Суббота, 21.10.2017, 17:46



ENERGY - ACTIVE - BUILDINGS 

SOLAR HEATING 

Сезонный тепловой диод

КАКИМ  БУДЕТ  МИР  В  2025  ГОДУ ?

Команда аналітиків зробила детальний прогноз інновацій на найближчі 10 років. Як буде виглядати світ через 10 років? Цілком імовірно, що це питання цікавить багатьох людей, враховуючи, що ми живемо в епоху технологій, які стрімко розвиваються і навіть не намагаються стояти на місці.

Цим питанням задалися й аналітики однієй з найбільших в світі медіакомпаній Thomson Reuters. У своєму докладному звіті The World in 2025: 10 Predictions of Innovation (Світ у 2025 році: 10 прогнозів в галузі інновацій) вони розповіли, як зміниться наш світ.

Гряде ера Сонця

Збір, зберігання і перетворення сонячної енергії стануть настільки поширеними, що Сонце стане основним джерелом енергії на нашій планеті, а нафта і газ підуть у минуле.

КОНЦЕПЦИЯ "СЕЗОННЫЙ ТЕПЛОВОЙ ДИОД" И МИРОВАЯ ПРОБЛЕМА ТЕПЛООБЕСПЕЧЕНИЯ         

В 70-х годах прошлого столетия человечество осознало ограниченность запасов ископаемого топлива и необходимость развития альтернативной энергетики. Тема энергозбережения и энергоэффективности нашла воплощение в энергетических стратегиях развития индустриально развитых стран. И если в промышленности эти проблемы достаточно успешно решаются, то проблема обеспечения теплового комфорта мест постоянного пребывания человека общего решения ещё не имеет. Поэтому возникает задача решения проблемы теплообеспечения даже при условии, что не будут изобретены принципиально новые сверхэффективные источники энергии.

Теплообеспечение мест постоянного пребывания человека, а это жильё, объекты социально-культурного назначения, помещения для трудовой деятельности человека, осуществляется как за счёт традиционных источников энергии, так и за счёт инновационных организационно-технических решений, в том числе с использованием альтернативных источников энергии. В частности это: уменьшение прямых теплопотерь зданий; использование современного теплогенерирующего оборудования; строительство зданий "солнечной архитектуры"; сооружение т.н. "энергоактивных зданий", которые одновременно есть ""энергоэффективными" и оснащаются, как правило, солнечными коллекторами, тепловыми насосами и сезонными аккумуляторами тепла. Особое место занимают проекты экологичных поселений, построенных в 80-х годах прошлого столетия та новый канадский проект «Solar Heating with Seasonal Storage Canadian Activities». Дома этих поселений в основном оснащены солнечными коллекторами и тепловыми насосами. Поселения имеют общие сезонные аккумуляторы тепла - водяные или грунтовые, а также индивидуальные или коммунальные теплопункты. За счёт поглощения и сезонного аккумулирования солнечной энергии обеспечивается экономия потребления природного газа для отопления до 75%, для горячего водоснабжения - до 25% (канадский проект).  

На данном сайте представлена концепция "СЕЗОННЫЙ ТЕПЛОВОЙ ДИОД" (точнее "тиристор" - управляемый диод), разработанной в Научно-исследовательском институте энергетики Днепропетровского национального университета имени Олеся Гончара. Концепция базируется на техническом обеспечении использования солнечной энергии которое поступает на поверхность здания для теплообеспечения: поглощение солнечного излучения, преобразование его в тепло теплоносителя, аккумулирование в сезонном грунтовом аккумуляторе под зданием и использования в системе отопления. Таким образом в тёплый период года тепло солнечного излучения с поверхности здания сразу переносится в приповерхностный слой грунта, а в отопительный сезон дозировано расходуется для поддержания нормированного теплового режима в помещениях здания. Одновременно уменьшается нагрузка на систему охлаждения воздуха в помещениях летом. Широкое внедрение концепции решит проблему теплообеспечения мест постоянного пребывания человека за счёт тепла солнечного излучения на длительную историческую перспективу. Сотовой единицей концепции является ЭНЕРГОАКТИВНОЕ ЗДАНИЕ которое имеет в своём составе ЭНЕРГОАКТИВНЫЕ ОГРАЖДЕНИЯ (энергоактивные крыши, фасады) из ГЕЛИОПРОФИЛЯ, тепловой насос, сезонный грунтовый аккумулятор тепла, и которая использует энергию альтернативных источников - солнечное излучение, тепло грунта и воздуха. Гелиопрофиль - продукт "2 в 1": облицовочный строительный материал и солнечный тепловой коллектор с жидким и воздушным контурами теплоносителей (лучшее изобретение Украины 2005 года в области энергетики). 

   Возможность применения концепции на примере Украины.

Годовой приход солнечного излучения на земную поверхность с учётом облачности составляет 1000 кВт-час/м2 для севера и 1350 кВт-час/м2 для юга Украины. В тоже время годовое теплопотребление современных жилых зданий составляет 15-60 кВт-час/м2, что указывает на возможность обеспечения отопления солнечной энергией при условии её сезонной аккумуляции одно- и многоэтажных зданий. Далее представлены результаты математического моделирования работы системы теплообеспечения энергоактивного здания отапливаемой площадью 1000 м2. Были определены  энергоактивная крыша площадью 1000 м2 и количество теплообменных скважин численностью 80 шт. глубиной 70 м. каждая.  В течение года температура грунта сезонного грунтового аккумулятора тепла колеблется от +37 до +56 градусов Цельсия. На рабочий режим система теплообеспечения энергоактивного здания выходит на 3 - 5 год эксплуатации. Для обеспечения работы в установочный период и горячего водоснабжения в облачный период энергоактивное здание комплектуется модульной теплонасосной станцией. После выхода системы на рабочий режим часть тепловых насосов может быть демонтирована для использования в новых энергоактивных зданиях. 

Вышеизложенное обосновывает возможность построения экологически чистой системы теплообеспечения мест постоянного пребывания человека в соответствии с концепцией "Сезонный тепловой диод" без использования традиционных источников энергии и, самое главное, на длительную историческую перспективу. Сотовые единицы концепции - энергоактивные здания будут составлять энергоактивные поселения, микрорайоны, города с условно сплошным  сезонным грунтовым аккумулятором тепла. Дополнительным источником энергии, которое даёт возможность энергоактивным поселениям стать ЭНЕРГОАВТОНОМНЫМИ, есть бытовые и биологические отходы. Полученные био- и генераторные газы используются для работы когенерационных установок. Произведённая электроэнергия идёт на нужды поселения и для обеспечения работы систем теплообеспечения, а полученное тепло аккумулируется в сезонном грунтовом аккумуляторе тепла. Перспективные возможности возникают при использовании в составе энергоактивных ограждений ЭЛЕКТРОГЕЛИОПРОФИЛЯ. Электрогелиопрофиль - продукт "3 в 1": облицовочный строительный материал, солнечный тепловой коллектор с жидким и воздушным контурами теплоносителей и солнечная батарея. В этом случае энергоактивные здания являются одновременно и солнечными электростанциями, имеющими возможность работать по "зелёному тарифу". 

Главным затратным эксплуатационным фактором инфраструктуры энергоактивных поселений станет периодическая плановая замена отдельных её элементов и систем по завершению срока их безопасного использования.

Повсеместное внедрение концепции "СЕЗОННЫЙ ТЕПЛОВОЙ ДИОД" обеспечит энергонезависимость теплообеспечения человечества на длительную историческую перспективу.   

Форма входа
Поиск