Активные гелиосистемы отопления зданий 1

Принципиальные схемы жидкостной и воздушной систем солнечного отопления (рис. 35, а и б) содержат солнечный коллектор, аккумулятор теплоты, насосы (вентиляторы), дополнительный источник энергии, регулирующую арматуру, подающий и обратный трубопроводы (воздуховоды). На рис. 36 показан жилой дом с жидкостным солнечным коллектором на крыше. Остальное оборудование гелиосистемы отопления и горячего водоснабжения дома размещено в подвале. Там установлены основной аккумулятор теплоты, теплообменник 3 для подогрева воды, бак для аккумулирования горячей воды, теплообменник 5 для нагрева воздуха для отопления дома, расширительный бак и теплообменник 8 для передачи теплоты от антифриза к воде. Снаружи дома находится теплообменник 6, предназначенный для сброса избыточного количества уловленной солнечной теплоты в летний период. Итак, в доме предусмотрено воздушное отопление.

Рис. 36. Дом с активной гелиосистемой теплоснабжения

Рис. 36. Дом с активной гелиосистемой теплоснабжения

1 - солнечный коллектор: 2 - аккумулятор теплоты; 3 - теплообменник для подогрева воды; 4 - бак-аккумулятор горячей воды; 5 - теплообменник для нагрева воздуха; 6 - теплообменник для сброса избыточной теплоты; 7 - расширительный бак; 8 - теплообменник для нагрева воды

Основное и вспомогательное оборудование гелиосистемы, включая аккумулятор теплоты, теплообменники, насосы, тепловой насос, дополнительные подогреватели для горячей воды и отопления, т. е. все, кроме солнечного коллектора, устанавливаемого на крыше, может размещаться в подвале дома или пристройке.

Сравнение активных и пассивных гелиосистем дает возможность выявить их преимущества и недостатки. Преимущества активных гелиосистем связаны с легкостью и гибкостью интегрирования системы со зданием, возможностью автоматического управления работой системы и снижением тепловых потерь. Однако при применении активных гелиосистем часто возникают проблемы, обусловленные недостаточной надежностью оборудования, в том числе системы автоматического управления, неправильными его установкой и монтажом, плохим техническим обслуживанием, опасностью замерзания и коррозии, особенно в системах с жидкостным коллектором солнечной энергии. Существенным недостатком этих систем является их высокая стоимость. В отличие от них пассивные системы просты, надежны в работе и недороги, но они также имеют недостатки. Прежде всего возникают трудности с поддержанием температурного режима, необходимого для обеспечения теплового комфорта в отапливаемых помещениях. Так, в системах с прямым улавливанием солнечной энергии из-за недостаточной массы теплоаккумулирующих элементов и их неправильного размещения возникают сильные колебания температуры в помещениях. При использовании стены Тромба могут иметь место большие утечки теплоты наружу, если в ночное время не закрывать остекленные поверхности тепловой изоляцией. В то же время здания с гелиотеплицей летом могут испытывать перегрев. В гибридных системах можно соединить достоинства активных и пассивных элементов и устранить многие недостатки, повысив тем самым эффективность систем при умеренных капиталовложениях.