Korištenje "zelene" energije koju opskrbljuju prirodni elementi može značajno smanjiti komunalne troškove. Na primjer, uređenjem solarnog grijanja privatne kuće, opskrbit ćete niskotemperaturne radijatore i sustave s gotovo besplatnim rashladnim sredstvom. topli podovi. Slažem se, ovo već štedi.

Sve o "zelenim tehnologijama" naučit ćete iz našeg članka. Uz našu pomoć, lako možete razumjeti sorte solarne instalacije, metode njihovog uređaja i specifičnosti rada. Zasigurno će vas zanimati jedna od popularnih opcija koje intenzivno rade u svijetu, ali kod nas još nisu jako popularne.

U recenziji koja vam je predstavljena, značajke dizajna sustava, sheme povezivanja su detaljno opisane. Primjer izračunavanja solarne energije krug grijanja procijeniti stvarnost njegove izgradnje. Pomoći samostalni obrtnici U prilogu su fotografije i video zapisi.

U prosjeku, 1 m 2 zemljine površine prima 161 vat sunčeve energije na sat. Naravno, na ekvatoru će ta brojka biti višestruko veća nego na Arktiku. Osim toga, gustoća solarno zračenje ovisi o godišnjem dobu.

U moskovskoj regiji, intenzitet sunčevog zračenja u prosincu-siječnju razlikuje se od svibnja-srpnja više od pet puta. Međutim moderni sustavi toliko učinkoviti da mogu raditi gotovo bilo gdje na zemlji.

Glavni udio troškova održavanja vlastita kuća obračunati troškovima grijanja. Zašto ne iskoristiti besplatnu energiju prirodnih izvora, poput sunca, za grijanje zgrade? Uostalom, moderna tehnologija to omogućuje!

Za akumulaciju energije sunčeve svjetlosti koriste se posebni solarni paneli postavljeni na krovu kuće. Nakon primanja, ta se energija pretvara u električnu energiju, koja zatim divergira kroz mrežu i koristi se, kao u našem slučaju, u uređajima za grijanje.

U usporedbi s drugim izvorima energije - standardnim, autonomnim i alternativnim - prednosti solarni paneli na licu:

• praktički besplatan za korištenje;
• neovisnost od poduzeća za opskrbu energijom;
• količina primljene energije lako se regulira promjenom broja solarnih panela u sustavu;
• dug radni vijek (oko 25 godina) solarnih ćelija;
• nedostatak sustavnog održavanja.

Naravno, ova tehnologija ima svoje nedostatke:

• ovisnost o vremenskim uvjetima;
• prisutnost dodatne opreme, uključujući glomazne baterije;
• prilično visoka cijena, što povećava razdoblje povrata;
• Sinkronizacija napona baterije s naponom lokalne trafostanice zahtijeva ugradnju posebne opreme.

Primjena solarnih panela

Baterije koje pretvaraju sunčevu energiju montiraju se izravno na površinu krova kuće tako što se međusobno spajaju u sustav potrebne snage. Ako konfiguracija krova ili druge strukturne značajke ne dopuštaju njihovo izravno pričvršćivanje, tada se postavljaju na krov ili čak na zidove blokovi okvira. Kao opcija, moguće je ugraditi sustav na zasebne police u blizini kuće.

Solarni paneli su generator električna energija, koji se oslobađa tijekom fotoelektričnih reakcija. Niska učinkovitost elemenata kruga s ukupnom površinom 15-18 četvornih metara m ipak vam omogućuje grijanje prostorija čija površina prelazi 100 četvornih metara. m! Vrijedi napomenuti da Moderna tehnologija Takva oprema omogućuje korištenje sunčeve energije čak i tijekom razdoblja umjerene naoblake.

Osim ugradnje solarnih panela, implementacija sustava grijanja zahtijeva ugradnju dodatnih elemenata:

• uređaj za odabir električne struje iz baterija;
• primarni pretvarač;
• Regulatori za solarne ćelije;
• baterije s vlastitim kontrolerom, koji će automatski prebaciti sustav na mrežu trafostanice u slučaju kritičnog nedostatka napunjenosti;
• Uređaj za pretvorbu istosmjerne struje električna struja u varijablu.

Najviše najbolja opcija sustav grijanja prilikom korištenja alternativni izvor energija - električni sustav. Ovo će zagrijati velike sobe postavljanjem vodljivih podova. Štoviše, električni sustav omogućuje promjenu fleksibilnosti temperaturni režim u stambenim prostorijama, a također eliminira potrebu za ugradnjom glomaznih radijatora i cijevi ispod prozora.

NA idealan električni sustav grijanja na solarnu energiju mora biti dodatno opremljen termostatom i automatskim regulatorima temperature u svim prostorijama.

Primjena solarnih kolektora

Sustavi grijanja temeljeni na solarnim kolektorima omogućuju grijanje ne samo stambene zgrade i vikendice, ali i cijeli hotelski kompleksi i industrijski objekti.

Takvi kolektori, čiji se princip temelji na " efekt staklenika“, akumulira sunčevu energiju za daljnju upotrebu gotovo bez gubitaka. To omogućuje brojne mogućnosti:

• osigurati stambene prostore s punim grijanjem;
• instalirati izvanmrežni način rada opskrba toplom vodom;
• provoditi grijanje vode u bazenima i saunama.

Rad solarnog kolektora je pretvaranje energije sunčevog zračenja koja ulazi u zatvoreni prostor Termalna energija, koji se nakuplja i traje dugo vremena. Dizajn kolektora ne dopušta da pohranjena energija izađe kroz prozirnu instalaciju. Središnji hidraulični sistem grijanje koristi termosifonski efekt, zbog čega zagrijana tekućina istiskuje hladniju, prisiljavajući potonju da se pomakne na mjesto grijanja.

Postoje dvije implementacije opisane tehnologije:

• ravni kolektor;
• vakuumski razvodnik.

Najčešći je ravni solarni kolektor. Zbog jednostavnog dizajna uspješno se koristi za grijanje prostora. stambene zgrade i u kućanskih sustava grijanje vode. Uređaj se sastoji od ploče za apsorpciju energije postavljene u ostakljenu ploču.

Drugi tip, vakuumski razdjelnik za izravni prijenos topline, je spremnik za vodu s cijevima postavljenim pod kutom prema njemu, kroz koje se zagrijana voda diže kako bi napravila mjesta za hladnu tekućinu. Takva prirodna konvekcija uzrokuje kontinuiranu cirkulaciju radnog fluida u zatvorenoj petlji kolektora i raspodjelu topline preko sistem grijanja.

Druga konfiguracija vakuumskog razdjelnika je zatvorena bakrene cijevi posebnom tekućinom niske točke vrenja. Kada se zagrije, ova tekućina isparava, upijajući toplinu iz metalne cijevi. Pare podignute prema gore kondenziraju se s prijenosom toplinske energije na rashladnu tekućinu - vodu u sustavu grijanja ili glavni element kruga.

Prilikom provedbe grijanja doma korištenjem sunčeve energije potrebno je uzeti u obzir moguće restrukturiranje krova ili zidova zgrade kako bi se postigao maksimalan učinak. Projekt mora uzeti u obzir sve čimbenike: od položaja i zamračenja građevine do zemljopisnih vremenskih pokazatelja područja.

U prosjeku za godinu, ovisno o klimatskim uvjetima i zemljopisnoj širini, tok sunčevog zračenja po Zemljina površina kreće se od 100 do 250 W/m 2 , dostižući vršne vrijednosti u podne po vedrom nebu, na gotovo svakom (bez obzira na geografsku širinu) lokaciji, oko 1.000 W/m 2 . U uvjetima srednja traka U Rusiji, sunčevo zračenje "donosi" na površinu zemlje energiju ekvivalentnu oko 100-150 kg standardnog goriva po m 2 godišnje.

Matematičko modeliranje najjednostavnije solarne instalacije za grijanje vode, provedeno u Institutu visoke temperature Ruska akademija znanosti koristeći moderne softverski alati i podaci tipične meteorološke godine pokazali su da je u stvarnim klimatskim uvjetima središnje Rusije preporučljivo koristiti sezonske ravne solarne bojlere koji rade od ožujka do rujna. Za instalaciju s omjerom površine solarnog kolektora i zapremine spremnika od 2 m 2 /100 l, vjerojatnost dnevnog zagrijavanja vode tijekom tog razdoblja na temperaturu od najmanje 37 °C je 50-90%, do temperatura od najmanje 45°C - 30-70%, do temperature od najmanje 55°C - 20-60%. Maksimalne vrijednosti vjerojatnosti odnose se na ljetne mjesece.

„Tvoj Sunčana kuća» razvija, dovršava i isporučuje s pasivnom i aktivnom cirkulacijom rashladne tekućine. Opis ovih sustava može se pronaći u odgovarajućim odjeljcima naše web stranice. Narudžba i kupnja se obavlja putem.

Često se postavlja pitanje je li moguće koristiti solarnu energiju instalacije grijanja za grijanje u Rusiji. O tome je napisan poseban članak - "Solarna potpora za grijanje"

Nastavi čitati

Klasifikacija i glavni elementi solarnih sustava

sustava solarno grijanje nazivaju se sustavi koji koriste sunčevo zračenje kao izvor toplinske energije. Njihova karakteristična razlika od drugih sustava niskotemperaturno grijanje je korištenje posebnog elementa – solarnog prijamnika dizajniranog za hvatanje solarno zračenje i pretvaranje u toplinsku energiju.

Prema načinu korištenja sunčevog zračenja, solarni niskotemperaturni sustavi grijanja dijele se na pasivne i aktivne.

Solarni sustavi grijanja nazivaju se pasivnim, u kojima sama zgrada ili njezine pojedinačne ograde (zgrada kolektora, kolektorski zid, kolektorski krov itd.) služe kao element koji prima sunčevo zračenje i pretvara ga u toplinu (slika 3.4)).

Riža. 3.4. Pasivni niskotemperaturni solarni sustav grijanja „zid kolektora”: 1 – sunčeve zrake; 2 – prozirni zaslon; 3 - zračna zaklopka; 4 - zagrijani zrak; 5 - ohlađeni zrak iz prostorije; 6 - vlastito dugovalno toplinsko zračenje zidnog niza; 7 - površina zida za primanje crnih zraka; 8 - rolete.

Aktivnim se nazivaju solarni niskotemperaturni sustavi grijanja, u kojima je solarni prijamnik samostalan zaseban uređaj koji nije povezan sa zgradom. Aktivni solarni sustavi mogu se podijeliti na:

- po namjeni (sustavi tople vode, grijanje, kombinirani sustavi za potrebe opskrbe toplinom i hladnoćom);

- prema vrsti rashladne tekućine koja se koristi (tekućina - voda, antifriz i zrak);

- po trajanju rada (cjelogodišnje, sezonsko);

- na tehničko rješenje sheme (jedna, dvije, više petlje).

Zrak je široko korištena rashladna tekućina koja se ne smrzava u cijelom rasponu radnih parametara. Kada se koristi kao nosač topline, moguće je kombinirati sustave grijanja s ventilacijskim sustavom. Međutim, zrak je rashladna tekućina niskog toplinskog kapaciteta, što dovodi do povećanja potrošnje metala za ugradnju sustava grijanje zraka u usporedbi s vodovodnim sustavima.

Voda je toplinski intenzivna i široko dostupna rashladna tekućina. Međutim, pri temperaturama ispod 0°C mora se dodati tekućine protiv smrzavanja. Osim toga, mora se uzeti u obzir da voda zasićena kisikom uzrokuje koroziju cjevovoda i aparata. No, potrošnja metala u vodenim solarnim sustavima znatno je manja, što u velikoj mjeri pridonosi njihovoj široj upotrebi.

Sezonski solarni sustavi za toplu vodu obično su jednokružni i rade u ljetnim i prijelaznim mjesecima, tijekom razdoblja s pozitivnom vanjskom temperaturom. Mogu imati dodatni izvor topline ili bez njega, ovisno o namjeni servisiranog objekta i uvjetima rada.

Solarni sustavi za grijanje zgrada su obično dvokružni ili, najčešće, višekružni, a različiti nosači topline mogu se koristiti za različite krugove (na primjer, u solarnom krugu - vodene otopine tekućine protiv smrzavanja, u međukrugovima - voda, au krugu potrošača - zrak).

Kombinirani cjelogodišnji solarni sustavi za potrebe opskrbe toplinom i hladnoćom zgrada su višekružni i uključuju dodatni izvor topline u obliku tradicionalnog generatora topline koji radi na organsko gorivo ili toplinski transformator.

kružni dijagram solarni sustav grijanja prikazan je na slici 3.5. Uključuje tri cirkulacijska kruga:

- prvi krug, koji se sastoji od solarnih kolektora 1, cirkulacijske pumpe 8 i tekućeg izmjenjivača topline 3;

- drugi krug, koji se sastoji od spremnika 2, cirkulacijske pumpe 8 i izmjenjivača topline 3;

- treći krug, koji se sastoji od spremnika 2, cirkulacijske pumpe 8, izmjenjivača topline voda-zrak (grijača) 5.

Riža. 3.5. Shematski dijagram solarnog sustava grijanja: 1 - solarni kolektor; 2 - spremnik za skladištenje; 3 - izmjenjivač topline; 4 - zgrada; 5 - grijač; 6 - podupirač sustava grijanja; 7 - rezervni sustav opskrbe toplom vodom; osam - cirkulacijska pumpa; 9 - ventilator.

Sustav solarnog grijanja radi na sljedeći način. Rashladna tekućina (antifriz) kruga za primanje topline, zagrijavajući se u solarnim kolektorima 1, ulazi u izmjenjivač topline 3, gdje se toplina antifriza pod djelovanjem prenosi na vodu koja cirkulira u prstenastom prostoru izmjenjivača topline 3. pumpe 8 sekundarnog kruga. Zagrijana voda ulazi u spremnik 2. Voda se crpkom za opskrbu toplom vodom 8 uzima iz akumulacijskog spremnika, po potrebi dovodi do potrebne temperature u dupleru 7 i ulazi u sustav tople vode zgrade. Spremnik se napaja iz vodoopskrbe.

Za grijanje, vodu iz spremnika 2 pumpa trećeg kruga 8 dovodi do grijača 5, kroz koji zrak prolazi pomoću ventilatora 9 i nakon zagrijavanja ulazi u zgradu 4. U nedostatku sunčevo zračenje ili nedostatak toplinske energije koju generiraju solarni kolektori, rad se uključuje rezervnim 6.

Izbor i raspored elemenata solarnog sustava grijanja u svakom slučaju određuju klimatski čimbenici, namjena objekta, način potrošnje topline i ekonomski pokazatelji.

Koncentrirajući solarni prijemnici

Koncentrirajući solarni prijemnici su sferna ili parabolična zrcala (slika 3.6), izrađena od poliranog metala, u čijem se fokusu nalazi element za primanje topline (solarni bojler) kroz koji cirkulira rashladna tekućina. Kao nosač topline koristi se voda ili tekućine koje se ne smrzavaju. Kada koristite vodu kao nosač topline noću i tijekom hladnog razdoblja, sustav se mora isprazniti kako bi se spriječilo smrzavanje.

Za pružanje visoka efikasnost proces hvatanja i pretvaranja sunčevog zračenja, koncentrirajući solarni prijemnik mora biti stalno usmjeren strogo prema Suncu. U tu svrhu, solarni prijamnik je opremljen sustavom za praćenje, uključujući senzor smjera sunca, jedinicu za elektroničku pretvorbu signala, elektromotor s mjenjačem za rotaciju strukture solarnog prijemnika u dvije ravnine.

Prednost sustava s koncentriranim solarnim prijamnicima je mogućnost stvaranja topline na relativno visokoj temperaturi (do 100 °C), pa čak i pare. Nedostaci uključuju visoku cijenu izgradnje; potreba za stalnim čišćenjem reflektirajućih površina od prašine; rade samo tijekom dana, a samim tim i potreba za velikim baterijama; visoka potrošnja energije za pogon sustava za praćenje kretanja Sunca, srazmjerna generiranoj energiji. Ovi nedostaci ometaju široka primjena aktivni niskotemperaturni solarni sustavi grijanja s koncentriranim solarnim prijamnicima. NA novije vrijeme najčešće se za solarne niskotemperaturne sustave grijanja koriste ravni solarni kolektori.

Ravni solarni kolektori

Ravni solarni kolektor - uređaj s ravnom konfiguracijom apsorbirajuće ploče i ravnom prozirnom izolacijom za apsorpciju energije sunčevog zračenja i pretvaranje iste u toplinu.

Pločasti solarni kolektori (slika 3.7) sastoje se od staklenog ili plastičnog poklopca (jednostruki, dvostruki, trostruki), ploče koja apsorbira toplinu obojene u crno na strani okrenutoj prema suncu, izolacije na stražnjoj strani i kućišta (metalno, plastično, staklo). , drveni).

Kao ploča za primanje topline, možete koristiti bilo koji metalni ili plastični lim s kanalima za rashladnu tekućinu. Ploče za primanje topline izrađuju se od aluminija ili čelika dvije vrste: limene i žigosane ploče (cijev u limu). Plastične ploče zbog krhkosti i brzog starenja pod djelovanjem sunčeve svjetlosti, kao i zbog niske toplinske vodljivosti, nisu široko korištene.

Riža. 3.6 Koncentrirajući solarni prijemnici: a - parabolički koncentrator; b – koncentrator paraboličnog korita; 1 - sunčeve zrake; 2 - element za primanje topline (solarni kolektor); 3 - ogledalo; 4 – pogonski mehanizam sustava za praćenje; 5 - cjevovodi za opskrbu i ispuštanje rashladne tekućine.

Riža. 3.7. Ravni solarni kolektor: 1 - sunčeve zrake; 2 - ostakljenje; 3 - tijelo; 4 - površina koja prima toplinu; 5 - toplinska izolacija; 6 - brtvilo; 7 - vlastito dugovalno zračenje ploče za primanje topline.

Pod djelovanjem sunčevog zračenja paneli koji primaju toplinu zagrijavaju se na temperature od 70-80 °C, koje premašuju temperaturu okoline, što dovodi do povećanja konvektivnog prijenosa topline panela u okoliš i vlastito zračenje prema nebu. Za postizanje viših temperatura rashladnog sredstva, površina ploče je prekrivena spektralno selektivnim slojevima koji aktivno apsorbiraju kratkovalno zračenje sunca i smanjuju vlastito toplinsko zračenje u dugovalnom dijelu spektra. Takve strukture na bazi "crnog nikla", "crnog kroma", bakrenog oksida na aluminiju, bakrenog oksida na bakru i drugih su skupe (njihov trošak je često razmjeran trošku same ploče za primanje topline). Drugi način za poboljšanje performansi pločastih kolektora je stvaranje vakuuma između ploče koja apsorbira toplinu i prozirne izolacije kako bi se smanjili gubici topline (četvrta generacija solarnih kolektora).

Iskustvo rada solarnih instalacija baziranih na solarnim kolektorima otkrilo je niz značajnih nedostataka takvih sustava. Prije svega, ovo je visoka cijena kolektora. Povećanje učinkovitosti njihovog rada zbog selektivnih premaza, povećanje transparentnosti stakla, evakuacija, kao i uređaj rashladnog sustava pokazuju se ekonomski neisplativim. Značajan nedostatak je potreba za čestim čišćenjem stakla od prašine, što praktički isključuje korištenje kolektora u industrijskim područjima. Tijekom dugotrajnog rada solarnih kolektora, posebno u zimski uvjeti, često dolazi do njihovog kvara zbog neravnomjernog širenja osvijetljenih i zamračenih površina stakla zbog narušavanja integriteta stakla. Također postoji veliki postotak kvara kolektora tijekom transporta i ugradnje. Značajan nedostatak sustava s kolektorima je i neravnomjerno opterećenje tijekom godine i dana. Iskustvo u radu kolektora u uvjetima Europe i europskog dijela Rusije s visokim udjelom difuznog zračenja (do 50%) pokazalo je nemogućnost stvaranja cjelogodišnjeg autonomni sustav opskrba toplom vodom i grijanje. Svi solarni sustavi sa solarnim kolektorima u srednjim geografskim širinama zahtijevaju izgradnju velikih spremnika i uključivanje dodatnog izvora energije u sustav, što smanjuje ekonomski učinak iz njihove primjene. S tim u vezi, najprikladnije ih je koristiti u područjima s visokim prosječnim intenzitetom sunčevog zračenja (ne nižim od 300 W/m2).

Opis:

Od posebne važnosti u projektiranju olimpijskih objekata u Sočiju je korištenje ekološki prihvatljivih obnovljivih izvora energije i prije svega energije sunčevog zračenja. U tom smislu, iskustvo razvoja i implementacije pasiva solarni sustavi opskrba toplinom u stambenim i javne zgrade u provinciji Liaoning (Kina), jer zemljopisni položaj i klimatskim uvjetima ovog dijela Kine usporedive su s onima u Sočiju.

Iskustvo Narodne Republike Kine

Zhao Jinling, cand. tech. sci., Politehničko sveučilište Dalian (PRC), pripravnik na Odjelu za industrijske toplinske i energetske sustave,

A. Ya. Shelginsky, doktor tehn. znanosti, prof., znanstveni. Voditelj, MPEI (TU), Moskva

Od posebne važnosti u projektiranju olimpijskih objekata u Sočiju je korištenje ekološki prihvatljivih obnovljivih izvora energije i prije svega energije sunčevog zračenja. U tom smislu bit će zanimljivo iskustvo razvoja i implementacije pasivnih solarnih sustava grijanja u stambenim i javnim zgradama u pokrajini Liaoning (Kina), budući da su zemljopisni položaj i klimatski uvjeti ovog dijela Kine usporedivi s onima u Sočiju. .

Korištenje obnovljivih izvora energije (OIE) za sustave opskrbe toplinom trenutno je relevantno i vrlo obećavajuće, uz kompetentan pristup ovo pitanje, budući da tradicionalni izvori energije (nafta, plin, itd.) nisu neograničeni. U tom smislu mnoge zemlje, uključujući Kinu, prelaze na korištenje ekološki prihvatljivih obnovljivih izvora energije, od kojih je jedan toplina sunčevog zračenja.

Mogućnost učinkovito korištenje toplina sunčevog zračenja u Kini Narodna Republika ovisi o regiji, budući da su klimatski uvjeti u različitim dijelovima zemlje su vrlo različite: od umjereno kontinentalne (zapadne i sjeverne) s vrućim ljetima i oštrim zimama, suptropskih u središnjim dijelovima zemlje do tropskog monsuna na južnoj obali i otocima, određeno je zemljopisnim položajem teritorija na kojem se objekt nalazi. nalazi se (stol).

U pokrajini Liaoning intenzitet sunčevog zračenja je od 5.000 do 5.850 MJ/m2 godišnje (u Sočiju - oko 5.000 MJ/m2 godišnje), što omogućuje aktivno korištenje sustava grijanja i hlađenja zgrada na temelju korištenja energije sunčevog zračenja. Takvi sustavi koji pretvaraju toplinu sunčevog zračenja i vanjskog zraka mogu se podijeliti na aktivne i pasivne.

Upotreba pasivnih solarnih sustava grijanja (PSST). prirodna cirkulacija zagrijani zrak (slika 1), tj. gravitacijske sile.

U aktivnim solarnim sustavima grijanja (slika 2.) koriste se dodatni izvori energije koji osiguravaju njegov rad (na primjer, električna energija). Toplina sunčevog zračenja ulazi u solarne kolektore, gdje se djelomično akumulira i prenosi na međunosač topline, koji se pumpama transportira i distribuira po prostorima.

Mogući su sustavi s nultom potrošnjom topline i hladnoće, gdje se odgovarajući parametri unutarnjeg zraka osiguravaju bez dodatnih troškova energije zbog:

• potrebna toplinska izolacija;
• izbor građevinski materijali zgrade s odgovarajućim svojstvima topline i hlađenja;
• korištenje u sustavu dodatnih akumulatora topline i hladnoće s odgovarajućim karakteristikama.

Na sl. 3 prikazana je poboljšana shema rada pasivnog sustava opskrbe toplinom zgrade s elementima (zavjese, ventili) koji omogućuju točniju kontrolu temperature unutarnjeg zraka. Na južnoj strani objekta postavljen je tzv. Trombe zid koji se sastoji od masivnog zida (beton, cigla ili kamen) i staklene pregrade postavljene na maloj udaljenosti od zida sa vani. Vanjska površina masivnog zida je obojena tamne boje. Masivni zid i zrak između staklene pregrade i masivnog zida zagrijavaju se kroz staklenu pregradu. Zagrijani masivni zid prenosi akumuliranu toplinu u prostoriju zbog zračenja i konvektivnog prijenosa topline. Dakle, ovaj dizajn kombinira funkcije kolektora i akumulatora topline.

Zrak u međusloju između staklene pregrade i zida koristi se kao rashladno sredstvo za dovod topline u prostoriju tijekom hladnog vremena i po sunčanom danu. Zavjese se koriste za sprječavanje odljeva topline u okoliš tijekom hladnog vremena noću i prekomjernog dobivanja topline u sunčanim danima u toplom razdoblju, što značajno smanjuje prijenos topline između masivnog zida i vanjskog okruženja.

Zavjese se izrađuju od netkani materijali sa srebrnom završnom obradom. Kako bi se osigurala potrebna cirkulacija zraka, koriste se zračni ventili koji se nalaze u gornjem i donjem dijelu masivnog zida. Automatsko upravljanje rad zračnih ventila omogućuje održavanje potrebnih dotoka ili odljeva topline u opsluživanoj prostoriji.

Pasivni solarni sustav grijanja radi na sljedeći način:

1. Tijekom hladnog razdoblja (grijanje):

• sunčan dan - zavjesa je podignuta, ventili su otvoreni (slika 3a). To dovodi do zagrijavanja masivnog zida kroz staklenu pregradu i zagrijavanja zraka u međusloju između staklena pregrada i zid. Toplina ulazi u prostoriju iz zagrijanog zida i zraka zagrijanog u sloju, kružeći slojem i prostorijom pod utjecajem gravitacijskih sila uzrokovanih razlikom gustoće zraka pri različitim temperaturama (prirodna cirkulacija);
• noć, večer ili oblačan dan - zavjesa je spuštena, ventili su zatvoreni (slika 3b). Odvodi topline tijekom vanjsko okruženje značajno su smanjene. Temperatura u prostoriji održava se primanjem topline od masivnog zida, koji je akumulirao tu toplinu od sunčevog zračenja;

2. U toplom periodu (hlađenje):

• sunčan dan - zavjesa je spuštena, donji ventili otvoreni, gornji zatvoreni (slika 3c). Zavjesa štiti grijanje masivnog zida od sunčevog zračenja. vanjski zrak ulazi u prostoriju sa zasjenjene strane kuće i izlazi kroz sloj između staklene pregrade i zida u okoliš;
• noć, večer ili oblačan dan - zavjesa je podignuta, donji ventili su otvoreni, gornji zatvoreni (slika 3d). Vanjski zrak ulazi u prostoriju iz suprotna strana kod kuće i izlazi u okoliš kroz sloj između staklene pregrade i masivnog zida. Zid se hladi zbog konvektivne izmjene topline sa zrakom koji prolazi kroz međusloj i zbog odljeva topline zračenjem u okolinu. Ohlađeni zid tijekom dana održava potrebnu temperaturu u prostoriji.

Za proračun pasivnih solarnih sustava grijanja zgrada razvijeni su matematički modeli nestacionarnog prijenosa topline tijekom prirodne konvekcije kako bi se prostorima osigurali potrebni temperaturni uvjeti ovisno o termofizičkim svojstvima ovoja zgrade, dnevnim promjenama sunčevog zračenja i temperature vanjskog zraka. .

Odrediti pouzdanost i preciziranje rezultata dobivenih u Dalianu politehničko sveučilište dizajniran, proizveden i istražen eksperimentalni model stambena zgrada smještena u Dalianu s pasivnim solarnim sustavima grijanja. Zid Trombe postavljen je samo na južnom pročelju, s automatskim zračni ventili i zavjese (slika 3, fotografija).

Tijekom eksperimenta koristili smo:

• mala meteorološka stanica;
• uređaji za mjerenje intenziteta sunčevog zračenja;
• anemograf RHAT-301 za određivanje brzine zraka u prostoriji;
• termometar TR72-S i termoelementi za mjerenje sobne temperature.

Eksperimentalna istraživanja provedena su u toplim, prijelaznim i hladnim razdobljima godine u različitim meteorološkim uvjetima.

Algoritam za rješavanje problema prikazan je na slici 1. četiri.

Rezultati eksperimenta potvrdili su pouzdanost dobivenih proračunskih odnosa i omogućili korekciju pojedinačnih ovisnosti uzimajući u obzir specifične rubne uvjete.

Trenutno u provinciji Liaoning postoji mnogo stambenih zgrada i škola koje koriste pasivne solarne sustave grijanja.

Analiza pasivnih solarnih sustava grijanja pokazuje da su oni prilično perspektivni u određenim klimatskim područjima u usporedbi s drugim sustavima iz sljedećih razloga:

• jeftinoća;
• jednostavnost održavanja;
• pouzdanost.

Nedostaci pasivnih solarnih sustava grijanja uključuju činjenicu da se parametri unutarnjeg zraka mogu razlikovati od potrebnih (proračunatih) kada se vanjska temperatura zraka promijeni izvan granica uzetih u proračunima.

Za postizanje dobrog učinka uštede energije u sustavima opskrbe toplinom i hladnoćom zgrada uz točnije održavanje temperaturnih uvjeta unutar navedenih granica, preporučljivo je kombinirati pasivne i aktivne solarne sustave opskrbe toplinom i hladnoćom.

U tom smislu, daljnja teorijska istraživanja i eksperimentalni rad na fizički modeli uzimajući u obzir prethodno dobivene rezultate.

Književnost

1. Zhao Jinling, Chen Bin, Liu Jingjun, Wang Yongxun Simulacija dinamičke toplinske izvedbe poboljšane pasivne solarne kuće s trombe zidom ISES Solar word Congress, 2007., Peking Kina, svezaci 1-V: 2234–2237.

2. Zhao Jinling, Chen Bin, Chen Cuiying, Sun Yuanyuan Studija o dinamičkom toplinskom odzivu pasivnih solarnih sustava grijanja. Časopis Harbin Institute of Technology (Nova serija). 2007 Vol. 14:352–355.