Статьи

 

 

Одним из таких мероприятий является установка пассивных систем солнечного теплоснабжения. Пассивные системы солнечного теплоснабжения представляют собой конструктивные элементы здания, обеспечивающие подогрев внутреннего воздуха за счет солнечной радиации.

Пассивные системы солнечного теплоснабжения являются перспективными для сокращения расхода топлива во время отопительного периода, отлично сочетаются с использованием дублирующего традиционного источника теплоснабжения, а также обеспечивают эффективное кондиционирование в теплый период года.

По климатическим условиям Украина относится к регионам со средней интенсивностью солнечной радиации, что вполне обеспечивает эффективную работу системы.

К достоинствам пассивных систем солнечного теплоснабжения также можно отнести относительную простоту конструкции, долговечность и удобство в эксплуатации.

Для оценки перспективности внедрения таких систем в Херсонском национальном техническом университете на кафедре энергетики и электротехники был произведен расчет теплотехнических параметров и экономической целесообразности их установки на примере двухэтажного жилого дома, общей площадью помещений 240 м2, расположенного в Херсонской области.

Существует большое количество вариаций конструктивного исполнения пассивных систем солнечного отопления. Простейшей из них является установка стеклопакета большой площади вместо участка наружной стены здания. Более сложные конструкции обеспечивают более стабильные значения температуры воздуха внутри помещения. Поэтому для расчета были выбраны две системы. Первая – простейшая пассивная система солнечного отопления открытого типа, называемая так из-за того, что в этом случае солнечное излучение попадает непосредственно в помещение и его энергия аккумулируется внутренними ограждающими конструкциями здания. Вторая – система солнечного отопления закрытого типа, конструктивно представляющую собой многослойную стену: первый слой (внутренний) – кирпич, оштукатуренный изнутри и окрашенный черной краской с наружной стороны, второй слой – воздушная прослойка толщиной 20 мм, третий слой (наружный) – стекло толщиной 4 мм. В этом случае нагрев воздуха в помещении осуществляется за счет разности коэффициентов поглощения излучения черной поверхности кирпичной прослойки и оштукатуренной.

Системы запроектированы к установке вместо южной стены второго этажа здания.

При установке пассивной системы необходимо принимать во внимание тепловую эффективность здания, на котором она размещается. При не соответствии теплотехнических параметров здания нормативным, его нужно утеплить теплоизоляционными материалами, лишь в этом случае пассивная система солнечного теплоснабжения будет работать эффективно.

Расчет был произведен для каждого месяца года в зависимости от среднемесячной температуры наружного воздуха и среднемесячного количества солнечной радиации, поступающей на поверхность рассматриваемого здания. В результате расчета был составлен тепловой баланс здания до и после установки пассивной системы солнечного отопления как открытого так и закрытого типа.

На рис. 1 и рис.2 для сравнения графически представлены значения среднемесячных температур внутри помещения до и после установки систем.

Рис. 1. Температуры внутри помещения при установке системы открытого типа:

1 – до установки системы;

2 – после установки системы.

Рис. 2. Температуры внутри помещения при установке системы закрытого типа:

1 – до установки системы;

2 – после установки системы.

В итоге, можно определить, что установка пассивной системы солнечного теплоснабжения закрытого типа для данного здания является целесообразной, так как приводит к снижению теплопотребления зданием на 26 ГДж за год (отопительный период) и полностью покрывает нагрузку на кондиционирование в летний период. Стоимость установки одного квадратного метра системы составляет порядка 100 грн. Срок окупаемости для данного мероприятия составляет 6,5 лет.

При установке пассивной системы солнечного отопления открытого типа снижение теплопотребления здания составляет 60 ГДж за отопительный период, стоимость установки одного квадратного метра системы составляет порядка 320 грн., срок окупаемости для данного мероприятия составляет 5.7 лет для системы открытого типа.

Таким образом, расчет энергетических характеристик пассивных систем солнечного теплоснабжения показал их эффективную работу для данного региона и доказывает перспективность их внедрения.

Список использованных источников:

1. СНиП 23-01-99 Строительная климатология / Госстрой СССР. – М.: Стройиздат.

2. Валов М. И., Казанджан Б. И. Системы солнечного теплоснабжения: Монография – М: Изд-во МЭИ, 1991.

3. СНиП II-3-79* Строительная теплотехника / Госстрой СССР. – М.: Стройиздат.

4. Даффи, У. Бекман. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии – М: Наука, 1977.