Проектирование зданий с использованием гидротермальной и геотермальной энергии

Гидротермальная и геотермальная энергия как возобновляемые виды энергии существенно отличаются от солнечной и ветровой по физической сущности и важнейшим параметрам: это низкопотенциальная тепловая энергия, накопленная в естественном аккумуляторе высокой энергоемкости, характеризующаяся повышенной стабильностью энтальпии и температуры, изменения которых имеют слабо выраженный сезонный и суточный ход, уменьшающийся с глубиной, отсчитываемой от дневной поверхности.

Общая для данных источников принципиальная схема использования возобновляемой энергии включает: узел подачи или отбора энергии внешнего источника с непосредственным подводом теплоносителя к конструкциям здания в одноконтурных вариантах теплообмена или включающий теплообменник в двухконтурных вариантах при повышенной загрязненности или агрессивности теплоносителя в естественном аккумуляторе (грунтовая вода на химическом предприятии, производственные стоки); систему каналов для подачи теплоносителя в здание или его рециркуляции между аккумулятором и потребителем; насос для принудительной регулируемой циркуляции теплоносителя в системе; теплообменники системы термостатирования здания, имеющие развитую площадь и обычно совмещаемые с ограждающими конструкциями здания.

Кроме того, дополнительно могут быть установлены блок тепловых насосов и резервный аккумулятор энергии, например, теплоизолированная емкость с нагретой водой для системы горячего водоснабжения здания.

К градостроительным приемам проектирования энергоактивных зданий с использованием гидро- и геотермальной энергии относятся:

выбор места строительства энергоактивного здания исходя из энергетической оценки площадки, включая вариантное сравнение обеспеченности возобновляемой энергией соответствующего вида, доступности и простоты извлечения энергии, сравнение исходных теплотехнических параметров теплонасыщенной субстанции и возможного теплоносителя, например, геотермальных вод; основной критерий предпочтительности того или иного варианта - минимум приведенных затрат на единицу энергии получаемой от возобновляемого источника;

градостроительное обеспечение региона проектируемого энергоактивного здания, свободного от размещения на нем других однотипных с проектируемым энергоактивных зданий, использующих тот же источник энергии, т.е. выделение примыкающей к зданию внешней площадки достаточной для размещения питающего здание внешнего гидро- или геотермального коллектора; например, для энергоснабжения одноэтажного коттеджа на широте С-Петербурга за счет теплоты, извлекаемой из грунта посредством коллектора в виде змеевика из труб, заложенных на глубине около 1 м, необходим участок площадью 0,2 - 0,5 га.

Рис. 16. Конструктивные решения знаний с гидротермальными коллекторами а, б - открытого типа; в - закрытого типа

Рис. 17. Здания с геотермальным коллектором в виде обрамляющей насыпи с различными системами аккумулирования и отвода теплоты: а - со стационарной или сезонной теплоизоляцией массива насыпи; б и в то же, с системой воздушных прослоек и дополнительно организованным солнечным подогревом массива; г и д -насыпь (или выемка) с откосами, обращенными к зданию, с улучшенным светотехническим режимом нижних этажей и возможностью сезонного перекрывания пространства между насыпью и зданием; 1 - теплоизоляция; 2 - воздушная прослойка; 3 - коллектор солнечной энергии и селективно прозрачная стационарная или трансформируемая защита; 4 - трансформируемое остекление

Другие статьи

Мониторинг природных ресурсов Термин «мониторинг» образован от латинского слова «monitor» (напоминающий, надзирающий) и обозначает процесс слежения за какими-то объектами или процессами. Мониторинг - комплексная система наблюдения, оценки и прогноза состояния природной среды, основа планомерного у ...