Солнечный водонагреватель
Cтраница 1
Солнечные водонагреватели ( гелиоустановки) в последнее время находят все более широкое применение, особенно в южных районах страны. В простейшем виде их выполняют в виде плоского металлического бака, окрашенного в черный цвет. В солнечный день вода в баке может нагреться до 30 - 40 С и подается в душ или на хозяйственные цели. [1]
 |
Простой водонагреватель из черного полиэтиленового шланга.| Пленочный водонагреватель. [2] |
Самый простой солнечный водонагреватель можно сделать, используя черный пластмассовый шланг, который для этого сворачивается в виде спирали в бухту и укладывается. Один конец шланга надевается на водопроводный кран, а второй соединяется с душем. [3]
Место для размещения солнечного водонагревателя выбирают таким образом, чтобы обеспечивалась его эффективная и надежная работа и не возникала опасность для людей и самого здания. Участок крыши, на котором устанавливается солнечный водонагреватель, должен выдерживать дополнительную нагрузку от веса установки. Коллекторы и их опорные конструкции должны быть надежно прикреплены к несущей конструкции, чтобы предотвратить их падение под действием ветра, снежных буранов и других внешних воздействий. [4]
В качестве примера солнечного водонагревателя открытого типа, использующего покрытие с высокой погло-щательной способностью, можно привести подогрев воды в плавательном бассейне Мельбурна. В качестве гелио-приеммика используется крыша-противень из металла, на который нанесено селективное покрытие; с внутренней стороны приемник теплоизолирован. Такая конструкция позволяет повысить температуру поверхности на 37 8 С и нагревать воду, подаваемую насосом из бассейна, равномерно пускаемую по поверхности противня и затем направляемую снова в бассейн. Коэффициент полезного действия устройства 37 - 59 %, а подогрев воды осуществляется до 32 - 37 С. [5]
Солнечная энергия уже используется в миллионах индивидуальных солнечных водонагревателей, главным образом в Японии, Австралии, Израиле, США и СССР. Здесь не требуется применения каких-либо научных достижений, которые необходимы для реализации крупномасштабных проектов, особенно в отношении хранения энергии. Не исключено, однако, что крупномасштабные проекты вовсе не так уж нужны; возможно, что наилучшее применение солнечной энергии для блага человечества будет достигнуто путем использования малых установок. Примерно 20 % общего потребления энергии в США расходуется на отопление и кондиционирование жилых и коммерческих зданий. Примерно 80 % населения Земли живет между сороковыми градусами северной и южной широты, и кондиционирование воздуха в тропических и субтропических странах будет важным направлением в улучшении условий жизни. Поэтому распространение малых приборов для использования солнечной энергии может сыграть такую же существенную роль, как распространение керосиновых ламп во второй половине прошлого столетия. В 1979 г. насчитывалось [47] почти 200 фирм в южных районах США, готовых производить концентраторы солнечной энергии и системы для ее хранения с рабочими температурами до 325 С для отопления и кондиционирования, а для промышленного нагрева одна из фирм поставляет оборудование, с помощью которого можно достигнуть температуры 483 С. В Одейло ( Франция) имеется уникальная солнечная печь, в которой температура достигает 3800 С. [6]
В городе Тяньцзине в КНР завершено строительство пятиэтажного жилого здания, оборудованного солнечными водонагревателями, которые смонтированы на балконах или на крыше в каждой квартире. [7]
В СССР, Австралии, США, Японии, Индии и других странах уже эксплуатируется несколько миллионов солнечных водонагревателей для домашних нужд. В Узбекской ССР испытываются полупроводниковые электронагреватели, опреснители, холодильники, гелиокухни. В Туркмении создаются установки пастбищного водоснабжения и кондиционирования воздуха в помещениях. Аналогичные работы ведутся и в других южных республиках СССР. [8]
Так, в г. Пасадена ( США) еще в 1897 г. около 30 % домов снабжалось горячей водой от солнечных водонагревателей, а в 1940 г. в районе Майами во Флориде функционировало более 60 тыс. таких водонагревателей. В последние годы начались большие работы по внедрению солнечных систем отопления и охлаждения во многих странах США, Японии, ФРГ, Швеции и др. В США в 1981 г. ввели примерно ПО тыс. гелиосистем для отопления и горячего водоснабжения отдельных зданий, производство солнечных коллекторов составило 1 86 млн. м2, а общее число зданий, оснащенных гелиоустановками, достигло к 1982 г. 300 тыс. В Австралии к 1982 г. установили более 100 тыс. м2 солнечных коллекторов. [9]
Место для размещения солнечного водонагревателя выбирают таким образом, чтобы обеспечивалась его эффективная и надежная работа и не возникала опасность для людей и самого здания. Участок крыши, на котором устанавливается солнечный водонагреватель, должен выдерживать дополнительную нагрузку от веса установки. Коллекторы и их опорные конструкции должны быть надежно прикреплены к несущей конструкции, чтобы предотвратить их падение под действием ветра, снежных буранов и других внешних воздействий. [10]
В настоящее время применение солнечной энергии считается экономически выгодным разве что для небольших домашних водонагревателей, однако продолжающийся рост цен на ископаемое топливо, несомненно, склонит чашу весов на сторону этого вида энергии. Основными проблемами, связанными с внедрением солнечных водонагревателей, являются высокая капитальная стоимость такой установки и трудности, связанные с предотвращением потерь тепла на переизлучение и конвекцию у солнечного коллектора, которые увеличиваются по мере нагрева воды до нужной температуры. Делались попытки использовать стекла с избирательным пропусканием по спектру, а также различные способы теплоизоляции и разные варианты циркуляции воды, но все это требует дальнейшего творческого экспериментировав ния. [11]
Целый экологически чистый город, все энергетические потребности которого, будут удовлетворяться за счет возобновляемых источников, строится в Бразилии. Вместо крыш на домах этого необычного города будут расположены солнечные водонагреватели. Четыре ветряных двигателя приведут в действие генераторы мощностью по 20 киловатт каждый. В безветренные дни электроэнергия будет поступать из стоящего в центре города здания, стены и крыша которого сделаны из солнечных батарей. [12]
На Кубе широко используются ветряные двигатели для подъема воды из скважин для бытовых и сельскохозяйственных нужд. В восточных провинциях ( особенно в районе Сантьяго) применяются солнечные водонагреватели для снабжения горячей водой жилого и коммунального сектора. [13]
Для современного общества характерно стремление людей хотя бы на время скрыться от повседневной суеты и обрести покой в уединении. Эти фантазии подогреваются множеством печатных брошюрок, авторы которых рассказывают, как построить, скажем, ветряной двигатель, солнечный водонагреватель или генератор метана, хотя, конечно, никто никогда не воспользовался этими проектами. [14]
Стоимость гелиоустановок зависит от области применения, типа и характеристик установок, местных климатических особенностей. Установка окупается за счет обеспечиваемой ею экономии топлива. Солнечные водонагреватели в зависимости от конструкции и климатических особенностей местности окупаются в течение 3 - 10 лет. Срок окупаемости зависит также от цены на топливо - с ее ростом он сокращается. По истечении этого срока установка дает чистую прибыль. Гелиоустановки отопления имеют большой срок окупаемости из-за низкого коэффициента использования при высокой стоимости. Как правило, они рассчитываются на покрытие тепловой нагрузки в переходный период. Следует иметь в виду, что для сокращения срока окупаемости установка должна использоваться большую часть года. [15]
Страницы: 1 2