Вторичные энергетические ресурсы ч. 3

Гелиоприемники по принципу действия подразделяют на плоские, получающие солнечную энергию с той же плотностью, с которой она достигает поверхности земли, и фокусирующие, значительно увеличивающие плотность солнечной энергии за счет использования параболических, цилиндрических или линзовых зеркал. Устройства второй группы из-за сложности оборудования и большой стоимости не получили применения для теплоснабжения теплиц. Устройства первой группы в виде плоских коллекторов конструктивно просты. В настоящее время их широко применяют для теплоснабжения теплиц, так как они обеспечивают нагрев теплоносителя до 40... 100 °С.

В Украине налажен промышленный выпуск плоских коллекторов (рис. 4.11, а) из стальных или алюминиевых штампованных панелей (табл. 4.15).

Гелиоводонагреватели из металла имеют большую стоимость, их применяют для обогрева небольших или индивидуальных тепматериалов [70]. Разработаны солнечные концентраторы с цилиндрическими отражателями, монтируемыми на элементах каркаса теплицы. Они представляют собой надувной цилиндр, одна половина которого изготовлена из прозрачной пластмассовой пленки, а другая — из алюминиевой фольги, которая образует отражатель, концентрирующий солнечные лучи на металлической трубе, находящейся внутри цилиндра (см. рис. 4.11, б). Схемы различных видов гелиотеплиц приведены в § 5.6.3.

Так как поступление энергии солнца не совпадает с графиком теплопотребления, возникает необходимость в использовании аккумуляторов теплоты (табл. 4.16). В качестве аккумуляторов теплоственные каменные породы и грунт (см. табл. 4.16). Поэтому для теплиц наиболее рационально использовать в качестве аккумулятора грунт и основание под ним, а в качестве теплоносителя воду. Водяное аккумулирование является для теплиц наиболее подходящим, исходя из теплотехнических, конструктивных и экономических соображений.

Конструктивные решения аккумуляторов теплоты отличаются многообразием. Это могут быть теплоизолированные баки с водой, так называемые солнечные бассейны, в которых солнечная энергия поглощается непосредственно водой и зачерненным дном бассейна; бетонные и гравийные основания под слоем грунта в теплице, траншеи, заполненные щебнем или галечником и т. д.

Для бесперебойного теплоснабжения потребителей системы гелиотеплоснабжения комбинируют с котельными, теплогенераторами на жидком или газообразном топливе, электронагревательными устройствами, а также применяют тепловые отходы или вторичные энергоресурсы промышленных предприятий. Целесообразность использования того или иного теплового дублера определяют местными условиями (наличие топлива, недорогой электроэнергии, вторичных энергоресурсов и т. п.) и технико-экономическим расчетом.

Для повышения эффективности систем гелиотеплоснабжения предложены различные конструктивные усовершенствования теплиц: устройство ассиметричной кровли, трансформирующихся экранов из полимерных материалов и др. [1, 10, 22, 46, 70].

Ниже приведена методика упрощенного расчета гелиоустановок. Более детальные методики расчета гелиосистем теплоснабжения различных типов приведены в специальной литературе.