Жилые дома с автономным солнечным теплохладо - снабжением

ПОКАЗАТЕЛЬ ЭКОНОМИИ ЭНЕРГИИ В СИСТЕМАХ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Еще не выполнены целенаправленные исследования, пред­принимаемые для получения данных об экономии энергии в сис­теме солнечного горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией воды. Имеются лишь выводы, сделанные на основе анализа и расчета этих систем, полученные в ходе обработки отдельных разрозненных экспериментальных результатов.

Такие расчеты можно делать с помощью коэффициента заме­щения тепловой нагрузки, который отражает экономию энергии при применении различных систем солнечного теплоснабжения.

Для системы горячего водоснабжения коэффициент замеще­ния нагрузки может быть выражен в следующей формуле: коэф­фициент замещения нагрузки о =[(годовая теплопроизводитель - ность системы солнечного горячего водоснабжения, ккал/год : (годовая нагрузка системы горячего водоснабжения, ккал/год)] х х100%.

Другими словами, эта формула дает отношение количества тепла, полученного за год благодаря использованию солнечного излучения, к годовой нагрузке системы горячего водоснабже­ния в целом (затраты тепла на горячее водоснабжение). Следова­тельно, коэффициент тем выше, чем эффективнее использует­ся солнечное тепло.

Однако с учетом результатов оценки экономичности системы можно сделать вывод, что не всегда повышение коэффициента замещения будет выгодно.

В разд. 1.6 говорилось о том, какова годовая нагрузка системы горячего водоснабжения на один дом: в среднем она составляет 2-5 Гкал/г на семью, или 2-5 млн. ккал/г на семью. Нагрузка системы горячего водоснабжения несколько меняется в зависи­мости от уклада жизни людей и численности семей, следова­тельно, она не одинакова для различных домов.

Расчет системы горячего водоснабжения производят следую­щим образом: составляют модель потребления в системе горяче­го водоснабжения одного дома, подсчитывают годовую тепло - производительность солнечных коллекторов и величину тепло - потерь, а затем определяют коэффициент замещения нагрузки с

РИС. 3.15. ЗАВИСИМОСТЬ КОЭФФИЦИЕНТ ТА ЗАМЕЩЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗК ОТ ПЛОЩАДИ СОЛНЕЧНОГО КОЛЛЕК­ТОРА

F — коэффициент замещения тепловой на грузки; F — полезная площадь коллектора, М?; 1 — селективно-поглощающая пленка; 2 — покрытие черной краской (1 слой стекла; аккумуляторный бак 200—400 л; Угол наклона 30-45"; постоянная темпера­тура подаваемой потребителю горячей Воды 50°С; нагрузка горячего водоснабже­ния 3,103 Гкал/год; метеорологические условия — как в типичные для Токио годы)

Помощью солнечной энергии. Конечно, в этом случае необходи­мо проводить подсчеты, задаваясь условиями, приближенными к режиму эксплуатации системы водоснабжения.

Зависимость коэффициента замещения тепловой нагрузки от площади коллектора, полученная на основе инженерных расче­тов конкретной системы горячего водоснабжения, показана на рис. 3.15.

В качестве исходных данных для расчета использовали модель системы горячего водоснабжения, имеющей нагрузку 3,103 Гкал/год и метеоданные типичных лет для района Токио. В данной модели приняты аккумуляторный бак вместимостью 200-400 л и коллектор южной ориентации с углом наклона к го­ризонту 30-45°. Установлено, что если вместимость аккумуля­торного бака и угол наклона коллектора варьировать в этих пре­делах, то величина коэффициента замещения нагрузки сущест­венно не изменится.

При этом по мере увеличения коллекторной площади темпы роста данного коэффициента начинают падать. Это свидетельст­вует о том, что в такой системе горячего водоснабжения увели­чение площади коллектора не всегда является положительным фактором и оптимальным критерием оценки системы служит соотношение между вложенными в эту систему средствами и по­лучаемой в качестве эквивалента экономии энергии.

На графике отражены два способа обработки поверхности коллекторной пластины: создание селективно-поглощающей пленки и окрашивание в черный цвет; для этих двух случаев коэффициент замещения тепловой нагрузки отличается несу­щественно. Уровень температуры горячей воды в данном случае не превышает 50°С, поэтому повышение эффективности систе­мы за счет применения качественных селективно-поглощающих пленок проявляется не слишком заметно.