АРХИТЕКТУРНО-КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СОЛНЕЧНЫХ ДОМОВ 2

Экспериментальный дом фирмы «Phillips» жилой площадью 116 м2 и объемом 290 м3 (рис. 37, а) оборудован эффективной системой для использования солнечной энергии, теплоты грунта и утилизации теплоты сточных вод и удаляемого вентиляционного воздуха. Поставленная при проектировании цель снижения теплопотерь здания была достигнута путем применения улучшенной теплоизоляции стен, двойного остекления окон с отражательным для инфракрасного излучения покрытием, уменьшения нерегулируемой инфильтрации воздуха и организации принудительной вентиляции. Благодаря изоляции стен слоем минеральной ваты толщиной 250 мм по сравнению со стандартным домом коэффициент теплопередачи через стены снизился с 1,23 до 0,14 Вт/(м2∙К), а для окон площадью 23,5 м2 - с 5,8 до 1,5 Вт/(м2∙К). При этом годовая потребность в теплоте для отопления уменьшилась в 6 раз и составляет 8,3 МВт∙ч вместо 49,6 МВт∙ч.

Дом используется для проведения исследований и оборудован гелиосистемой, тепловым насосом и теплоутилизационными устройствами (рис. 37, б). Гелиосистема включает коллектор солнечной энергии площадью 20 м2, сезонный водяной аккумулятор теплоты емкостью 40 м3 для отопления и бак объемом 4 м3 для подогрева воды. Вода, нагреваемая в коллекторе до 95 °С, посредством теплообменника Т1 передает теплоту воде в аккумуляторе. Тепловой насос использует теплоту сточных вод, собираемых в баке 3 емкостью 1 м3, в котором размещен испаритель И теплового насоса, а его конденсатор К расположен в баке 4 вместе с электронагревателем. Тепловой насос также отбирает теплоту от грунта с помощью теплообменника Т5, расположенного под домом в земле. Тепловой насос имеет два испарителя (И и Т5), и его коэффициент преобразования равен 3,5 - 4 в диапазоне температур 15 - 50 °С при мощности привода компрессора 1,2 кВт. С помощью насоса Н3 и трубопроводов аккумулятор теплоты соединяется с баком 4, а через него - с тепловым насосом 5 и баком 3. В доме предусмотрена вспомогательная стенка, сообщающаяся с грунтом и используемая для подогрева (зимой) и охлаждения (летом) воздуха (В), поступающего в здание.

Рис. 37. Внешний вид (а) дома фирмы «Phillips» и его гелиотехническое и теплоутилизационное оборудование (б)

Рис. 37. Внешний вид (а) дома фирмы «Phillips» и его гелиотехническое и теплоутилизационное оборудование (б)

1 - солнечный коллектор; 2 - аккумулятор теплоты; 3 - бак для сбора сточных вод; 4 - бак горячей воды; 5 - тепловой насос; 6 - душ; 7 - отопительные приборы; 8 - мини-ЭВМ; 9 - вентилятор; 10 - электросеть; 11 - вспомогательная стенка; Т1 - Т6 - теплообменники; И и К - испаритель и конденсатор теплового насоса; ХВ и ГВ - холодная и горячая вода; ИВ - использованная вода; В и УВ - свежий и удаляемый воздух; ВО - воздушное отопление; Н1 - Н3 - насосы

Система может работать в различных режимах, и управление ею осуществляется с помощью мини-ЭВМ.