Бытовые солнечные системы

В этом разделе часто встречается выражение "солнечные системы", что указывает на их определенную связь с Солнцем. Однако в данном случае это выражение означает системы теплохладоснабжения и горячего водоснабжения на основе использования солнечного тепла. Иными словами, термин "солнечная система" подразумевает не астрономическое понятие, а указывает на различные технические или архитектурно-конструктивные решения, применяемые при использовании энергии Солнца в солнечных домах для охлаждения, отопления и горячего водоснабжения.

Проблема использования солнечного излучения рассматривается не только с точки зрения обеспечения энергией бытовых нужд населения, но и получения энергии в производственных сферах. Солнечное излучение и вызываемые им тепловые эффекты находят непосредственное применение в таких областях, как охлаждение и отопление зданий, горячее водоснабжение, освещение, нагрев и охлаждение теплоносителей, производство электроэнергии, сушка, опреснение воды, санитарное дело, уничтожение бактерий и др.

Кроме того, опосредствованное использование солнечной энергии происходит при производстве электроэнергии за счет преобразования энергии ветра, перепадов давления и температуры, энергии приливов и волн в удобные для человека формы энергии, а также при применении метана, получаемого из отходов сельскохозяйственного производства из морской флоры и фауны.

Солнечные системы, обеспечивающие потребности общественного хозяйства, разделяются на две группы: активные и пассивные. Активные гелиосистемы предполагают получение солнечного тепла с помощью технических устройств, в то время как в пассивных гелиосистемах использование солнечной энергии осуществляется исключительно за счет архитектурно-конструктивных решений зданий.

Технические, в том числе механические, устройства в активной гелиосистеме потребляют энергию от внешних источников -электричество, нефтяное топливо, газ и др. Следовательно, в понятие активной гелиосистемы включено применение внешних источников энергии для получения солнечного тепла. Пассивная солнечная система исходит из использования солнечной энергии исключительно на основе природных физических явлений: естественной циркуляции, конвекции, отражения потока излучения и т.п. В этом смысле обычный солнечный водонагреватель является примером использования пассивной солнечной системы.

На рисунке представлены типы активных систем солнечного теплоснабжения - система горячего водоснабжения, система отопления и горячего водоснабжения, система теплохладоснабжения и горячего водоснабжения и система теплохладоснабжения и горячего водоснабжения с тепловым насосом.

Типы активных систем солнечного отопления и тепло-хладоснабжения

Типы активных систем солнечного отопления и тепло-хладоснабжения

а— система солнечного горячего водоснабжения; б — система солнечного отопления и горячего водоснабжения; в — система солнечного теплохладоснабжения и горячего водоснабжения ; г — то же, с тепловым насосом;
1 — солнечный коллектор; 2 — насос первого (коллекторного) контура (коллекторный насос); 3 — подача питательной воды; 4 — бак-аккумулятор; 5 — бойлер; 6 — распределение горячей воды; 7 — насос второго контура (горячей воды); 8 — панельный обогреватель; 9 — радиатор; 10 — высокотемпературный бак-аккумулятор; 11 — насос; 12 — абсорбционная холодильная установка; 13 — низкотемпературный бак-аккумулятор; — змеевик вентилятора; 15 — тепловой насос.

На следующем рисунке показаны пассивные системы солнечного отопления - водонагреватели с принудительной циркуляцией теплоносителя и с естественной циркуляцией воды, система аккумулирования тепла в больших нагреваемых емкостях, система непосредственного накопления и использования солнечного тепла с применением напольных аккумуляторов, система аккумулирующе-излучающая в виде водяных мешков, в которых водяной мешок выполняет функцию теплоаккумулирующего и теплоизлучающего узла.

Типы пасивных систем солнечного отопления и тепло-хладоснабжения

Типы пасивных систем солнечного отопления и тепло-хладоснабжения

а — водонагреватель с разомкнутой системой непрерывной подачи и распределения воды: 1 — подача питательной воды; 2 — распределение горячей воды;
б — водонагреватель с естественной циркуляцией воды: 1 — подача питательной воды; 2 — распределение горячей воды потребителю;
в — солнечный опреснитель: 1 — исходная (морская) вода; 2 - дистиллированная вода;
г — теплоаккумулирующий элемент (стена Тромба); 1 — солнечное излучение; 2 — тепловое излучение; 3 — стекло; 4 — бетон;
д — система непосредственного накопления тепла: 1 — стеклянное окно; 2 — теплоизоляционная перегородка (в ночное время закрыта); 3 — напольный аккумулятор тепла;
е — теплоаккумулирующая излучающая система из водяных емкостей: 1 — пластмассовая емкость; 2 — передвижная теплоизоля-ционая панель; 3 — вода; 4 — потолок

В будущем, когда солнечные батареи станут дешевле и появится возможность использовать вырабатываемую ими электроэнергию для привода в действие коллекторных насосов и вентиляторов, отпадет необходимость деления солнечных систем на активные и пассивные. Уже сейчас работают экспериментальные образцы таких установок.

 
 

   

Copyright © 2011