1598005388-75817e507af1149f1b780e44ae0a31ce (811205), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Хотя стоимость манезначитсльна, сам контейнер, пространство, р териала для хранилища, а также загрузочные и разгру, у р а зочиые ст ойства достаточно дороги. . Передача тепла при этом обычно очень проа ает то ы с «твердым материалом» воздух попад ста. В аккумулят р в бетонном х в- прямо р л че ез слои камня или через трубопровод в р- нилнще и нагревается или охлаждается (, р грузка или разгрузка этих аккумуляторов с постоянно изменяю- Г " ебует устройства автоматического контроюся ля, который мог бы регулировать эту постоянно колеблющу систему. ~ти аккумуляторы . Э .
о 4 уже исследованы теоретически и экс- . 62 — 55). периментально во всем мире (рис. 62 — ). Обладая 30'(л-ной пористостью при трехслойной загрузке, ка»4ень в отличие от в от воды заполняет лишь треть объема аккумуолнением т ебуют лятора. Часто аккумуляторы с каменным заполнением тр в четыре раза ольшег б . го объема, чем водяные резервуары той же мощности. Камни обычно имеют диаметр 5 см и менее. м ней может сохранить около 400 ккал.'С. В 19 г. »«жорж 45 . Д Д. '1еф построил первый «солнечный дом» («Валунный дом» в Колорадо), в котором тепловой запас о пе ивался 8 т гравпя объемом окол о 5 м', 6.2.3. Химические аккумуляторы. В 1944 г. проф, Мария ел- кес из Делавэрского университета . д та создала систему солнечного 10Н О).
П и м лято а, используя глауберову соль ((л)а»504» ). ри повышении температуры с до 27 38'С соль способна аккумулиро- а- вать по крайней мере в в осемь раз больше тепла, чем тот же ел . Глаб . о ы выше той же температурной шкалы. лау- мый объем воды в 8'С, и поглощенное теп- берова соль плавится при температуре 3, и п г, ло вновь уходит на ее отвердение. Стоимость такого аккумулятора вьпне, чем водяного, но эко- номия достигается ся за счет объема п изоляционных материалов.
ж ается в обнов- Глауберова соль не изменяется в объеме и не нужда 77 г г 7В Рис. 48. Система теплово го аккумулятора (водяной резервуар) 1 — Радиация; 2 — солнечный коллектор водяного типа; 3— подземный изолированный РезервУаР воды; 4 — теплоотдача через змеевик, Пасположенимй под полом, ила чепез радиаторы; 5 — жилое зострапство Рис.
49. Система теплового аккумулятора, Резервуар горячей воды под полом 1 — Радиация; 2 — солнечный коллектор водяного типа; 3— вода в изолированном бетонном резервуаре; 4 — теплоотдача; 5 — жллое простран- ство Рис. бд. Система теплового аккумулятора Резервуар с водой на плоскости крыши (ХейтДвселлОтт) 1 — радиация; 2 — слой воды в черных пластиковых желобах; 3 — теплоотдаче; 4— жилое пространство: 5— попвижные покрытия Рис. бй Система теплового аккумулятора.
«Водяная стена» как аккумулятор тепла (С. Бзйер) 1 — радиацвя; 2 — стеклянные панели; 3 — 20 контейнеров с 200 л воды в каждом (наружная сторона зачернена); 4 — теплоотдача; 5— жилое пространство: 5 — появижные покрытия Рис б2 Систама теплового аккумулятора (резервуар с каменным заполнением) находится под полом 1 — радиация; 2 — солнечный коллектор: 3 — жиЛОЕ ПРОСТ- ранство; 4 — теплоотлача; 5 — квиенпый заполнитель в изолированном пространстве Рис. бд.
Тепловой аккумулятор с каменным заполнителем, работающий как «уентральный очаг» (система «горного соля((а») 1 — рндиация; 2 — солнечный коллектор( 3 — изолированное пространство с каменным заполнителем; 4 — теплоотдача; 5 — жилое простраи. ство Рис. б4. Тепловой аккумулятор с бетонньиии, сохраняющими тепла стеками (Тромб — Л(ишель) 1 — Радиация; 2 — стеклянные панели; 3 — толстые бетонные степы, служащие аккумуляторамп (червые сваружи); 4 — движение теплого воздуха в жилое помещение; 5 — движение холодного воздуха в коллектор; 4 — жилое пространство; 7— выпуск воздуха; 3 — воздушная прослойка Рис.
бб. Слгешанный аккумулятор с каменным заполнителем и водой (Томасон) 1 — радиация; 2 — солнечный ноллектор; 3 †жил пространство; 4 — лвижевве теплого воздуха в жилое помещение; 5 — возврат холодного воздуха; 5 — Ршервуар с горячей водой; 7 — каменный заполнитель; 8 — погреб ленин. Дом Пибоди в Довере (США), построенный между 1944 и 1948 г., с аккумуляторами на глауберовой соли, нагреется за 6— 10 дней, аккумулируя солнечную энергию.
В 1961 г. Мария Телкес провела экономические расчеты для среднего дома с 75 600 ккал накопленного тепла, Данные приведены в табл. 1О. Т А Б Л И Ц А 1О. СРАВНИТЕЛЬНАЯ СТОИМОСТЬ ТЕПЛОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ О ВОДЯНЫМ, КАМЕННЫМ И ХИМИЧЕСКИМ ЗАПОЛНИТЕЛЯМИ (НАКОПЛЕННОЕ ТЕП- ло сОстАВляет та еоа ккАл1 Химиеесиие ааемеитм Поиааате.ти Вода Камень Необходимый объем, ма Масса, кг Стоимость контейнера 28,25/ма, долл. Объем конструкции 42,38/ма, долл. Стоимость материалов, долл. Обитая стоимость, долл. 4,53 4536 128 0,71 998 20 7,93 22680 0 192 0 320 336 25 361 ЗО 20 70 Эти результаты, однако, слишком оптимистичны, так как стоимость единицы объема резервуара для скрытого теплового накоп- ' ления и для скрытой химической аккумуляции тепла берется одинаковой.
Существует еще целый ряд трудностей, которые нужно преодолеть в этой системе, и много других химикатов, которые нужно исследовать. Например, «Филипс» в Аахене отобрал для изучения четырехокисный фтористый калий. Важнейшими критериями качества в отборе пригодных химикатов служат: большая величина теплового запаса на единицу объема; хорошая теплопроводность в загрузочном и разгрузочном состоянии; неболыпие изменения объема; химическая устойчивость; низкая коррозийность; низкая стоимость.
Для аккумуляторов, которые используют скрытое тепло, прис меняют гидрированные соли, которые растворяются в воде прн кристаллизации и могут при этом брать много тепла. Многие из них имеют низкую стоимость и пригодны частично как «добавки» (см. прил. 1). В качестве аккумулирующих скрытое тепло материалов могут быть использованы различные органические сое-; динения, особенно парафин. Химические аккумуляторы могут поглощать значительно, болыпе энергии на единицу объема при более низкой температурной шкале, чем просто резервуары. Химические аккумуляторы могут накопить тепла в пять раз болыпе, чем резервуары с горя- чей водой того же объема. По сравнению с аккумуляторами с каменным наполнением химические аккумуляторы мощнее в девять раз. Многие специалисты склонны считать, что будущее за химическими аккумуляторами, но какая система аккумуляции солнечного тепла является лучшей, покажет время. На протяжении нескольких лет уже работает много установок, которые помогут решить эту проблему.
6.3. СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ТЕПЛА Тепло, поглощенное солнечным коллектором, должно быть передано в аккумулятор, а оттуда в жилое помещение. Вода и воздух — основные транспортные средства передачи тепла. 6.3.1. Вода. Вода течет по трубам, отапливая помещение посредством змеевиков под полом или с помощью специальных радиаторов, Главная проблема водяной системы — коррозия, однако эта система используется чаще, чем воздушная, так как термически более эффективна.
Приблизительно от 10 до 40 л воды в час на 1 ма поверхности коллектора циркулирует между коллектором и аккумулятором. 6.3.2. Воздух. Главное преимущество воздушной системы состоит в отсутствии проблемы коррозии, но температуры коллекторов должны быть выше, а объемы резервуаров больше, поэтому стоимость системы возрастает. Воздухообмен между коллектором и резервуаром насчитывает приблизительно 0,3 ма/мин иа 1 мт. В особом случае, когда отдельного резервуара не требуется (например, в системах Лефевра, Моргана и Тромба — Мишеля), воздушная система может быть экономически выгодной.
6.4. ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ Во многих «солиечных домах» к солнечной тепловой системе добавляется важньш вспомогательный элемент — тепловой насос. Тепловой насос, используя свободные источники тепла и другие возможности, уменьшает нагрузку на солнечную тепловую систему. Принцип теплового насоса описан английским физиком лордом Келвином в 1852 г. Насосная установка берет тепло из окружающей воды при низких температурах.
Источником могут быть грунтовые воды, реки, ручьи, озера, почва, воздух и дренажные воды. Это свободное тепло превращается в тепло с высокой температурой и таким образом может использоваться для отопления и подогрева воды, В пасмурные дни эта система помогает солнечной установке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
