uadepe.ru

Ескізний проект заміського сільського будинку з опаленням від сонячного колектора Стаття наука і жи

Ескізний проект заміського сільського будинку з опаленням від сонячного колектора. Стаття Наука і Жи

Розділ. ЕКО опалення

З чого, власне, починалося.

Зберіг вирізку з журналу «Наука і Життя», здається №12 за 1985 рік.

Публікую зі скороченнями (викинуті розлогі міркування про «прозорливі рішення КПРС і з`їздів» та ін, і опис нутрощів будинку. Оскільки мене цікавило власне пристрій і логіка роботи сонячного колектора.

Мої коментарі - похилим шрифтом. (К.Т.)

* * *

Арх. О.Семенов.

СОНЯЧНИЙ ДІМ

Можливість використання сонячної енергії для економії палива при обігріві характеризують такі цифри. Середнє за рік значення сумарної сонячної радіації, що надходить на добу на 20 м2 горизонтальної поверхні складає приблизно 50-60 квт. Це відповідає витратам енергії на опалення будинку площею 60 кв.м.

Ще в 1982 році був здійснений проектний експеримент, в якому розглядалася можливість поєднання геліосистеми опалення з невеликим сезонно населеним житловим будинком (дачею). Ескізний проект такого будинку і представлений на малюнках.

Аналіз вітчизняного та зарубіжного досвіду проектування «сонячних» будинків показав, що для умов експлуатації сезонно жилого житла середньої смуги Росії найбільш придатною є повітряна система теплопостачання. Повітря нагрівається в сонячному колекторі і по теплоізольованим воздуховодам подається в приміщення. Зручність використання повітряного теплоносія в порівнянні з рідинним очевидні: немає небезпеки що система замерзне, немає потреби в трубах і кранах, простота і дешевизна, можливість виготовлення геліосистеми своїми силами. Хоча очевидний мінус - невисока теплоємність повітря.



У частині розташування сонячного колектора на будинку переваги віддається вертикальному варіанту. Він багато простіше в будівництві і подальшому обслуговуванні. У порівнянні з похилим колектором (наприклад, розташованим на даху) не потрібно ущільнення від води, відпадає проблема снігового навантаження, з вертикальних стін простіше змити пил і т.д. Плоский вертикальний колектор крім прямої сонячної радіації буде сприймати і розсіяну, відображену від землі або снігу енергію в умовах похмурої погоди і при легкій хмарності.

У попередній статті я вже міркував на тему розташування колектора. Взимку взагалі то немає різниці, де розташований колектор, тому що тривалість дня невелика (6-8 годин) та й погода здебільшого похмура. А в той період, коли сонце світить, вертикальний колектор відверто програє похилому. Оскільки сонця швидко збільшує кут нахилу і вертикальний колектор швидко втрачає свою ефективність. Сонячний колектор повинен знаходитися в площині максимально перпендикулярній площині руху Сонця максимально більший час. Вертикальний колектор ніколи не знаходиться в такій ситуації.

Колектор не створює високопотенційне теплоти, як це робить концентрує колектор, але для конвекційного опалення цього і не потрібно, тут досить мати низькопотенційну теплоту. За проектом сонячний колектор розташовується на фасаді орієнтованому на південь (припустиме відхилення до 30 град на схід або на захід). Його площа становить 21 кв. метр.

Колектор такої площі може віддати пікову потужність до 15-20 кВт * год. Це не так вже й багато, як хороша піч. Цього явно недостатньо для опалення і тим більше накопичення тіла навіть на ніч. Треба використовувати практично всю доступну площу будинку для накопичення теплової енергії.

Так наприклад на малюнку зображений режим вентиляції теплиці. Але ж теплиця так само є тепловим колектором. Чому б не скидати надлишок тепла в тепловий акумулятор?

Конструктивно сонячний колектор являє собою ряд засклених вертикальних коробів, внутрішня поверхня яких затемнена матовою фарбою, що не дає запаху при нагріванні. Ширина короба ок. 60 см. Це визначається шириною віконного скла, що б його не потрібно було різати. Глибина коробі - 10-12 см. Вертикальні перегородки між коробами виготовляються з дерев`яного бруса, набитого на стіну будинку. Скління виконано звичайним чином, у верхній точці виконано подвійне скління для зменшення тепловтрат. Повітроводи виконані з дощок, фанери або оргаліту. (Метали та пластмаса небажані).

Слід нагадати, що стаття написана в 1985-му році. Зараз найлогічніше використовувати стільниковий полікарбонат. Він має два шари, що зменшує тепловтрати, які не дуже крихкий і витримує значні снігові навантаження (при правильній обрешітки). Тобто в сучасних умовах краще все ж робити похилий колектор, з кутом нахилу 35 градусів. При такому нахилі і сніг на даху триматися не буде.

Сучасні повітропроводи так само часто металеві та пластикові. Тільки їх потрібно відповідним чином теплоизолировать. Різна запірна арматура і керовані клапана так само є в продажу, що вирішує проблему автоматизації та механізації процесу.

Нерівномірність потоку сонячної радіації протягом дня, а також бажання обігрівати будинок вночі й у похмурий день диктує необхідність влаштування теплового акумулятора. Вдень він накопичує зайву теплову енергію, а вночі віддає. Для роботи з повітряним опаленням найбільш раціональним вважається гравійно-гальковий акумулятор. Він дешевий і простий в будівництві. Гравійну засипку можна розмістити в утепленій цокольній частині будинку. Тепле повітря нагнітається в акумулятор за допомогою малопотужного віконного вентилятора. Для будинку, проект якого на малюнках досить акумулятора з об`ємом засипки від 3 до 6 кубометрів.

Теплоємність каменю значно нижче ніж у води. Тобто 5 кубометрів води запасуться тепла значно більше, ніж 5 кубометрів щебеню. Крім того, чим вище різниця температур акумулятора і навколишнього середовища, тим вище швидкість теплообміну і більше тепловтрати. Тому вигідніше нагрівати можливо більший теплоаккумулятор на невелику температуру, ніж дрібненький - на велику температуру.

Єдиний плюс гравійного або кам`яного акумулятора - він «вічний» і не треба влаштовувати теплообмінник. Купа каміння і є теплообмінник. Але великий камінь зараз у великій ціні.

Я б в даному випадку віддав перевагу використовувати «камені» з теплоємністю води. Наприклад, можна використовувати ПЕТ пляшки або каністри на 5-10-20 літрів води, укладені в стелаж.

Система сонячного обігріву будинку працює в трьох режимах: опалення від колектора, акумулювання енергії та опалення від акумулятора.

У прохолодні про сонячні дні повітря нагрівається в колекторі і поступає в приміщення через отвори у стелі. Циркуляція повітря йде за рахунок природної конвекції.

У ясні теплі дні гаряче повітря забирається з верхньої зони колектора і за допомогою вентилятора прокачується через гравій, заряджаючи акумулятор тепловою енергією.

Для нічного опалення і при похмурій погоді повітря з приміщення прокачується через акумулятор і повертається в кімнати підігрітий.

Бак для гарячої води розташований в теплоизолированном відсіку теплиці над душовою нагрівається безпосередньо сонячним промінням.

Зрозуміло, що в середній смузі геліосистема лише частково забезпечує потребу в опаленні. Розрахунки показують, що сезонна економія палива за рахунок комплексного використання сонячної енергії може досягати 50%.

Будинок має односхилий дах, так як повинен мати максимально великий фасад, звернений на південь. Блокування з теплицею так само працює на теплозбереження. У теплицю потрапляєш безпосередньо з дому, а сама теплиця зменшує втрати тепла через стіну будинку. З північного боку теплиця захищена хозблок. Скляні стіни теплиці зсередини покриті поліетиленовою плівкою з повітряним прошарком в 10 см. Це в 2 рази скорочує тепловтрати, не тане утворюватися конденсату і практично не послаблює сонячну радіацію.

На мій погляд, теплицю краще пристроювати з південного боку. Таким чином в площа колектора можна буде включити і саму площу теплиці, і вертикальну стіну будинку, що примикає до теплиці. Неважко розрахувати ефективну площу такого колектора.

К. Тимошенко

Вам сподобалось? тоді:

Поділися в соціальних мережах:


Схожі