Жилые дома с автономным солнечным теплохладо - снабжением
НАИБОДЕЕ ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ
В жилых и административных зданиях солнечную энергию в основном используют в форме тепла для удовлетворения нужд в горячем водоснабжении, отоплении, охлаждении, вентиляции, сушки и т. п.; солнечное излучение применяют для дневного освещения, санитарных и антисептических целей, для работы солнечных батарей и др.
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, эффектив-. ность 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; недостающее тепло рекомендуется восполнять при помощи простых активных солнечных систем. Если за счет этого удастся сэкономить средства, необходимые на приобретение дорогостоящего 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 еще далеко то время, когда они станут экономически выгодными. Следовательно, солнечные системы охлаждения жилых домов применимы только в отдельных случаях.
МЕСЯЦЫ РИС. 1.11. ОСОБЕННОСТИ КОЛЕБАНИЙ ГОДОВОЙ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ ТЕПЛОХЛАДОСНАБЖЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЖИЛЫХ ДОМОВ 1 — отопление; 2 — охлаждение; 3 - горячее водоснабжение; Q — средняя дневная нагрузка*1(Р ккал/денъ |
На рис. 1.11 показаны особенности колебаний нагрузки тепло - хладоснабжения 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 целесообразно 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 теплохла - доснабжения 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 охлаждения, 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 обеспечиваются солнечными батареями. В настоящее время солнечные 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.