Bookmark and Share
Page Rank

ПОИСКОВЫЙ ИНТЕРНЕТ-ПОРТАЛ САДОВОДЧЕСКИХ И ДАЧНЫХ ТОВАРИЩЕСТВ "СНЕЖИНКА"

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.


Вы здесь » ПОИСКОВЫЙ ИНТЕРНЕТ-ПОРТАЛ САДОВОДЧЕСКИХ И ДАЧНЫХ ТОВАРИЩЕСТВ "СНЕЖИНКА" » АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА » Отопление загородного дома с помощью солнечного воздушного коллектора


Отопление загородного дома с помощью солнечного воздушного коллектора

Сообщений 1 страница 15 из 15

1

Эскизный проект загородного сельского дома с отоплением от солнечного коллектора. Статья Наука и Жизнь

С чего, собственно, начиналось...

Сохранил вырезку из журнала «Наука и Жизнь», кажется №12 за 1985 год.

Публикую с сокращениями (выброшены пространные рассуждения про «прозорливые решения КПСС и съездов» и пр, и описание внутренностей дома. Т.к. меня интересовало собственно устройство и логика работы солнечного коллектора.

Мои комментарии - наклонным шрифтом. (К.Т.)

* * *

Арх. А.Семенов.

СОЛНЕЧНЫЙ ДОМ

Возможность использования солнечной энергии для экономии топлива при обогреве характеризуют следующие цифры. Среднее за год значение суммарной солнечной радиации поступающей в сутки на 20 м2 горизонтальной поверхности составляет примерно 50-60 квт. Это соответствует затратам энергии на отопление дома площадью 60 кв.м.

Еще в 1982 году был осуществлен проектный эксперимент, в котором рассматривалась возможность сочетания гелиосистемы отопления с небольшим сезонно обитаемым жилым домом (дачей). Эскизный проект такого дома и представлен на рисунках.

Анализ отечественного и зарубежного опыта проектирования «солнечных» домов показал, что для условий эксплуатации сезонно обитаемого жилища средней полосы России наиболее подходящей является воздушная система теплоснабжения. Воздух нагревается в солнечном коллекторе и по теплоизолированным воздуховодам подается в помещение. Удобство использования воздушного теплоносителя по сравнению с жидкостным очевидны: нет опасности что система замерзнет, нет нужды в трубах и кранах, простота и дешевизна, возможность изготовления гелиосистемы своими силами. Хотя очевидный минус - невысокая теплоемкость воздуха.

http://dom.delaysam.ru/images/ekootoplen3_img1.jpg

В части расположения солнечного коллектора на доме предпочтения отдается вертикальному варианту. Он много проще в строительстве и дальнейшем обслуживании. По сравнению с наклонным коллектором (например, расположенным на крыше) не требуется уплотнения от воды, отпадает проблема снеговой нагрузки, с вертикальных стен проще смыть пыль и т.д. Плоский вертикальный коллектор помимо прямой солнечной радиации будет воспринимать и рассеянную, отраженную от земли или снега энергию в условиях пасмурной погоды и при легкой облачности.

В предыдущей статье я уже рассуждал на тему расположения коллектора. Зимой вообще то нет разницы, где расположен коллектор, т.к. продолжительность дня невелика (6-8 часов) да и погода по большей части пасмурная. А в тот период, когда солнце светит, вертикальный коллектор откровенно проигрывает наклонному. Т.к. солнцу быстро увеличивает угол наклона и вертикальный коллектор быстро теряет свою эффективность. Солнечный коллектор должен находиться в плоскости максимально перпендикулярной плоскости движения Солнца максимально большее время. Вертикальный коллектор никогда не находится в такой ситуации.

Коллектор не создает высокопотенциальной теплоты, как это делает концентрирующий коллектор, но для конвекционного отопления этого и не требуется, здесь достаточно иметь низкопотенциальную теплоту. По проекту солнечный коллектор располагается на фасаде ориентированном на юг (допустимо отклонение до 30 град на восток или на запад). Его площадь составляет 21 кв. метр.

Коллектор такой площади может отдать пиковую мощность до 15-20 квт*час. Это не так уж и много, как хорошая печь. Этого явно не достаточно для отопления и тем более накопления тела даже на ночь. Надо использовать практически всю доступную площадь дома для накопления тепловой энергии.

Так например на рисунке изображен режим вентиляции теплицы. Но ведь теплица так же является тепловым коллектором. Почему бы не сбрасывать излишек тепла в тепловой аккумулятор?

http://dom.delaysam.ru/images/ekootoplen3_img2.jpg

Конструктивно солнечный коллектор представляет собой ряд застекленных вертикальных коробов, внутренняя поверхность которых зачернена матовой краской, не дающей запаха при нагреве. Ширина короба ок. 60 см. Это определяется шириной оконного стекла, что бы его не нужно было резать. Глубина коробе - 10-12 см. Вертикальные перегородки между коробами изготавливаются из деревянного бруса, набитого на стену дома. Остекление выполнено обычным образом, в верхней точке выполнено двойное остекления для уменьшения теплопотерь. Воздуховоды выполнены из досок, фанеры или оргалита. (Металл и пластмасса нежелательны).

Следует напомнить, что статья написана в 1985-м году. Сейчас логичнее всего использовать сотовый поликарбонат. Он имеет два слоя, что уменьшает теплопотери, не очень хрупок и выдерживает значительные снеговые нагрузки (при правильной обрешётке). Т.е. в современных условиях лучше все же делать наклонный коллектор, с углом наклона 35 градусов. При таком наклоне и снег на крыше держаться не будет.

Современные воздухопроводы так же сплошь металлические и пластиковые. Только их нужно соответственным образом теплоизолировать. Различная запорная арматура и управляемые клапана так же имеются в продаже, что решает проблему автоматизации и механизации процесса.

Неравномерность потока солнечной радиации в течении дня, а также желание обогревать дом ночью и в пасмурный день диктует необходимость устройства теплового аккумулятора . Днем он накапливает излишнюю тепловую энергию, а ночью отдает. Для работы с воздушным отоплением наиболее рациональным считается гравийно-галечный аккумулятор. Он дешев и прост в строительстве. Гравийную засыпку можно разместить в утепленной цокольной части дома. Теплый воздух нагнетается в аккумулятор с помощью маломощного оконного вентилятора. Для дома, проект которого на рисунках достаточно аккумулятора с объемом засыпки от 3 до 6 кубометров.

Теплоемкость камня значительно ниже чем у воды. Т.е. 5 кубометров воды запасут тепла значительно больше, чем 5 кубометров щебня. Кроме того, чем выше разность температур аккумулятора и окружающей среды, тем выше скорость теплообмена и больше теплопотери. Поэтому выгоднее нагревать возможно бОльший теплоаккумулятор на небольшую температуру, чем меленький - на большую температуру.

Единственный плюс гравийного или каменного аккумулятора - он «вечный» и не надо устраивать теплообменник. Груда камней и есть теплообменник. Но большой камень сейчас в большой цене.

Я бы в данном случае предпочел использовать «камни» с теплоемкостью воды. Например, можно использовать ПЭТ бутылки или канистры на 5-10-20 литров воды, уложенные в стеллаж.

Система солнечного обогрева дома работает в трех режимах: отопление от коллектора, аккумулирование энергии и отопление от аккумулятора.

В прохладные о солнечные дни воздух нагревается в коллекторе и поступает в помещение через отверстия у потолка. Циркуляция воздуха идет за счет естественной конвекции.

В ясные теплые дни горячий воздух забирается из верхней зоны коллектора и с помощью вентилятора прокачивается через гравий, заряжая аккумулятор тепловой энергией.

Для ночного отопления и при пасмурной погоде воздух из помещения прокачивается через аккумулятор и возвращается в комнаты подогретый.

Бак для горячей воды расположенный в теплоизолированном отсеке теплицы над душевой нагревается непосредственно солнечными лучами.

Понятно, что в средней полосе гелиосистема лишь частично обеспечивает потребность в отоплении. Расчеты показывают, что сезонная экономия топлива за счет комплексного использования солнечной энергии может достигать 50%.

Дом имеет односкатную крышу, так как должен иметь максимально большой фасад, обращенный на юг. Блокировка с теплицей так же работает на теплосбережение. В теплицу попадаешь непосредственно из дома, а сама теплица уменьшает потери тепла через стену дома. С северной стороны теплица защищена хозблоком. Стеклянные стены теплицы изнутри покрыты полиэтиленовой пленкой с воздушной прослойкой в 10 см. Это в 2 раза сокращает теплопотери, не тает образовываться конденсату и практически не ослабляет солнечную радиацию.

На мой взгляд, теплицу лучше пристраивать с южной стороны. Таким образом в площадь коллектора можно будет включить и саму площадь теплицы, и вертикальную стену дома, примыкающую к теплице. Нетрудно рассчитать эффективную площадь такого коллектора.

К. Тимошенко

http://dom.delaysam.ru/ekootoplen/ekootoplen3.html

0

2

Солнечный водонагреватель(солнечный коллектор)

http://www.takealtenergy.com/sun/pic/vodonagrevatel.jpg

Предназначен для снабжения горячей водой всевозможных учреждений и индивидуальных хозяйств. Устройство состоит из горячего ящика, бака холодной воды, бака-аккумулятора, труб и насоса. Горячий ящик стационарно устанавливается под углом 30—40° с ориентировкой на южную сторону. Холодная, более тяжелая, вода постоянно поступает в нижнюю часть горячего ящика, там она нагревается и, вытесненная холодной водой, поступает в бак-аккумулятор. Она может быть использована для отопления, для душа либо для других бытовых нужд.

    Дневная производительность примерно равна 6,5 квт/час с квадратного метра. Температура воды в баке-аккумуляторе достигает 60—70°. Кпд установки около 40%. Использование одного солнечного водонагревателя за год экономит около 0,2 тонны условного топлива.

    Жилой дом с солнечным обогревом.

http://www.takealtenergy.com/sun/pic/dom.jpg

Южная стена дома и южный скат крыши представляют собой горячие ящики. В дневное время горячая вода (или воздух) нагнетаются в печи-аккумуляторы, заполненные гравием. Печи-аккумуляторы — это толстые стены между комнатами. Днем они накапливают тепло, ночью обогревают комнаты.
    Солнечные нагреватели в зимний сезон покрывают потребности дома в отоплении на 65—70 процентов. В пасмурную погоду необходимо подключать резервное отопление. Горячие ящики используются также для снабжения жителей теплой водой. Теплица с аккумулированием тепла, по сути дела, построена по тому же принципу, что и жилой дом, только роль горячего ящика выполняет сама теплица, а аккумуляторов— заполненные гравием (или щебнем) каналы расположены под теплицей на глубине 0,5—0,6 метра. Днем нагретый воздух направляется вентилятором в каналы, а ночью в теплицу. Себестоимость овощей получается в два раза ниже, чем обычно.

    Сушилка для фруктов.

     Также один из вариантов горячего ящика. Нагретый воздух с помощью вентилятора подается в сушильный блок, где при температуре около 80° происходит сушка. Использовать подобные установки можно для овощей, фруктов, табака, шелковичных коконов. В среднем за год с квадратного метра установки можно получать до двадцати пяти тонн сухих продуктов.

    Водоопреснительная солнечная установка наклонно-ступенчатого типа.

http://www.takealtenergy.com/sun/pic/opresnitel.jpg

Принцип ее работы прост. Отдельные секции — ступенчатые ящики из железобетона установлены под углом 30—40° и ориентированы на солнце. Верх ящиков остеклен. В них заливается соленая вода. Под действием лучей солнца она нагревается, испаряется и, конденсируясь, по стеклу стекает а желоб и далее в специальный резервуар.

    Холодильник солнечный.

http://www.takealtenergy.com/sun/pic/xolod.jpg

  Может работать в условиях экваториальных широт. Основа холодильника— все тот же горячий ящик, только покрыт он двойным стеклом, а заполнен хлористым кальцием, насыщенным аммиаком. Под действием солнечных лучей температура внутри генератора поднимается до 110—120°, в результате чего из хлористого кальция выделяется аммиак. Пары аммиака в дневное время сжижаются в специальном конденсаторе.Солнечный холодильник Ночью система охлаждается, жидкий аммиак попадает в испаритель, расположенный внутри шкафа-холодильника, и замораживает находящуюся там воду. Пары аммиака поглощаются охлажденным в ночное время хлористым кальцием. Цикл замкнулся. На следующий день все начнется сначала. Ухода солнечные холодильники не требуют.
    При поверхности генератора в два квадратных метра холодильник может производить до восьми килограммов льда в сутки.

    Солнечная установка по обеззараживанию сточных вод.

    Специально предназначена для южных районов. Сточные бытовые воды содержат колоссальное количество микроорганизмов, среди которых немало патогенных для человека.
    Существующие методы очистки в отстойниках с последующим обеззараживанием на иловых площадках требуют больших площадей.
    Солнечная установка состоит из комбинации концентраторов солнечного света (зеркал) и горячих ящиков. Сточные бытовые воды проходят тепловую обработку в специальных камерах и выходят обеззараженными. В течение солнечного дня на одном квадратном метре установки очищается до полутора кубических метров сточных вод.

http://www.takealtenergy.com/sun/sun_technic.html

0

3

КОНЦЕНТРАТОРЫ СОЛНЕЧНОГО СВЕТА

С детства многие помнят что с помощью собирательной линзы от солнечного света можно зажечь бумагу. В промышленных установках линзы не используются: они тяжелы, дороги и трудны в изготовлении.

Сфокусировать солнечные лучи можно и с помощью вогнутого зеркала. Оно является основной частью гелиоконцентратора, прибора, в котором параллельные солнечные лучи собираются с помощью вогнутого зеркала. Если в фокус зеркала поместить трубу с водой, то она нагреется. Таков принцип действия солнечных преобразователей прямого действия.

Наиболее эффективно их можно использовать в южных широтах, но и в средней полосе они находят применение. Зеркала в установках используются либо традиционные - стеклянные, либо из полированного алюминия. Наиболее эффективные концентраторы солнечного излучения (рис. 2) имеют форму:

    цилиндрического параболоида (а);
    параболоида вращения (б);
    плоско-линейной линзы Френеля (в).

Фирма Loose Industries на солнечно-газовой электростанции в Калифорнии использует систему параболо-цилиндрических длинных отражателей в виде желоба. В его фокусе проходит труба с теплоносителем - дифенилом, нагреваемым до 350°С. Желоб поворачивается для слежения за солнцем только вокруг одной оси (а не двух, как плоские гелиостаты). Это позволило упростить систему слежения за солнцем. Солнечная энергия может непосредственно преобразовываться в механическую. Для этого используется двигатель Стирлинга. Если в фокусе параболического зеркала диаметром 1,5 м установить динамический преобразователь, работающий по циклу Стирлинга, получаемой мощности (1 кВт) достаточно, чтобы поднимать с глубины 20 метров 2 м3 воды в час.

В реальных гелиосистемах плоско-линейная линза Френеля используется редко из-за ее высокой стоимости.

Водонагреватель Водонагреватель предназначен для снабжения горячей водой, в основном, индивидуальных хозяйств. Устройство состоит из короба со змеевиком, бака холодной воды, бака-аккумулятора и труб. Короб стационарно устанавливается под углом 30-50° с ориентацией на южную сторону. Холодная, более тяжелая, вода постоянно поступает в нижнюю часть короба, там она нагревается и, вытесненная холодной водой, поступает в бак-аккумулятор. Она может быть использована для отопления, для душа либо для других бытовых нужд. Дневная производительность на широте 50° примерно равна 2 кВт/ч с квадратного метра. Температура воды в баке-аккумуляторе достигает 60-70°. КПД установки - 40%.

Тепловые концентраторы Каждый, кто хоть раз бывал в теплицах, знает, как резко отличаются условия внутри нее от окружающих: Температура в ней выше . Солнечные лучи почти беспрепятственно проходят сквозь прозрачное покрытие и нагревают почву, растения, стены, конструкцию крыши. В обратном направлении тепло рассеивается мало из-за повышенной концентрации углекислого газа. По сходному принципу работают и тепловые концентраторы.

Это - деревянные, металлические, или пластиковые короба, с одной стороны закрытые одинарным или двойным стеклом. Внутрь короба для максимального поглощения солнечных лучей вставляют волнистый металлический лист, окрашенный в черный цвет. В коробе нагревается воздух или вода, которые периодически или постоянно отбираются оттуда с помощью вентилятора или насоса.

ЖИЛОЙ ДОМ С СОЛНЕЧНЫМ ОТОПЛЕНИЕМ

Среднее за год значение суммарной солнечной радиации на широте 55°, поступающей в сутки на 20 м 2 горизонтальной поверхности, составляет 50-60 кВт/ч. Это соответствует затратам энергии на отопление дома площадью 60 м2.

Для условий эксплуатации сезонно обитаемого жилища средней полосы наиболее подходящей является воздушная система теплоснабжения. Воздух нагревается в солнечном коллекторе и по воздуховодам подается в помещение. Удобства применения воздушного теплоносителя по сравнению с жидкостным очевидны:

    нет опасности, что система замерзнет;
    нет необходимости в трубах и кранах;
    простота и дешевизна.

Недостаток - невысокая теплоемкость воздуха.

Конструктивно коллектор представляет собой ряд застекленных вертикальных коробов, внутренняя поверхность которых зачернена матовой краской, не дающей запаха при нагреве. Ширина короба около 60 см. В части расположения солнечного коллектора на доме предпочтение отдается вертикальному варианту. Он много проще в строительстве и дальнейшем обслуживании. По сравнению с наклонным коллектором (например, занимающим часть крыши), не требуется уплотнения от воды, отпадает проблема снеговой нагрузки, с вертикальных стекол легко смыть пыль.

Плоский коллектор, помимо прямой солнечной радиации, воспринимает рассеянную и отраженную радиацию: в пасмурную погоду, при легкой облачности, словом, в тех условиях, какие мы реально имеем в средней полосе. Плоский коллектор не создает высокопотенциальной теплоты, как концентрирующий коллектор, но для конвекционного отопления этого и не требуется, здесь достаточно иметь низкопотенциальную теплоту. Солнечный коллектор располагается на фасаде, ориентированном на юг (допустимо отклонение до 30° на восток или на запад).

Неравномерность солнечной радиации в течение дня, а также желание обогревать дом ночью и в пасмурный день диктует необходимость устройства теплового аккумулятора. Днем он накапливает тепловую энергию, а ночью отдает. Для работы с воздушным коллектором наиболее рациональным считается гравийно-галечный аккумулятор. Он дешев, прост в строительстве.

Гравийную засыпку можно разместить в теплоизолированной заглубленной цокольной части дома. Теплый воздух нагнетается в аккумулятор с помощью вентилятора.

Для дома, площадью 60 м 2 , объем аккумулятора составляет от 3 до 6 м3 . Разброс определяется качеством исполнения элементов гелиосистемы, теплоизоляцией, а также режимом солнечной радиации в конкретной местности.

Система солнечного теплоснабжения дома работает в четырех режимах (рис. 4. а-г):

    отопление и аккумулирование тепловой энергии (а);
    отопление от аккумулятора (б);
    аккумулирование тепловой энергии (в);
    отопление от коллектора (г).

В холодные солнечные дни нагретый в коллекторе воздух поднимается и через отверстия у потолка поступает в помещения. Циркуляция воздуха идет за счет естественной конвекции. В ясные теплые дни горячий воздух забирается из верхней зоны коллектора и с помощью вентилятора прокачивается через гравий, заряжая тепловой аккумулятор. Для ночного отопления и на случай пасмурной погоды воздух из помещения прогоняется через аккумулятор и возвращается в комнаты подогретый.

В средней полосе гелиосистема лишь частично обеспечивает потребности отопления. Опыт эксплуатации показывает, что сезонная экономия топлива за счет использования солнечной энергии достигает 60%.

http://www.all-generator.ru/text/power-sun.shtml

0

4

Солнечный дом

В последнее десятилетие резко возрос интерес к использованию солнечной энергии для отопления жилых и общественных зданий. Перспектива обеспечить частичное, а в отдельных случаях и полное теплоснабжение весьма заманчива, и это побуждает к развитию теоретических и экспериментальных работ. Сегодня во многих странах построены сотни опытных зданий различного назначения с солнечным отоплением, серийно выпускаются комплекты бытовых гелиосистем, служащих для обогрева жилища и иных хозяйственных нужд.

Климатические условия наших южных республик позволяют применять гелиотеплоснабжение на территориях, расположенных южнее 45—50° с. ш. В этих районах успешно эксплуатируется немалое число гелиоустановок. Однако большая часть территории СССР расположена севернее, где солнечная радиация не столь интенсивна. Достаточно ли ее для отопления жилых домов?

Вот цифры, иллюстрирующие возможность использования солнечной энергии в районах Нечерноземья: среднее (за год) значение суммарной солнечной радиации, поступающей в сутки на 20 м2 горизонтальной поверхности, составляет 50—60 кВт- час. Это соответствует затратам энергии на отопление дома площадью 60 м2.

Значительный опыт использования солнечной энергии в умеренных широтах накоплен скандинавскими странами. Разработаны проектные предложения для Аляски и севера Канады. Природно-климатические условия этих регионов сопоставимы с условиями средней полосы РСФСР.

Анализ отечественного и зарубежного опыта проектирования «солнечных» домов показал, что для условий эксплуатации сезонно обитаемого жилища средней полосы наиболее подходящей является воздушная система теплоснабжения. Воздух нагревается в солнечном коллекторе и по воздуховодам подается в помещение. Удобства применения воздушного теплоносителя по сравнению с жидкостным очевидны: нет опасности, что система замерзнет, нет нужды в трубах и кранах, отсюда простота гелиосистемы, дешевизна и возможность изготовления своими силами. Проигрыш — невысокая теплоемкость воздуха.

В части расположения солнечного коллектора на доме предпочтение отдается вертикальному варианту. Он много проще в строительстве и дальнейшем обслуживании. По сравнению с наклонным коллектором (например, занимающим часть крыши) не требуется уплотнения от воды, отпадает проблема снеговой нагрузки, с вертикальных стекол легко смыть пыль и т. д. Плоский коллектор, помимо прямой солнечной радиации, воспринимает рассеянную и отраженную радиацию — в пасмурную погоду, при легкой облачности, словом, в тех услов-виях, какие мы реально имеем в средней полосе. Он не создает высокопотенциальной теплоты, как концентрирующий коллектор, но для конвекционного отопления этого и не требуется, здесь достаточно иметь низкопотенциальную теплоту. По проекту солнечный коллектор располагается на фасаде, ориентированном на юг (допустимо отклонение до 30° на восток или на запад). Его площадь составляет 21 квадратный метр.

Конструктивно коллектор представляет собой ряд застекленных вертикальных коробов, внутренняя поверхность которых зачернена матовой краской, не дающей запаха при нагреве. Ширина короба около 60 см (определяется шириной стекла, чтобы его не нужно было резать), высота 10—12 см. Вертикальные перегородки между коробами изготовляются из деревянного бруска, набитого на стену дома. Остекление выполняется обычным образом, в верхней горячей части коллектора для уменьшения теплопотерь ставятся двойные стекла. Воздуховоды изготавливаются из досок, фанеры или оргалита (металл и пластмасса нежелательны).

Неравномерность солнечной радиации в течение дня, а также желание обогревать дом ночью и в пасмурный день диктует необходимость устройства теплового аккумулятора. Днем он накапливает тепловую энергию, а ночью отдает. Для работы с воздушным коллектором наиболее рациональным считается гравийно-галечный аккумулятор. Он дешев, прост в строительстве. Гравийную засыпку можно разместить в теплоизолированной заглубленной цокольной части дома. Теплый воздух нагнетается в аккумулятор с помощью маломощного оконного вентилятора. Для дома, показанного на проекте, объем засыпки составляет от 3 м3 до 6 м3. Разброс определяется качеством исполнения элементов гелиосистемы, теплоизоляцией, а также режимом солнечной радиации в каждой конкретной местности.

Система солнечного теплоснабжения дома работает в трех режимах: отопление от коллектора, аккумулирование тепловой энергии и отопление от аккумулятора. 8 коллекторе воздух поднимается и через отверстия у потолка поступает в помещения. Циркуляция воздуха идет за счет естественной конвекции. В ясные теплые дни горячий воздух забирается из верхней зоны коллектора и с помощью вентилятора прокачивается через гравий, заряжая тепловой аккумулятор. Для ночного отопления и на случай пасмурной погоды воздух из помещения прогоняется через аккумулятор и возвращается в комнаты подогретый. Бак горячей воды, расположенный в остекленном теплоизолированном отсеке теплицы над душевой, нагревается непосредственно солнечными лучами.

Понятно, что в средней полосе гелиосистема лишь частично обеспечивает потребности отопления. Расчеты показывают, что сезонная экономия топлива за счет комплексного использования солнечной энергии может достигать 50%.

Теперь о самом доме. Он одноэтажный, с мансардой, имеет плоскую односкатную крышу. Дом сблокирован с теплицей и навесом для автомашины. Блокировка выгодна тем, что за счет дорожек экономится и без того небольшая площадь участка (плюс труд и материалы на их устройство), сокращается хождение — из дома попадаешь сразу в теплицу, общая стена дома и теплицы уменьшает теплопотери.

В дождливый день под навесом для автомашины, как на открытой террасе, могут играть дети, в прохладную ветреную погоду можно перейти в теплицу, где оборудуется небольшой зеленый уголок для отдыха. Навес дополнительно защищает северную стену дома от ветра и переохлаждения.

Крыша дома выбрана односкатной не случайно. В доме с вертикальным солнечным коллектором нужно, чтобы южный фасад имел наибольшую площадь. Тогда на нем можно разместить коллектор и благоприятно ориентировать окна в комнатах — для средней полосы на юг и на восток. Плоская крыша со скатом на север отвечает этим требованиям. Она также предохраняет стены от продувания ветрами северного направления, создает благоприятную для работы коллектора ветровую тень на южном фасаде. Односкатная крыша максимально проста конструктивно, дешева, дает возможность иметь удобное мансардное помещение с хорошим использованием его объема.

Дом имеет два выхода — с улицы и из теплицы. Из входной двери вы попадаете в прихожую, в ней размещен стенной шкаф и небольшая кладовка. Из прихожей вход в гостиную, в кухню и на второй этаж. Гостиная отделана легкой складывающейся перегородкой от столовой — при желании их можно объединить в одно помещение. В кухне устанавливается все необходимое оборудование — плита, мойка, холодильник, рабочий стол. Из кухни есть дверь в столовую. На втором этаже помещаются две спальни и два стенных шкафа. В подвале находятся тепловой аккумулятор и предусмотрено место для котельной на твердом топливе, питающей горячей водой батареи центрального отопления.

Теплица включает в себя не только земельную площадь для растений, но и некоторые хозяйственные элементы — некий прообраз традиционного для деревни крытого двора, только с застекленной крышей. Северная сторона защищена хозблоком, состоящим из летней кухни, душевой, туалета и кладовой. Стеклянные стены и крышу теплицы желательно дополнить с внутренней стороны полиэтиленовой пленкой с воздушной прослойкой в 10 см. Такой прием в 2 раза сокращает теплопотери, не дает образовываться конденсату и практически не ослабляет солнечную радиацию.

Под навесом для автомашины оборудуется открытая мастерская для ремонта садового инвентаря, плотницких и других хозяйственных работ, зимняя кухня летом становится жилой комнатой, теплица одновременно выполняет функции террасы. Небольшие изменения в планировке дома и размещении гелиосистемы позволяют приспособить жилище к особенностям местности.

http://gardenweb.ru/solnechnyi-dom

0

5

Гравийный теплоаккумулятор

Автор: Сергей
10.02.2011 04:47 - Обновлено 12.02.2011 19:22

http://www.ppu21.ru/img/article/308/13.jpg

Обычно в качестве аккумулятора солнечного тепла используют воду. Однако теплоаккумулирующими материалами могут служить гравий, щебень, кирпич, бетон и другие материалы. Обычно гравий в качестве теплоаккумулятора используют в солнечных отопительных системах с воздушными солнечными коллекторами.

Такие теплоаккумуляторы широко применяются в США в системах, в которых комбинируют несколько методов аккумулирования тепла.

Для аккумулирования одинакового количества теплоты гравий потребует в 2,5 раза большего объема, поэтому основным недостатком гравийного теплоаккумулятора являются лишь его большие размеры, а достоинством — возможность размещения непосредственно под полом помещения.

Если рационально использовать подпольное пространство, то можно найти достаточно места для размещения гравийного теплоаккумулятора и обеспечить эффективный обогрев помещения через пол. В этом случае может возникать значительное сопротивление воздушному потоку, поэтому необходимо в каждом конкретном случае использовать какое-либо устройство, обеспечивающее равномерную циркуляцию воздуха.

http://www.ppu21.ru/img/article/308/graviy.jpg
Рис. 1. Общий вид гравийного теплоаккумулятора:
1 - крышка; 2 - бункер; 3 - бетонный блок; 3 - теплоизоляция; 4 - сетка; 5 - гравий (галька).

Обычно сопротивление воздушному потоку в гравийном теплоаккумуляторе определяется расчетным путем. Чтобы в солнечном доме, имеющем под полом слой гравия толщиной 30 см, аккумулировать 200 МДж тепла и удерживать это тепло при температуре 20°C. необходима площадь пола не более 20 м3.

Этого тепла будет достаточно для отопления помещений 1-го этажа: гостиной, столовой и спальни.Диаметр используемых частиц гравия (гальки) обычно 4...8 см. Если бы удалось подобрать частицы гравия одного диаметра, то независимо от их размера получаемый тепловой эффект был бы на 50% больше и не было бы помех при циркуляции воздуха. Нельзя смешивать мелкий и крупный гравий.

Гравийные аккумуляторы могут использоваться и летом в системе кондиционирования. Однако при этом существует опасность заиндевения гравия. Если к расположенному под полом гравийному теплоаккумулятору подвести систему труб с циркулирующей водой и устроить простейший бак-накопитель горячей воды, то зимой, когда наблюдается максимальное потребление горячей воды, эта система может служить для предварительного подогрева воды в системе солнечного горячего водоснабжения.

Монтаж таких устройств позволяет повысить суммарный коэффициент использования солнечного излучения в системах солнечного горячего водоснабжения и сократить размеры солнечного теплоаккумуляторов.

http://www.windsolardiy.com/index.php?o … itstart=15

0

6

КОНЦЕНТРАТОРЫ СОЛНЕЧНОГО СВЕТА
смотрел одну передачу по использованию солнечной энергии для "Солнечного крематория". так вот ребята сделали сферическое зеркало 3,5 м. и в фокусе установили металлический ящик. термометр показал в районе 800 С а в облачность около 350 С.
так они так и сказали что если установить такое зеркало в каждом дворе то вопрос с отоплением и горячей водой будет решен.

+1

7

radskds написал(а):

КОНЦЕНТРАТОРЫ СОЛНЕЧНОГО СВЕТА
смотрел одну передачу по использованию солнечной энергии для "Солнечного крематория". так вот ребята сделали сферическое зеркало 3,5 м. и в фокусе установили металлический ящик. термометр показал в районе 800 С а в облачность около 350 С.
так они так и сказали что если установить такое зеркало в каждом дворе то вопрос с отоплением и горячей водой будет решен.

Солнечный рефлектор

Солнечное электроснабжение своими руками

0

8

очень интересно, какие современные материалы применяют в солнечных коллекторах.
Медь нынче дорога.
Возможно у кого-то есть наработки и он может поделиться   перечнем материалов для изготовления  простейшего нагревателя?

Отредактировано Sat (2013-01-29 03:28:14)

+1

9

Sat написал(а):

Возможно у кого-то есть наработки и он может поделиться   перечнем материалов для изготовления  простейшего нагревателя?

Я хочу использовать набор вогнутых зеркал от старых больших прожекторов, которые в свое время массово выбрасывали на помойках ...

Кстати могут использоваться любые вогнутые стеклянные поверхности, а нанести зеркальной слой можно в любой зеркальной мастерской ...

0

10

snezhinka написал(а):

нанести зеркальной слой можно в любой зеркальной мастерской


Зеркальный слой можно нанести и в домашних условиях (на основе серебра) в инете этот процесс  довольно хорошо описан, а в мастерских сейчас используют вакуумное напыление аллюминием, что ,наверное, наиболее качественно и  более устойчиво. Кстати о вогнутых стеклах, к сожалению стекла от прожекторов уже трудно отыскать, а на глаза  попались гнутые сувенирные рамки для фото, очевидно есть какая-то технология  изготовления гнутых стекол.

0

11

Воздушное солнечное отопление своими руками

0

12

snezhinka написал(а):

Воздушное солнечное отопление своими руками
...


Спасибо за ссылку. Очень  познавательный ролик.
Доступные материалы: пенопласт, профиль для забора,черная краска, полипропиленовая труба, стекло и корпус из чего угодно. :)

Отредактировано Sat (2013-01-29 16:33:02)

0

13

Солнечная электростанция содержит темного цвета панель, содержащую плоскую ёмкость, наполненную теплоносителем, например, «натрий-калий» и эта ёмкость сообщается двумя трубопроводами с двигателем с внешним подводом тепла, например, по патенту РФ № 1747747, который валом связан с компрессором, который закачивает воздух в воздушный аккумулятор, из которого сжатым воздухом вращается пневмодвигатель, вал которого связан с генератором тока.

http://www.apxu.ru/article/izmalkov/teplo.htm

Двигатель с внешним подводом тепла выполнен в виде радиального соединения натянутыми витыми пружинами с их продолжениями , находящимися в зонах нагрева-охлаждения, в виде тонкотелых пластин или проволоки из стали с большим коэффициентом теплового расширения, диска с наружным кольцом и при этом валы, жестко и соосно связанные с диском и с кольцом эксцентричны между собой. Этот эксцентриситет искажает равномерность усилия растяжения пружин и эти искажения симметричны относительно плоскости эксцентриситета. При нагреве одной симметричной половины и охлаждении другой симметричной половины равновесие этих натяжений относительно плоскости эксцентриситета нарушается и возникает крутящий момент. КПД до 85%, тепловые зоны раздельно, нет никаких систем, кроме системы блокировки подачи тепла до набора валом от стартера скорости вращения 1000 оборотов минуту. Смотрите мои изобретения в поисковиках на слова Измалков Герман. г.Запорожье, 380505549756 КПД 85%, твердое рабочее тело, тепловые зоны раздельные, нет систем, кроме системы блокировка подачи тепла на рабочее тело до набора валом двигателя скорости вращения 1000 оборотов в минуту, работает на любом топливе и от любого тепла.

Патенты РФ №№ 1509561, 1747747, 1808101, 2001298, 2006673, 2027899, 2029133 и 20 заявок в Укрпатент

Нет подобных двигателей такой мощности с таким большим КПД 85%, с работой от любого источника тепла и с таким широким диапазоном  использования: транспорт, энергетика и энергосбережение.

Предложенный двигатель будет покупаться в первую очередь, так как он имеет КПД 85%, у него тепловые зоны раздельно, что позволяет выгодно использовать тепла от сгорания топлива, нет коробки скоростей и двигатель работает всегда устойчиво, что позволяет доверять вождение транспорта малоопытным водителям, нет выхлопной трубы, что позволяет бесшумную работу двигателя.

Двигатель позволит всем клиентам использовать дешевое топливо, клиенту на транспорте иметь транспортное средство, на котором имеется не создающее проблемы управление, не требующее специального обучения (нет коробки скоростей, глушителя, не глохнет и не требует особого внимания за рельефом дороги), клиенту электростанции на базе этого двигателя, возможность надеяться, что двигатель будет надежно работать на любом топливе, а клиенту по энергосбережению будет предоставлена возможность иметь практические бесплатно электроэнергию.

http://www.apxu.ru/article/izmalkov/german.htm 
http://6ya-s-vami7.ru/page/elektrichesk … bretenijah 
http://vk.cc/1v8dq1 
http://latestenergy.ru/index.php?option … Itemid=37-

+1

14

На сегодняшний день данный вид получения тепла не развит только из за больших капитальных вложений, например сравнить газовый котел, дровяную печь и солнечный коллектор - конечно проще первые два варианта. Помимо этого солнце не всегда бывает...

+1

15

Солнечные системы ГВС и отопления на основе медных коллекторов – реальная экологическая альтернатива органическим видам топлива в ЖКХ

События этой зимы — выяснения отношений между Украиной и Россией по газовому вопросу, газовая драма в конце января в Грузии — со всей отчетливостью выявили зависимость целых регионов от природного газа. От дефицита топлива или роста цен на него страдает и промышленность, и социально чувствительное ЖКХ.Ясно, что мгновенной полноценной альтернативы природному газу нет. Однако в ЖКХ дела обстоят не столь однозначно. Если исключить «грязные» альтернативы газу — дрова, уголь, опилки и торф, — то наиболее перспективным является применение солнечных коллекторов для нагрева воды — гелиоколлекторов.Отношение к использованию солнца для нагрева воды и отопления в ЖКХ в России, Закавказье и на Украине двойственное: с одной стороны — малая гелиоэнергетика (а солнечный нагрев воды относится именно к малой энергетике) считается чем-то экзотическим и почти несерьезным, малоэффективным, изобретением ученых-экспериментаторов, а с другой стороны — интуитивное понимание экономической выгоды от такого способа использования «дармовой» энергии солнца способствует самостоятельному устройству гражданами и отдельными организациями примитивных гелиосистем, как правило, в «частном секторе».

Эксперименты с гелиоколлекторами проводились еще в советские времена в Крыму и ряде южных регионов в рамках специальных программ, где нам доводилось видеть внушительных размеров солнечные установки, в т. ч. неисправные и «замороженные». Доступность и дешевизна классических видов энергии не способствовали распространению альтернативных ее источников, а порой приводили и к саботажу энергосбережения.Ключевым для экономической и функциональной привлекательности солнечного нагрева воды является высокий КПД, т. е. способность собрать с ограниченной площади (например, одного из скатов кровли, одной из стен фасада) и передать с минимумом потерь теплоносителю достаточное количество энергии. Достаточное для того, чтобы этот источник стал, например, основным для ГВС и отопления, а классические системы — резервными (аварийными). Причем, чем дальше от традиционных солнцедостаточных широт, тем острее встает вопрос о к.п.д. Достаточно сказать, что даже на южном берегу Крыма системы с низким к. п. д. получили ограниченное применение. Их роль была в значительной степени негативна, поскольку примитивные системы солнечного нагрева воды успели дискредитировать сам принцип использование энергии солнца в ЖКХ в средних широтах.

В Китайской Народной Республике на сегодняшний день развернуты солнечные водонагревательные системы с общей площадью коллекторов 75 млн. кв. м, замещающих ежегодно в отоплении и горячем водоснабжении НО млн. т угля. К 2012г., по оценкам специалистов, в КНР будет установлено гелиоколлекторов общей площадью не менее 220 млн. кв. н. Причина такого интенсивного использования солнечной энергии прозаична — дефицит классических видов топлива и, в какой-то степени, стремление снизить уровень загрязнения окружающей среды. На КНР приходится 60 % всей площади солнечных коллекторов для нагрева воды. Проблемы дефицита и стоимости энергии, с которыми столкнулся Китай, сходны с проблемами ряда стран СНГ — дефицит и/или высокая, в масштабе цен местной экономики, стоимость энергии.

Примитивные системы не обладают высоким КПД (по умолчанию). Другая крайность — коллекторы на основе вакуумных труб. Они хоть и обладают высоким КПД, однако были и остаются очень дорогими. Ситуация изменилась с появлением коммерчески доступных гелиоколлекторов на основе черненых медных пластин. Такие коллекторы, с одной стороны, недороги и производятся массово из-за относительно легкой технологии чернения и простоты манипуляций с медью, а с другой стороны, из-за высокой теплопроводности меди позволяют передать теплоносителю почти всю собранную энергию. Незначительно уступая в КПД вакуумным, медные принципиально отличаются ценой, разумеется, в лучшую для потребителя сторону.

Вопреки устоявшимся представлениям, чтобы определить возможность установки солнечных коллекторов для систем горячего водоснабжения и отопления, требуется знание не только географической широты расположения объекта, но и метеоданных о сезонной и годовой интенсивности солнечного излучения с учетом фактора перекрытия солнечного потока метеоявлениями (облачностью). Современные гелиосистемы на основе медных пластин доказывают свою эффективность и на широте Москвы, и в Оймяконе (полюс холода Северного полушария). Вообще, старые догмы применительно к солнечным системам больше не применимы: например, в России солнечные коллекторы различной конструкции с успехом применяются в Бурятии — регионе, ранее не считавшемся благоприятным для этого.

В связи с тем, что высокоэффективные доступные солнечные коллекторы изготавливаются из меди, крайне рекомендуется исполнение первого высокотемпературного контура из медных сантехнических труб с соединением высокотемпературной (твердой) пайкой. Длительные сроки службы медных труб в системах отопления (свыше 100 лет), безразличие к хлору и неконтрафактным антифризам значительно повышают устойчивость всей системы. На практике рачительные домовладельцы в Германии, Австрии, Венгрии и других странах выполняют из медных труб всю систему отопления и ГВС — так надежнее.

С учетом дефицита и роста стоимости газа, по мнению российского Центра меди, нет причин не использовать солнечную энергию для горячего водоснабжения в качестве основного источника в ЖКХ в центральных и южных районах Украины, в т. ч. ЮБК, различных регионах Казахстана, южных регионах и регионах с континентальным и резко континентальным климатом России. Применение солнечных коллекторов в качестве основного источника для отопления в зимний период в Центральной России сдерживается малой продолжительностью светового дня, менее благоприятными погодными условиями, но в этих условиях гелиосистема обеспечивает значительную экономию в части потребления классических видов топлива, существенно дополняя баланс энергопотребления «бесплатными» джоулями. А вот в Казахстане с его 75 солнечными днями из 90 зимних и ряде районов Украины, регионах России с резко континентальным климатом солнечные системы могут выполнять роль и основного источника энергии для отопления жилья и административных зданий даже в зимний период. При условии, что они будут правильно спроектированы и обладать высоким КПД.

КАК УСТРОЕНЫ СОВРЕМЕННЫЕ ГЕЛИОСИСТЕМЫ?

Основным элементом системы является коллектор. Основным элементом современного доступного гелиоколлектора с высоким КПД является пластина из чистой меди, черненая с одной стороны по специальной технологии. На самом деле это чернение при рассмотрении «на глаз» может иметь синеватый отлив, но способность поглощать требуемый спектр солнечного излучения у такой поверхности многократно выше, чем при покрытии пластины самой черной из всех возможных красок или пигментов. Кроме того, черненая поверхность обязательно должна быть матовой.

С обратной стороны к пластине прикреплены медные трубки, через которые проходит теплоноситель — вода или антифриз. Чем больше площадь соприкосновения трубок с поверхностью пластины, тем полнее осуществляется передача теплоносителю энергии, собранной пластиной. Этот вопрос может решаться производителями по-разному: либо медные трубки имеют прямоугольное сечение (широкая сторона соприкасается с пластиной), либо для укладки трубок на медной пластине штампуются специальные канавки, в которые укладываются медные трубки. Еще необходимо обеспечить безусловное соприкосновение и надежность всей площади контакта пластины и трубок, для чего они соединяются, как правило, сваркой или высокотемпературной пайкой (около 600 °С). Применение низкотемпературной пайки (около 200 °С) здесь неприемлемо, поскольку температура теплоносителя в гелиоколлекторе может достигать 300 °С. Эта же причина исключает возможность применения полимерных компонентов в системе.

Остальная часть коллектора состоит из корпуса и защитного стеклянного покрытия, обеспечивающего максимальную степень прохождения соответствующих спектров солнечного излучения и кроме того снижает обратное пропускание отраженной части солнечного излучения обратно (даже черненая матовая поверхность медной пластины отражает некоторую часть теплового потока).

Поскольку теплоноситель имеет очень высокую температуру, его нельзя напрямую подавать в батареи отопления или в кран горячей воды. Такой теплоноситель подается в теплообменник, который, как правило, одновременно выполняет роль аккумулятора тепла. В теплообменнике-накопителе уже нагревается пользовательская вода или теплоноситель — до тех значений температуры, которые приемлемы в водоснабжении и отоплении. В том же накопителе могут находиться устройства резервного нагрева, например, электрические нагревательные элементы. Хотя оптимальное значение комбинированного накопителя-теплооменника находится специальным расчетом, важно помнить сам принцип: в темное время суток или в период неблагоприятных метеоусловий солнечный коллектор не может собрать тепло, по определению. Поэтому в этот период пользуются тем самым избыточным теплом, которое собрано в течение светового дня и сохранено в накопителе. Из-за этого на объеме накопителя экономить не стоит. А в случае, если непогода продержится долго и раcход, например, горячей воды резко возрастет, то на помощь придут резервные (аварийные) нагревательные элементы различного типа.

Существует много разных способов оптимального устройства ГВС и отопления как при интегрировании гелиоколлекторов существующую систему, так и при проектировании системы для гелиоколлектора «с нуля». В целом ничего принципиально нового для специалистов тут нет. Исходя из практики, с учетом малых диаметров и, возможно, сложной конфигурации трубопроводов, а также с учетом совместимости материалов идеальной комбинацией было бы соединение медных трубок коллектора с медными трубами. Медь давно испытана в качестве трубопровода для теплоносителя и ГВС во всем мире, причем не только в ЖКХ, но и в большой энергетике, судостроении, и является предпочтительным материалом для транспортировки горячих сред— воды и пара. Более того, в тех странах, где ответственность строителя за надежность и безопасность технических решений существует не на словах, медные трубы являются предпочитаемым материалом для сантехнических инженерных систем: в США, Великобритании, Гонконге, Германии и т. д. Скажем, в небоскребах Гонконга для водоснабжения вообще ничего, кроме меди и высокопрочного чугуна, не применяется, а сталь вообще запрещена аж с 1995г. Пример с небоскребами весьма показателен, поскольку для высотного строительства нормативы разных стран требуют инженерных решений с повышенной надежностью и продленными сроками службы. Этот пример служит веским доказательством надежности медных систем.

+1


Вы здесь » ПОИСКОВЫЙ ИНТЕРНЕТ-ПОРТАЛ САДОВОДЧЕСКИХ И ДАЧНЫХ ТОВАРИЩЕСТВ "СНЕЖИНКА" » АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА » Отопление загородного дома с помощью солнечного воздушного коллектора