СОХРАНЕНИЕ СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛА ДО ЗИМНЕГО ПЕРИОДА

Если установить солнечный коллектор, имеющий площадь, достаточную для того, чтобы обеспечить выработку тепла на отопление дома в зимний период, то в летний период в системе горячего водоснабжения появятся излишки тепла, а летом и осенью системе охлаждения дома будет не хватать энергии. Многие работают над возможностью использовать излишки тепла, получаемого летом, для отопления домов зимой. Вопрос состоит в том, возможно ли решить эту задачу технически и будет ли это выгодно в экономическом отношении.

В настоящее время наиболее распространенные способы длительного сохранения тепла сводятся либо к аккумулированию его в грунте, либо к установлению в грунте бака-накопителя с водой. Кроме того, предлагаются различные проекты аккумулирования тепла: в частности, использование для этой цели кальцинированной соды, применение гибридов металлов, а также накопление тепла, выделяющегося при химических реакциях. Однако все они, по всей вероятности, вряд ли найдут широкое применение в будущем.

Главным преимуществом аккумулирования тепла в грунте является его дешевизна. Однако теплопроводность грунта слишком мала, поэтому приходится использовать теплопроводные трубы, создание и применение которых обходится весьма дорого. С другой стороны, для длительного хранения тепла необходима хорошая теплоизоляция. С этой точки зрения теплопроводность грунта слишком велика, и, хотя емкость с аккумулированным теплом со всех сторон окружена теплоизоляцией, эффективность этой изоляции недостаточна.

Первоначальные проекты грунтового аккумулирования тепла в экспериментальных вариантах сводились преимущественно к непосредственному использованию в зимний период накопленного тепла при температуре теплоносителя, достаточной для отопления дома. Однако, как бы тщательно ни сохранялось тепло в грунте, в процессе его передачи потребителю температура воды снижается, поэтому его можно использовать, например, для обеспечения энергией теплового насоса. Применение теплового насоса, в котором аккумулированное тепло служит горячим источником, во многих районах (за исключением очень холодных) выгодно в экономическом отношении.

В установленном в грунте теплоаккумуляторном баке с водой Циркуляция тепла осуществляется по простой схеме; тем не менее расходы на проведение всех работ составляют чрезвычайно большие суммы. Чтобы снизить эти расходы, необходимо создать дешевую технологию подготовительных и строительно-монтажных работ при сооружении больших баков. При долгосрочном аккумулировании тепла наиболее сложной является проблема максимального снижения тепловых потерь с поверхности бака-аккумулятора. В этом случае целесообразнее использовать баки-аккумуляторы больших размеров. Например, прямоугольный бак-аккумулятор с ребрами 5×50 м, оборудованный теплоизоляцией, имеющей К = 0,1 ккал/(м2·ч·°С), в течение года может сохранять температуру 80°С. В зимний период тепло передается потребителю при температуре теплоносителя 50°С. У баков-аккумуляторов малых размеров, в которых количество запасенного тепла равно 3,75 · 106 ккал, теплопотери доходят до 112%, а у крупных баков, аккумулирующих 4,2 · 108 ккал тепла, теплопотери составляют всего 11,2%, т.е. преимущество крупных баков-аккумуляторов очевидно.