Проект предусматривает круглогодичное Полное удовлетворение потребностей отопления и горячего водоснабжения усадебного дома мансардного типа жилой площадью 55 м^. Низкопотенциальным источником теплоты для теплового насоса служит грунт. Предположительный экономический эффект от внедрения системы - не менее 300 руб. на квартиру по сравнению с традиционным вариантом теплоснабжения от твердотопливного аппарата.

4.3. СОЛНЕЧНО-ТОПЛИВНЫЕ И СОЛНЕЧНО-ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОТЕЛЬНЫЕ

К числу устройств, где использование энергии солнца может быть наиболее эффективным, относятся установки, создаваемые на базе отопительных котельных. Как показал опыт эксплуатации солнечных установок, в таких системах достигается наибольший КПД солнечных коллекторов, большая продолжительность сезона работы и эксплуатационная надежность. Существенным достоинством этих установок является частичное использование технологического оборудования котельной, возможность обслуживания их прежним персоналом котельной, что позволяет снизить капитальные и эксплуатационные затраты на систему. При этом квалифицированньпЧ персонал котельной может проводить как текуидае ремонтно-восстановительные работы, так и осуществлять постоянный контроль за состоянием солнечной установки.

Строительство солнечно-топливных котельных целесообразно в И и 1У климатических зонах с высокими значениями среднегодового уровня солнечной радиации, районах, куда затруднена доставка топлива, санаторно-курортных зонах, где можно создавать экологически чистую среду проживания.

Как правило, в таких установках солнечная энергия используется для частичного покрытия потребностей горячего водоснабжения в межотопительный период. Процент замещения нагрузки горячего водоснабжения солнечной энергией определяется технико-экономической оценкой принятых технических решений. Поэтому основными задачами при проектировании солнечно-топливных котельных являются определение региона строительства, тепловой нагрузки, условий застройки, возможной доли замещения солнечной энергией тепловой нагрузки котельной (при определенном соотношении нагрузки горячего водоснабжения и отопления) и выбор схемного решения.

Анализ типовых проектов показал, что в большинстве отопительных котельных мощностью до 6 МВт, нагрузка на горячее водоснабжение составляет 10 ... 30 % общей тепловой мощности котельной. Исследования по замещению нагрузки горячего водоснабжения солнечной энергией проводились с учетом летних нагрузок на грячее водоснабже-