1598005380-0559a554b30469b1dfce4c2a23370a37 (811203), страница 60
Текст из файла (страница 60)
В последнем случае трубопроводы для теплоносителя установлены на ячеистом поглоти- теле и имеют тепловой контакт со стенками ячеек. Встречаются также гелиоколлекторы с пористым поглотителем, но структура которого может быть размещена нли на внешней поверхности канала для теплоносителя, или внутри канала, образованного прозрачным ограждением. и плоской пластиной. Уменьшение тепловых потерь в ССТ достигается путем совершенствования теплоизоляции корпуса и применения двойного и даже . тройного остекления. Наряду с этим одним из наиболее эффективных средств уменьшения теплопотерь является установка перегородок в '- пространстве между поглотителем и прозрачным ограждением, благо. даря которым подавляются конвективные токи воздуха, находящегося в полости коллектора.
Имеется большое число конструкций пере- б. Кол ™каор с прозрачщэя антюсщщ,,„ 1 — прозрачное ограждение; 7 — прозрачная антикоинекюеная перегородка„з — поглощающий элемент; 4 — теплоизоляции городок, в том числе изготовленных из материала, прозрачного для солнечной радиации и поглощающего тепловую часть спектра (рис. 12.6), а также с использовнием замкнутых воздушных или вакуумированных камер. В ряде конструкций для снижения тепловых потерь полость коллектора или зазор между слоями прозрачного ограждения заполняют газами, коэффициент теплопроводности которых ниже, чем воздуха. Представляет интерес применение каналов для циркуляции теплоносителя, выполненных из прозрачного материала, например, из стекла или пластмассы. В этих случаях в каналы подается теплоноситель, зачерненный введенными в него теплопоглощающими добавками: сажей, суспензией углерода, графита и т.п.
Этот прием может быть использован, как правило, в двухконтурных системах. В последнее время с целью снижения затрат и экономии металла все большее внимание привлекают гелиоколлекторы из полимерных материалов. Так, например, авторами изобретения СССРйэ 1257371 предлагается солнечный коллектор из эластичного материала с прозрачным покрытием н теплонзолирующим слоем с каналами ддя прохода теплоносителя. Для повышения тепловосприятия путем увеличения времени облученности поверхности коллектора одна из боковых стенок корпуса жестко связана с основанием, а другая выполнена с возможностью перемещения. Благодаря тому, что ширина прозрачного покрытия меньше ширины поглощающей панели, а теплоизолирующий слой выполнен иэ эластичного материала с каналами для прохода теплоносителя, при изменении давления теплоносителя в каналах в зависимости от угла падения солнечных лучей, происходит изменение положения панели в пространстве (рис.
12. 7). Ф 2 Рис. 12.7. Зласпошый гелиаколлектор с нэмевавнее полшкевия тыплэвоспрнимеыопжго ыэыаевэа (СССР, йэ 1237371) а — положение коллектора в дневные часы; б — то же, н утренние и вечерние часы 1 — прозрачное ограждение; 2 — эластичный поглощыощий элемент; 3 — вспомогательные каналы для теплоносителя; 4 — эластичная теплоизоляпия 1 Рве. 12.8. Геанопрнемннк типа "труба в трубе 1 — внутренняя зачерненная труба; 3 — внешняя прозрачная труба Представляет интерес гелиоколлектор типа "труба в трубе", предло- .' женный А.Ю. Орловым, внешняя труба которого выполняет роль прозрачного ограждения, а внутренняя зачерненная — роль телловоспринимающего элемента (рис.
12.8). Коллектор укладывают на поверхности в виде спирали или змеевика. Достоинства такой конструкции заключаются в простоте и дешевизне изготовления и монтажа. Гелиоколлектор из полимерных труб не требует опорожнения или заполнения незамерзающими жидкостями в переходные периоды года. Важным направлением совершенствования гелиоустановок явля-, ется совмещение конструкции гелиоколлекторов с ограждающими, конструкциями зданий, что позволяет сократить дополнительные ' капитальные вложения в ССТ. Использование гелиоколлекторов в качестве ограждений балконов и лоджий, совмещенные с гелиокол- лекторами конструкции кровель, гелиофермы находят все большее применение в зарубежной и отечественной практике проектирования и' сооружения ССТ.
Для несовмещенных установок представляется перспективным разработка сборных металлоконструкций (с использованием унифицированных элементов), обеспечивающих низкую стоимость и простоту монтажа. Перспективы в разработке и использовании систем солнечного теплоснабжения представляются следующие. В области совершенствования систем сезонного горячего водоснабжения все большее применение должны найти прогрессивные решения, основные идеи которых рассмотрены в настоящей книге, а именно: использование суточного аккумулирования тепловой энергии; применение комбинаций гелио.
систем с топливными и электрическими котельными и последовательным подогревом воды; использование теплонасосных установок, позволяющих снизить температуру в первичном контуре и тем самым повысить эффективность гелиоколлектора. Все большее применение должны найти ССТ для нагрева воды в открытых плавательных бассейнах, где в целях снижения теплопотерь в ночное время должны использоваться защитные пленки или полистироловые шары, которые днем удаляются с поверхности потоком верхнего слоя воды при опускании затвора. Простейшие гелиоустановки, в том числе с коллекторами из пластмасс и с открытым нагревом теплоносителя, могут быть повсеместно использованы для горячего водоснабжения душевых кабин на пляжах, в пионерских и молодежных лагерях, на полевых станах, в поселках сезонных рабочих и т.п.
Низкая стоимость, транспортабельность, простота монтажа и ремонтнапригодность — основные требования к такого рода системам. Можно рассчитывать, что в дальнейшем системы солнечного горячего водоснабжения найдут применение и в городской застройке в сочетании с системами центрального теплоснабжения. Установленные на крышах зданий гелиоколлекторы могут быть эффективно использованы для предварительного подогрева водопроводной воды, поступающей в систему горячего водоснабжения.
В дальнейшем такого рода установки найдут применение и в промышленных зданиях. Перспективы развития активных солнечных систем отопления в нашей стране с учетом холодного климата связываются в основном с использованием двухконтурных систем и применением в первом контуре незамерзающих жидкостей. Наличие двух контуров приводит к необратимым энергетическим потерям, а также требуют использования дополнительных насосов, систем регулирования и т.п.
Результаты исследований и практика эксплуатации солнечных систем теплоснабЖения в режимах отопления зданий показывают, что эффективность таких систем резко снижается в зимний период. В этой связи можно 305 считать перспективным разработку и использование долгосрочных сезонных аккумуляторов теплоты. Кроме того, признано целесообразным сочетание ССТ с комплексом, включающим в себя топливные или электрические котельные, тепловые насосы, а также ветроустановки и геотермальные системы. Возможно использование нескольких вариан- . тов сезонных аккумуляторов: резервуары с водой или эвтектическим раствором, заглубленные;. или расположенные на поверхности земли; грунтовые аккумуляторы (уложенные в грунт трубы или вертикальные сваи); сеть скважин, гидравлически соединенных между собой, позволяющих использовать аккумулирующие свойства водоносных слоев, грунта.
Втеплый период года осуществляется накопление тепловой '. энергии в аккумуляторе. В холодное время тепловой насос, используя в качестве первичного источника теплоту аккумулятора, повышает ее температурный потенциал и передает энергию в систему отопления зданий. По оценкам ряда специалистов такая установка считается рентабельной при условии, что она покрывает около 30 % годовой потребности в тепловой энергии.
Остальные 70 % тепловой нагрузки обеспечиваются традиционными источниками теплоты. Использование ветроустановок и геотермальных систем в сочетании с солнечно-топливными котельными представляют собой дополнительный резерв зкономии и тепловой энергии. Важнейшей проблемой совершенствования активных ССТ является автоматизация управления и контроля их работы. Острота этой проблемы особенно ощутима при разработке и проектировании сложных комбинированных систем теплоснабжения с использованием солнечной энергии, аккумуляторов теплоты, теплонасосных установок, традиционных котельных и т.д. Вопросы эксплуатационной надежности при проектировании систем автоматизации являются приоритетными.
Основные направления работ в этой области рассмотрены в гл. 7. Одним из перспективных направлений использования солнечной энергии является охлаждение зданий и кондиционирование воздуха. Несмотря на имеющиеся серьезные исследования в этой области практическое применение в нашей стране солнечных систем охлаждения отсутствует. Недостаточное внимание к этой проблеме объясня ется отчасти тем, что энергия, расходуемая на кондициониравани воздуха в летнее время составляет 5 ... 10 % количества энерги расходуемой на отопление и вентиляцию зданий. Следует, однак учитывать, что для производства холода используется, как правил энергия наиболее ценного вида — электрическая.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
