прохождении через испаритель, в то время как воздух, используемый для отвода теплоты из конденсатора, выбрасывается в атмосферу. Охлаждение галечного аккумулятора происходит за счет циркуляции воздуха в кол^ лекторе в ночное время.

В снстеме с тепловым насосом типа вода—вода, как правило, используются два бака-аккумулятора — один с горячей, а второй с холодной водой — и тепловой насос поддерживает заданную разность температур. Такая, система надежно работает жарким летом с высокой интенсивностью солнечной радиации, малым количеством осадков и низкой скоростью ветра. Ее можно применять , в республиках Средней Азии.

Аккумулирование тепловой энергии может осуществляться в одном баке, разделенном пергородкой на две секции: верхнюю —для горячей и нижнюю —для холодной воды. С помощью теплового насоса теплота из нижней секции бака, где расположен испаритель, передается в верхнюю, в которой установлен конденсатор. В режиме отопления горячая вода из верхней части бака направляется в систему панельно-лучистого отопления. При работе системы в режиме охлаждения вода в верхней секции бака охлаждается в процессе ночного излучения теплоты коллектором, а для охлаждения помещения используется более холодная вода из нижней секции бака, причем необходимую разность температур обеспечивает тепловой насос. Обычные кондиционеры воздуха можно рекомендовать лишь для районов с сухим жарким климатом. Во влажном климате необходимо применять специальную установку для осушения воздуха. Использование теплового насоса наиболее целесообразно в таких климатических зонах, где отсутствуют большие колебания летних и зимних температур воздуха и тепловые нагрузки систем отопления и охлаждения приблизительно одинаковы. В этих условиях тепловой насос используется круглогодично с полной загрузкой.

На рис. 45 показана схема абсорбционной водо-амми-ачной гелиосистемы охлаждения здания. В этой системе аммиак служит хладагентом, а вода — абсорбентом. Нагретый в солнечном коллекторе теплоноситель с температурой 80 °С поступает в генератор. Из абсорбера сильный раствор хладагента (аммиака) в воде подается насосом в теплообменник, где нагревается до температуры 70 °С и поступает в генератор, в котором при нагревании

из раствора выделяется аммиачный пар. Слабый раствор аммиака через теплообменник стекает в абсорбер, а пары аммиака с температурой 75 °С после отделения капелек воды направляются в конденсатор. Из конденсатора жидкий хладагент через дроссельный вентиль поступает в испаритель, где он отбирает теплоту у воздуха (воды) и снова превращается в пар, а охлажденный воздух (вода) направляется в помещение. Пары аммиака поступают в абсорбер и поглощаются слабым раствором.

Рис. ,45. Схема водо-аммиачной гелиосистемы кондиционирования

воздуха:

/ — солнечный коллектор; 2 —генератор; 3 — конденсатор; 4 — испаритель; S —абсорбер; 6 — теплообменник; 7—насос; в —вентиль; S—наружный воздух; /О — охлажденный воздух; // —холодная вода; /2 —горячая вода

Теплота, выделяющаяся в абсорбере и конденсаторе, отводится с помощью воды, охлажденной в градирне. В результате получается нагретая вода. Сильный раствор насосом подается через теплообменник в генератор.

В гелиосистеме, показанной на рис. 46, хладагентом служит вода, а абсорбентом — бромистый литий. При подводе теплоты в генераторе происходит испарение воды. Хладагент — перегретый водяной пар — направляется в конденсатор. Образующийся конденсат проходит через дроссельный вентиль в испаритель, а затем пар поступает в адсорбер, где он смешивается с концентрированным раствором бромистого лития, стекающим из гене-

ратора через теплообменник и дроссельный вентиль. В испарителе и абсорбере поддерживается разрежение. Теплота из абсорбера и конденсатора отводится водой, охлажденной в градирне. Предусмотрен бак холодной воды, и осуществляется подпитка.

В генераторе поддерживается температура в пределах 77—99 °С, в абсорбере и конденсаторе — порядка 40 °С, а в испарителе — около 5 °С. При испарении воды в испарителе происходит охлаждение воздуха или воды.

Рис. 46. Схема бромисто-литиевой гелиосистемы кондиционирования

воздуха:

/ — коллектор; 2 — теплообменник; 3 — аккумулятор теплоты; < — котел; J — генератор; S — испаритель; 7 —абсорбер; 5 — конденсатор; S —градирня; 10 — охладитель воздуха вентилятором

Слабый раствор из абсорбера направляется в генератор, и цикл повторяется. Теплообменник используется для подогрева слабого раствора за счет теплоты, отнимаемой у концентрированного раствора.

В соответствии с рис. 46 из солнечного коллектора через теплообменник или непосредственно теплота передается в бак-аккумулятор. Циркуляция теплоносителя в контуре коллектора и аккумулятора осуществляется посредством насоса Н4 и Я5. Горячая вода из бака-аккумулятора поступает в котел, затем подается насосом И2 в генератор, а из него —в нижнюю часть аккумулятора и через трехходовой вентиль — в котел. Этот вентиль предотвращает попадание теплоты из котла в аккумулятор. Охлаждающая вода из градирни иасосом ЯЗ

подается в абсорбер и конденсатор, при этом ее температура возрастает с 24 до 32 °С. Насос HI подает охлаждающую воду для охлаждения воздуха, подаваемого вентилятором в здание.

Для установки мощностью 10 кВт требуется солнечный коллектор площадью 50 м^ (при КПД 34 %), она стоит около 15 тыс. руб., в то время как обычный электрический кондиционер — 800 руб.

Баланс энергии бромисто-литиевой установки мощностью 10 кВт характеризуется следующими величинами мощности потока теплоты (q?=0,8): генератор — 12,5 кВт, конденсатор — 10,55 кВт, абсорбер — 11,95 кВт, градирня — 22,5 кВт.

12. ПЛАВАТЕЛЬНЫЕ БАССЕЙНЫ С СОЛНЕЧНЫМ ОБОГРЕВОМ

Солнечные установки наиболее целесообразно применять для низкотемпературных процессов. Температура воды в плавательных бассейнах обычно поддерживается на уровне 20—27°С, что всего на 5—15°С выше температуры наружного воздуха, и энергия солнечной радиации в летний период — с начала июня до середины сентября—вполне может заменить традиционный источник энергии. То же относится и к лечебным минеральным ваннам, хотя в этом случае температура воды и несколько выше — 35—38°С. Благодаря использованию солнечной энергии купальный сезон в открытых плавательных бассейнах будет увеличен на 1,5—2 мес. в год, а в закрытых бассейнах будет обеспечена значительная экономия топлива, особенно с учетом того, что в летний период котлы работают неэффективно — с низким КПД. Отключение котлов на этот период не только снижает расход топлива, но и уменьшает загрязнение окружающей среды вредными выбросами, в том числе оксидами серы и азота.

В ряде стран (США, Австралия, ФРГ) в течение многих лет успешно эксплуатируется большое число частных и коммунальных плавательных бассейнов с солнечным обогревом. Зто перспективная область применения солнечных установок как в спортивно-оздоровительных учреждениях, так и в индивидуальном строительстве в благоприятных в климатическом отношении районах страны.

В условиях средней полосы и южной части СССР гелиоустановки могут давать как минимум 250—300 кВт-ч

полезной теплоты в год с 1 площади плоского солнечного коллектора. Одна из возможных схем гелиоустановок для подогрева воды в плавательном бассейне показана на рис. 47, а. Вода из бассейна насосом прокачивается через фильтр и направляется в солнечный коллектор? Нагретая вода из коллектора поступает в бассейн. В схеме предусмотрены обратный клапан, воздушный клапан и байпасная линия с вентилем. Коллектор должен быть изготовлен нз коррозионно-стойких материалов, чтобы не подвергаться агрессивному действию воды из бассейна. Кроме того, материал должен выдер-

а)

т

10

Рис. 47. Схемы солнечных установок для обогрева плавательных

бассейнов:

о — одноконтурная схема; б —схема солнечно-теплонасосной установки: / — бассейн; 2 — насос; 3 —фильтр; 4 —обратный клапан; J —коллектор солнечной энергии; — воздушник; 7 —байпас с вентилем; Зр-тепловой насос; 9 — теплообменник; 10 — трехходовой клапан

живать температуру от —20 до 70 °С, обладать хорошей поглощательной способностью и высоким коэффициентом теплопроводности. Через коллектор прокачивается большое количество воды, и должно быть обеспечено такое поперечное сечение каналов, чтобы гидравлическое сопротивление было минимальным. Наиболее подходящими материалами являются окрашенные в черный цвет полиэтилен, полипропилен и синтетический каучук. Первые два материала дешевы, а каучук значительно дороже, но более стойкий. При годовом поступлении 1050 кВт-ч/м^ солнечной энергии на горизонтальную поверхность и площади КСЭ 800 м2 за сезон гелиоустанов-

ка мол^ет дать 170 МВт-ч теплоты, а потребность в теплоте составляет 270 МВт-ч. В данном случае КСЭ не имеет остекления, вода в нем подогревается- на 3,5 °С, и средняя тепловая мощность установки за сезон составляет 270 кВт, а ее КПД — 38,3 %. Длинные оребренные трубы изготовлены из полипропилена, а прямой и обратный соединительные трубопроводы — из полиэтиленовых труб.

Схема комбинированной солнечно-теплонасосной установки для обогрева плавательного бассейна показана на рис. 47,6, Летом в бассейне поддерживается температура не ниже 20 °С. Это обеспечивается с помощью КСЭ. При неблагоприятных погодных условиях включается тепловой насос, использующий КСЭ в качестве испарителя.

Для снижения тепловых потерь водная поверхность бассейна покрывается специальной оболочкой. Если температура воды в бассейне выше, чем в КСЭ (осенью, весной), то КСЭ отключается, а работает тепловой насос.

В условиях средней части СССР гелиоустановка, предназначенная для поддержания температуры, воды в плавательном бассейне на уровне 20—27°С, дает за сезон 250—270 кВт-ч полезной теплоты на 1 м^ площади КСЭ. Для сравнения укажем, ч-го годовая удельная теплопроизводительность гелиосистемы горячего водоснабжения равна 300—500 кВт-ч/м^ в год, а гелиоустановка отопления (30—70°С) 150—300 кВт-ч/м^ в год. Бассейн теряет теплоту вследствие испарения воды, конвекции и излучения в окружающую среду, теплопроводности от дна к грунту и на разогрев. Требуемое количество теплоты от обычного топливного источника равно разности между суммарными теплопотерями бассейна и поступлением солнечной энергии.

Тепловые потери открытого плавательного бассейна могут быть существенно снижены, если в те периоды, когда^ бассейн не используется, т. е. в ночное время и в холодную ненастную погоду, закрывать его водную поверхность. Для этого можно использовать полимерную пленку или плиты из пенопласта. При работе бассейна полимерное покрытие убирается и хранится в свернутом виде на краю бассейна, плиты также могут быть сложены там же в виде штабеля. Второй вариант — это двухслойное полимерное покрытие в виде подушки, которая надувается воздухом и изолирует поверхность воды от