Təbii elementlər tərəfindən təmin edilən "yaşıl" enerjinin istifadəsi kommunal xərcləri əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər. Məsələn, fərdi evin günəş istiləşməsini təşkil etməklə, aşağı temperaturlu radiatorlar və sistemləri praktiki olaraq pulsuz soyuducu ilə təmin edəcəksiniz. isti döşəmələr. Razılaşın, bu artıq qənaət edir.

“Yaşıl texnologiyalar” haqqında hər şeyi məqaləmizdən öyrənəcəksiniz. Bizim köməyimizlə çeşidləri asanlıqla başa düşə bilərsiniz günəş qurğuları, onların cihaz üsulları və işinin xüsusiyyətləri. Şübhəsiz ki, dünyada intensiv şəkildə işləyən, lakin hələ də bizim üçün çox populyar olmayan məşhur variantlardan biri ilə maraqlanacaqsınız.

Diqqətinizə təqdim olunan icmalda, dizayn xüsusiyyətləri sistemləri, əlaqə sxemləri ətraflı təsvir edilmişdir. Günəşin hesablanmasına bir nümunə istilik dövrəsi onun qurulmasının reallıqlarını qiymətləndirmək. Kömək etmək müstəqil sənətkarlar Fotolar və videolar əlavə olunur.

Orta hesabla yerin 1 m 2 səthi saatda 161 vatt günəş enerjisi alır. Təbii ki, ekvatorda bu rəqəm Arktikadakından dəfələrlə çox olacaq. Bundan əlavə, sıxlıq günəş radiasiyası ilin vaxtından asılıdır.

Moskva vilayətində dekabr-yanvar aylarında günəş radiasiyasının intensivliyi may-iyul aylarından beş dəfədən çox fərqlənir. Lakin müasir sistemlər o qədər səmərəlidir ki, onlar yer üzündə demək olar ki, hər yerdə işləyə bilərlər.

Baxım xərclərinin əsas payı öz evi istilik xərcləri ilə hesablanır. Nə üçün binanı qızdırmaq üçün günəş kimi təbii mənbələrin sərbəst enerjisindən istifadə etməyək? Axı, müasir texnologiya bunu mümkün edir!

Günəş işığının enerjisini toplamaq üçün evin damında quraşdırılmış xüsusi günəş panellərindən istifadə olunur. Qəbul edildikdən sonra bu enerji elektrik enerjisinə çevrilir, sonra elektrik şəbəkəsindən ayrılır və bizim vəziyyətimizdə olduğu kimi istilik cihazlarında istifadə olunur.

Digər enerji mənbələri ilə müqayisədə - standart, avtonom və alternativ - üstünlüklər günəş panelləriüzündə:

• praktiki olaraq pulsuz istifadə;
• enerji təchizatı şirkətlərindən müstəqillik;
• sistemdəki günəş panellərinin sayını dəyişdirməklə alınan enerjinin miqdarı asanlıqla tənzimlənir;
• günəş batareyalarının uzun xidmət müddəti (təxminən 25 il);
• sistematik təmirin olmaması.

Əlbəttə ki, bu texnologiyanın çatışmazlıqları var:

• hava şəraitindən asılılıq;
• həcmli batareyalar da daxil olmaqla əlavə avadanlıqların olması;
• olduqca yüksək qiymət, bu da geri ödəmə müddətini artırır;
• Akkumulyatorun gərginliyinin yerli yarımstansiyanın gərginliyi ilə sinxronlaşdırılması xüsusi avadanlıqların quraşdırılmasını tələb edir.

Günəş panellərinin tətbiqi

Günəş enerjisini çevirən akkumulyatorlar bir-biri ilə birləşdirilərək evin damının səthinə birbaşa quraşdırılaraq tələb olunan güc sistemini formalaşdırır. Damın konfiqurasiyası və ya digər struktur xüsusiyyətləri onları birbaşa düzəltməyə imkan vermirsə, o zaman damda və ya hətta divarlarda quraşdırılır. çərçivə blokları. Bir seçim olaraq, sistemi evin yaxınlığında ayrı rəflərə quraşdırmaq mümkündür.

Günəş panelləri bir generatordur elektrik enerjisi, fotoelektrik reaksiyalar zamanı sərbəst buraxılır. Dövrə elementlərinin aşağı səmərəliliyi ümumi sahəsi ilə 15-18 kv. m, buna baxmayaraq, sahəsi 100 kvadratmetrdən çox olan otaqları qızdırmağa imkan verir. m! Bunu qeyd etmək yerinə düşər müasir texnologiya Bu cür avadanlıq hətta orta buludlu dövrlərdə də günəş enerjisindən istifadə etməyə imkan verir.

Günəş panellərinin quraşdırılmasına əlavə olaraq, istilik sisteminin həyata keçirilməsi əlavə elementlərin quraşdırılmasını tələb edir:

• batareyalardan elektrik cərəyanının seçilməsi üçün cihaz;
• əsas çevirici;
• günəş batareyaları üçün nəzarətçilər;
• kritik bir yük çatışmazlığı halında sistemi avtomatik olaraq yarımstansiya şəbəkəsinə keçirəcək öz nəzarətçisi olan batareyalar;
• DC çevirmə cihazı elektrik cərəyanı dəyişənə çevrilir.

Ən çox ən yaxşı variant istifadə edərkən istilik sistemi alternativ mənbə enerji - elektrik sistemi. Bu isti olacaq böyük otaqlar keçirici döşəmələrin quraşdırılması ilə. Üstəlik, elektrik sistemi çevikliyi dəyişməyə imkan verir temperatur rejimi yaşayış binalarında, həmçinin pəncərələrin altına həcmli radiatorlar və borular quraşdırmaq ehtiyacını aradan qaldırır.

AT ideal günəş enerjisindən istifadə edən istilik elektrik sistemi əlavə olaraq bütün otaqlarda termostat və avtomatik temperatur tənzimləyiciləri ilə təchiz edilməlidir.

Günəş kollektorlarının tətbiqi

Günəş kollektorlarına əsaslanan istilik sistemləri nəinki istiləşməyə imkan verir yaşayış binaları və kotteclər, həm də bütün mehmanxana kompleksləri və sənaye obyektləri.

Prinsipinə əsaslanan belə kollektorlar " istixana effekti”, günəş enerjisini praktiki olaraq heç bir itki olmadan sonrakı istifadə üçün toplayır. Bu, bir sıra imkanlara imkan verir:

• yaşayış binalarını tam istiliklə təmin etmək;
• yüklemek oflayn rejim isti su təchizatı;
• hovuzlarda və saunalarda suyun istiləşməsini həyata keçirin.

Günəş kollektorunun işi qapalı kosmosa daxil olan günəş radiasiyasının enerjisini çevirməkdir istilik enerjisi, yığılan və uzun müddət davam edən. Kollektorların dizaynı şəffaf quraşdırma vasitəsilə yığılmış enerjinin çıxmasına imkan vermir. mərkəzi hidravlik sistem isitmə termosifon effektindən istifadə edir, bunun sayəsində qızdırılan maye daha soyuq olanı sıxışdıraraq, sonuncunu isitmə yerinə köçməyə məcbur edir.

Təsvir edilən texnologiyanın iki tətbiqi var:

• düz kollektor;
• vakuum manifoldu.

Ən çox yayılmış düz günəş kollektorudur. Sadə dizaynı sayəsində yerin istiləşməsi üçün uğurla istifadə olunur. yaşayış binaları və içində məişət sistemləri suyun istiləşməsi. Cihaz şüşəli panelə quraşdırılmış enerji uducu lövhədən ibarətdir.

İkinci növ, birbaşa istilik ötürmə vakuum manifoldu, ona bucaq altında quraşdırılmış boruları olan su çənidir, bunun vasitəsilə qızdırılan su soyuq maye üçün yer açmaq üçün yüksəlir. Belə təbii konveksiya kollektorun qapalı dövrəsində işləyən mayenin davamlı dövriyyəsinə və istiliyin paylanmasına səbəb olur. istilik sistemi.

Başqa bir vakuum manifoldu konfiqurasiyası qapalıdır mis borular aşağı qaynama nöqtəsi olan xüsusi bir maye ilə. Qızdırıldıqda, bu maye buxarlanır və istiliyi udur metal borular. Yuxarı qalxan buxarlar istilik enerjisinin soyuducuya - istilik sistemindəki suya və ya dövrənin əsas elementinə ötürülməsi ilə kondensasiya olunur.

Günəş enerjisindən istifadə etməklə evin istiləşməsini həyata keçirərkən, maksimum effekt əldə etmək üçün binanın damının və ya divarlarının mümkün yenidən qurulmasını nəzərə almaq lazımdır. Layihədə bütün amillər nəzərə alınmalıdır: strukturun yerləşməsi və qaralmasından tutmuş ərazinin coğrafi hava göstəricilərinə qədər.

İl üçün orta hesabla, iqlim şəraitindən və genişlikdən asılı olaraq, günəş radiasiyasının axını yer səthi 100 ilə 250 Vt / m 2 arasında dəyişir, aydın səmada günorta saatlarında, demək olar ki, hər hansı bir yerdə (enlemdən asılı olmayaraq) pik dəyərlərə çatır, təxminən 1000 Vt / m 2. Şəraitdə orta zolaq Rusiyada günəş radiasiyası yer səthinə ildə m 2 üçün təxminən 100-150 kq standart yanacağa ekvivalent enerji "gətirir".

İnstitutda həyata keçirilən ən sadə günəş enerjisi ilə su isitmə qurğusunun riyazi modelləşdirilməsi yüksək temperatur Rusiya Akademiyası müasirdən istifadə edən elmlər proqram vasitələri və tipik bir meteoroloji ilin məlumatları göstərdi ki, mərkəzi Rusiyanın real iqlim şəraitində mart-sentyabr aylarında işləyən mövsümi düz günəş su qızdırıcılarından istifadə etmək məqsədəuyğundur. Günəş kollektorunun sahəsinin saxlama çəninin həcminə nisbəti 2 m 2 /100 l olan bir quraşdırma üçün bu dövrdə suyun gündəlik istiləşmə ehtimalı ən azı 37 ° C temperaturda 50-90% -dir. ən azı 45 ° C temperatur - 30- 70%, ən azı 55 ° C temperatura qədər - 20-60%. Maksimum ehtimal dəyərləri yay aylarına aiddir.

"Sənin Günəşli ev» həm passiv, həm də aktiv soyuducu dövranı ilə inkişaf etdirir, tamamlayır və çatdırır. Bu sistemlərin təsvirini veb saytımızın müvafiq bölmələrində tapa bilərsiniz. Sifariş və alış vasitəsilə həyata keçirilir.

Günəş enerjisindən istifadə etmək mümkün olub-olmadığı sualı tez-tez verilir istilik qurğuları Rusiyada istilik üçün. Bu barədə ayrıca bir məqalə yazılmışdır - "İstilik üçün günəş dəstəyi"

Oxumağa davam

Günəş sistemlərinin təsnifatı və əsas elementləri

sistemləri günəş istilik istilik enerjisi mənbəyi kimi günəş radiasiyasından istifadə edən sistemlər adlanır. Onların digər sistemlərdən xarakterik fərqi aşağı temperaturda istilik xüsusi elementin istifadəsidir - tutmaq üçün nəzərdə tutulmuş günəş qəbuledicisi günəş radiasiyası və onu istilik enerjisinə çevirmək.

Günəş radiasiyasından istifadə üsuluna görə günəş aşağı temperaturlu istilik sistemləri passiv və aktiv bölünür.

Günəş istilik sistemləri passiv adlanır, burada binanın özü və ya onun fərdi hasarları (kollektor binası, kollektor divarı, kollektor damı və s.) günəş radiasiyasını qəbul edən və onu istiliyə çevirən bir element kimi xidmət edir (Şəkil 3.4)) .

düyü. 3.4. Pasif aşağı temperaturlu günəş istilik sistemi “kollektor divarı”: 1 – günəş şüaları; 2 – şəffaf ekran; 3 - hava damperi; 4 - qızdırılan hava; 5 - otaqdan soyudulmuş hava; 6 - divar massivinin öz uzun dalğalı termal şüalanması; 7 - divarın qara şüa qəbul edən səthi; 8 - jalüzlər.

Günəşin aşağı temperaturlu istilik sistemləri aktiv adlanır, burada günəş qəbuledicisi bina ilə əlaqəli olmayan müstəqil ayrı bir cihazdır. Aktiv günəş sistemləri aşağıdakılara bölünə bilər:

- təyinatına görə (isti su təchizatı sistemləri, istilik, birləşmiş sistemlər istilik və soyuq təchizatı məqsədləri üçün);

- istifadə olunan soyuducu növünə görə (maye - su, antifriz və hava);

- iş müddətinə görə (ilboyu, mövsümi);

- açıq texniki həll sxemlər (bir, iki, çox dövrə).

Hava geniş istifadə olunan soyuducudur və bütün əməliyyat parametrləri daxilində donmur. İstilik daşıyıcısı kimi istifadə edildikdə, istilik sistemlərini havalandırma sistemi ilə birləşdirmək mümkündür. Bununla belə, hava aşağı istilik tutumlu soyuducudur, bu da sistemlərin quraşdırılması üçün metal istehlakının artmasına səbəb olur. hava istiliyi su sistemləri ilə müqayisədə.

Su istilik tutumlu və geniş yayılmış soyuducudur. Bununla belə, 0 ° C-dən aşağı temperaturda əlavə edilməlidir antifriz mayeləri. Bundan əlavə, nəzərə almaq lazımdır ki, oksigenlə doymuş su boru kəmərlərinin və aparatların korroziyasına səbəb olur. Ancaq su günəş sistemlərində metal istehlakı daha azdır, bu da onların daha geniş tətbiqinə böyük dərəcədə kömək edir.

Mövsümi isti su günəş sistemləri adətən tək dövrəli olur və yay və keçid aylarında, müsbət xarici temperaturun olduğu dövrlərdə işləyir. Xidmət olunan obyektin məqsədindən və iş şəraitindən asılı olaraq, əlavə istilik mənbəyi ola bilər və ya onsuz edə bilər.

Binaların qızdırılması üçün günəş sistemləri adətən iki dövrəli və ya çox dövrəli olur və müxtəlif dövrələr üçün müxtəlif istilik daşıyıcıları istifadə edilə bilər (məsələn, günəş dövrəsində - sulu məhlullar antifriz mayeləri, ara dövrələrdə - su və istehlakçı dövrəsində - hava).

Binaların istilik və soyuq təchizatı məqsədləri üçün il boyu kombinə edilmiş günəş sistemləri çoxdövrəlidir və üzvi yanacaqla işləyən ənənəvi istilik generatoru və ya istilik transformatoru şəklində əlavə istilik mənbəyini əhatə edir.

dövrə diaqramı günəş istilik sistemi Şəkil 3.5-də göstərilmişdir. Buraya üç dövriyyə dövrəsi daxildir:

- günəş kollektorlarından 1, sirkulyasiya nasosundan 8 və maye istilik dəyişdiricisindən 3 ibarət birinci dövrə;

- saxlama çəni 2, sirkulyasiya pompası 8 və istilik dəyişdiricisindən 3 ibarət ikinci dövrə;

- saxlama çəni 2, sirkulyasiya nasosu 8, su-hava istilik dəyişdiricisi (qızdırıcı) 5-dən ibarət üçüncü dövrə.

düyü. 3.5. Günəş istilik sisteminin sxematik diaqramı: 1 - günəş kollektoru; 2 - saxlama çəni; 3 - istilik dəyişdiricisi; 4 - bina; 5 - qızdırıcı; 6 - istilik sisteminin tədqiqi; 7 - isti su təchizatının ehtiyat sistemi; səkkiz - sirkulyasiya pompası; 9 - fanat.

Günəş istilik sistemi aşağıdakı kimi işləyir. Günəş kollektorlarında 1 qızdırılan istilik qəbuledici dövrənin soyuducusu (antifrizi) istilik dəyişdiricisinə 3 daxil olur, burada antifrizin istiliyi istilik dəyişdiricisinin 3 dairəvi boşluğunda dövran edən suya ötürülür. ikincil dövrənin 8 nasosunun. Qızdırılan su anbar çəninə 2 daxil olur. Su anbardan isti su təchizatı nasosu 8 vasitəsilə götürülür, lazım olduqda dublyorda 7 tələb olunan temperatura gətirilir və binanın isti su təchizatı sisteminə daxil olur. Saxlama çəni su təchizatından qidalanır.

İstilik üçün su anbarından 2 su üçüncü dövrənin 8 nasosu ilə qızdırıcıya 5 verilir, onun vasitəsilə hava ventilyatorun 9 köməyi ilə keçirilir və qızdırılaraq binaya 4 daxil olur. günəş radiasiyasının olmaması və ya günəş kollektorları tərəfindən yaradılan istilik enerjisinin olmaması, iş ehtiyat 6.

Günəş istilik sisteminin elementlərinin seçimi və yerləşdirilməsi hər bir halda iqlim amilləri, obyektin məqsədi, istilik istehlakı rejimi və iqtisadi göstəricilər ilə müəyyən edilir.

Konsentrasiyalı günəş qəbulediciləri

Konsentrasiya edən günəş qəbulediciləri cilalanmış metaldan hazırlanmış sferik və ya parabolik güzgülərdir (şəkil 3.6), onların fokusunda istilikqəbuledici element (günəş qazanı) yerləşdirilir, onun vasitəsilə soyuducu dövr edir. İstilik daşıyıcısı kimi su və ya donmayan mayelərdən istifadə olunur. Gecə və soyuq dövrdə sudan istilik daşıyıcısı kimi istifadə edildikdə, onun donmasının qarşısını almaq üçün sistemin boşaldılması lazımdır.

Təmin etmək yüksək səmərəlilik günəş radiasiyasının tutulması və çevrilməsi prosesi, konsentrasiya edən günəş qəbuledicisi daim ciddi şəkildə Günəşə yönəldilməlidir. Bu məqsədlə günəş qəbuledicisi izləmə sistemi, o cümlədən günəş istiqaməti sensoru, elektron siqnalın çevrilməsi bloku, günəş qəbuledicisi konstruksiyasını iki müstəvidə fırlatmaq üçün sürət qutusu olan elektrik mühərriki ilə təchiz edilib.

Konsentrasiyalı günəş qəbulediciləri olan sistemlərin üstünlüyü nisbətən yüksək temperaturda (100 °C-ə qədər) və hətta buxarda istilik yaratmaq qabiliyyətidir. Dezavantajlara tikintinin yüksək qiyməti daxildir; əks etdirən səthlərin tozdan daimi təmizlənməsi ehtiyacı; yalnız gündüz saatlarında işləmək və buna görə də böyük batareyalara ehtiyac; Günəşin gedişi üçün izləmə sisteminin idarə edilməsi üçün yüksək enerji istehlakı, yaradılan enerji ilə mütənasibdir. Bu çatışmazlıqlar mane olur geniş tətbiq konsentrasiyalı günəş qəbulediciləri olan aktiv aşağı temperaturlu günəş istilik sistemləri. AT son vaxtlarən çox günəş aşağı temperaturlu istilik sistemləri üçün düz günəş kollektorları istifadə olunur.

Düz günəş kollektorları

Yastı günəş kollektoru - günəş radiasiyasının enerjisini udmaq və onu istiliyə çevirmək üçün düz konfiqurasiyalı uducu panel və yastı şəffaf izolyasiyaya malik cihaz.

Yastı günəş kollektorları (şək. 3.7) şüşə və ya plastik örtükdən (tək, ikiqat, üçlü), günəşə baxan tərəfi qara rəngə boyanmış istilik uducu paneldən, arxa tərəfdəki izolyasiyadan və korpusdan (metal, plastik, şüşə) ibarətdir. , taxta).

İstilik qəbuledici panel olaraq, soyuducu üçün kanalları olan hər hansı bir metal və ya plastik təbəqə istifadə edilə bilər. İstilik qəbuledici panellər alüminiumdan və ya iki növ poladdan hazırlanır: təbəqə boru və ştamplanmış panellər (vərəqdə boru). Günəş işığının təsiri altında kövrəklik və sürətli yaşlanma, eləcə də aşağı istilik keçiriciliyi səbəbindən plastik panellər geniş istifadə edilmir.

düyü. 3.6 Konsentrasiya edən günəş qəbulediciləri: a - parabolik konsentrator; b – parabolik nov konsentratoru; 1 - günəş şüaları; 2 - istilik qəbuledici element (günəş kollektoru); 3 - güzgü; 4 – izləmə sisteminin hərəkət mexanizmi; 5 - soyuducunu təmin edən və boşaldan boru kəmərləri.

düyü. 3.7. Yastı günəş kollektoru: 1 - günəş şüaları; 2 - şüşəli; 3 - bədən; 4 - istilik qəbuledici səth; 5 - istilik izolyasiyası; 6 - mastik; 7 - istilik qəbuledici lövhənin öz uzun dalğalı radiasiyası.

Günəş radiasiyasının təsiri altında istilik qəbuledici panellər ətraf mühitin temperaturunu aşan 70-80 ° C temperaturda qızdırılır, bu da panelin konvektiv istilik ötürülməsinin artmasına səbəb olur. mühit və səmaya öz radiasiyası. Daha yüksək soyuducu temperaturlara nail olmaq üçün lövhənin səthi günəşdən qısa dalğalı radiasiyanı aktiv şəkildə udan və spektrin uzun dalğalı hissəsində öz istilik radiasiyasını azaldan spektral seçici təbəqələrlə örtülmüşdür. "Qara nikel", "qara xrom", alüminiumdakı mis oksidi, mis üzərindəki mis oksidi və digərləri əsasında hazırlanan bu cür strukturlar bahalıdır (onların qiyməti çox vaxt istilik qəbuledici panelin özünün qiymətinə uyğundur). Düz lövhəli kollektorların işini yaxşılaşdırmağın başqa bir yolu istilik itkisini azaltmaq üçün istilik udma paneli ilə şəffaf izolyasiya arasında vakuum yaratmaqdır (dördüncü nəsil günəş kollektorları).

Günəş kollektorları əsasında günəş qurğularının istismarı təcrübəsi bu cür sistemlərin bir sıra əhəmiyyətli çatışmazlıqlarını üzə çıxarmışdır. Əvvəla, bu, kollektorların yüksək qiymətidir. Seçilmiş örtüklər sayəsində işlərinin səmərəliliyinin artırılması, şüşələrin şəffaflığının artırılması, evakuasiya, eləcə də soyutma sisteminin qurğusu iqtisadi cəhətdən sərfəli deyil. Əhəmiyyətli bir çatışmazlıq, sənaye sahələrində bir kollektorun istifadəsini praktiki olaraq istisna edən şüşənin tozdan tez-tez təmizlənməsi ehtiyacıdır. Günəş kollektorlarının uzunmüddətli istismarı zamanı, xüsusən də qış şəraiti, şüşələrin bütövlüyünün pozulması səbəbindən şüşənin işıqlandırılmış və qaralmış sahələrinin qeyri-bərabər genişlənməsi səbəbindən onların tez-tez uğursuzluğu var. Daşınma və quraşdırma zamanı kollektorun nasazlığının böyük bir faizi də var. Kollektorları olan sistemlərin əhəmiyyətli bir dezavantajı da il və gün ərzində qeyri-bərabər yükdür. Avropa və Rusiyanın Avropa hissəsində diffuz radiasiyanın yüksək nisbəti (50% -ə qədər) olan kollektorların istismarı təcrübəsi il boyu yaradılmasının mümkünsüzlüyünü göstərdi. avtonom sistem isti su təchizatı və istilik. Orta enliklərdə günəş kollektorları olan bütün günəş sistemləri böyük saxlama çənlərinin tikintisini və sistemə əlavə enerji mənbəyinin daxil edilməsini tələb edir ki, bu da iqtisadi təsir onların müraciətindən. Bu baxımdan onlardan günəş radiasiyasının orta intensivliyi yüksək olan (300 Vt/m2-dən aşağı olmayan) ərazilərdə istifadə etmək ən məqsədəuyğundur.

Təsvir:

Soçidə Olimpiya obyektlərinin dizaynında ekoloji cəhətdən təmiz bərpa olunan enerji mənbələrindən və hər şeydən əvvəl günəş radiasiyasının enerjisindən istifadə xüsusi əhəmiyyət kəsb edir. Bu baxımdan, passiv inkişaf və tətbiq təcrübəsi günəş sistemləri yaşayış məntəqələrində istilik təchizatı və ictimai binalar Liaoning əyalətində (Çin), coğrafi mövqeyinə görə və iqlim şəraitiÇinin bu hissəsi Soçi ilə müqayisə edilə bilər.

Çin Xalq Respublikasının təcrübəsi

Zhao Jinling, cand. texnologiya. Sci., Dalian Politexnik Universiteti (ÇXR), Sənaye İstilik və Enerji Sistemləri Departamentində təcrübəçi,

A. Ya. Şelginski, texnika elmləri doktoru. elmlər, prof., elmi. Baş, MPEI (TU), Moskva

Soçidə Olimpiya obyektlərinin dizaynında ekoloji cəhətdən təmiz bərpa olunan enerji mənbələrindən və hər şeydən əvvəl günəş radiasiyasının enerjisindən istifadə xüsusi əhəmiyyət kəsb edir. Bu baxımdan, Liaoning əyalətində (Çin) yaşayış və ictimai binalarda passiv günəş istilik sistemlərinin hazırlanması və tətbiqi təcrübəsi maraq doğuracaq, çünki Çinin bu hissəsinin coğrafi mövqeyi və iqlim şəraiti Soçi ilə müqayisə edilə bilər. .

İstilik təchizatı sistemləri üçün bərpa olunan enerji mənbələrinin (RES) istifadəsi hazırda aktualdır və çox perspektivlidir. bu məsələ, çünki ənənəvi enerji mənbələri (neft, qaz və s.) məhdudiyyətsiz deyil. Bu baxımdan bir çox ölkələr, o cümlədən Çin ekoloji cəhətdən təmiz bərpa olunan enerji mənbələrindən istifadəyə keçir ki, onlardan biri də günəş radiasiyasının istiliyidir.

İmkan səmərəli istifadəÇində günəş radiasiyasının istiliyi Xalq Cümhuriyyəti bölgədəki iqlim şəraitindən asılıdır müxtəlif hissələrölkələr çox fərqlidir: isti yayı və sərt qışı olan mülayim kontinental (qərb və şimal), ölkənin mərkəzi rayonlarında subtropikdən cənub sahillərində və adalarda tropik mussonlara qədər, obyektin yerləşdiyi ərazinin coğrafi mövqeyi ilə müəyyən edilir. yerləşir (cədvəl).

Liaoning əyalətində günəş radiasiyasının intensivliyi ildə 5000-dən 5850 MJ/m2-ə qədərdir (Soçidə - ildə təxminən 5000 MJ/m2), bu da istifadəyə əsaslanan binalar üçün istilik və soyutma sistemlərindən aktiv istifadə etməyə imkan verir. günəş radiasiya enerjisi. Günəş radiasiyasının və açıq havanın istiliyini çevirən belə sistemlər aktiv və passiv bölünə bilər.

Passiv günəş istilik sistemlərinin (PSST) istifadəsi təbii dövriyyə qızdırılan hava (şəkil 1), yəni cazibə qüvvələri.

Aktiv günəş istilik sistemlərində (şəkil 2) onun işini təmin etmək üçün əlavə enerji mənbələri istifadə olunur (məsələn, elektrik). Günəş radiasiyasının istiliyi günəş kollektorlarına daxil olur, burada qismən yığılır və aralıq istilik daşıyıcısına ötürülür, bu da nasoslarla nəql edilir və bütün binalara paylanır.

İstilik və soyuqluğu sıfır istehlak edən sistemlər mümkündür, burada daxili havanın müvafiq parametrləri əlavə enerji xərcləri olmadan təmin edilir:

• zəruri istilik izolyasiyası;
• seçim tikinti materialları müvafiq istilik və soyuq saxlama xüsusiyyətləri olan binalar;
• müvafiq xüsusiyyətlərə malik əlavə istilik və soyuq akkumulyatorlar sistemində istifadə.

Əncirdə. 3 binanın passiv istilik təchizatı sisteminin daxili hava istiliyinə daha dəqiq nəzarət etməyə imkan verən elementləri (pərdələr, klapanlar) ilə işinin təkmilləşdirilmiş sxemini göstərir. Binanın cənub tərəfində kütləvi divardan (beton, kərpic və ya daş) və divardan qısa bir məsafədə quraşdırılmış şüşə arakəsmədən ibarət Trombe divarı quraşdırılmışdır. kənarda. Kütləvi divarın xarici səthi boyanmışdır tünd rəng. Kütləvi divar və şüşə arakəsmə ilə kütləvi divar arasındakı hava şüşə arakəsmə vasitəsilə qızdırılır. Qızdırılan kütləvi divar, radiasiya və konvektiv istilik ötürülməsi səbəbindən yığılmış istiliyi otağa ötürür. Beləliklə, bu dizayn kollektor və istilik akkumulyatorunun funksiyalarını birləşdirir.

Şüşə arakəsmə ilə divar arasındakı təbəqədəki hava soyuq vaxtda və günəşli bir gündə otağa istilik vermək üçün soyuducu kimi istifadə olunur. Pərdələr gecənin soyuq vaxtında ətraf mühitə istilik axınının qarşısını almaq üçün istifadə olunur və isti vaxtda günəşli günlərdə həddindən artıq istilik artımının qarşısını almaq üçün istifadə olunur ki, bu da kütləvi divar və xarici mühit arasında istilik ötürülməsini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.

Pərdələr hazırlanır toxunmamış materiallar gümüşü bitişlə. Lazımi hava dövranını təmin etmək üçün kütləvi divarın yuxarı və aşağı hissələrində yerləşən hava klapanları istifadə olunur. Avtomatik idarəetmə hava klapanlarının işləməsi xidmət edilən otaqda lazımi istilik axını və ya istilik axını saxlamağa imkan verir.

Passiv günəş istilik sistemi aşağıdakı kimi işləyir:

1. Soyuq vaxtda (istilik):

• günəşli gün - pərdə qaldırılır, klapanlar açıqdır (şəkil 3a). Bu, şüşə arakəsmə vasitəsilə kütləvi divarın istiləşməsinə və ara təbəqədəki havanın istiləşməsinə səbəb olur. şüşə arakəsmə və divar. İstilik otağa qızdırılan divardan və layda qızdırılan havadan daxil olur, müxtəlif temperaturlarda (təbii dövriyyə) hava sıxlığının fərqindən yaranan cazibə qüvvələrinin təsiri altında təbəqə və otaqda dövr edir;
• gecə, axşam və ya buludlu gün - pərdə aşağıdır, klapanlar bağlıdır (şəkil 3b). zamanı istilik qəbul edir xarici mühitəhəmiyyətli dərəcədə azaldılır. Otaqdakı temperatur günəş radiasiyasından bu istiliyi toplayan kütləvi bir divardan istilik alınması ilə saxlanılır;

2. İsti vaxtda (soyutma):

• günəşli gün - pərdə endirilir, aşağı klapanlar açıqdır, yuxarı olanlar bağlıdır (şəkil 3c). Pərdə kütləvi divarın istiləşməsini günəş radiasiyasından qoruyur. xarici hava evin kölgəli tərəfindən otağa daxil olur və şüşə arakəsmə ilə divar arasındakı təbəqədən ətraf mühitə çıxır;
• gecə, axşam və ya buludlu gün - pərdə qaldırılır, aşağı klapanlar açıqdır, yuxarı olanlar bağlıdır (şəkil 3d). Xarici hava otağa daxil olur qarşı tərəf evdə və şüşə arakəsmə ilə kütləvi divar arasında bir təbəqə vasitəsilə ətraf mühitə çıxır. Divar, interlayerdən keçən hava ilə konvektiv istilik mübadiləsi nəticəsində və ətraf mühitə radiasiya ilə istiliyin çıxması səbəbindən soyudulur. Gündüz soyudulmuş divar otaqda lazımi temperaturu saxlayır.

Binaların passiv günəş istilik sistemlərini hesablamaq üçün təbii konveksiya zamanı qeyri-stasionar istilik ötürülməsinin riyazi modelləri işlənib hazırlanmışdır ki, bina zərflərinin termofiziki xassələrindən, günəş radiasiyasında gündəlik dəyişikliklərdən və xarici havanın temperaturundan asılı olaraq otaqları lazımi temperatur şəraiti ilə təmin etsin. .

Dalyanda əldə edilən nəticələrin etibarlılığını və dəqiqliyini müəyyən etmək politexnik universiteti dizayn, istehsal və tədqiq eksperimental model passiv günəş istilik sistemləri ilə Dalyanda yerləşən yaşayış binası. Trombe divarı avtomatik olaraq yalnız cənub fasadında yerləşdirilir hava klapanları və pərdələr (şəkil 3, şəkil).

Təcrübə zamanı istifadə etdik:

• kiçik hava stansiyası;
• günəş radiasiyasının intensivliyini ölçən cihazlar;
• otaqda havanın sürətini təyin etmək üçün RHAT-301 anemoqrafiyası;
• termometr TR72-S və otaq temperaturunun ölçülməsi üçün termocütlər.

Eksperimental tədqiqatlar müxtəlif meteoroloji şəraitdə ilin isti, keçid və soyuq dövrlərində aparılmışdır.

Məsələnin həlli alqoritmi Şəkil 1-də təqdim olunur. dörd.

Təcrübənin nəticələri əldə edilmiş hesablanmış əlaqələrin etibarlılığını təsdiqləmiş və konkret sərhəd şərtləri nəzərə alınmaqla fərdi asılılıqları düzəltməyə imkan vermişdir.

Hazırda Liaonin əyalətində passiv günəş istilik sistemlərindən istifadə edən çoxlu yaşayış binaları və məktəblər var.

Passiv günəş istilik sistemlərinin təhlili göstərir ki, onlar müəyyən iqlim bölgələrində digər sistemlərlə müqayisədə aşağıdakı səbəblərə görə kifayət qədər perspektivlidir:

• ucuzluq;
• baxım asanlığı;
• etibarlılıq.

Pasif günəş istilik sistemlərinin çatışmazlıqları hesablamalarda qəbul edilmiş hədlərdən kənarda xarici temperatur dəyişdikdə daxili hava parametrlərinin tələb olunandan (hesablanmış) fərqli ola biləcəyini ehtiva edir.

Müəyyən edilmiş hədlərdə temperatur şəraitinin daha dəqiq saxlanılması ilə binaların istilik və soyuq təchizatı sistemlərində yaxşı enerji qənaət effektinə nail olmaq üçün passiv və aktiv günəş istilik və soyuq təchizatı sistemlərinin birləşdirilməsi məqsədəuyğundur.

Bununla əlaqədar olaraq, daha çox nəzəri tədqiqatlar və eksperimental işlər aparılır fiziki modellərəvvəllər əldə edilmiş nəticələri nəzərə alaraq.

Ədəbiyyat

1. Zhao Jinling, Chen Bin, Liu Jingjun, Wang Yongxun Trombe divarlı təkmilləşdirilmiş passiv günəş evinin dinamik istilik performans simulyasiyası ISES Günəş sözü Konqresi, 2007, Pekin Çin, Cild 1-V: 2234–2237.

2. Zhao Jinling, Chen Bin, Chen Cuiying, Sun Yuanyuan Passiv günəş istilik sistemlərinin dinamik termal reaksiyasına dair araşdırma. Harbin Texnologiya İnstitutunun jurnalı (Yeni Seriya). 2007-ci cild 14:352–355.