среда, 28 ноября 2012 г.

Гравий – как накопитель солнечного тепла


     Солнечная энергия может накапливаться и аккумулироваться в различных теплопроводящих средах. Чаще всего, в отопительных и нагревательных установках в качестве такой среды выступает обычная вода. Вода имеет высокую плотность, теплоёмкость, отличную теплопроводящую способность, а также тепловую энергию, содержащуюся в нагретой воде удобнее всего транспортировать потребителю по трубопроводам и подключающим линиям. Однако, “теплоноситель-вода” подходит только для специальных конструкций оборудования, например для солнечного коллектора, теплового насоса, теплообменника или водонагревателя. Воду нельзя, к примеру, интегрировать в конструкцию наружной стены, потолка или пола, используя тем самым ее в качестве
дополнительного теплоизоляционного слоя.
      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 отопительные  гелиосистемы, 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 °C  в помещении, с площадью пола 18-20 м3  для 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 полом  сеть 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:

Комментариев нет:

Отправить комментарий