Поэтому на помощь приходят твердые теплоаккумулирующие материалы, такие как щебень, гравий, кирпич, бетон, в крайнем случае воздух. Не секрет, что именно крупные заполнители (щебень и гравий) являются отличным материалом для накопления солнечного тепла. Часто при строительстве домов оставляется место в конструкции стены для заполнения его камнями и крупнозернистым песком. Солнечное тепло, проходя через прослойку между щебнем или гравием не покидает ее, а задерживается,увеличивая тем самым температурную обстановку в помещении. Некоторые отопительныегелиосистемы, а также воздушные солнечные коллектора, вместо жидкого теплоносителя используют гравий в качестве теплового аккумулятора. Многие печки и камины работают по такому же принципу. Развитие твердых теплоаккумулирующих батарей впервые началось в США и Великобритании. Пожалуй, главным недостатком гравийного теплонакопителя является его низкая величина теплосодержания, по сравнению с водой. Для получения одной и той же тепловой мощности гравия по объему понадобится в 2-2,5 раза больше, чем воды. Тем не менее щебень и гравий можно разместить в помещении под полом, обуздав тем самым отоплении в доме с помощью системы «теплый пол». В этом случае могут возникнуть значительные сопротивления солнечному потоку, поэтому для каждого конкретного случае необходимо использовать какой-либо прибор (например насос), чтобы обеспечивать непрерывную и равномерную циркуляции воздуха под полом. Для поддержания комфортной температуры в пределах 20-22 °Cв помещении, с площадью пола 18-20 м3для системы “теплый пол” понадобится слой гравия или щебня толщиной не менее 30 см. Очень важно не смешивать крупные камни с мелкими, поскольку это может привести к помехам при циркуляции воздуха. Оптимальный вариант – подобрать частицы с одинаковыми размерами и формой. Недостаток такой системы: возможность обогрева только тех помещений, которые расположены на 1-ом этаже. Гравийный теплоаккумулятор под полом можно использовать, как источник тепла для горячего водоснабжения на бытовые нужды. Достаточно проложит под поломсеть трубопроводов и подключить их к простейшему баку-накопителю тепловой энергии, а сверху на трубы уложит слой гравия. Накопившееся тепло в воздушной прослойке между частичками камней будет нагревать холодную воду в трубках, а та в свою очередь направляться в расширительный бак для обеспечения дома горячим водоснабжением. Циркуляция в таких системах может быть, как естественной (за счет разности температур холодной и горячей воды), так и принудительной (с помощь циркуляционного насоса). Установка гравийных теплоаккумуляторов позволит повысить эффективность использования солнечного излучения,а также сократить расход электроэнергии на традиционном способе отопления и горячего водоснабжения.Читайте по теме:
Предлагаю обговорить такую схему аккумулирования «летнего» тепла от коллекторов до холодов:http://www.teplodarom.com/site.xp/049054051124050053049.html Не «хоронить» тепло в грунт — а аккумулировать сезонно под домом-обогрев по типу теплого пола. Если загонять тепло на 1,7 метра(глубина закладки ПНД труб в грунт под домом) то тепловая волна только к холодам поднимется к поверхности пола. Также можно использовать грунтовый контур летом для кондиционирования(тоже тепло в грунт аккумулировать). Толково продумано (минимум высокотехнологических изделий и материалов) и уже есть реальные модели:https://www.forumhouse.ru/threads/208223/page-10 и еще:https://www.forumhouse.ru/threads/201514/page-17 Планирую развить идею в направлении доступности реализации. Тогда летом даже черный шланг кольцом выработает свои 500 кВт на м квадратный за сезон. 3 кольца из шланга ПНД 25-32 диаметром 1 м(плотносвитая улитка-50 м шланга примерно) до 9 м квадратных будут. Они зарядят за лето (для дома 10х10) аккумулятор 10х10х2 м емкость 4 МВт (КПД аккумулятора 50% ) значит можно получить зимой 2 МВт. На зиму отключить, слить воду и в сарай(склад) до следующего сезона. Параллельно работает высокоэффективный коллектор всесезонка-селективное покрытие, водка или другая незамерзайка в системе, пластинчатые теплообменники, насосы и т.д. — для зимы дожать еще пару МВт на всякий случай и ГВС обеспечить. P.S. весной в грунт даже вода 10 гр цельсия (воздух пусть 8) будет в пользу, там всего 4-6 градусов в то время(остудит воду до 7 градусов), работа солнечного коллектора с Т обратки ниже Т окр. среды-мечта «колектороводов». Летом и осенью до 35 градусов с коллектора( воздух 20-25) при дельте 10 градусов — селективные покрытия «вредны» даже(и цена коллектора резко падает )
Настоящим постом мы открываем цикл статей об использовании сезонных аккумуляторов тепла. В данной статье на примере жилого района в Швеции рассмотрено применение сезонного грунтового аккумулятора, работающего без теплового насоса.
Таблица 1. Десять наибольших центральных отопительных солнечных систем Европы, которые были введены в эксплуатацию до 2000 года (кликните для увеличения изображения)
В центральной и северной Европе еще с 1995 года стали популярны сезонные аккумуляторы для хранения тепловой энергии солнца, накопленной в теплое время года, и ее утилизации в холодное время.
На рисунке ниже представлены 4 вида сезонных аккумуляторов солнечной энергии, но в данной статье будет идти речь непосредственно о грунтовом аккумуляторе (duct heat store).
Виды сезонных аккумуляторов тепловой солнечной энергии (кликните для увеличения изображения)
Для строительства и успешной эксплуатации грунтового аккумулятора необходимо соблюдение таких условий как: соответствующий состав грунта и достаточно свободного пространства.
Концепция данной системы состоит в хранении солнечной тепловой энергии непосредственно в грунте. Подходящими геологическими формациями для ее применения могут быть, к примеру, горная/скалистая почва или водонасыщенный грунт. Зарядка и разрядка грунтового аккумулятора осуществляется с помощью вертикальных теплообменников, помещенных в буровые скважины на глубину 30 – 100 м. На поверхности аккумулятора находится слой изоляции, предотвращающий потери тепла в окружающую среду. Во время зарядки, тепловой поток направлен из центра к периферии, чтобы в результате получить более высокие температуры в центре и более низкие на границе. Во время разрядки направление теплового потока обратное.
Преимуществом такой системы является модульная конструкция, которая дает возможность к расширению. Дополнительные буровые скважины с вертикальными теплообменниками могут быть легко добавлены, например, в случае увеличения количества отапливаемых домов в жилом районе. [Schmidt T., Mangold D., Müller-Steinhagen H., July 2003. Central Solar Heating Plants with Seasonal Storage in Germany. Solar Energy, 76: 165-174.]В конце 2002 в одном из жилых районов вблизи Стокгольма – Аннеберге была запущена в эксплуатацию солнечная тепловая система с сезонным грунтовым аккумулятором без использования теплового насоса. Разработка данной солнечной тепловой системы с грунтовым аккумулятором в Швеции была частью проекта Европейского Союза EU THERMIE, целью которого являлось исследование и разработка крупномасштабных солнечных отопительных систем для жилищного строительства. Предварительное моделирование и расчет системы были осуществлены в компьютерном программном обеспечении TRNSYS и MINSUN и на основании полученных результатов была выбрана оптимальная конфигурация системы. [Nordell B., Hellström G., 2000. High Temperature Solar Heated Seasonal Storage System for Low Temperature Heating of Buildings. Solar Energy, 69 (6): 511-523]
Одним из требований местного муниципалитета являлось создание жилого района, который был бы экологически чистым. Место для этого было выбрано удачно – весь жилой район окружен хвойным лесом и при этом находится всего в 10 км к северу от Стокгольма. В процессе строительства были использованы такие материалы как дерево твердой породы, водорастворимые краски, экологическая теплоизоляция и т.д. Одна из комнат в каждых апартаментах может быть полностью электрически изолирована, что в конце 90-х считалось благоприятным для здоровья. Каждый житель района ежедневно вносит свой посильный вклад в сохранение и улучшение экологической ситуации, путем соблюдения правил по переработке отходов, а также заботе об окружающей природе.
Данная солнечная тепловая система состоит из 2 400 кв.м солнечных коллекторов, размещенных на крышах 50-ти частных домов, грунтового аккумулятора объемом 60 000 куб.м, 13 сабъюнитов с водными баками-аккумуляторами для горячего водоснабжения, низкотемпературной системы отопления (теплый пол) и дополнительных электронагревателей для отопления и горячего водоснабжения. Отопление домов обеспечивается системой теплых полов с расчетной температурой 27/32 градусов Цельсия. Общая отопительная площадь – 5 444 кв.м. Ежегодное потребление энергии для отопления – 565 МВт*час. Крыши домов сориентированы в юго-восточном направлении с углами наклона 15 гр., 31 гр., 37 гр. На крышах установлены солнечные коллекторы с пропилен гликолем в качестве теплоносителя.
Контур солнечных коллекторов отделен от контура теплового аккумулятора и системы отопления с помощью теплообменников. Солнечная радиация является непостоянной, поэтому для обеспечения круглогодичного горячего водоснабжения и отопления необходим сезонный аккумулятор тепла. Соответственно, такой аккумулятор был спроектирован объемом 60 000 куб.м с 99 скважинами глубиной 65 м и расстоянием между ними 3 м. Около 60 % ежегодного потребления энергии, затрачиваемой на отопление, обеспечивается солнечной тепловой системой. Тем не менее, жители Аннеберга недовольны работой солнечной системы, которая согласно предварительным оценке и расчетам должна была работать значительно эффективнее. В 2007 году были проведены два исследования для выявления причин низкой эффективности системы. Исследования показали, что
1) грунтовый аккумулятор еще не достиг стационарного состояния температур;
2) потребление энергии жильцами на отопления и горячее водоснабжение превышает заданные параметры при моделировании системы;
3) потери в распределительной сети намного выше ожидаемых, в то время как уровень полученной солнечной энергии ниже.
Ожидаемый срок, в течение которого тепловой аккумулятор должен достичь стационарного состояния, был определен на этапе проектирования, как 7-8 лет. По истечении указанного срока, в 2010 – 2011 годах было проведено новое исследования эффективности солнечной системы, о результатах которого читайте в следующей статье из нашего цикла.
Источник
___________________________________________________________
Имея хороший экономный домик, а главное энергоэфективный, можно начать получение прав в гибдд чтобы приобрести себе такой же экономный автомобиль, а лучше электрокар. Собственный транспорт должен быть экологичность насколько это может быть.
Используемые источники:
- http://alterenergetika.blogspot.com/2012/11/blog-post_28.html
- http://house4u.com.ua/forum/threads/sezonnyj-akkumuljator-teplovoj-ehnergii.145/
- https://www.ekopower.ru/primenenie-sezonnogo-gruntovogo-akk/
