1598005534-31c332f555b61fac29b21288ea9f69ab (811232), страница 26
Текст из файла (страница 26)
нижается, используют особые методы передачи тепла, а длй снижения стоимости оборудования применяют отдельные узлЫ от дублирующих установок; иногда идут на упрощение гелиосистем. Таким образом, в процессе проектирования систем солнечно го отопления и горячего водоснабжения пользуются показате' лями экономичности, отражающими срок окупаемости затрат нв гелиосистему за счет ежегодной экономии энергии. пв 4.3.
системА ОтОпления и ГОРячеГО ВОЛОснАВжения С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЯ Комбинированная система солнечного отопления и горячего водоснабжения по сравнению с системой только горячего водоснабжения имеет более сложную схему. Контуры отопления и горячего водоснабжения проектируются отдельно. Существуют различные схемы систем, зависящие, например, от устройства аккумуляторных резервуаров с открытым или закрытым отбором воды, от типа аккумуляторного бака — совмещен ли он с теплообменником нли использован скоростной нагреватель в виде змеевика, от места расположения в гелиосистеме аккумулятор. ного бака и дублирующих теплоисточников, а также от многих других факторов. Наиболее простая и удобная схема системы отопления и горячего водоснабжения с солнечным водонагревателем представлена на рис.
4.6. Эта система предназначена для условного жилого дома площадью 120 мз, расположенного в районе со сравнительно теплым климатом, таким, как в Токио. Система снабжена аккумуляторным баком непосредственного нагрева с открытым отбором воды и аккумуляторным баком опосредствованного нагрева. Дублирующий источник тепла сос. тоит из двух самостоятельных элементов — бойлера для горячего водоснабжения и бойлера для отопления. Последний устроен так, что включается только тогда, когда не хватает солнечного тепла.
Для предотвращения замерзания теплоносителя в коллекторе использован естественный слив воды. Применяются и другие схемы системы отопления и горячего водоснабжения (рис. 4.7 и 4.8). В схеме, представленной на рис. 4.8, легко обеспечить устранение воздуха из радиаторов системы отопления. В аккумуляторный бак закрытого типа помещен скоростной змеевиковый теплообменник системы горячего водоснабжения. Место включения в схему дополнительного теплоисточника необходимо определять очень точно, так как это влияет на коэффициент полезного использования солнечного излучения.
$ е 3 Дн — .3 РИС. 4.9. РАСПОЛОЖЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ТЕПЛО. ИСТОЧНИКА 1 — коллектор; 2 — колле к торный насос; 3 - теплоаккумуля- торный бак; 4 — насос для системы отопления; 5 — отапли- ваемое помещение( 6 — радиатор Данная модель представляерсобой типовой двухэтажный жилой дом плошадью около 123 м2, подобный жилым домам районе Токио. Нормы теплоизоляции (слой стекловаты): наружные стены толшиной 75 мм, внутренние стены — 50 мм, потолок— 100 мм. При подсчете пиковой нагрузки на отопление только гос- 121 РИС. 4.6. СХЕМА СТАНДАРТНОЙ СИСТЕМЫ СОЛНЕЧНОГО ОТОПЛЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОДО- НАГРЕВАТЕЛЯ 1- радиаторы на 2 м зтаже; 1) — радиаторы на 1 м зтаже; 1 — плоский сол.
пенный коллектор (16-24 м Е 2 — часть оборудования, которую можно использовать непосредственно для горячего водоснабжения( 3 и 4 — детские комнаты; 5 — общая комната; 6 — подача горячей воды; 7 — бойлер для системы отопления и горячего водоснабжения; 8 — накопительный бак; 9 — подача воды поверяй 10 — насос для системы отопления( 11— гости ная; 12 — столовая; 13 — общря комната( 14 — колле кто рный насос; 15 — аккумуляторный бак (1-1,5мг1 Оптимальное положение Н1 дополнительного энергоисточни.
ка показано на рис. 4.9. Как видно из рисунка, при таком положении дополнительного теплоисточника в системе разделены узлы отопления и горячего водоснабжения„что дает хорошие результаты, позволяя увеличить коэффициент полезного использования солнечного излучения. В солнечном доме автора (Суда) именно по такой схеме устроена система отопления. В положениях НЗ, Нз и Н4 можно разместить дополнительные теплоисточники малых объемов, но при этом из-за недостаточного контроля может понизиться коэффициент полезного использования солнечного излучеия. 4ИЬ ОЦЕНКА ЭКОНОМИИ ЭНЕРГИИ В СИСТЕМАХ ОТОПЛЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАВЖЕНИЯ Для оценки зкономии энергии в системах отопления и гор чего водоснабжения с использованием солнечной энергии по роена модель типового жилого дома (рис.
4.10). РИС. 4.7. СХЕМА СИСТЕМЫ ОПОСРЕДСТВОВАННОГО НАГРЕВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АНТИФРИЗНЫХ РАСТВОРОВ 1 — коллектор; 2- теплообмен чик; 3 — коллекторный насос; 4 — подача горячей воды; 5 — система отопленияз 6 — водяной аккумуляторный бак (с встроенным накопительным баком); 7 — подача питьевой воды РИС. 4.8. СХЕМА СИСТЕМЫ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО НАГРЕВА С ТЕПЛОАККУМУЛЯТОРНЫМ БАКОМ ЗАКРЫТОГО ТИПА И СО СВОБОДНЫМ СЛИВОМ ЦИРКУЛИРУЮШЕЙ ВОДЫ 1 — коллектор; 2 — сток воды при отключении насоса в накопительный бак; 3 — подача горячей воды; 4— система отопления; 5 — подача питательной воды; 6 — теплоак«умулирующий резервуар (внутри помещен змеевикЕ 7 — коллекторный насос в тво ,9 11,2 Годовая нагрузка отопления и горячего водоснабжения, Гкал/год Суммарная годовая экономия 341 195 605 672 Кухня Столовая Гостиная Общая комната 347 1 детская комната То же Общая комната 2-й $ 123 !22 РИС. 4.10.
ПЛАНОМЕТРИЧЕСКАЯ КАРТА МОЛЕЛЕ ЖИЛОГО ДОМА а — план 1 го этажа (22 75 цубо = 75 07 муг1 — кухня; 2- ванна; 3 — общая комната; ; 4 — гостиная; 5 — туалет: б — план 2го этажа (14,625 иубо = = 53,26 м2)г 1 и 2 — детские комнаты; 3 — общая комната т иной с учетом теплопередачи через остекленные оконные проемы получаем (рис. 4.10) 3452 ккал/ч, или на ! м2 плошади 28 /ч. Пиковая нагрузка горячего водоснабжения предполо. жительно составляет 24000 ккал/ч. Теперь на базе д го дома, оборудованного такой системой, необходимо выяснить экономию энергии за счет использования солнечного годовую экономи э и л чения системой отопления и горячего водосн абжениясп иизлучен Р менением 3-4 водонагревателей (табл. 1). О из методов определения зкономии энергии за счет использования солнечного излучения является (+) м д.
дним табл. 4.2 представлены результаты расчета коэффициента заме. щения тепловой нагрузки в течение года в зависимости от Таблица 4.1. Пиковая нагрузка отопления типового дома (район Токио) Этаж Комнаты л Площадь пола. и Тепловые потери, ккал ч / коллекторной площади и годовой зкономии энергии, получен. ные на основе данной модели.
В табл, 4.2 значения !8018 обозначают параметры капитальных затрат, приходящихся на период постоянного отопления, а значения !4Р14 — на период прерывистого отопления. При значе- НИЯХ !8Р!8 И КОЛЛЕКтОрнсй пЛОщади 16 м по сравнению с системой, работающей с использованием городского газа, достигается годовая экономия 7500 иен/м2, а при значениях 141)14 — 6400 иен/ М2. Если затраты на оборудование гелиосистемы составляют )00000 иен/м', а общая стоимость оборудования системы отопления достигает 1600000 иен/м2, то срок полной окупаемости системы составляет соответственно 13 и 15,6 лет при одинаковом ссудном проценте и проценте роста цен на топливо. Таблица 4 2. Количество сэкономленной энергии и расчет общей экономии Коэффициент замещения нагрузки, % 48 59 61 71 Годовая экономия энергии, Гкал/год 5,4 4,6 6,8 5,6 городской газ, 120 !03 152 125 1000 иен/год (7,5) (6,4) (6,3) (5,2) нефтяное топ- 79 68 100 82 лино, (4,9) (4,3) (4,2) .
(3,4) 1000 иен/год Примечание. В скобках указаны значения, отнесенные к 1 м2 коллекторной поверхности. 4.5. ПРИМЕР ПРОСТОЙ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИИ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАВЖЕНИЯ Обычно у комбинированной системы отопления и горячего водоснабжения стоимость оборудования значительно выше, чем у системы, обеспечивающей только горячее водоснабжение, а годовой коэффициент использования оборудования ниже.
Чтобы добиться экономичности данной системы, необходимо решить вопрос о крупномасштабном снижении ее стоимости по сравнению с существующим уровнем. Для снижения стоимости нужно упростить схему системы и произвести оптимизацию оборудования. Например, в настоящее время, когда в обычных жилых домах центральное теплоснабжение не получило еще широкого распространения, преждевременно сразу внедрять централизованные системы солнечного теплоснабжения.
Более целесообразно пока отделить дополнительный бойлер от гелиосистемы, устроив отдельный обогреватель, и 12 1Б РИС. 4.П. СХЕМА СОВМЕШЕННОЙ СИСТЕМЫ СОЛНЕЧНОГО ОТОПЛЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ (С ПРИМЕНЕНИЕМ НАПОЛЬНОГО АККУМУЛИРУЮШЕ-ИЗЛУЧАЮШЕГО УЗЛА БЕЗ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО КОНТУРА ОТОПЛЕНИЯ; АВТОР ТАНАКА) 1 — коллектор 10-1 б м2; 2 — сливной бак; 3 — совмещенный нако. пительный бак и бойлер с горячей водой! 4 — подача воды наверк! 5 — ванна; 6 — помещение для стирки; 7 — туалет;  — дополнительное отопление; 9 и 10 — детские комнаты; П -общая комната; !2 — дополнительное отопление; 13 — панел~ные обогреватели (напольные аккумулирующе-излучающие панели); !4; труба йэ сщитого полиэтилена )Э 20! 15 — начало трубы; 16 — медная труба г325мм можно усовершенствовать оборудование.
Это приведет к увеличению коэффициента полезного использования солнечного излучения. Существует много вариантов простых комбинированных систем отопления и горячего водоснабжения, и решения их схем еще находятся в стадии разработок. Так, в представленной на рис. 4.11 системе контур аккумулирующе-теплоизлучающего узла для отопления представляет собой бетонный пол с замоноличенными в нем трубами из сшитого полиэтилена. Вода, нагретая солнечным излучением, после использования в отопительном контуре вновь нагревается.
Аккумулированное в течение дня в бетонном полу солнечное тепло начинает выделяться ночью. Если между 1.м и 2-м этажом установить вентиляционное устройство, то в зависимости от потребностей тепло можно подавать на 2-й этаж. Для регулирования режима работы колллектор. ных насосов в качестве низкотемпературного датчика используют ранее разработанную систему с датчиками разности температур, причем одну из клемм системы присоединяют к нижней части аккумуляторного бака, а другую — к напольному узлу. Прн 3 РИС. 4.12.
СХЕМА КОМБИНИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ СОЛНЕЧНОГО ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ С ПРОСТЫ.'! УСТРОИСТВОМ НАПОЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ (АВТОР ТАНАКА) 1 — коллектор В-!2 м2; 2- ванна; 3 — коллекторный насос; 4— накопительный бак 470 л; 5 — дополнительный подогреватель на !В0 л; 6 — помесиение для стирки; 7 — туалет!  — нагреватель; 9 — кутня; 10 — электрический подогреватель воды ббл! 1! — дополнительный обогреватель для отопления! !2 — напольный панельный обогреватель и аккумулирующе-иэлучающая панель! 13 — подача воды этом контролируется лишь температура змеевика теплообменника, расположенного в нижней части аккумуляторного бака. В показанной на рис. 4.12 системе трубопровод горячего водоснабжения проходит через кухню и гостиную.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
