Энергия

СИСТЕМЫ АКТИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

В паше время основное внимание при использовании солнеч­ной энергии для отопления направлено на так называемые сол­нечные коллекторы, представляющие собой большие застеклен­ные поверхности на наклонной плоскости. Тепло переносится теплоносителем (жидкостью или воздухом) в зону аккумуляции для дальнейшего использования или непосредственно поступает в помещение, которое нуждается в обогреве Пассивные методы использования солнечной энергии не требуют многочисленных органов управления и достаточно просты И наоборот, активные системы обременены устройствами для транспорта теплоносите­ля, довольно сложными коллекторами, большими теплообмен­никами, различными органами управления, вентилями, насоса­ми, расширительными баками и теплоаккумулирующими кон­тейнерами. На рис. 5.1 приведена упрощенная схема системы активного использования солнечной энергии

/ — солнечный коллектор, 2 — аккумулятор тепла, 3 — дополнительный нагреватель 4 — отапливаемое здание, 5 — вентиль, 6 — тракт движения теплоносителя, 7 — необяза­тельное звено, S — теплообменник, 9 — насос или вентилятор

ТЕПЛОНОСИТЕЛИ

Одно из первых решений, применяемых при выборе системы солнечного энергоснабжения, — это выбор типа рабочего тела для переноса тепловой энергии. Обычно рассматриваются две основные системы переноса тепла. Первая из них соединяет сол­нечный коллектор с аккумулятором солнечного тепла, другая переносит тепло (или прохладу) от аккумулятора в здание. Эти две системы могут дополняться второстепенными системами.

В качестве теплоносителей могут рассматриваться жидкости и газы. В настоящее время преобладают жидкие теплоносители, в первую очередь вода, водные растворы этиленгликоля и про­пиленгликоля или масло. Единственным газом, который получил распространение в качестве теплоносителя, является воздух.

При определении типа теплоносителя нужно учитывать сле­дующие аспекты:

потребности человека и уровень комфортности;

совместимость с проектом здания;

совместимость системы солнечного теплоснабжения с други­ми устройствами (например, с дублирующими системами);

климат;

относительную стоимость (первоначальную стоимость, экс­плуатационные расходы, издержки на техническое обслужива­ние и текущий ремонт);

степень сложности;

сохранение надежности при длительном сроке службы.

Если для комфорта человека требуется только отопление, то на первое место выступают воздушные системы переноса тепла благодаря своей сравнительной простоте. (Это также является хорошим аргументом в пользу выбора даже еще более простых систем пассивного типа, которые рассматривались выше.) Одна­ко когда требуется горячее водоснабжение в дополнение к отоп­лению, выбор между жидкостной и воздушной системами ста­новится затруднительным. Воду можно подогревать по пути к водонагревателю, где ее температура повышается, если это необходимо, до требуемого уровня. Если этот подогрев осуще­ствляется в сочетании с кондиционированием воздуха в поме­щении, а пс как отдельный процесс, то подающий трубопровод обычно пропускается через теплообменник, находящийся внутри аккумулятора солнечного тепла. В случае применения жидкост­ных систем теплоаккумулятор, как правило, представляет собой бак с водой, который обычно совместим с традиционными теп­лообменниками. Менее традиционные системы применимы к ак­кумуляционным системам для коллекторов воздушного типа. Например, сравнительно небольшой бак (емкостью 115—230 л), предназначенный для установки в жилом доме, можно поме­стить внутрь заполненного камнями теплоаккумулятора Нагре­тые камни в свою очередь нагревают воду в баке. Оттуда вода