1598005380-0559a554b30469b1dfce4c2a23370a37 (Системы солнечного тепло- и хладоснабжения. Р.Р. Авезов, М.А. Барский-Зорин, 1967u), страница 9

В мировой практике имеется опыт строительства в скальных выемках хранилищ для нефти и сжиженного газа. Подобные скальные выемки могут быть использованы и для аккумулирования горячей воды. В Швеции в пос. Ликебю оборудована в скальных породах полость для сезонного аккумулирования вместимостью 10 000 мэ. Полость не имеет теплоизоляции; интервал рабочих температур составляет 90 ...

40 оС. Окружающие слои скальной породы также служат для аккумулирования тепла, Возможен вариант аккумулирования, когда нагретую воду прока- чивают через систему буровых скважин глубиной до 100 ... 150 м. Аккумулятор разряжают, пропуская более холодную воду, которая извлекает из грунта тепло. Наиболее пригодны для таких целей скальные породы и глина, так как в них не происходит переноса тепла грунтовыми водами. В скальных породах скважины располагают на расстоянии 3,5 ... 4 м одна от другой, так что на 1 м скважины приходится от 11 до 16 мз нагреваемой породы.

Лля аккумулирования тепла могут быть использованы водоносные горизонты, расположенные между двумя слоями с низкой водопроницаемостью. Наиболее удобны в этом отношении естественно ограниченные по периферии "водяные линзы", так как здесь отсутствуют теплопотери с утечкой воды. Уменьшить потери теплой воды из водоносного слоя можно, откачивая воду с напорной стороны водоносного горизонта и возвращая ее с низкой стороны. Аккумулятор в водоносном слое объемом около 800 000 мэ создан в г. Скарборо в Канаде [51.

Он имеет центральную скважину и четыре краевых. При зарядке холодную грунтовую воду откачивают из краевых скважин, а нагретую подают через центральную. Когда горячая вода достигает краевых скважин, аккумулятор заполнен. При разрядке горячую воду откачивают из центральной скважины, а отработанную закачивают в краевые. Пиапазон рабочих температур аккумулятора — 70 ... 15 оС. При аккумулировании тепла солнечной энергии с помощью прудов их используют и как солнечный коллектор.

Солнечный пруд — это объем воды с различной концентрацией соли: в верхних слоях она меньше, чем в нижних. Солнечное излучение вызывает более интенсивный нагрев нижних плотных слоев. Перепад плотности достигается искусственным или естественным путем. Например, затопление водой засоленной почвы приводит к диффузии солей в нижние слои и соответственно к перепаду концентрации. Образующийся при этом градиент плотности подавляет конвекцию и вызывает температурный перепад по глубине пруда.

При этом верхние, менее нагретые слои воды служат теплоизоляцией. Существуют и другие способы уменьшения теплопотерь с поверхности, аналогичные открытым коллекторам, например, остекление. Пруд глубиной 1 м аккумулирует 15 ... 25 % теплоты паданлцего излучения. Ббльшая глубина обеспечивает лучшую изоляцию, но до нижних слоев доходит меньшее количество теплоты. Оптимальная глубина пруда составляет 1 ... 2 м. Солнечные пруды дают большое количество низкотемпературного тепла, устойчивы к дневным изменениям климатических параметров и способны поддерживать положительную температуру в течение зимы.

Несмотря на значительное число экспериментальных сезонных аккумуляторов солнечного тепла экономическая эффективность их применения не всегда очевидна. Пля решения вопроса о целесообразности их сооружения необходимо, чтобы затраты на устройство и 43 г с1са лагеря 44 эксплуатацию аккумулятора были существенно меньше стоимости запасенной энергии. Зтому критерию крупные аккумуляторы отвечают в большей степени, чем мелкие, так как они имеют меньшие удельные потери тепла.

Поэтому в настоящее время создаются сезонные аккумулирующие системы вместимостью 104 ... 105 мэ. и. содничныи установки горячиго водосняижиния В СССР и за рубежом наибольшее распространение получили установки солнечного горячего водоснабжения жилых и общественных зданий, а также бытовых помещений промышленных предприятий. Зто объясняется тем, что к системам горячего водоснабжения не предъявляются такие жесткие требования по надежности, как к системам отопления, и поэтому установки могут быть использованы во многих случаях автономно, что улучшает их экономические показатели.

Кроме того, в районах южнее 50 ос.ш. в годовом балансе расхода тепла жилыми и общественными зданиями на горячее водоснабжение приходится 40 ... 75 %. Исходя из этого, применение солнечных установок горячего водоснабжения может дать значительную экономию топлива при относительно небольших затратах.

Простейшая солнечная установка горячего водоснабжения представляет собой плоский бак, заполненный водой и закрьпый стеклом. Летом в ясную погоду такая установка обеспечивает нагрев на 1 мз 50 ... 100 л воды до температуры 40 ... 50 оС. Из-за горизонтального расположения такие установки работают удовлетворительно только при большой высоте стояния солнца. Кроме того, они имеют высокие потери вследствие тепломассообмена между водой и остеклением. В Киевской области с 1977 г. действуют две такие установки в лагерях труда и отдыха школьников 16]. Устройство теплоизоляции дна и боковых стенок бака несколько повышает эффективность установки. НПО *'Солнце" АН Туркменской ССР разработан ряд душевых установок простейшего типа площадью 1 ...

1„4 мз, позволяющих получить летом с 1 мз теплоприемной поверхности 85 л воды с температурой 65 оС 1171 В 1976 г. в одном из подмосковных пионерских лагерей смонтирована солнечная установка горячего водоснабжения спального корпуса на 100 человек [9~ (рис. 2.15). Установка состоит из 252 солнечных коллекторов общей площадью 176 мз, бака-аккумулятора диаметром 2 м и высотой 2,5 м, циркуляционных насосов. Солнечные коллекторы выполнены из алюминиевых плакированных стальных панелей размером 1650х500 мм, закрытых стеклом. Поскольку установка предназначена для работы в летний период, применена одноконтурная схема..

Солнечные коллекторы размещены на плоской кровле здания, а бак- 1 — солнечные коллекторы; 1 — лиркуляниониый насос; 3 — бак-аккумтлятор1 4 водо. мер; 5 — насос горячего водоснабжения аккумулятор и циркуляционные насосы — на площадке рядом с корпусом. В летний период установка нагревала около 9 ... 10 ьг воды в сутки до температуры 45-50 оС.

Опьп эксплуатации этой установки показал, что в средней полосе СССР установки без дублера можно использовать для горячего водоснабжения сезонных потребителей. Значительное число солнечных установок горячего водоснабжения внедрено в СРР и БНР. Так, с 1984 г.

работает установка горячего водоснабжения гостиницы "Акация" в Варне. Солнечные коллекторы площадью 170 ьг' смонтированы на плоской кровле. Баки-аккумуляторы вместимостью 9,6 ьг' Установлены рядом со зданием. Публирующим источником тепла служат электрические бойлеры мощностью 18 кВт. В Бухаресте эксплуатируется крупная установка с солнечными коллекторами общей площадью 5 тыс.ьг, которые установлены на отопления. В летнее время установка обеспечивает 50.% энергии, необходимой для нагрева воды. На курорте Мамайя эксплуатируется несколько систем горячего водоснабжения комплекса гостиниц.

Солнечные коллекторы общей площадью около 2,5 тыс.м2 установлены иа плоских кровлях зданий, а также выполнены в виде солицезащитных навесов иад стоянками для автомашин. Системы двухкоитуриые (рос. 2.17). Насосы и теплообмеиники размещены в специальных тепловых пунктах, вблизи которых установлены вертикальные напорные аккумуляторы общей вместимостью около 1000 мз. Лублирующим источником тепла служит котельная иа жидком топливе. Рис. 2.16. Приипиниеиьиеи шиите митины горячао надоспабкеаи микрорайоне и г. Приврете 1 — сопнечные коллекторы нв тдениях; 2 — тепнообменники солнечного контура; 3— теппообменники дублера; 4 — насос солнечного контуре; 5 — насос дпя подачи холодной нодьг, б — баки-аккумуляторы; 7- расширительный сосуд 3 гогячяя водя холодная водя Нтводояговодя Рис. 2.17.

Прищетпииныая скита сисмм гартннхо нотемнвбмынгн курарит Мииийя ! — солнечный коллектор; 2 — теппообменник солнечного контура; 3 — тепяообменннк дублера; 4 — бвк-еккумупятор; 5- нвсос крышах 45 зданий. Аккумуляторы имеют общую вместимость 200 ьтт. Насосы, теплообмеяиики и другое оборудование размещены в специальной стаипяи.

В установке использована двухковтурная система )рис. 2.16), причем для организации первого контура используют сети 2.4. СИСТЕМЫ СОЛНЕЧНОГО ОТОПЛЕНИЯ И ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ Во многих странах мира ведутся интенсивные поиски эффективных технических решений систем солнечного отопления, в основном малозтажиых зданий, с использованием в качестве теплоиосителя как жидкостей, так и воздуха. В Армении с 1982 г. эксплуатируется двухэтажный жилой дом площадью 102,6 м2 с системой солнечного отопления и горячего водоснабжения 17).

Система отопления — водяная с использованием чугуниых радиаторов М-140-АО. С целью снижения температуры воды иа входе в солнечные коллекторы плоп1адь отопительных приборов увеличена в 1,4 раза по сравнению с обычной системой отопления, рассчитанной иа параметры теплоносителя 85 ... 65 оС, а расход теплоносителя в отопительном контуре снижен в 2 раза.

Солнечные колл к- 2 еторы, площадью 32,5 м с поглотителем из алюминиевых плакироваивых сплавов расположены под остекленным южным скатом кровли с углом наклона 60 о к горизонту (рис. 2.18). Установка имеет два контура — солнечный и отопительный с горячим водоснабжением. 1)иркуляция воды в отопительном контуре — естественная, обусловленная размещением бака-аккумулятора вместимостью 0,5 мз в полуподвальном помещении. Там же установлен дублирующий источник тепла — газовый автоматический водоиагреватель АГВ-120.

Лля предотвращения замерзания первый контур автоматически опорожняется при снижении температуры воды до 3 оС или заполняется водопроводной водой при нагреве коллекторов до 15 ... 20 оС. Теплопотребиости дома иа отопление и горячее водоснабжение в отопительный период обеспечиваются на 40 % за счет солнечной энергии. Летом мощность солнечной установки значительно превышает потребность в тепле. Опыт ыт эксплуатации этого дома и подобных объектов показал, что за счет солнечной энергии обеспечивается 55 ... 70 % годового теплопот- Дублирующий источник Гозгра$ия строитслзства, широта Ссл-луис, Ззо Своди, 42о Водяной; 3,8 Элсктрокотсл 110 Жидкостный плоский; 85 200 Воздушный; 60 Каменный; 9 водяной; 0,3 Камсииый; 23,6 воляиой; 0,3 Водяной; 1,5 Котел иа жидком шпливс То жс Олдбридж, 40о 158 Воздушный Грсиби, 41о Муви, 33о Кливлсид, 35о Вакула, 39о Атланта, Ззо Публии, 40о Блаквуд, 40о 146 Плоский жидкостный; 37 120 Воздушный; 25 Катал иа жидком топливо Газовый воздухо- иагрсватсла Тепловой насос Каменный; 4! водяной; 0,3 Водяиой; 19 Плоский жидкостный; 98 Плоский жидкоспплй; 23 Плоский жидкостный; 56 Воадушиый; 108 Водяной; 1,9 Водяиой, 7,6 93 Элсктрокотсл Котел иа газовом топлива Тспловой иасос Камсииый; 21 водяной; 0,3 Водяной; 3,2 177 Жидкостный; 93 Воздухоиагрсватсиз1 злсктрокотсл иа жидком топлива Газовый воадухо.

изгрсватсла 48 Рве 2.18. Привципвальвая схеиа солнечного тспвосвабжсиия жилого доза в пос. Мсрцсвзи ! — солисчимй коплсктор; 2 — бзк-аккумулятор со встросииым тсплообмсиииком; 3— автоматический гаюаый водоизгрсватсла; 4 — изсос; 5 - отопитсльлыс приборы; 6— солсиоидиыс вентили ребления, однако общий годовой КПД солнечной установки составляет всего 10 ... 15 %, что приводит к удорожанию здания на 17 ...