Вентилация с предварително соларно затоплянеСоларните стени – едно иновативно енергийно ефективно решение Вентилационните системи са основен компонент от ОВиК инсталациите. Тяхното нарастващо търсене, в съответствие с водещите принципи в съвременното архитектурно проектиране, налага необходимостта от търсене на енергийно ефективни решения. Предварителното затопляне на въздуха за вентилация е едно иновативно решение, което помага за оптимизиране на разхода на енергия за отопление, особено в региони с по-студен климат. В световен мащаб са разработени или са в процес на разработка различни системи за предварително загряване на вентилационния въздух, като една от най-популярните и най-ефективни е чрез използване на топлинната енергия от слънцето.
текст инж. Вера Ангелова
Монтирането на „соларна стена”, която да затопля въздуха, преди той да навлезе в сградата - предварително соларно затопляне на вентилационния въздух – е един от най-ефективните начини за намаляване на енергийните разходи чрез използване на чиста и възобновяема енергия.
Системата работи като затопля външния въздух с помощта на обърнат на юг соларен колектор – тъмнооцветена стена от листов материал и перфорирана с малки отвори. Външният въздух преминава през отворите и се затопля, като абсорбира топлината на стената.
Топлият въздух се издига в пространството между соларната стена и стената на сградата и се придвижва към вентилационната система обикновено с помощта на вентилатор, за да затопли сградата. Допълнителното отопление, което е необходимо през нощта или в облачно време, се осигурява от конвенционалната отоплителна система на сградата. През лятото входящият въздух заобикаля соларния колектор и не позволява предварително затопляне.
Системата за предварително затопляне на вентилацията е с около 75% ефективност и с минимални загуби на топлина. Всъщност, това е една от най-ефективните система за соларно затопляне на въздуха, от тези с които разполагаме днес. Също така, соларните системи за предварително затопляне могат да подобрят въздушната циркулация, когато са използвани в комбинация с осигуряващи въздух системи.
Използването на соларна енергия за предварително затопляне на въздуха, влизащ във вентилационната система, има редица предимства. На първо място се понижават годишните разходи за отопление в различна степен, в зависимост от вида на използваното гориво, защото системата предварително затопля въздуха до 30°C. Самата тя не изисква почти никаква поддръжка; няма течности и движещи се части различни от вентилаторите на вентилационната система. Соларните стени имат и естетическа стойност – могат да подобрят външния вид на сградата, когато се монтират след изграждането й.
Принцип на действие
Както споменахме конструкцията на системата за предварително нагряване на вентилационния въздух, известна още като "соларна стена" има за основен компонент метална външна повърхност, която се поставя пред масивна зидана или монолитна стена, действаща като акумулатор на топлина. При активно слънчево греене, въздухът между металната повърхност и масивната стена се загрява и се подава и разпределя в сградата, като това може да стане чрез класическа вентилационна система без допълнителни и оскъпяващи проекта компоненти и системи.
Според проведени изследвания една соларната стена за предварително загряване има ефективност между 50% и 70%, съобразно потока въздух и отдава около 700 kWh/m3 на година при малки температурни разлики вътре и вън и с голям въздушен поток (500 kWh/m3 на година при големи температурни разлики и нисък въздушен поток). Соларните стени и въздушни колектори се използват както в жилищни така и в промишлени сгради. Тъй като при използването на система на въздушни слънчеви колектори се получава високо ниво на пестене на енергия, тази технология често се използва в специални сгради като слънчеви или пасивни къщи.
Потенциалното пестене на енергия е особено високо, защото колекторът позволява активното затопляне на вентилирания въздух със слънчева енергия, като същевременно минимизира загубите на топлина при топлопренасяне.
Приложения
Соларните системи за предварително затопляне са особено подходящи за търговски и индустриални сгради с големи вентилационни изисквания, както и за складове и други помещения за съхранение, особено при тези, които изискват непрекъсната вентилация (например за съхраняване на химикали).
Соларните стени и въздушни колектори за предварително затопляне могат да се използват с успех и при лабораторни помещения, автобази, гимнастически салони и високоетажни жилищни сгради, в които е необходима вентилация в коридорите, както и при енергетични производства или пещи с индустриални размери (например за предварително затопляне на горивния въздух)
Соларната стена може да бъде проектирана като неразделна част от една нова сграда или може да бъде добавена при реконструкция или модернизиране на обект. Разходите са минимални, тъй като соларният колектор не изисква много механично оборудване в допълнение на отоплителната, вентилационната и климатичната система, и защото перфорираната стена не трябва да бъде покрита със стъкло, а само с остъклените соларни колектори от тънък листов материал.
Факторите, които определят дали предварителното соларно затопляне е подходящо за дадена сграда, са няколко. На първо място е цената на конвенционалната енергия, използвана за затопляне на пространството – колкото по-скъпа е конвенционалната енергия, толкова по-икономично ще бъде монтирането на соларна система за предварително затопляне. Продължителността на отоплителния сезон в сградата също оказва влияние на избора: той трябва да е сравнително дълъг, тъй като предварителното соларно затопляне е ефективно за места със сравнително студен и слънчев климат.
Размерът на южната стена е важен от технологична гледна точка параметър. Стената трябва да е с достатъчно голяма площ, за да се монтира колектора и да изглежда добре. Отоплителните приложения, които се възползват най-много от системата за предварително соларно затопляне, обикновено са онези със сравнително големи вентилационни товари от външен въздух (висока норма на допълнителен външен въздух).20/09/2010 |
