ВОПРОСЫ ТЕОРИИ. И ИННОВАЦИОННЫХ РЕШЕНИЙ. ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ. ГЕЛИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В СИСТЕМАХ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

СХЕМНЫЕ РЕШЕНИЯ

9.1. СХЕМЫ СИСТЕМ СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Проблемам использования солнечной энергии в систе­мах тепло - и хладоснабжения сельских потребителей по­священа обширная литература [2, 9, 53, 80, 115, 120-123]. Солнечная энергия используется в системах отопления и вентиляции жилых зданий, животноводческих ферм, те­плиц, в системах хладоснабжения и кондиционирования, горячего водоснабжения, в различных технологических процессах.

Как показывают результаты соответствующих расче­тов, удельная годовая теплопроизводительность устано­вок солнечного горячего водоснабжения в климатических условиях России достаточно высока и составляет 500...750 кВт'ч (тепловых) на 1 м2 коллектора при коэффициенте за­мещения нагрузки 0,4...0,6. Для сезонного (только в неот­апливаемый период) солнечного горячего водоснабжения коэффициент замещения нагрузки повышается до 0,8, но удельная теплопроизводительность снижается [124].

Под эгидой ЮНЕСКО принята Всемирная Солнечная Хартия, подписанная главами 160 государств и прави­тельств стран-членов ООН. В рамках этой Хартии преду­сматривается развитие использования как солнечной энер­гии, так и других нетрадиционных источников энергии. В составе проекта предусматривается создание Всемирной солнечной комиссии, Всемирной специализированной
информационной сети, постоянное проведение межрегио­нальных конференций, создание общих программ и учеб­ных средств для подготовки специалистов и т. п.

Для значительной территории России использование солнечной энергии вполне обосновано в экономическом и экологическом отношениях.

Для примера приведем схемы систем гелиоустановок, которые сооружены и эксплуатируются.

На рис. 1.51 изображена двухконтурная схема с зам­кнутым циркуляционным контуром и разомкнутым кон­туром водоразбора.

1 - гелиоприемники; 2 - расширительный бак; 3 - циркуляционный насос гелиосистемы; 4 - бак-аккумулятор горячей воды; 5 - котел газовый отопи­тельный; 6 — в систему ГВС; 7,10 — в систему отопления; 8, 11 - из системы отопления; 9, 12 - из водопровода; 13 - в систему ГВС; 14, 17 - в систему отопления; 15, 18 - из системы отопления; 16,19 — из водопровода

Гелиоустановка предназначена для теплоснабжения двухэтажного четырехквартирного жилого дома. В цирку­ляционный контур системы входят солнечные коллекторы, секционные теплообменники баков-аккумуляторов и цир­куляционный насос типа ЦВЦ. В качестве теплоносителя принят антифриз - водный раствор 45 % - го этиленгликоля. Общая площадь коллекторов составляет 28,8 м2. Экспери­ментальные исследования системы проводились в 1984 г. Результаты испытаний представлены на рис. 1.52 [125].

Рис. 1.52.

Результаты испыта­ний системы солнечно­го теплоснабжения

Эксплуатация установки показала ее работоспособность и эффективность.

Схема гелиоустановки теплоснабжения с долгосрочным аккумулированием теплоты, разработанная в 1990 г. по проекту Госгражданстроя, приведена на рис. 1.53. В уста­новке предусмотрены латунно-алюминиевые солнечные коллекторы, тепловые насосы типов НТ-500М и НТ-1000М. В качестве баков-аккумуляторов используются заглублен­ные в грунт железобетонные резервуары, обвалованные

1 - солнечный коллектор;

2 - сезонный бак-аккумулятор;

3 - бак промежуточных тем­ператур; 4 - бак антифриза; 5 - бак горячего водоснаб­жения; 6 - тепловой насос;

7 — электроводонагреватели;

8 - подогреватель водоводяной;

9 - на горячее водоснабжение; 10, 11 - водопроводная вода; 12- сброс воды

слоем грунта толщиной 1 м над крышкой и под углом 45° к горизонту для размещения солнечных коллекторов.

Несомненный интерес представляют комбинированные системы, использующие несколько типов возобновляемых источников энергии, что позволяет равномерно заполнить график энергопотребления. Такая система, как правило, в технико-экономическом отношении более эффективна.

Анализ различных вариантов комбинированных схем энергосбережения, использующих возобновляемые источ­ники энергии, выполнен в работе [126].

В работе [127] приведен ряд схем теплоснабжения ком­плекса зданий, включающих использование солнечной и гео­термальной энергии. Одна из схем представлена на рис. 1.54.

В схеме предусмотрена установка теплового насо­са мощностью 3 кВт. Максимальная температура воды в конденсаторе равна 55 °С. Экспериментальные исследова­ния показали высокую эффективность установки.

На рис. 1.55 изображена схема гелиоустановки систе­мы теплоснабжения двухквартирного жилого дома, раз­работанная в КиевЗНИИЭП. В схеме предусматривается энергоснабжение потребителя также от ветродвигателя. Южный фасад выполнен в виде стены Тромба для систем пассивного отопления. Система отопления комбинирован­ная - панельно-лучистая напольная с дополнительными настенными отопительными приборами.

1 - солнечный коллектор; 2 - слив в сезонный бак-аккумулятор; 3 - водона­греватель; 4 - электроводонагреватель; 5 - в ванную; 6 - на кухню и в пости - рочную одной квартиры; 7 - из колодца; 8 - стена-коллектор в стене Тромба; 9 - тепловой насос; 10-к ТЕН от ветроагрегата; 11 - насос; 12- компрессор; 13 - сезонный бак-аккумулятор; 14 - ручной насос; 15 - слив антифриза в инвентарную емкость; 16 — отопление одной квартиры; 17 — конвекторы; 18- напольное отопление; 19- отопление второй квартиры