Основные публикации по солнечной энергии

Комбинированные системы солнечного отопления и охлаждения

Как отмечалось в предыдущих разделах, мы еще не располагаем достаточным практическим опытом для того, чтобы ответить на воп­рос, какая из рассмотренных комбинированных систем может быть принята за базовую. На сегодня достаточно хорошо разработаны ана­литические расчетные методы, позволяющие планировать эксперимент для отработки вариантов конструкций. Тем не менее следует отметить некоторые важные моменты, связанные с работой системы и конструк­цией здания.

Одна из задач, которая возникает при создании комбинированных систем отопления и охлаждения, заключается в определении соотноше­ния между летней и зимней нагрузками. Эффективность коллектора и,

следовательно, его размеры и конструктивное решение могут опре­делять как та, так и другая нагрузка. Очевидно, что в этой ситуации определяющим фактором является климат, и в таких районах, как районы Феникса и Майами, первостепенное значение приобретают тре­бования охлаждения. Конструкция общественных зданий должна учи­тывать требования нагрузки на кондиционирование даже для условий более северного климата. Следует учитывать также влияние конструк­тивных особенностей здания на энергетические требования, опреде­ляющие соотношения обеих нагрузок. К числу таких особенностей сле­дует отнести, например, распределение окон, затенение карнизами и листвой, а также ориентацию здания. Не следует упускать из виду важное значение уровня термодинамической эффективности систе­мы отопления и охлаждения. Например, при использовании недостаточ­но эффективной абсорбционной холодильной установки потребуется коллектор значительно больших размеров, чем при использовании ус­тановки с более высоким к. п.д., а это в свою очередь приведет к то­му, что требования к коллектору будут определяться условиями лет­него койдиционирования воздуха, а не зимнего отопления.

Определенное влияние на нагрузки по отоплению и охлаждению оказывает и способ размещения аккумулятора (внутри или снаружи здания). При размещении действующего аккумулятора тепловой энер­гии внутри здания его тепловые потери в течение всего отопительно­го сезона являются полезным вкладом, который в расчетах не учиты­вается, и дополнительной нагрузкой в период охлаждения.

Если коллекторы служат конструктивным элементом крыши зда­ния, то тепловые потери с его тыльной стороны также являются по­лезным вкладом в режиме отопления и дополнительной нагрузкой в режиме охлаждения.

Как и в случае использования только системы солнечного отоп­ления, основной проблемой проектирования считается определение оп­тимальной площади коллектора, поскольку уменьшение площади кол­лектора связано с возрастанием роли дополнительного источника энергии, а увеличение — с ограничением возможностей снижения на­чальных капиталовложений в солнечную энергетическую установку. Следует отметить, что в настоящее время абсорбционные воздушные кондиционеры значительно дороже компрессионных. В районах, где по климатическим условиям годовые нагрузки по охлаждению невели­ки, применение абсорбционных холодильных установок увеличит затра­ты на охлаждение из-за невыгодных условий эксплуатации таких ус­тановок.

Изложенные соображения не позволяют пока выработать сколь­ко-нибудь обшие рекомендации. В настоящее время наилучший путь

разработки таких систем заключается в моделировании и имитации их работы в соответствующих климатических условиях и в выборе наилучшей системы исходя из эффективности и расчетов затрат.