1598005534-31c332f555b61fac29b21288ea9f69ab (811232), страница 13
Текст из файла (страница 13)
лектора. РИС. 2.23. ВНЕШНИЙ ВИД КОЛЛЕКТОРА "СОЛ- НЕЧНАЯ ЧЕРЕПИЦА" Существуют типы плоских солнечных коллекторов, которые непосредственно монтируются в верхней части основного корпуса здания; они не только составляют единое целое с крышей здания, но их можно изготовлять в условиях промышленного производства как строительный блок.
Необходимо предусмотреть, чтобы эти строительные детали обладали достаточной прочностью. Коллектор "солнечная черепица" (рис. 2.23) состоит из стеклянных пластин с низким содержанием железа, уложенных таким образом, чтобы они перекрывали друг друга. Этот коллекРИС. 2.24. КОНСТРУКЦИЯ КОЛЛЕКТОРА "СОЛНЕЧНАЯ ЧЕРЕПИЦА** а — панелью 2 — стекляннал черепииа; 2 — одежная черепица; 3 — крепление черепицы; 4 — элементы тепловоспринимающей плиты с трубчатым эмеевиком; 5 — кровельный ковер иэ термостойкосо асфальта; б — элементы тепловоспринимающей плиты: 2— вйд складной панели во время транспортировки; 2- соединения трубопроводов тор разработан фирмой нТокюфудосанн под руководством автора (Танака) в его научно-исследовательской лаборатории.
Такой тип коллектора используют и в Европе; он отличается красивым внешним видом и простотой в эксплуатации. На рис. 2.24 показана солнечная панель коллектора, которая складывается при транспортировке, а на месте установки соби. рвется. В настоящее время стоимость стеклянных пластин для черепицы сравнительно велика, поэтому коллекторы типа "сол. нечной черепицы" используются в основном для горячего вод о.
снабжения. Автор занят разработкой коллетора такого типа, где в качестве основного элемента будет применена плоская стеклянная плита в форме квадрата со стороной 45 см. 24Ь ОптимАльный УГОЛ ИАклОнА к ГОРизОнту ПРИ УСТАНОВКЕ СОЛНЕЧНОГО КОЛЛЕКТОРА Для наиболее эффективного использования солнечного излу. чения необходимо установить коллектор точно под прямы м углом к направлению солнечных лучей. Однако Солнце постепенно движется, и в зависимости от сезона меняется его высота над горизонтом. Поэтому в идеальном случае коллектор след овало бы установить таким образом, чтобы он следовал за Соли. цем и постоянно сохранял положение, перпендикулярное по отношению к падающим лучам. Устройство такого коллектора с системой слежения за Солнцем технически возможно, однако оно обошлось бы довольно дорого, поглотив большую часть сметных расходов на строительство дома.
Практически такие коллек. торы не изготавливают, они существуют только в эксперимен. тальных вариантах. В настоящее время при использовании коллекторов в солнеч. ных домах их устанавливают неподвижно, в одном положении, выбирая определенный оптимальный угол наклона коллектора к горизонту в зависимости от назначения солнечной установки. 1-й случай: использование солнечного тепла исключительно для нужд горячего водоснабжения.
Площадь 2тепловоспринимающей пластины коллектора малая — от 2 до 6 м, угол наклона к горизонту составляет 30-35о. При таком положении, когда угол наклона будет примерно соответствовать широте местности, коллектор в течение всего года будет получать большое количество тепла. При изменении угла наклона от 20 до 35о не наблюдается значительной разницы в теплопроизводительности в течение года, и если наклон крыши здания лежит в этих пределах, то ею вполне можно воспользоваться.
Однако если у кол. лектора, используемого для горячего водоснабжения, площадь тепловоспринимающей пластины будет значительно больше (6-10 ьт ), то летом получатся излишки тепла. Если учесть, ч то максимальное потребление горячей воды приходится на зиму, целесообразно установить угол наклона коллектора 45-60о„что выгоднее для зимних условий, в результате чего можно павы.
сить КПД коллектора в течение всего года. ,2-й случай: использование солнечного тепла для отопления и горячего водоснабжения. Поскольку в зимний период тепловая нагрузка максимальна, целесообразно угол наклона коллектора установить в пределах 45-50о. Этот угол соответствует широте местности +15о. В пределах диапазона +15о существенных изменений в выработке тепла не наблюдается, и поэтому, если угол наклона крыши находится в таких границах, можно установить коллектор, не нарушая дизайна здания. В северных широтах, где выпадает много снега, солнечный коллектор устанавливают под большим углом наклона к горизонту, т.е.
более вертикально. Представляют интерес выдвигаемые сейчас разработки проектов устройств, которые собирали бы отражаемые от снега лучи, что увеличивало бы выработку тепла. 3-й случай: использование солнечного тепла для систем теплохладоснабжения, а также горячего водоснабжения. Поскольку для систем охлаждения требуется наибольшее количество тепла, необходимо, ориентируясь на летний сезон, выбирать угол наклона коллектора к горизонту в пределах 20-25о. Оптимальный угол наклона соответствует "широте-10", а отклонения до +10о не приводят к существенной разнице в выработке тепла.
Однако если принять во внимание,что при столь малом угле наклона на поверхности стекла коллектора собирается много грязи, что ухудшает условия работы коллектора, а зимой заметное падение теплопроизводительности, полагают, что целесообразнее фиксировать угол наклона коллектора в пределах 25-35о (рис. 2.25).
В идеальном варианте коллектор ориентируют на юг, но, учитывая рельеф местности, условия застройки (соседние дома) и другие факторы, зависящие от окружающей коллектор среды, это требование не всегда возможно выполнить. Рекомендуются отклонения от южной ориентации в пределах до ~30о, чтобы выработка тепла не слишком отличалась от нормы. Оптимальные углы наклона коллекторов к горизонту в зависимости от использования вырабатываемого тепла с учетом тепловоспринимающей площади коллектора приведены в табл. 2.5. в '+ твв в Рис. 2.25. РекОмендуемый уГОл нАклОКА пРи УСТАНОВКЕ СОЛНЕЧНОГО КОЛЛЕКТОРА а — испольэование тепла, вырабатываемого солнечным коллетором, для отопления и горячего водоснабмения; б — исполъэование тепла, вырабатываемого солнечным коллектором, для охлаждения, отопления и горячего водоснабмения; К вЂ” игирота местности 57 а А ,х' а Рекомендуе- Тепловоспри мый угоя накпо.
нимающая на, град площадь, м2 Система Около 2 стандартный нагрева- 30 — 35 тель Горячее водоснаб- женив Лй 4 — б система горячего водо- 30-00 снабжения Отопление и горячее водоснабжение 20-30 система отопления и го- т15 рячего водоснабжения 1 59 Очевидно, что угол наклона коллектора к горизонту меняется в зависимости от назначения солнечной установки или типа системы. Таблица 2.5. Рекомендуемый угол наклона установки солнечнык коллекторов с учетом площади тепдовоспрннимающик пластин (Токио, жилой дом 100-1200 м2) высокоэффективный 20-45 2,5-4 водонагреватель только система отопяе- (широта+15) 15-20 ния Тепяохпадоснабже- абсорбционная система (широта-10) 50-70 ние и горячее водо- +15 снабжение 2.9.
МЕСТО РАЗМЕЛ(ЕНИЯ СОЛНЕЧНОГО КОЛЛЕКТОРА При определении места установки коллектора обычно выбирают участок крыши, на который на протяжении всего года в течение целого дня поступало бы максимальное количество солнечного излучения. Если коллектор установить так, чтобы на него хотя бы частично падала тень от деревьев или элементов здания, то эта затемненная часть коллектора не только утрачи.
вает свои функции, но, наоборот, становится излучателем тепла, в результате чего возрастают теплопотери коллектора. В холодных районах с большим количеством выпадающих осадков могут возникнуть затруднения в работе коллекторов, связанные с их поломкой из-за замерзания воды либо из-за выхода из строя автоматического термостата. Наиболее распространенные способы размещения коллекторов при установке их на крыше зданий представлены на рис. 2.26.
Так, в положении й коллектор размещен на склоне крыши, на который падают лучи Солнца, и обращен к югу. Если коллектор предназначен для системы отопления и горячего водоснабжения, то его целесообразно установить под большим углом к горизонту, а обращенное к югу окно на 2-м этаже предпочтительнее заделать. Однако при этом под крышей остается большое прост. ранство, которое можно использовать, оборудовав как помеще- РИС. 2.2б. РАЗЛИЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ КОЛЛЕКТОРОВ ПРИ УСТАНОВКЕ ИХ НА ЛОМЕ а -обычное положение — отопление, охлаждение и отопление: 1 — коллектор; б— отопление: 1 — аккумулятор телла; е — теплохладоснабжение( г — отопление: 1— оконый проем; 2 — коллектор; д — теплохладоснабжение; е — отопление: 1 — отражающая панель( ж — отопление: 1 — частичное отражение; 2 — стеклянное окно; э — теплохладоснабжениег 1 — отражение; 2 — стеклянное окно; и — отопление: 1— стеклянная крыша„" 2 — коллектор; 3 -аккумулятор тепла; к — отопление (система еоэдушная)с 1 — отражающая панель; л — теплохладоснабжение: 1 — коллектор; м — отопление: 1 — коллектор на кръпие( 2- коллектор на ограде; н — солнечный дом Ядэаки ()у' 1) — теплохладоснабжение) о — солнечный дом Кусака — теплохладоснабжениет и — солнечный дом Кимура — теплохлодоснабжение с тепловым насосом: 1 — передвижной коллектор; р — солнечный дом Лефе ние для кладовой.
Если коллектор размещается на крыше дома, то окно можно сохранить. В положении б под крышей, на чердаке, установлен аккумулятор тепла. В этом случае коллектор, смонтированный на крыше дома, находится близко от аккумулятора тепла, и при его монтаже можно обойтись короткими трубами. В положении в использована только часть открытого простРанства на 2-м этаже.
В этом случае можно разместить тепловоспринимающую панель большой площади. В положении г коллектор установлен вертикально по линии оконного проема. В данном случае его теплопроизводительность несколько умень- шается. Однако преимущество такого расположения коллектора в том, что стеклянное покрытие мало загрязняется, не скап. ливается дождевая вода, а летом не вырабатываются излишки тепла. Если такой коллектор не нарушает дизайна дома, он больше всего подходит для системы отопления. Положение д — коллектор расположен на односкатной крыше. При этом можно увеличить площадь тепловоспринимающей панели и использовать вырабатываемое тепло для систем охлаждения, отопления и горячего водоснабжения.
Однако в этом положении угол наклона коллектора очень малый, и в зимний период его теплопроизводительность заметно уменьшается. Положения е, ж, з — на плоском коллекторе смонтирована отражающая панель, что дает возможность увеличить выработку тепла. Однако остается нерешенным вопрос о том, как в течение всего года обеспечить высокий коэффициент отражения солнечного излучения панелью.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
