1598005534-31c332f555b61fac29b21288ea9f69ab (811232), страница 6
Текст из файла (страница 6)
В настоящее время использование солнечного тепла с экономической точки зрения наиболее выгодно при создании систем горячего водоснабжения и в близких к ним по техническому воплощению установках для подогрева воды в бассейнах, промышленных устройствах и др. Горячее водоснабжение необходимо в каждом жилом доме, и, поскольку потребности в горячей воде относительно мало меняются в течение года, эффективность таких установок высокая и они быстро окупаются. Что касается систем солнечного отопления, то период их использования в течение года короткий: зимой приход солнечного излучения мал, площадь солнечных коллекторов значительно больше, чем в системах горячего водоснабжения, поэтому экономическую выгоду в данном случае получить не так просто. Следовательно, при создании систем солнечного отопления в основном следует применять пассивные системы, предусматривающие повышение теплоизоляции здания и эффективное использование поступающего через оконные проемы солнечного излучения; недостаюшее тепло рекомендуется восполнять при помощи простых активных солнечных систем.
Если за счет этого удастся сэкономить средства, необходимые на приобретение дорогостояшего оборудования для центральной системы отопления, то, по-видимому, можно считать, что в экономическом отношении солнечная система оправдана. Рассматривая вопрос о применении в жилых домах систем солнечного охлаждения, можно сказать, учитывая короткий период их действия, низкий коэффициент использования, а также высокую стоимость, что сейчас еше далеко то время, когда они станут экономически выгодными.
Следовательно, солнечные системы охлаждения жилых домов применимы только в отдельных случаях. 10 11 1Е 1 Е 3 4 Е Ь 7 Ь Ь МЕСЯЦЫ РИС. 1.Ц. ОСОБЕННОСТИ КОЛЕБАНИЙ ГОЛОВОЙ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ ТЕПЛОХЛАЛОСНАБЖЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОЛОСНАБЖЕНИЯ ЖИЛЫХ ЛОМОВ 1 — отопление; 2 — оклаждениер 3 — горячее водоснабжение; Д вЂ” средняя дневная нагрузка"1дз нкап/день На рис. 1.11 показаны особенности колебаний нагрузки теплохладоснабжения и горячего водоснабжения в жилых домах в течение года.
Из рисунка видно, что максимальный пик нагрузки горячего водоснабжения приходится на зимний период, однако летом эта нагрузка остается также довольно высокой. В общем в течение года нагрузка системы горячего водоснабжения меняется незначительно.
Отсюда следует, что наиболее целесооб. разно использовать солнечное тепло для нужд горячего водоснабжения. Если рассмотреть перепады нагрузки в системах отопления жилых домов в течение года, то станет ясно, что наибольшая нагрузка системы отопления приходится на зимний период: в Японии отопительный сезон длится с ноября до марта. Максимальный пик нагрузки падает на январь, а в ноябре и марте она сравнительно невелика. Таким образом, если руководствоваться этими данными, то солнечные установки, предназначенные для отопления, летом будут полностью простаивать. Что касается нагрузки систем солнечного охлаждения, то она характеризуется максимальной протяженностью в течение трех летних месяцев, так что тенденция, ведущая к простою оборудования, прослеживается здесь более отчетливо, чем в случае системы отопления. При работе системы охлаждения только в летнее время коэффициент использования оборудования в течение года будет очень низким.
Годовой коэффициент использования оборудования в комбинированных системах теплохладоснабжения получается высоким, и эти системы более выгодны, чем комбинированные системы отопления и горячего водоснабжения. Однако если при этом учесть стоимость необходимых солнечных коллекторов и механизмов системы охлажде-, ния, то окажется, что такие солнечные установки будут очень дорогими и едва ли станут экономически выгодными.
Недавно в экспериментальном варианте построен жилой солнечный дом, в котором все потребности в электроэнергии обеспе. чиваются солнечными батареями. В настояшее время солнеч- 23 РИС. 1.13. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИХОДОВ СУММАРНОГО СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ЗИМНИИ (ДЕКАБРЬ) ПЕРИОД ззэ р 1 11 ) )2 Ь.дз ° 4 17)5 1!2))6 ные батареи еще стоят сравнительно дорого и в хозяйственной практике почти не используются. Сейчас наряду с усовершенствованием батерей из монокристаллического кремния появляются солнечные батареи из аморфных материалов, которые благодаря своей низкой стоимости и сравнительно высокому качеству привлекают все большее внимание потребителей. Следовательно, недалеко то время, когда в широких масштабах будут возводиться автономные солнечные дома с использованием солнечного тепла для отопления и горячего водоснабжения, оснащенные солнечными батареями, вырабатывающими электроэнергию для освещения и питания электроприборов.
1.10. КЛИМАТИЧЕСКИЕ РАЙОНЫ ЯПОНИИ, НАИБОЛЕЕ ПОДХОДЯШИЕ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА СОЛНЕЧНЫХ ДОМОВ Япония расположена в средних широтах северного полушария (ЗО-46о с.ш.) и характеризуется сравнительно теплым клима. том. Однако Японские острова простираются с севера на юг на большое расстояние, что обусловливает значительную разницу в погоде в течение всех сезонов в различных регионах; например, если на о. Хоккайдо зимой отопление домов совершенно необходимо, то на юге о. Кюсю оно почти не нужно. При этом в одном и том же регионе горы иногда чередуются с равнинами, и в этом случае часто климат не одинаков для всего региона. Поэтому при использовании солнечной энергии очень важно учитывать климатические особенности не только крупных областей, но и небольших районов.
Более того, при проектировании солнечных домов необходимо определить, подходит ли такой дом для данной местности или нет. На рис. 1.12 показано распределение среднегодовых приходов суммарного солнечного излучения на Японских островах. Сол- РИС. 1.12. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕГОДОВЫХ ПРИХОДОВ СУММАРНОГО СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ нечную систему типа горячего водоснабжения с равномерным использованием тепла в течение всего года целесообразно применять в регионах с высокими среднегодовыми приходами солнечного излучения. Именно на этих территориях наиболее широко применяют солнечные водонагреватели.
Вследствие загрязнения атмосферы и особенностей рельефа местности в го- ГДЕ НАИБОЛЕЕ ЦЕЛЕСООБР ПОНЯЛ С ОБОЗНАЧЕНИЕМ РАйонов, РИС. 1.14. КЛИМАТИЧЕСКАЯ КАРТА Я ОТОПЛЕНИЯ ОБРАЗНО ПРИМЕНЯТЬ СИСТЕМЫ СОЛНЕЧНОГО 1 — й ра он с холодным климатом и малым и зимний период; 2— при!одом солнечного излучения в ~а~им ~рих~д~м солнечного — район с обычным климатом и со нии нерио, — район с холодным климатом и заметным призов район с олми м приходоь! Юж~~ разно использовать ~метены солнечног ол! и болыиим при~одом солнечног изл— район с теплы.и климат о~дон, где неиелесооб азно стон иелесоо разно устанавливать и остыв с р истемы теплоснабменияр б— о уоо разно устанавливать солнечные системы отопления родах Токио и Осака отмечается сравнительно малый приход солнечного излучения.
Однако в последнее время появились данные, свидетельствующие об изменении этой ситуации. При монтаже системы отопления следует учитывать данные, представленные на рис. 1.13, где показано распределение приходов солнечного излучения в зимнее время года. Поскольку в районах Тохоку и Хоккайдо со стороны Тихого океана даже зимой отмечается значительный приход солнечного излучения и отопительный период здесь длительный, в этом районе целесообразнее использовать солнечную энергию, чем в окрестностях Токио. На рис. 1.14 представлена своеобразная климатическая карта, на которой обозначены те районы, где исходя из продолжительности отопительного периода и прихода солнечного излучения целесообразно использовать систему солнечного отопления.
Из приведенной карты видно, что такие районы ограничиваются полосой вдоль Тихого океана, простирающейся от Тохоку до Хоккайдо. В районах о. Сикоку и южной части Кюсю наблюдается поступление достаточного количест еа солнечного излучения. Однако если в этих районах обеспечить хорошую тепло- изоляцию жилых домов, то за счет этого можно заметно их утеплить, и отопление здесь станет ненужным. Таким образом, в этих районах нецелесообразно строить системы с активным использованием солнечного тепла.
Авторы надеются, что приведенные здесь данные помогут определить, какие района Японии подходят для строительства солнечных домов, а какие — нет. 1,!1. СХЕМЫ СНСТЕМ СОЛНЕЧНОГО ГОРЯЧЕГО ВОЛОСНАВЖЕННЯ На рис. 1.15 представлена схема системы солнечного горячего водоснабжения. Принцип действия традиционного устройства основывался на том, что вода для горячего водоснабжения подавалась непосредственно в нагревательный агрегат — котел, кипятильник и т.п., где доводилась до определенной температуры, а затем направлялась потребителю.
В системе солнечного горячего водоснабжения вода сначала поступает в солнечный коллектор, где нагревается с помощью солнечного излучения, а затем направляется в ванну, туалет, кухню. Если температура воды не достигает заданного значения, подключают вспомогательный источник энергии (бойлер), с помощью которого доводят температуру до необходимого уровня. В районе Токио температура воды, поступающей в систему горячего водоснабжения из водопровода, в течение года меняется от 5 до 26оС, а температура горячей воды — от 45 до 60оС. Поэтому обычно холодную воду, подаваемую в систему горячего водоснабжения, в отопительный период предварительно подогревают.
Применяя солнечные коллекторы даже для сравнительно низкотемпературного подогрева, можно достичь высокого коэффициента использования тепла. При подогреве воды всего на 1оС с помощью солнечного излучения можно получить определенную экономию топлива вспомогательного энергоисточника. Рис. 1.1е пгинципнАльнАЯ схемА системы СОЛНЕЧНОГО ГОРЯЧЕГО ВОЛОСНАБ ЖЕНИ Я 1 — еалненное излучение; 2 — колл Р; — нелле ктоР; 3 — горлчал — "ополнительныгз ео онагреватель' -ванна; б — туалет Например, в системе горячего водоснабжения для под г е 1 орва л 59 600 п„'Р' У'"" 'кал тепла-а длЯ подогРева вод" с до С потребуется 1 ккал тепла той же стоимости.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
