RU2846151C1 - Solar electric heating plant - Google Patents
Solar electric heating plantInfo
- Publication number
- RU2846151C1 RU2846151C1 RU2025106680A RU2025106680A RU2846151C1 RU 2846151 C1 RU2846151 C1 RU 2846151C1 RU 2025106680 A RU2025106680 A RU 2025106680A RU 2025106680 A RU2025106680 A RU 2025106680A RU 2846151 C1 RU2846151 C1 RU 2846151C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- heat
- temperature sensor
- wall
- solar
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к оборудованию для отопления производственных и вспомогательных помещений сельскохозяйственного назначения, в частности для животноводческих помещений.The invention relates to the field of agriculture, namely to equipment for heating production and auxiliary premises for agricultural purposes, in particular for livestock premises.
Известны активные и пассивные отопительные установки для отопления помещений солнечного теплоснабжения зданий. На основании теоретических и натурных испытаний установлено, что развитие систем солнечного теплоснабжения является перспективным. Оно позволит сэкономить большое количество органического топлива, улучшить экологическую ситуацию.Active and passive heating installations for heating of solar heating rooms of buildings are known. Based on theoretical and natural tests, it has been established that the development of solar heating systems is promising. It will save a large amount of organic fuel, improve the environmental situation.
Характерным признаком активных отопительных установок является наличие коллектора солнечной энергии, аккумулятора теплоты, дополнительного источника энергии, трубопроводов, теплообменников, насосов или вентиляторов и устройств их автоматического контроля и управления. В пассивных отопительных установках роль солнечного коллектора и аккумулятора теплоты обычно выполняют сами ограждающие конструкции здания, а движение теплоносителя (воздуха) осуществляется за счет естественной конвекции без применения вентилятора.A characteristic feature of active heating systems is the presence of a solar energy collector, heat accumulator, additional energy source, pipelines, heat exchangers, pumps or fans and devices for their automatic control and management. In passive heating systems, the role of the solar collector and heat accumulator is usually performed by the enclosing structures of the building themselves, and the movement of the coolant (air) is carried out due to natural convection without the use of a fan.
Сравнение активных и пассивных отопительных установок дает возможность выявить их преимущества и недостатки. Преимущества активных установок связаны с легкостью и гибкостью интегрирования их со зданием и возможностью автоматического управления работой отопительной установки, а также снижением тепловых потерь.Comparison of active and passive heating systems allows to identify their advantages and disadvantages. The advantages of active systems are related to the ease and flexibility of their integration with the building and the possibility of automatic control of the heating system, as well as the reduction of heat losses.
Недостатками активных отопительных установок являются недостаточная надежность оборудования, в том числе системы автоматического управления, неправильная его установка и монтаж, сложность технического обслуживания, опасность замерзания и коррозии, а также их высокая стоимость.The disadvantages of active heating systems are the lack of reliability of the equipment, including the automatic control system, its improper installation and assembly, the complexity of maintenance, the risk of freezing and corrosion, as well as their high cost.
Пассивные отопительные установки просты, надежны в работе и недороги.Passive heating systems are simple, reliable in operation and inexpensive.
К недостаткам пассивных систем солнечного теплоснабжения являются возникающие трудности с поддержанием температурного режима, необходимого для обеспечения теплового комфорта в отапливаемых помещениях, невозможность их использования в ночное время, низкий КПД.The disadvantages of passive solar heating systems include difficulties in maintaining the temperature regime necessary to ensure thermal comfort in heated rooms, the impossibility of using them at night, and low efficiency.
Известен солнечный дом, содержащий ограждающие конструкции стен, и крышу с установленными параллельно поверхности крыши отражателями солнечного излучения и установленными в меридиональном направлении двусторонними солнечными модулями в защитной оболочке из стекла с каждой стороны модуля с ориентацией рабочих поверхностей на восток и запад, на одной стороне модуля по всей площади рабочей поверхности в тепловом контакте со стеклянной защитной оболочкой закреплена герметичная камера из прозрачного материала для прокачки прозрачного для солнечного излучения теплоносителя, соединенная с контуром горячего водоснабжения и отопления солнечного дома (патент РФ №2755204, МПК F24S 90/00, H02S 10/30, опубл. 14.09.2021, бюл. №26).A solar house is known, comprising enclosing wall structures and a roof with solar radiation reflectors installed parallel to the roof surface and double-sided solar modules installed in the meridional direction in a protective glass shell on each side of the module with the working surfaces oriented to the east and west; on one side of the module, over the entire area of the working surface, in thermal contact with the glass protective shell, a sealed chamber made of transparent material for pumping a coolant transparent to solar radiation is fixed, connected to the hot water supply and heating circuit of the solar house (RU Patent No. 2755204, IPC F24S 90/00, H02S 10/30, published on 09/14/2021, Bulletin No. 26).
Недостатком известного солнечного дома являются высокая стоимость, недостаточная надежность, трудности с поддержанием температурного режима, особенно в ночное время, сложность в конструкции теплоаккумулирующих элементов.The disadvantages of the well-known solar house are its high cost, insufficient reliability, difficulties in maintaining the temperature regime, especially at night, and the complexity of the design of heat-accumulating elements.
Известен гибридный солнечный модуль для получения тепла, содержащий защитное стеклянное покрытие, скоммутированные солнечные элементы и теплообменник, соединенный с системой горячего водоснабжения и отопления здания, теплообменник выполнен в виде воздушного коллектора с каналами для теплоносителя воздуха в прозрачном для солнечного излучения корпусе и установлен по площади защитного стеклянного покрытия, причем защитное стеклянное покрытие и теплообменник в виде воздушного коллектора расположены с двух сторон скоммутированных двухсторонних солнечных элементов, при этом для отопления здания воздушный коллектор присоединен теплоизолированным воздуховодом с вентилятором к системе воздушного отопления здания, для горячего водоснабжения воздушный коллектор присоединен через теплоизолированный воздуховод с вентилятором и теплообменником воздух-вода к системе горячего водоснабжения и отопления здания, а скоммутированные солнечные элементы через инвертор соединены с электроводонагревателем системы горячего водоснабжения здания (патент РФ, №2763117, МПК H02S 10/30, F24D 10/09, опубл. 11.01.2022, бюл. №2).A hybrid solar module for generating heat is known, comprising a protective glass covering, connected solar cells and a heat exchanger connected to a hot water supply and heating system of a building, the heat exchanger is made in the form of an air collector with channels for an air coolant in a housing transparent to solar radiation and is installed over the area of the protective glass covering, wherein the protective glass covering and the heat exchanger in the form of an air collector are located on both sides of the connected double-sided solar cells, wherein for heating the building the air collector is connected via a heat-insulated air duct with a fan to the air heating system of the building, for hot water supply the air collector is connected via a heat-insulated air duct with a fan and an air-to-water heat exchanger to the hot water supply and heating system of the building, and the connected solar cells are connected via an inverter to an electric water heater of the hot water supply system of the building (RU Patent, No. 2763117, IPC H02S 10/30, F24D 10/09, published. 11.01.2022, bulletin No. 2).
Недостатками известного гибридного солнечного модуля является отсутствие теплоаккумулирующего элемента в модуле, что вызывает существенные колебания температуры воздуха в обогреваемом помещении.The disadvantages of the well-known hybrid solar module are the absence of a heat-accumulating element in the module, which causes significant fluctuations in air temperature in the heated room.
Известна рекуперативная приточная электроотопительная установка, в которой наружный воздух через воздухозаборник попадает в канал, где нагревается теплым внутренним воздухом через оребренные снаружи стенки канала (Раяк М.Б. Вентиляция животноводческих помещений. Обзорная информация. Выпуск 4.М., ВНИИИС, 1983). После подмешивания к наружному воздуху рециркуляционного воздуха, смесь догревается в электронагревателе. Пройдя через теплоаккумулятор, приточный воздух частично попадает в зону размещения животных в обогреваемом помещении, частично через канал поступает в верхнюю зону помещения. Наличие вертикального канала теплого воздуха увеличивает гравитационное давление для преодоления аэродинамического сопротивления теплоутилизатора, обеспечивает дополнительный подогрев холодного воздуха через общую теплопроводную стенку. Теплоаккумулирующая насадка позволяет накапливать тепло в период ночного снижения электропотребления, которое затем используют в пиковой нагрузке.A recuperative supply electric heating unit is known, in which the outside air enters a channel through an air intake, where it is heated by warm internal air through the finned outside walls of the channel (Rayak M.B. Ventilation of livestock buildings. Review information. Issue 4.M., VNIIIS, 1983). After mixing recirculated air with the outside air, the mixture is heated in an electric heater. After passing through the heat accumulator, the supply air partially enters the animal placement area in the heated room, and partially enters the upper zone of the room through the channel. The presence of a vertical channel of warm air increases the gravitational pressure to overcome the aerodynamic resistance of the heat recovery unit, provides additional heating of the cold air through the common heat-conducting wall. The heat-accumulating attachment allows heat to accumulate during the period of nighttime reduction in electricity consumption, which is then used in peak loads.
Недостатком известной рекуперативной приточной электроотопительной установки являются невозможность использования солнечного излучения для отопления помещения, высокие энергозатраты, невозможность поддержания требуемой равномерной температуры обогрева и использования ночного пониженного тарифа на электроэнергию, а также низкий КПД установки.The disadvantage of the known recuperative supply electric heating unit is the impossibility of using solar radiation to heat the room, high energy costs, the impossibility of maintaining the required uniform heating temperature and using the night reduced tariff for electricity, as well as the low efficiency of the unit.
Известна индивидуальная солнечная установка с остекленной теплоаккумулирующей южной стеной (стеной Тромба-Мишеля), окрашенной в черный или иной темный цвет, имеющая несколько вариантов конструктивного исполнения (Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки-М.: Энергоатомиздат, 1991 - 208 с. ил.). Проникающее через остекление солнечное излучение поглощается поверхностью стены, аккумулируется в массе стены, что вызывает повышение температуры стены, от которой нагревается воздух в помещении.An individual solar installation with a glazed heat-accumulating southern wall (Trombe-Michel wall), painted black or another dark color, is known, having several design options (Kharchenko N.V. Individual solar installations - M.: Energoatomizdat, 1991 - 208 p. ill.). Solar radiation penetrating through the glazing is absorbed by the wall surface, accumulates in the mass of the wall, which causes an increase in the wall temperature, which heats the air in the room.
Недостатком известной индивидуальной солнечной установки является то, что аккумулированная днем теплота передается с некоторым запаздыванием внутрь помещений посредством излучения и конвекции, так при толщине бетонной стены 200 мм запаздывание обогрева помещения составляет 5 часов.The disadvantage of the well-known individual solar installation is that the heat accumulated during the day is transferred with some delay into the premises by means of radiation and convection; for example, with a concrete wall thickness of 200 mm, the delay in heating the room is 5 hours.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению, является пассивная система солнечного теплоснабжения (стена Тромба-Мишеля), содержащая массивную стену Тромба-Мишеля с наружной темной стороной, поглощающей солнечное излучение, и защищенную снаружи остеклением, воздушную прослойку, отверстия для входа и выхода воздуха, нижнюю и верхнюю воздушные заслонки, датчик температуры воздуха в помещении, блок управления с которым связаны нижняя и верхняя воздушные заслонки и датчик температуры воздуха в помещении, дублирующий источник тепла, состоящий из корпуса, воздушного канала, теплоаккумулятора, трубчатых эектронагревательных элементов и электровентилятора, электровентилятор. (Системы солнечного тепло- и холодоснабжения / Р.Р. Авезов, М.А. Барский-Зорин, И.М. Васильева и др.; Под ред. Э.В. Сарнацкого и С.А. Чистовича.-М. Системы солнечного тепло- и холодоснабжения. Стройиздат,1990. - 328 с. -32.: ил.). На уровне пола и потолка имеются отверстия для входа и выхода воздуха, оборудованные воздушными заслонками. Солнечное излучение поглощается наружной поверхностью стены Тромба-Мишеля, которая нагревается и в свою очередь нагревает воздух в прослойке между остеклением и стеной. Нагретый воздух поступает в отапливаемое помещение через верхнее отверстие, охлаждается и возвращается в прослойку через нижнее отверстие. Таким образом, в системе осуществляется термосифонная циркуляция воздуха. Автоматическое регулирование температуры воздуха осуществляется как изменением количества поступающей солнечной энергии, так и изменением теплопроизводительности дублирующего источника тепла (аккумуляционного электроприбора с вентилятором).The closest to the proposed invention is a passive solar heating system (Trombe-Michel wall), comprising a massive Trombe-Michel wall with an outer dark side that absorbs solar radiation and is protected from the outside by glazing, an air gap, openings for air inlet and outlet, lower and upper air dampers, a room air temperature sensor, a control unit with which the lower and upper air dampers and the room air temperature sensor are connected, a duplicate heat source consisting of a housing, an air duct, a heat accumulator, tubular electric heating elements and an electric fan, Electric fan. (Solar heating and cooling systems / R.R. Avezov, M.A. Barsky-Zorin, I.M. Vasilyeva et al.; Ed. by E.V. Sarnatsky and S.A. Chistovich. - M. Solar heating and cooling systems. Stroyizdat, 1990. - 328 p. -32.: ill.). At the floor and ceiling level there are openings for air inlet and outlet, equipped with air dampers. Solar radiation is absorbed by the outer surface of the Trombe-Michel wall, which heats up and in turn heats the air in the gap between the glazing and the wall. Heated air enters the heated room through the upper opening, cools down and returns to the gap through the lower opening. Thus, thermosiphon air circulation is carried out in the system. Automatic regulation of air temperature is achieved by changing the amount of incoming solar energy and by changing the heat output of the backup heat source (an electric storage device with a fan).
Недостатками известной системы солнечного теплоснабжения являются высокие энергозатраты, большие потери тепловой энергии в стене Тромба-Мишеля, невозможность поддержания требуемой температуры обогрева и использования ночного пониженного тарифа на электроэнергию при отоплении помещения.The disadvantages of the well-known solar heating system are high energy costs, large losses of thermal energy in the Trombe-Michel wall, the inability to maintain the required heating temperature and the use of a reduced night tariff for electricity when heating the premises.
Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение энергозатрат на отопление помещения, поддержание требуемой температуры обогрева, уменьшение потерь тепловой энергии, использование ночного пониженного тарифа на электроэнергию и повышение увеличивается КПД.The technical task of the proposed invention is to reduce energy costs for heating the premises, maintain the required heating temperature, reduce heat energy losses, use the night-time reduced tariff for electricity and increase the efficiency.
Технический результат достигается тем, что в гелиоэлектрической отопительной установке, содержащей массивную стену Тромба-Мишеля с наружной темной стороной, поглощающей солнечное излучение, и защищенную снаружи остеклением, воздушную прослойку, отверстия для входа и выхода воздуха, нижнюю и верхнюю воздушные заслонки, дублирующий источник тепла, состоящий из корпуса, воздушного канала, теплоаккумулятора, трубчатых эектронагревательных элементов и электровентилятора, датчик температуры воздуха в помещении, блок управления, с которым связаны нижняя и верхняя воздушные заслонки, датчик температуры воздуха в помещении, электровентилятор, согласно изобретению, внутренняя сторона стены Тромба-Мишеля покрыта теплоизоляционным слоем, а в воздушной прослойке установлен датчик температуры воздуха, корпус дублирующего источника тепла закрыт снаружи тепловой изоляцией, а в воздушном канале установлена дополнительная воздушная заслонка, при этом датчик температуры воздуха в воздушной прослойке и дополнительная воздушная заслонка соединены с блоком управления.The technical result is achieved in that in a solar electric heating installation containing a massive Trombe-Michel wall with an external dark side that absorbs solar radiation and is protected from the outside by glazing, an air gap, openings for air inlet and outlet, lower and upper air dampers, a duplicate heat source consisting of a housing, an air duct, a heat accumulator, tubular electric heating elements and an electric fan, room temperature sensor, control unit, which is connected to the lower and upper air dampers, room temperature sensor, electric fan,according to the invention, the inner side of the Trombe-Michel wall is covered with a heat-insulating layer, and an air temperature sensor is installed in the air gap, the body of the backup heat source is covered from the outside with thermal insulation, and an additional air damper is installed in the air duct, while the air temperature sensor in the air gap and the additional air damper are connected to the control unit.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена общая схема гелиоэлектрической отопительной установки.The invention is illustrated by a drawing which shows a general diagram of a solar electric heating installation.
Гелиоэлектрическая отопительная установка содержит массивную стену с темной наружной стороной Тромба-Мишеля 1 с теплоизоляционным слоем 2, защитное остекление 3 с воздушной прослойкой 4, входное отверстие для воздуха 5, выходное отверстие для воздуха 6, нижнюю воздушную заслонку 7, верхнюю воздушную заслонку 8, датчик температуры воздуха 9 в воздушной прослойке и дублирующий источник тепла 10. Дублирующий источник тепла 10 содержит корпус 11 с тепловой изоляцией 12, теплоаккумулятор 13, трубчатые электронагревательные элементы (ТЭН) 14, воздушный канал 15, дополнительную воздушную заслонку 16 и электровентилятор 17. Электровентилятор 17, датчик температуры воздуха 9 в воздушной прослойке 4 и датчик температуры воздуха 18 в помещении, нижняя 7, верхняя 8 и дополнительная 16 воздушные заслонки связаны с блоком управления 19.The solar electric heating installation comprises a massive wall with a dark outer side of the Trombe-Michel 1 with a heat-insulating layer 2, protective glazing 3 with an air gap 4, an air inlet 5, an air outlet 6, a lower air damper 7, an upper air damper 8, an air temperature sensor 9 in the air gap and a backup heat source 10. The backup heat source 10 comprises a housing 11 with thermal insulation 12, a heat accumulator 13, tubular electric heating elements (TEN) 14, an air duct 15, an additional air damper 16 and an electric fan 17. The electric fan 17, an air temperature sensor 9 in the air gap 4 and an air temperature sensor 18 in the room, lower 7, upper 8 and additional 16 air The flaps are connected to control unit 19.
Помещение ограничивают ограждающие конструкции (потолок, стены, пол) 20.The room is limited by enclosing structures (ceiling, walls, floor) 20.
В отапливаемом помещении напротив защитного остекления 3 установлена массивная (бетонная) с темной наружной стороной стена Тромба-Мишеля 1 (аккумулятор тепла от солнечного излучения). На внутренней стороне стены 1 выполнен теплоизоляционный слой (минеральная вата) 2. Между остеклением 3 и стеной Тромба-Мишеля 1 имеется воздушная прослойка 4, в которой происходит нагрев теплоносителя (воздуха) солнечным излучением для отопления помещения. Входное отверстие для охлажденного воздуха 5 расположено на уровне пола, а выходное отверстие для нагретого воздуха 6 расположено на уровне потолка помещения. Во входном 5 и в выходном 6 отверстиях для воздуха установлены регулируемые нижняя 7 и верхняя 8 воздушные заслонки, соответственно.In the heated room opposite the protective glazing 3, a massive (concrete) Trombe-Michel wall 1 (heat accumulator from solar radiation) with a dark outer side is installed. On the inner side of the wall 1, a heat-insulating layer (mineral wool) 2 is made. Between the glazing 3 and the Trombe-Michel wall 1, there is an air gap 4, in which the heat carrier (air) is heated by solar radiation to heat the room. The inlet opening for cooled air 5 is located at the floor level, and the outlet opening for heated air 6 is located at the ceiling level of the room. Adjustable lower 7 and upper 8 air dampers are installed in the inlet 5 and outlet 6 air openings, respectively.
В воздушной прослойке 4 установлен датчик температуры воздуха 9. Дублирующий источник тепла 10 состоит из корпуса 11, покрытого снаружи тепловой изоляцией (минеральная вата) 12, теплоаккумулятора 13 с трубчатыми электронагревательными элементами (ТЭН) 14, воздушного канала 15, в котором установлена дополнительная регулируемая воздушная заслонка 16, и электровентилятора 17. Датчик температуры воздуха 18 установлен в отапливаемом помещении с ограждающими конструкциями (потолок, стены, пол) 20.An air temperature sensor 9 is installed in the air gap 4. The backup heat source 10 consists of a housing 11 covered on the outside with thermal insulation (mineral wool) 12, a heat accumulator 13 with tubular electric heating elements (TEN) 14, an air duct 15 in which an additional adjustable air damper 16 is installed, and an electric fan 17. The air temperature sensor 18 is installed in the heated room with enclosing structures (ceiling, walls, floor) 20.
Работает гелиоэлектрическая отопительная установка следующим образом.The solar electric heating system works as follows.
Солнечное излучение поглощается темной стороной стены Тромба-Мишеля 1, которая нагревается и, в свою очередь, нагревает теплоноситель (воздух) в воздушной прослойке 4 между остеклением 3 и стеной 1. Теплоизоляционный слой 2 на внутренней стороне стены Тромба-Мишеля 1 уменьшает потери тепловой энергии, накопленной в стене 1.Solar radiation is absorbed by the dark side of the Trombe-Michel wall 1, which heats up and, in turn, heats the coolant (air) in the air gap 4 between the glazing 3 and the wall 1. The thermal insulation layer 2 on the inner side of the Trombe-Michel wall 1 reduces the loss of thermal energy accumulated in the wall 1.
Ночью нагретый воздух поступает в отапливаемое помещение через выходное отверстие 6, охлаждается и возвращается в воздушную прослойку через входное отверстие 5. Когда температура воздуха в воздушной прослойке 4, измеряемая датчиком температуры 9 в воздушной прослойке, превысит температуру воздуха в отапливаемом помещении, замеряемую датчиком температуры 18 в помещении, воздушные заслонки 7 и 8 открываются и нагретый солнцем воздух начинает циркулировать в помещении через отверстия 5 и 6. Охлажденный воздух в помещении через входное отверстие 5 при открытой нижней воздушной заслонке 7 возвращается в воздушную прослойку 4. Как только температура воздуха в воздушной прослойке 4, измеряемая датчиком температуры 9, упадет ниже температуры воздуха в помещении, заслонки 7 и 8 закрываются. Если при этом температура воздуха в помещении, измеряемая датчиком температуры 18, будет ниже заданной, то воздушная заслонка 16 в воздушном канале 15 дублирующего источника тепла 10 откроется и включится электровентилятор 17. С помощью электровентилятора 17 при открытой воздушной дополнительной заслонке 16 воздух, проходя по воздушному каналу 15 вдоль поверхности теплоаккумулятора 13 с трубчатыми электронагревательными элементами (ТЭН) 14, нагревается. Нагретый воздух, выходящий из воздушного канала 15, отапливает помещение с ограждающими конструкциями (потолок, стены, пол) 20, в котором требуемую температуру обогрева контролирует и обеспечивает блок управления 19.At night, heated air enters the heated room through outlet 6, cools down and returns to the air gap through inlet 5. When the air temperature in the air gap 4, measured by temperature sensor 9 in the air gap, exceeds the air temperature in the heated room, measured by temperature sensor 18 in the room, air dampers 7 and 8 open and the air heated by the sun begins to circulate in the room through openings 5 and 6. The cooled air in the room returns to the air gap 4 through inlet 5 with the lower air damper 7 open. As soon as the air temperature in the air gap 4, measured by temperature sensor 9, falls below the air temperature in the room, dampers 7 and 8 close. If the room air temperature measured by temperature sensor 18 is lower than the set value, then air damper 16 in air duct 15 of backup heat source 10 will open and electric fan 17 will be switched on. With the help of electric fan 17, with open additional air damper 16, air, passing through air duct 15 along the surface of heat accumulator 13 with tubular electric heating elements (TEN) 14, is heated. Heated air, coming out of air duct 15, heats the room with enclosing structures (ceiling, walls, floor) 20, in which the required heating temperature is controlled and provided by control unit 19.
Дублирующий источник тепла 10 с тепловой изоляцией 12 заряжается в ночные часы при отпуске электроэнергии по пониженному тарифу.The backup heat source 10 with thermal insulation 12 is charged during the night hours when electricity is supplied at a reduced rate.
При включении трубчатые электронагревательные элементы 14 в период действия пониженного ночного тарифа на электроэнергию нагревают теплоаккумулятор 13 дублирующего источника тепла 10, в котором происходит накопление тепловой энергии (зарядка). При этом воздушные заслонки 7 и 8 закрываются и прекращается циркуляция воздуха в воздушной прослойке 4.When switched on, tubular electric heating elements 14 heat up heat accumulator 13 of backup heat source 10 during the period of reduced night tariff for electricity, in which thermal energy is accumulated (charged). In this case, air dampers 7 and 8 close and air circulation in air gap 4 stops.
При работе гелиоэлектрической отопительной установки происходит поочередный нагрев воздуха в помещении. Днем стена Тромба-Мишеля 1 нагревается за счет солнечного излучения, а отопление помещения - дублирующим источником тепла 10. В ночное время стена Тромба-Мишеля 1 отдает накопленное тепло для отопления помещения, а дублирующий источник тепла 10 потребляет внепиковую (дешевую) электроэнергию и накапливает тепло в теплоаккумуляторе 13.When the solar heating system is in operation, the air in the room is alternately heated. During the day, the Trombe-Michel wall 1 is heated by solar radiation, and the room is heated by the backup heat source 10. At night, the Trombe-Michel wall 1 gives off the accumulated heat for heating the room, and the backup heat source 10 consumes off-peak (cheap) electricity and accumulates heat in the heat accumulator 13.
Пример выполнения гелиоэлектрической отопительной установки.An example of the implementation of a solar electric heating system.
Отопление животноводческого помещения (телятника) осуществляли гелиоэлектрической отопительной установкой, содержащей массивную стену 1 Тромба-Мишеля (теплоаккумулятор солнечной энергии), внутренняя сторона которой покрыта теплоизоляционным слоем 2 и дублирующим источником тепла 10 (теплоэлектроаккумулятор), корпус 11 которого снаружи закрыт тепловой изоляцией 12.The heating of the livestock building (calf house) was carried out by a solar electric heating installation containing a massive wall 1 of the Trombe-Michel type (solar energy heat accumulator), the inner side of which is covered with a heat-insulating layer 2 and a backup heat source 10 (heat-electric accumulator), the body 11 of which is covered on the outside with thermal insulation 12.
Расчетные параметры гелиоэлектрической отопительной установкиCalculation parameters of solar electric heating system
элементов, кВтElectric power of tubular electric heating
elements, kW
При работе гелиоэлектрической отопительной установки происходит нагрев воздуха в телятнике. Днем стена 1 Тромба-Мишеля нагревается за счет солнечного излучения до температуры 40-45°С и поддерживает температуру за счет теплоизоляционного слоя 2 на внутренней стороне стены 1, а ночью аккумулированным теплом отапливается телятник. В ночное время происходит зарядка теплоаккумулятора с трубчатыми электронагревательными элементами 14 дублирующего источника тепла 10, корпус 11 которого снаружи закрыт тепловой изоляцией, потребляя внепиковую (дешевую) электроэнергию. В телятнике круглосуточно устанавливается температура воздуха 17°С.When the solar heating system is in operation, the air in the calf house is heated. During the day, the Trombe-Michel wall 1 is heated by solar radiation to a temperature of 40-45°C and maintains the temperature due to the heat-insulating layer 2 on the inner side of the wall 1, and at night the calf house is heated by the accumulated heat. At night, the heat accumulator with tubular electric heating elements 14 of the backup heat source 10, the body 11 of which is covered with thermal insulation on the outside, is charged, consuming off-peak (cheap) electricity. The air temperature in the calf house is 17°C around the clock.
Таким образом, осуществляют отопление телятника, используя энергию солнца и дешевую электроэнергию.In this way, the calf house is heated using solar energy and cheap electricity.
Технико-экономическая оценка показала, что при использовании гелиоэлектрической отопительной установки для отопления телятника энергозатраты на отопление помещения снижаются на 15-20%, увеличивается КПД установки на 10-15% по сравнению с прототипом.The technical and economic assessment showed that when using a solar electric heating system to heat a calf barn, energy costs for heating the premises are reduced by 15-20%, and the efficiency of the system increases by 10-15% compared to the prototype.
Предлагаемое изобретение позволяет снизить энергозатраты на отопление животноводческого помещения, уменьшить потери тепловой энергии, поддерживать требуемую температуру обогрева помещения, использовать ночной пониженный тариф на электроэнергию и увеличить КПД установки. The proposed invention allows to reduce energy costs for heating a livestock building, reduce heat energy losses, maintain the required room heating temperature, use a reduced night tariff for electricity and increase the efficiency of the installation.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2846151C1 true RU2846151C1 (en) | 2025-09-01 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1268912A1 (en) * | 1985-05-29 | 1986-11-07 | Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Плодоовощного Хозяйства | Solar drier |
| RU2223451C2 (en) * | 2002-03-06 | 2004-02-10 | Дагестанский государственный университет | Wall panel of building |
| US20080139106A1 (en) * | 2006-12-12 | 2008-06-12 | Vachon Christian | Roof-mounted ventilation air duct |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1268912A1 (en) * | 1985-05-29 | 1986-11-07 | Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Плодоовощного Хозяйства | Solar drier |
| RU2223451C2 (en) * | 2002-03-06 | 2004-02-10 | Дагестанский государственный университет | Wall panel of building |
| US20080139106A1 (en) * | 2006-12-12 | 2008-06-12 | Vachon Christian | Roof-mounted ventilation air duct |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tripanagnostopoulos | Aspects and improvements of hybrid photovoltaic/thermal solar energy systems | |
| US3996919A (en) | System for collecting and storing solar energy | |
| Xu et al. | A hybrid PV thermal (water or air) wall system integrated with double air channel and phase change material: A continuous full-day seasonal experimental research | |
| US4147300A (en) | Method and structure for solar heating | |
| US4050626A (en) | Supplemental heat and heat transfer subsystems for solar air conditioning systems | |
| CN112880074A (en) | Active cooling and solar hybrid ventilation and photovoltaic coupling integrated system based on phase change energy storage and intelligent control | |
| US4049195A (en) | Solar heated building structure | |
| WO2016197663A1 (en) | Hot water heating device having solar energy and off-peak electric heating energy storage and application | |
| CN108870602B (en) | Solar photo-thermal, photovoltaic and air conditioner integrated system | |
| KR20090114906A (en) | PV module using heat storage of phase change material | |
| CN111237933B (en) | Hybrid cooling system between unattended equipment without external power | |
| CN109737486B (en) | A combined heating system of a heat collection and heat storage wall and an air-water heat collector | |
| RU2846151C1 (en) | Solar electric heating plant | |
| CA2777270A1 (en) | Wall assembly with photovoltaic panel | |
| CN115033041B (en) | Passive house environment control system and environment control method | |
| CN115095042A (en) | A Polygonal Adaptive Building Envelope | |
| US11092345B2 (en) | Central solar water heater system for a multi story building | |
| CN220911544U (en) | Movable multifunctional complementary independent heating integrated house | |
| CN219227549U (en) | Solar cell panel cooling system with heat recovery function | |
| CN202675734U (en) | Ground source heat pump system applicable for indoor swimming pool | |
| Bokor et al. | Transpired solar collectors in building service engineering: Combined system operation and special applications | |
| CN115200111B (en) | Passive ventilation system utilizing solar chimney structure and radiation refrigeration combination | |
| WO2015094102A1 (en) | Construction comprising a building structure and a ground-based heat storage | |
| CN111878875B (en) | Active heating system and room | |
| CN208487677U (en) | A kind of photovoltaic and photothermal integrated machine system |