5.5.5 Сонячний підігрів повітря - плоскі сонячні колектори

5.5.5 Сонячний підігрів повітря - плоскі сонячні колектори

Сонячні системи попереднього підігріву повітря останнім часом стали модними в Північній Америці, хоч в Європі такі системи дотепер ще не мають широкого використання. В Північній Америці більшість котлів служать для підігріву повітря, а не для підігріву води в системах опалення.

Велика кількість енергії витрачається на підігрів повітря в вентиляційних системах, яке подається в будинки з зовні. Частину цього тепла можна зекономити з допомогою теплообмінника між вихідним і вхідним повітрям. Але можна просто підігріти вхідне повітря з допомогою сонячної енергії. В Європі подібні системи були використані в промислових і громадських будівлях Німеччини, а також в школах і житлових будинках Великобританії..

Прикладом одного з найперших випадків застосування цього принципу є школа Ушав Мур в графстві Дурхам, Великобританія. Нова школа була збудована в 1983 році на південному схилі долини Дірнісс. Школа була збудована з рифленим сонячним колектором площею 200м2, нахиленим під кутом 70°, для найбільш оптимального сприймання сонячного світла в зимові місяці. Повітря втягується під сталеву рифлену поверхню конвертора, нагрівається від контакту з нею і потім подається в будинок. Школа являє собою легку конструкцію і накрита гофрованими панелями, під якими розміщена 50мм теплоізоляція. Для вилучення тепла з підігрітого вентиляційного повітря використовуються теплові насоси. Тепло накопичується в великій цистерні з гарячою водою, з якої вода при необхідності циркулює через низькотемпературну систему підігріву підлоги. Школа має добру теплоізоляцію і повітряні замки на всіх вхідних дверях. Ця школа відповідає всім існуючим директивам щодо вартості нових шкіл.

В канадській системі Solarwall® (Сонячна стіна), використовується тепло, отримане від великої чорної сталевої, або алюмінієвої плити на південній стіні, зверненій до сонця. Ця плита має в собі велику кількість маленьких отворів. Коли вентиляційне повітря проходить через ці отвори, воно абсорбує накопичене в плиті тепло і нагрівається. Воно може нагрітись до температури 30° в сонячні зимові дні. Це тепло зменшує кількість енергії, яка використовується в системі опалення теплим повітрям, або в комбінованій установці опалення-кондиціювання повітря). Такі установки оплачуються дуже швидко - приблизно за три роки. Система особливо придатна для використання в великих будинках, які використовують великі об'єми повітря для вентиляції, таких як промислові будівлі, громадські центри і гімназії. Нагрівні плити також сприймають частину тепла, яка випромінюється через зовнішнє опорядження будинку і повертають його знову всередину.
Як не дивно, такий спосіб особливо придатний в місцевостях з холодним кліматом, тому що в цих місцях, як правило, є довгі періоди з холодними сонячними днями. Підчас цих періодів можна заощадити велику кількість енергії. Тому цей спосіб дуже придатний для використання в місцях східної Європи з континентальним кліматом. Компанія Solarwall також розробила варіант установок поєднаних з ФЕП (дивись фото). Ці установки можуть використовувати тепло, яке поглинають ФЕП. Невеликі установки з вентиляторами, які живляться від ФЕП вже знаходяться в продажу. Chewonki Center for Environmental Education, Wiscasset, Maine (Photo: Solarwall)

Велика кількість установок, призначених для використання в будинках освітньої системи розроблено в Північній Америці. Центр екологічної освіти Чевонкі в Мейні, встановив 45м2 комбінованих ФЕП/плоских сонячних колекторів для свого будинку площею 1000м2, які виробляють 3,5кВт електроенергії і 20кВт тепла. Заощадження складають приблизно 500 доларів за рік за 4300 кВт/год електроенергії і 1000 доларів в рік за 29000кВт/год тепла.

Центр відпочинку в Форт Сміт в Північно-Західних Територіях Канади використовує 150м2 плоский сонячний колектор разом з вентиляційною системою відбору тепла, яке викидається з повітрям в навколишнє середовище. Будинок використовується на протязі 14 годин в день, сім днів в тиждень. В цій місцевості привозні нафтопродукти є дуже дорогі. Система забезпечує 75% енергії для опалення центру і оплатилась за три роки. Подібна установка працює у відпочинковому комплексі в Рапід Сіті, в Північній Дакоті.

Школи також є добрим місцем для використання таких установок. Установки площею 66м2 були встановлені в процесі модернізації в гімназії Аттайтук, в місті Ранкін Інлет, Канада і в Мінеаполісі (190 м2). Плоскі сонячні колектори також були вбудовані в нові школи -Веледехська Католицька в Єлловнайф (200 м2), Брек Скул в Міннеаполісі (326 м2), школі святої Юліани в Квебеку (205 м2) і в Зетфорд Скул в Вермонті (95 м2). Більшість цих установок одночасно використовуються як навчальне обладнання.