Heliobanya

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Heliobanya

È necessario fornire ai bagni energia termica per l’energia delle fonti di energia rinnovabile (RES), perché ovunque, per soddisfare i bisogni fisiologici dell’uomo, c’è un’eccessiva intrusione nell’equilibrio biologico della natura. Si tratta di autoapprovvigionamento intensivo di legna da ardere per il riscaldamento dell’acqua nelle saune o l’utilizzo di energia elettrica.

Lo schema proposto di un heliobane (bagno solare), sviluppato nel Design Bureau for Alternative Energy “VODOMET” (Omsk), situato a livello del seminterrato (ci sono altre opzioni).

Questo heliobani ha un reparto sauna e una sala relax nel seminterrato dell’edificio, e il bagno turco si trova in uno stagno salato soleggiato situato sulla parete meridionale di questo edificio (Figura 1).

Heliobanya
Figura 1 – Schema degli eliobani
1 – radiazione solare, 2 – concentratore di radiazione solare, 3 – laghetto salino solare, 4 – bagno turco, 5 – reparto sauna, 6 – sala relax

Il mantenimento della temperatura richiesta nei locali del solarium viene effettuato a causa del fatto che le pareti del bagno turco 4 e il suo spazio interno sono costantemente riscaldate a una temperatura di 90 – 95 ° C da diretta e riflessa dalla superficie 2 radiazione solare 1 accumulata dal laghetto salino solare 3. Ai principali vantaggi di tale riscaldamento il bagno turco è: maggiore comfort; eliminazione della “radiazione fredda” dalle pareti del bagno turco, con adeguato trasferimento di calore dal bagno turco 4 alla sezione 5 del bagno; prevenire la formazione di correnti d’aria. La “combustione” dell’ossigeno da parte di impianti di riscaldamento è esclusa a causa della loro assenza.

Lo scompartimento di lavaggio (doccia) 5 verrà riscaldato a causa del calore in ingresso dal bagno turco e dal laghetto salino solare, attraverso le loro strutture chiuse. Nel locale di riposo (spogliatoio) 6, la temperatura non sarà più molto più elevata rispetto al resto del seminterrato. Tuttavia, poiché l’approfondimento dell’intera struttura nel terreno è significativo, la temperatura nella stanza di riposo sarà inferiore rispetto all’esterno. Ciò è particolarmente importante nel sud della Russia, dove la temperatura dell’aria in estate è di oltre 30 ° C all’ombra. Naturalmente, il reparto di lavaggio, la sala ricreativa e il corridoio possono essere situati al di sopra del livello del suolo o ad una distanza dall’edificio, a seconda della posizione geografica e dei desideri dello sviluppatore.

Poiché il bagno proposto è nuovo non solo nella sua struttura, ma anche il valore dei campi di temperatura nel bagno turco 4 non è stato determinato (studiato), quindi quando verrà messo in funzione, sarà richiesta la presenza di medici esperti. Tuttavia, poiché il calore nel bagno turco dovrebbe coprire una persona da tutti i lati, posizionarlo (bagno turco) nello strato inferiore di un laghetto di sale solare è un chiaro vantaggio rispetto ai bagni tradizionali. La tubatura dell’acqua posta sul fondo dello stagno fornirà il riscaldamento 24 ore su 24 dell’acqua in entrata per la doccia. E poiché la temperatura è stabile nello strato inferiore dello stagno, il bagno solare fornirà acqua alle persone in qualsiasi momento..

Heliobanya è uno stabilimento balneare con disponibilità al 100% in qualsiasi momento della giornata.

Dopo il funzionamento estivo, in inverno, il bagno turco 4 può essere utilizzato per immagazzinare una fornitura di acqua industriale (con controllo della temperatura, escluso lo scongelamento del caso) e dopo il raffreddamento del laghetto, anche attraverso una pompa di calore (HP), per conservare, ad esempio, uno stock di butano, come combustibile risorsa energetica.

L’isolamento termico dello stagno per l’inverno, quando si utilizza il suo calore di bassa qualità per riscaldare l’edificio con l’aiuto di HP, può essere realizzato, ad esempio, con lastre di schiuma.

Oltre a utilizzare l’energia solare accumulata dallo stagno per il lavaggio, può essere utilizzata per asciugare vari materiali e prodotti, nonché per cucinare. I vantaggi dell’utilizzo dell’energia solare garantendo i processi termici indicati sono riportati nelle tabelle 1, 2, 3, 4.

Questa è un’analisi sintetica del più efficace; dal punto di vista della minimizzazione: perdite di energia; consumo di materiali artificiali; impatto negativo sull’ambiente e sull’uomo, tecnologie per l’utilizzo del tipo più comune di fonti di energia rinnovabile – energia solare, per garantire processi termici.

Tabella 1 – Vantaggi e svantaggi dei sistemi e delle installazioni di energia solare progettati per fornire processi termici nella Russia centrale.

Tipo di sistema (installazione) Benefici svantaggi Area di applicazione
Essiccatore Helio Semplicità.
Il numero minimo di conversioni tecnologiche.
Lavora sull’energia solare accumulata in uno stagno fino a 2 settimane.
Area e volume significativi del laghetto.
La presenza di un grande concentratore di energia solare.
Nelle aree a bassa densità di residenza e luogo di produzione.
Forno solare
Heliobanya
Collettore solare piano Il numero minimo di conversioni tecnologiche.
Taglia piccola.
È richiesta una fonte di calore di riserva. In un denso ambiente urbano.

Tavolo 2 – Caratteristiche operative, come prima approssimazione, di sistemi e impianti di energia solare progettati per fornire processi termici nella Russia centrale.

Tipo di sistema (installazione) Periodo di funzionamento Fattori climatici sfavorevoli Produzione di energia specifica, kW / 100 m2 Kium *,%
Essiccatore Helio Primavera Estate Autunno Polvere, vento 15 cento
Forno solare
Heliobanya
Collettore solare piano Tutto l’anno Grandine, polvere, neve, pioggia, vento. Tempo freddo 7 25

* coefficiente di utilizzo della capacità installata

Tabella 3 – Caratteristiche economiche dei sistemi e delle installazioni di energia solare progettate per fornire processi termici nella Russia centrale.

Tipo di sistema (installazione) Materiali naturali utilizzati Altri materiali utilizzati
scorrere tutta la vita scorrere tutta la vita
Essiccatore Helio Acqua, sale, terra, argilla, ciottoli, sabbia >90% del peso del sistema Non è limitato Metallo, plastica Fino a 10 anni
Forno solare
Heliobanya
Collettore solare piano Metalli, vetro, plastica Fino a 10 anni

Tabella 4 – Caratteristiche sociali e ambientali dei sistemi e degli impianti di energia solare progettati per fornire processi termici nella Russia centrale.

Tipo di sistema (installazione) Impatto sull’occupazione Impatto sulla sicurezza energetica Impatto sull’ambiente
Essiccatore Helio Nuove industrie e servizi pubblici vengono creati La dipendenza dell’entità territoriale, della produzione e della vita quotidiana dalle forniture di carburante è ridotta
Forno solare
Heliobanya
Collettore solare piano I luoghi di lavoro vengono creati per la manutenzione dell’installazione Emissioni nocive da una fonte di energia termica di riserva

Caratteristiche tecniche ed economiche dell’eliobani GB-50

  • Stagno solare salato profondo 2,3 m (con isolamento termico) 50 m2 (8,33 × 6 m) con capacità di riscaldamento – 40 MW • h / stagione*
    (* stagione – 215 giorni per 55 ° di latitudine nord, escluso il lavoro come doccia con una temperatura dell’acqua di 40 – 45 ° С e una temperatura in un bagno turco 50 – 70 ° С).
  • La quantità media giornaliera di calore con una temperatura di 90 – 95 ° C accumulata da uno stagno per il riscaldamento dell’acqua e un eliobane a vapore è 186 kWh
  • La quantità giornaliera di acqua riscaldata da 14 a 45? С – 5330 l
  • La quantità di acqua con una temperatura di 45 ° C richiesta per lavare una persona – 50 – 55 l
  • Numero di visitatori – 100 persone / giorno
  • Consumo di calore per un lavaggio – 1,85 kWh

Costo di heliobani GB-50

Il costo stimato dell’eliobani GB-50 è di 600 * mille rubli ed è costituito da:

  • Il costo di uno stagno di sale solare – 100 mila rubli.
  • Il costo dei pannelli riflettenti in alluminio lucidato (piastrelle) sul muro di un edificio con una superficie di 80 m220 mila rubli.
  • Il costo di un bagno turco – un tubo di acciaio con un diametro di 2220 mm, uno spessore di 16 mm e una lunghezza di 4,5 m – 130 mila rubli.
  • Il costo del reparto sauna, spogliatoio e corridoio (2 garage, portasapone con rifiniture e attrezzature) – 300 mila rubli.
  • Il costo di altre strutture e meccanismi non di base – 50 mila rubli.

(* un laghetto con un bagno turco può essere collegato a un normale bagno o doccia).

Heliobahn GB-50 è progettato per una durata di servizio di 20 anni, con riparazione dopo 10 anni di funzionamento – sostituzione di raccordi, ecc..

I costi ridotti per un lavaggio nell’elioban GB-50

Z = C + E? K = 20 + 0,12 (600.000 rubli / 21.500 * lavaggi per stagione) = 23,4 rubli / lavaggio, dove: S = 20 rubli ** – il costo di 1 lavaggio, sommato dallo stipendio manutenzione dello stabilimento balneare per 4 – 5 ore, laghetto salino solare per 0,5 – 1 ora e il resto della giornata in servizio. Con 100 lavaggi al giorno, il pagamento è di 1000 rubli. (30.000 rubli al mese);

E = 0,12 – il coefficiente standard di efficienza degli investimenti di capitale nel settore energetico (con un periodo di ammortamento di 8,3 anni);

K – investimento di capitale nel bagno solare GB-50 per 1 lavaggio.

* Escluso l’uso del solarium all’inizio della primavera e del tardo autunno solo come doccia
** Incluso il consumo di elettricità, acqua e detergenti. In inverno, il bagno turco può essere utilizzato per immagazzinare uno stock di sicurezza di gas – butano o biogas purificato.

Dopo il periodo di rimborso, i costi ridotti per 1 lavaggio saranno determinati solo dalla remunerazione del personale.

Naturalmente, l’elenco delle fonti di energia termica utilizzate può essere ampliato con il calore geotermico e la biomassa. Tuttavia, il calore geotermico è una fonte di energia per uso collettivo e la biomassa come combustibile non è disponibile in grandi volumi per i residenti delle zone della steppa e della foresta. Inoltre, la biomassa ha una purezza ecologica falsa, dovuta alle emissioni durante la sua combustione..

L’uso diffuso di eliobahn nella Russia centrale ridurrà significativamente il consumo di carburante non necessario, migliorerà la situazione ambientale, aumenterà la sicurezza energetica del settore ricreativo e dei servizi pubblici e aumenterà la loro sovranità energetica.

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