1598005349-cbdd2b750b348f5994382c5962e09db2 (811198), страница 14
Текст из файла (страница 14)
37, б). Гелиосистема включает коллектор солнечной энергии плошадью 20 мл, сезонный водяной аккумулятор теплоты емкостью 40 ма для отопления и бак объемом 4 м' для подогрева воды. Вода, нагреваемая в коллекторе до 95 'С. посредством теплообменника Т! передает теплоту воде в аккумулято-, ре. Тепловой насос использует теплоту сточных вод, собираемых в баке 3 емкостью 1 м', в котором размещен испаритель И теплового насоса, а его конденсатор К расположен в баке 4 вместе с электронагревателем. Тепловой насос также отбирает теплоту от грунта с помощью теплообмеиннка Т5, расположенного под домом в земле. Тепловой насос имеет два испарнтеля (И и Т5), и его коэффициент преобразования равен 3,5 — 4 в диапазоне температур 15 — 50'С при мощности привода компрессора 1,2 кВт, С помощью насоса У3 и трубопроводов аккумулятор теплоты соединяется с баком 4, а через него— с тепловым насосом 5 и баком 3.
В доме предусмотрена вспорлогательная стенка, сообщающаяся с грунтом и используемая для подогрева (зимой) и охлаждения (летом) воздуха (В), поступающего в здание, Система может работать в различных режимах, и управление ею осуществляется с помощью мини-ЗВМ. Для отопления здания теплота подается к радиаторам нз сезонного аккумулятора посредством теплообменника Т2. Аккумулятор заряжается до температуры 95'С от солнечного коллектора посредством теплообменннка Т! илн от теплового насоса. Вентиляция здания осуществляется воздухом (В), подогретым в утилизационном ' теплообменннке Тб, удаление воздуха (УВ) производится вентилятором.
Для горячего водоснабжения вода, подаваемая в душ, вначале подогревается в теплообменнике Т3, размещенном в баке 3 утилизации теплоты сточ- 6 — 676 ных вод, а затем догревается до 55'С в теплообменнике 74 в баке 4 за счет теплоты, подводимой от коллектора солнечной энергии нлн от теплового насоса. Аккумулятор, баки, два насоса (Н2 н НЗ) и тепловой насос размешены в подвале, ЭВМ и один насос (Н/) — в мансарде. Охлажденная использованная вода (ИВ) отводится в канализацию.
Коллектор (рис. 38) выполнен из 18 модулей и размещен на южном скате крыши. Модуль КСЭ представляет собой вакуумнрованный стеклянный баллон, верхняя часть внутренней поверхности которого имеет покры- Рис. 33. Вакуумированный стеклянный трубчатый коллектор (я разрезе): ! — стенллннал труба; л — теолоосра жательное покрытие; 3 — зеркальный слоя; Ч вЂ” нриенннк солнечного нзлу. неона; З вЂ” труба лля нагрела тенлоно. снтеля тне, отражающее тепловое излучение, а нижняя часть покрыта посеребренным слоем, отражающим солнечные лучи иа приемник, который изготовлен из покрытой черной стеклянной эмалью П-образной трубы для нагреваемого теплоносителя (воды). Оптический КПД коллектора равен 0,76, а коэффициент теплопотерь 1,5 Вт/ /(м' С). Дом с нулевой потребностью в топливной энергии, по.
строенный в !975 г, в г. Копенгагене (55'43 с. ш., Дания), имеет площадь 120 м' и объем 300 м'. Он состоит нз двух блоков с плоской крышей, соединенных жилой комнатой со стеклянной крышей, на которой размещается КСЭ площадью 42 м', Стены, пол и потолок дома имеют тепловую изоляцию из минеральной ваты толщиной 0,3 — 0,4 м, причем она с обеих сторон обшита фанерой с водоотталкивающим покрытием. Окна снабжены теплоизолирующимн ставнями. Свежий воздух в здание подается вентиляционной системой.
Теплота нз КСЭ передается в подземный бак-аккумулятор объемом 30 м' с толщиной слоя минеральной ваты 0,5 м. Летом осуществляется вентиляция через остекленный проем в крыше. 32 Коэффициент теплопотерь стен равен 0,14 Вт/(м' 'С), годовая тепловая нагрузка отопления составляет 2300 кВт ч, а горячего водоснабжения 3050 кВт.ч. Годо. вая теплопроизводительность солнечного коллектора равна 9017 кВт ч, 25 % этого количества теплоты используется для отопления, 34 % — для горячего водоснабжения, а 41 % составляют теплопотери аккумулятора.
При строительстве жилых домов, в которых предполагается использование солнечной энергии для отопления, необходимо учитывать следуюгцие положения: солнечный дом должен быть спроектирован таким образом, чтобы обеспечивалось максимально возможное улавливание солнечной энергии в холодное время года и минимальное ее поступление внутрь дома летом; дом должен иметь небольшие тепловые потери, что обеспечивается применением улучшенной тепловой изоляции в стенах, полу, потолке, а также уменьшением неконтролируемого поступления холодного наружного воздуха и организацией принудительной регулируемой вентиляции для поддержания требуемого тепловлажностного режима помещении; по возможности солнечный дом не должен иметь окон в северной стене, а если этого избежать не удается, то нх площадь должна быть небольшой; в индивидуальном доме северная стена может быть полностью или частично засыпана землей (постоянно или только зимой), то же относится (в меньшей мере) к восточным н западным степам; потери теплоты через окна в ночное время могут быть существенно снижены благодаря применению ставней илн в крайнем случае плотных штор; потери теплоты вследствие проникновения холодного воздуха должны быть сведены к минимуму путем уплотнения всех щелей и устройства тамбура у входной двери; солнечный дом должен иметь компактную двух-трехэтажную конструкцию, чтобы приблизиться к оптимальному соотношению его объема и наружной поверхности.
Рассмотрим примеры конструктивного яыполаения ряда солнечных домов, построенных е различных странах, опыт которых можно позаимствовать. Южная иертнкальная стена двухэтажного жплого дома и г. доувер (штат Массачусетс, США, 42е с ш.) площадью 135 м' служит солнечным коллектором для нагрева воздуха (рнс. 32), Аккумулироиаине теплоты осущестнляется с помощью глаубе. роной соли (крнсталлогндрата сульфата натрия), которая плавится при подводе теплоты и затеердееает прн ее отводе (прн 32 'С).
Ко- 63 а) а) личество аккумулируемой теплоты достаточно для покрытия теплопотребленвя дома в течение 1О дней. Дом в г. Денвер в горак штата Колорадо (40' с. ш, США) жилой лощадью 186 м' снабжен воздушным солнечным коллектором площадью 56 м'. установленным на крыше (рис, 40,а). Колл ктор п е состоит из наполовину зачерненных стеклянных пластин, установлен- Рис.
39. Дом (а) н схема гелиосистемы отопленвя (б): ! — коллектор: 3 — яяркуяяияя воздуха! 3 — аккумулятор теплоты иых друг иад другом в наклонном положении в теплоизолированном корпусе с прозрачной крышкой (рис, 40,6). Воздух нагревается прн движении между стекляпнымн пластинами н вентилятором подается в аккумулятор теплоты, представляющий собой два вертпкальных цилиндра диаметром 0,9 и высотой 5,5 и, заполненных 6 т кусков гранита (рис, 40, в), Доля солнечной энергии в покрытии тепловой нагрузки отопления составляет 0,3.
Другой вариант конструкции жилого дома с пристроенным н южному фасаду зимним садом [оранжереей) и соляечпым коллек- Рис. 40. Внешний вид дома (а), солнечный коллектор Гб) и схема гелиоснстемы (и): б: ! — корпус: У вЂ” теплонаолепна; 3 — стеклянные пластины;  — стекло; в: 1 — коллектор; У вЂ” анкунулатор теплоты; 3 — вентнлятор; 4 — вовлуховол; 3 — распрелелелне теплого поахукв тором на крыше показан на рнс 41,а. Гибридная пассивно-актнвнав гелиоснстема предназначена для отопления и горячего водоснабжения. Недостающая знергня подводится от злектронзгреаателей, размещенных в баке-аккумуляторе системы горячего водоснабжения и внутри отапливаемых помещений.
Включение и выключение злектровагревателей происходит автоматичеснн по сигналу, поступающе. му от системы управлеиня, содержащей датчики температуры, регуляторы и термостаты Схема гелиосистемы приведена иа рис,' 41, б. Рис. 41. Дом с гибридиой гелиосистемой отопления: а — внешний вид дома; б — скема гелиасистемы; г — солнечный коллектор не ирыгне дома; у — расшйрнтельный бак; 3 — аккумулятор-лодогреаатель с алект. рвческнм дубвером; Š— регула~ой;  — вентильг 6 — насос; 7 — аккумулятой е тевлообмеиником;  — радиаторы; 9 — алектройагреватель; ге — датчик теы иературы 41. ГелиОсистемы ОхлАждения и теплОхОлОдОснАБжения ЗДАНИЙ Применение солнечных установок для производства холода и кондиционирования воздуха представляет большой интерес в условиях жаркого климата, так как при этом пиковая нагрузка охлаждения совпадает по времени с максимумом поступления солнечной радиации.
86 Тепловой комфорт человека зависит от скорости отвода телоты, определяемой температурой и относительной влажностью воздуха, скоростью его движения, физической активностью' человека. Отвод теплоты происходит в результате конвекцни, излучения и испарения влаги с поверхности тела человека.
Выбор способа охлаждения здания зависит от климатических условий: то, что подходит для сухого жаркого климата пустынь, не годится для влажного климата тропиков и субтропиков. Пассивное охлаждение, Одним из способов пассивного охлаждения дома является вентнляция прохладным ночным воздухом. Однако этот способ эффективен лишь в тех случаях, когда температура наругкного воздуха в ночное время не превышает 18'С. Вентиляция может быть естественной, когда она осуществляется при открывании окон и дверей, или механической, т. е. с применением вентиляторов, Вентиляция ночным прохладным воздухом охлаждает всю «тепловую массу» дома, т.
е. создает запас прохлады на следующий день. Эффективность этого способа возрастает в случае применения галечного аккумулятора, твердые частицы в котором охлаждаются при пропускании прохладного воздуха ночью, а днем сами охлаждают наружный воздух. Воздух, поступающий в дом, можно пропускать по проложенному в земле каналу, прн этом он охлаждается, Оригинальное архитектурное решение жилого дома с пассивной системой теплохолодоснабження показано на рис. 42, где иллюстрируется принцип работы системы в режиме охлаждения. Летом наружный воздух движется вследствие естественной тяги, охлаждаясь перед поступлением в дом при прохождении подземного канала и нагреваясь при отводе теплоты от внутренних поверхностей дома.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
