Разработка систем солнечного электро- и теплоснабжения в типовых жилых домах, построенных в сельской местности Кашкадарьинской области Узбекистана



Научные исследования в области использования солнечной энергии для целей отопления, в основном, ведутся по разработке и исследованию пассивных систем солнечного отопления, отличающихся от активных систем, прежде всего простотой по реализации и дешевизной. Среди пассивных систем солнечного отопления в регионах с умеренным климатом наибольшее распространение получили инсоляционные системы, основанные на непосредственном поступлении энергии солнечного излучения в отапливаемые помещения, через светопроемы (обычно увеличенных размеров) на южной стене. Они нашли широкое применение в высотных зданиях со сплошными наружными светопрозрачными ограждениями из тонированного стекла, а также в застекленных балконах и верандах жилых зданий. Поскольку, преобразование энергии солнечного излучения в тепловую, в инсоляционных системах происходит после ее поступления в отапливаемые помещения, их тепловая эффективность существенно (в 1,5÷2 раза) выше, чем у традиционных активных и пассивных систем солнечного отопления [1, 2].

Основным элементом инсоляционных пассивных систем солнечного отопления является трехслойное светопрозрачное ограждение (СПО) из простого оконного стекла, с замкнутыми воздушными прослойками между слоями, устанавливаемое на южной вертикальной стене объекта.

Для снижения недостатков и повышения эффективности этих систем в рамках данного проекта предлагается применение частично лучепоглощающего слоя в трехслойном СПРО, устанавливаемого во внутреннем ряду, вентилирование воздушной среды отапливаемого помещения через воздушную прослойку (продух), замоченную внутренним и средним слоями рассматриваемого ограждения.

На сегодняшний день технологи создали такой продукт как теплосберегающая пленка для окон, который способен сохранить тепло в помещении с минимальными потерями, при этом сохраняя свет и уют в комнате.

Пленка, имеющая множество слоев ионо-плазменного покрытия, способна обеспечить прохождение видимого света, при этом будет задерживаться ультрафиолетовое излучение и значительно уменьшиться интенсивность инфракрасного спектра, почти в два раза. Правильно установив пленку, можно обеспечить себе оптимальный климат, как на зимний, так и на летний период.

По предварительным расчетам, общие потери тепла могут достигать 60 процентов, причем 30 процентов тепла уходит через оконные стекла (рис.1). Для того чтобы снизить до минимума теплопотери в помещении, применяется специальная энергосберегающая пленка для окон. Энергосберегающая пленка, благодаря своей структуре, отражает лучи в летнее время, предохраняя помещение от чрезмерного перегрева, и сохраняет тепло зимой, отражая лучи вовнутрь [3].

Рис. 1. Принципиальная схема работы теплосберегающей пленки в летние и зимние периоды года

Принцип действия данной пленки заключается в том, что она отражает инфракрасные лучи, пропуская при этом видимый свет. Эта пленка имеет многослойную композитную структуру. На каждый слой пленки, толщина которых всего несколько микрон, наносится микроскопический слой керамики или металла.

В отличие от специальных энергосберегающих стекол, энергосберегающая пленка отличается большой практичностью и удобством, а главное не оказывает негативное влияние на прозрачность стекла в любом диапазоне.

Ожидается, что в результате реализации предложенной технологии коэффициент замещения топлива инсоляционных солнечных систем отопления, может быть поднят до 0,30–0,35; существенно сглажен график суточного хода температуры воздушной среды отапливаемого помещения и снижено теплопоступление через СПО в летнее время..

В панельно-лучистых систем отопления, как правило, применяется теплоноситель с температурой 35–40⁰С, что в 2 раза меньше чем у традиционных радиаторных систем. Тепловая эффективность ПСК для нагрева жидкого теплоносителя до 35–40⁰С в зимнее время практически более, чем в два раза выше по сравнению с нагревом теплоносителя до 70–80⁰С.

Как видно, применение панельно-лучистых систем в системах солнечного отопления позволяет существенно снизить затраты на ПСК.

В связи с тем, что в панельно-лучистых системах солнечного отопления возможно аккумулировать значительное количество солнечного излучения во внутренних ограждениях отапливаемых помещений, что позволяет существенно сократить затраты на тепловое аккумулирование системы. На рис. 2 показана принципиальная схема лучисто –панельной системы отопления.

Рис. 2. Принципиальная схема лучисто –панельной системы отопления

Ожидаемые результаты:

1. Система солнечного горячего водоснабжения объекта, даёт возможность сэкономить топливно- энергетические ресурсы расходуемые в период года (апрель-октябрь) месяцы на 100 %.
2. Инсоляционные системы солнечного отопления с энергоактивными светопрозрачными ограждениями, дают возможность сэкономить топливно- энергетические ресурсы расходуемые на зимнее отопление до 30 %.
3. Панельно-лучистая система (напольного отопления) солнечного отопления, которая даст возможность сэкономить топливно- энергетические ресурсы расходуемые на зимнее отопление до 50 %.

Литература:

1. Лабейш В. Г. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: -Спб.: СЗТУ, 2003. -79 с.
2. Голицын М. В. Альтернативные энергоносители. –М.: Наука, 2004. -159 с.
3. Городов Р. В. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: -Томск: ТПУ, 2009 г. -294 с.