Проект "Двухэтажная Россия"

К разделу Теплоснабжение

СОЛНЕЧНОЕ ОТОПЛЕНИЕ

Солнечная энергия зимой может легко использоваться для обогрева воздуха в помещениях. Весной и осенью, когда часто бывает солнечно, но холодно, солнечный обогрев помещений позволит не включать основное отопление. Это дает возможность сэкономить часть энергии, а соответственно и деньги. Для домов, которыми редко пользуются, или для сезонного жилья (дачи, бунгало), обогрев солнечной энергией особенно полезен зимой, т.к. исключает чрезмерное охлаждение стен, предотвращая разрушение от конденсации влаги и плесени. Таким образом, ежегодные эксплуатационные расходы в основном снижаются.

Почти половина всей производимой энергии используется для обогрева воздуха. Солнце светит и зимой, но его излучение обычно недооценивается.
Декабрьским днем недалеко от Цюриха физик А. Фишер генерировал пар; это было, когда солнце находилось в своей самой низкой точке, а температура воздуха была 3°С. Днем позже солнечный коллектор площадью 0,7 м2 нагрел 30 л холодной воды из садового водопровода до +60°С.

Основные составные части солнечной отопительной установки:
- солнечный коллектор (водяного или воздушного типа, концентрирующий или плоский);
- теплоноситель для аккумулятора (вода, камень, бетон, химические материалы);
- теплоноситель для отопления помещений (вода, воздух); нагревательные приборы (радиаторы, трубы и т.п.).
Различают два способа передачи солнечного тепла помещениям:
- накопление собранного коллектором тепла в аккумуляторе;
- аккумулирование конструкциями стен, полов и потолков тепла, непосредственно поступающего с солнечным излучением в помещение.
Следовательно, первый способ относится к активной отопительной солнечной системе и связан с необходимостью использования специальных средств, а второй основан на пассивном использовании солнечного тепла без применения специальных устройств.
При отоплении домов с помощью солнечного тепла необходимо решать проблему теплоизоляции помещений на основе архитектурно-конструктивных элементов, т.е. при создании эффективной системы солнечного отопления следует возводить дома, имеющие хорошие теплоизоляционные свойства.
Часто при проектировании совмещают систему солнечного отопления и горячего водоснабжения. Различают два основных типа таких систем:
- водяная (теплоноситель - вода);
- воздушная.
Поиски технически и экономически удовлетворительных решений привели к появлению сотен патентов. Некоторые из наиболее известных, которые взяты за основу в ряде построенных солнечных домов, описаны ниже.

Система Баера
Основное в этой системе - размещение в южной стене дома 90 баков, каждый вместимостью 200 л (всего 18 тыс. л воды). Когда светит солнце, окрашенные в черный цвет внешние поверхности открыты, и солнечная радиация, попадая на них через стеклянную пластину, нагревает воду. Ночью или в плохую погоду эти поверхности закрываются с внешней стороны движущимися покрытиями (щиты из тяжелого утеплителя) и отдают жилому помещению тепло, полученное в течение дня.
Типичный пример - дом Баера в Корралес (Нью-Мексико, США).
Система Стива Баера может на 75% покрывать отопительную нагрузку при изменении температуры в помещении не более чем на 5...8°С.

Система MJT
Самый первый солнечный дом, построенный между 1939 и 1959 г., в Массачусетском технологическом институте архитекторами Х.С. Хоттелом, Б.Б. Воертсом, А.Г. Диетсом, С.Д. Энгебретсоном, имел водяную отопительную систему, ставшую с тех пор классической (см. рис.). Вода, наполняющая солнечные коллекторы, поглощала солнечное тепло. Эта теплая вода накачивалась в аккумуляторы, расположенные в подвале. Горячая вода в аккумуляторах нагревала воздух, нагнетаемый в жилые помещения.

Рис. Водяная солнечно-отопительная система MJT: (основной принцип работы): 1 - радиация; 2 - водяной солнечный коллектор; 3 - промежуточная зона; 4 - циркуляционный насос; 5 - накопительный бак для горячей воды; 6 - теплый воздух, обогревающий жилое пространство; 7 - канал для возврата воздуха; 8 - жилое пространство; 9 - утеплитель.

Система Моргана
Эта первая европейская система была построена в 1961 г. около Ливерпуля в Англии. Здание обогревается только солнечной энергией и некоторыми незначительными источниками (человеческое тепло, лампы). Солнечные коллекторы и аккумуляторы отсутствуют, т.к. тепло накапливается в стенах и потолке здания.
Типичный пример - школа Св. Георгия в Валласей (Ливерпуль, Англия). Двухэтажное здание имеет 67 м в длину. Южный фасад на 90% состоит из стекла, за которым помещается окрашенная в черный цвет бетонная стена. Бетонный потолок и бетонные стены сделаны такого размера, чтобы они могли поглотить как можно больше тепла, сохранить его, а затем отдать. Запасной обогрев отсутствует, а потребность в дополнительном отоплении осуществляется за счет человеческого тепла и электрического света. Энергетическая автономность здания - 7 дней. Измерения, выполненные Ливерпульским университетом, показывают, что такая обогревательная система действует удовлетворительно.

Рис. Школа Св. Георгия, Валласей (Англия): 1 - радиация; 2 - бетонные стены аккумулятора (снаружи черные); 3 - стеклянные панели (500 м2); 4 - тепло от светильников; 5 - аккумуляторы тепла (бетонный пол); 6 - тепло от человека; 7 - лаборатория; 8 - классы общей площадью 1367 м2.

Система Вагнера
В здания, оборудованных этой системой, солнечная энергия непосредственно конвертируется в обогревание воздуха. Солнечные коллекторы отсутствуют, а дом полностью или частично имеет покрытие из стекла. Воздух между стеной дома и наружным стеклом нагревается вследствие парникового эффекта. Само здание обычно служит аккумулятором.
Типичный пример - "Растущий дом" (арх. Вагнер). Это здание, спроектированное в 1931 г., имеет площадь около 94 м2. Гостиная находится в центре здания, а другие комнаты расположены вокруг нее. Дом окружен стеклянным покрытием на расстоянии 1,5 м от конструкций. Эта воздушная прослойка позволяет достичь парникового эффекта. Та же идея использована в автономном солнечном доме (Кембридж, Англия).

Рис. Система пассивного солнечного обогрева Вагнера: 1 - радиация; 2 - пространство, нагреваемое с помощью парникового эффекта; 3 - стена дома.

В заключении хотелось бы отметить, что подобные системы отопления уже давно и успешно применяются при строительстве во всем мире. На Украине, особенно в южных регионах, подобные этим и другие системы отопления, бесспорно имели бы хорошую эффективность работы, благодаря нашему "мягкому" климату. А в комбинации с обычными отопительными системами, альтернативная система отопления с использованием солнечной энергии дала бы значительный коэффициент экономии потребляемой тепло- и электроэнергии.

Оригинал - http://9floor.dp.ua/arhiv/sun.html

Ваша оценка: 12345678910

Текущий рейтинг: 36

Обсуждение:

Высказаться: