Жилые дома с автономным солнечным теплохладо - снабжением

НАИБОЛЕЕ 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.

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.