1598005388-75817e507af1149f1b780e44ae0a31ce (811205), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Система естественного солнечного кондиционированил (Хвй-)1бкеллотт) спьы,) у — радиацищ у — утеплнтель; б — авастиковые корыта: е — конструкция кровли; б— съемные пласткковые щятыу б — черный пластиковый койтейнер. У вЂ” металлвческнй про- ! филь; б — колодная вода; У вЂ” жилое помещение 9 .йр..му, ляй. лввь Рис. 85. Стандартный солнечный кондиционер (Л В Батс) й акку. агрева- воаду- радиа- (раствор), отличающийся очень низкой точкой кипения, часто используется как жидкая среда.
Этот процесс требует энергии, которая прп определенных условиях может получаться от солнца (см, рис. 34 и 35). Французский исследовательский институт (СЫВЯ) построил в Пиренеях экспериментальную установку, где используется фокусирующнй коллектор производительностью 25 — 50 кг льда в день. Эта установка также способна преобразовать солнечную энергию в электрическую энергию, и, используя ее, приводить в действие стандартное оборудование для охлаждения. 01 В Советском Союзе Ариф Шодиев построил солнечный рефрижератор, в котором жидкость заменена твердым веществом. Под действием солнечной радиации это вещество, не превращаясь в жидкость, принимает форму кристаллов, что сопровождается охлаждением.
Этот солнечный рефрижератор работает без компрессора. С повышением температуры окружающей среды автоматически производится болыпе льда. Специалисты считают, что широкое внедрение солнечных охладительных установок произойдет быстрее, чем обогревательных установок, потому что максимум радиации приходится именно на те районы, где действительно нуждаются в охлаждении, и, таким образом, проблема дорогостоящего аккумулирования устраняется. В США строятся два очень больших здания, снабженных кондиционированием на солнечной энергии.
В Рокфеллеровском центре в 11ью-Иорке фирма КСА строит двенадцатиэтажное административное здание, которое на 100о7о обогревается и частично кондиционируется за счет солнечной энергии. В Виргинии, согласно исследовательской программе )ч(АЗА, строится здание площадью 18 000 м' с коллектором площадью 5000 м'. Вся необходимая энергия для воздушного кондиционера в этом здании будет получаться за счет солнечной энергии. Рис. Ж Принцип солнечного коноиционирования (бзилинс) ! — пористая стена.
пропускаыпЗая воздух; г — выход возлуха; г — двойной воздушный клапан с простым тенлообменнпком, устроеяным такнм образом, что тепло, проходя мимо, нагреаает входянтнй воздух; а — емкость для хранення горячей цвркуляцвопной воды; 5 — подземный теплообменннк 62 5.4. ПОДОГРЕВ ВОДЫ В ПЛАВАТЕЛЪНОМ ВАССЕИНЕ С ПОМОВЦзЮ СОЛНЕЧНОИ ЭНЕРГИИ Владельцам плавательных бассейнов особенно выгодно использовать солнечную энергию, так как нужное оборудование лучше всего работает в жаркую погоду.
В США, где частные плавательные бассейны — обычное явление, использование солнечной энергии в этом случае также нередко. В настоящее время уже свыше миллиона плавательных бассейнов оборудовано солнценагревательными устройствами. А. Е. Фарбер, директор энергетической лаборатории университета во Флориде, провел сравнительные эксперименты с традиционным и солнечным источниками для подогрева воды в плавательном бассейне. Эксперименты показали, что солнечный подогрев р эффективнее, особенно в тех случаях, когда система связана с солнечной отопительной системой всего дома.
В этом с у температура воды может подняться на 22'С выше температуры окружающего воздуха. Среди многих систем, предлагаемых промышленностью в США, наиболее известна система Бюрке Раббер К' (Сан Хосе, Калифорния). Солнечные коллекторы этой системы состоят из плоских черных пластиковых контейнеров (Дюпон-Хайплон)ь обычно устанавливаемых на крыше. Насос качает воду из басс" ейна в коллекторы и после ее нагрева направляет обратно благол ктода„я ар естественной термической циркуляции. Элементы коллек оров имеют стандартные размеры (2,4зс',2,5; 2,4Х,6 ).
3, м . Одна американская фирма предлагает нагревательные устройства «сделай сам» для подогрева воды в плавательном бассейне, которые при нормальных условиях могут нагревать 45 тыс. л воды. Самая большая проблема подогрева плавательного бассейна с помощью солнца — это болыпие потери тепла с поверхности воы. С !955 г. Брукс, Леф, Рут, Чернецки и другие специалисты ды. пытались отыскать возможности сокращения потерь тепла.
д ин из способов — закрывать бассейн в то время, когда он пе эксплуатируется, большим пластиковым щитом, изготовленным из тонкого поливинилхлорила (Чарнецки). Этот щит пропускает солнечную радиацию и в то же время действует как утеплитель, сохраняющнп тепло. В том случае, когда требуется вода средней температуры, тот метод позволяет продлить купальный сезон бсз добавления солнечных коллекторов и в то же время помогает сохранить воду чистой. Первое в Европе солнечное нагревательное устройство для плавательного бассейна было изготовлено Брауном Бовери (Мангейм, ФРГ) (см. рис. 18).
Купание на открытом воздухе в Вайле осуществлялось главным образом за счет электрического нагревания и требовал примерно 700 тыс. кВт ч в сезон (с мая по сентябрь). Это устройство было заменено солнечной нагрера- 63 тельной системой, которая нагревала воду до 24' С. Электрическая энергия (для подкачки воды)' потребовала 70 тыс. кВт ч за сезон (т. е. 10з/з от прежних расходов электроэнергии). Площадь, необходимая для установки солнечных коллекторов, — около 1500 мз. Для того чтобы помещение можно было использовать в других целях, коллекторы устанавливаются по периметру его стен. Дополнительное тепло, требуемое при суровых погодных условиях, используется одновременно в охлаждающей системе катка, который заливается в' этом помещении. Таким образом, с мая по октябрь пемещение используется как каток; в холодные месяцы, с ноября-декабря по февраль-март, энергия, получаемая при охлаждении катка, с помощью теплового насоса отапливает помещение плавательного бассейна.
В переходные периоды (апрель-май и сентябрь-октябрь) обогрев помещения не требуется и тепло идет на нагревание бассейна, что позволяет увеличить купальный сезон (с апреля по октябрь). Ежегодная потребность в энергии катка и бассейна вместе не выше, чем раньше требовалось энергии для одного бассейна. 6. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СОЛНЕЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Основные функции солнечной тепловой системы — поглощение, передача, хранение и отдача тепла — выполняются множеством различных устройств (водопроводом, паровыми котлами, регулировочными приборами и т.
д.). Но главными элементами, характеризующими систему использования солнечного тепла, служат коллектор и тепловой аккумулятор. Эти два элемента составляют главное звено солнечной тепловой системы, и можно сказать, что качество солнечного устройства непосредственно зависит от высокого качества его коллектора и аккумулятора. Вспомогательные функции в солнечной тепловой системе выполняет тепловой насос.
6.1. СОЛНЕЧНЫЕ КОЛЛЕКТОРЫ Задача солнечных коллекторов — аккумуляция солнечной радиации с максимально возможной эффективностью. Существуют различные типы коллекторов, отличающихся внешней формой наружных поверхностей, устройством поглощающих поверхностей и аккумулирующих средств. Для отопления помещения зимой при неблагоприятной погоде, солнечные коллекторы должны преобразовывать значительное количество поступающей солнечной радиации в полезное тепло. Они должны повышать рабочую температуру до 60 — 90'С при очень низких температурах наружного воздуха. При таких температурах коллекторы используют около 70з7«поступающей солнечной радиации на нагревание жидкости (или газа), посредством . 64 которых отапливается помещение.
Тип коллекторов выбирается в зависимости от задач, которым они служат. Коллекторы могут быть плоскими, поглощающими солнечные лучи, не концентрируя, а направляя или рассеивая их, а также трубчатыми, полосовыми, листовыми или полыми, преобразующими в тепло прямую солнечную радиацию, концентрируемую оптическими или другими приспособлениями.
Плоские коллекторы, будучи открытыми для солнечных лучей, что особенно важно в условиях европейского климата, представляют собой тепловой источник большой площади и низкой энергетической плотности. Для того чтобы коллектор работал правильно, он должен быть тщательно изолирован с обеих сторон.
Две фирмы, «Браун Бовери К'» (Манпгейм) и «Филипс А. Г.» (Аахен), опубликовали результаты годового эксперимента. Для нескольких местностей, включая Брегенц (Ворарльберг) и Гейдельберг, фирма «Браун Бовери» определила объем энергии, которую нужно получить. Экспериментальные устройства были снабжены поверхностными коллекторами площадью 1,5 м'.
Согласно средним полученным параметрам, подсчитано, что в ФРГ количество солнечной энергии может обеспечить нагрев 80з>, горячей воды, требуемой летом, около 20«(> — в зимний период и 657о — в межсезонье. Приведенные данные, естественно, зависят от климатических и технических условий (общей поверхности коллектора, объема аккумуляторов, изоляции, КПД системы и т.
д.). Фирма «Браун Бовери» впервые использовала поверхностные коллекторы для подогрева воды в открытом плавательном бассейне в Вейле — коллектор площадью в 3 тыс. мз нагревает воду до 24' С. Этот бассейн, проект которого выполнен под руководством Министерства исследований и технологии, является первым примером использования солнечной радиации в качестве энергетического источника в Западной Европе. Извлеченный из этого опыт может представлять значительный интерес при обеспечении энергией частных плавательных бассейнов (см. гл. 5).
Научно-исследовательская лаборатория фирмы «Филипс ОшвН» достигла высокой эффективности в использовании фокусирующих коллекторов, которые применялись первое время на большой площади в экспериментальном доме в Аахене. В Англии, США, Франции и ФРГ уже применяются различные типы солнечных коллекторов. 6.!.1. Фокусирующие коллекторы (концентраторы радиации). мЭти коллекторы имеют вогнутую поверхность. Типичный пример таких коллекторов показан на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
