Heliobanya

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Heliobanya

Es necesario abastecer los baños de energía térmica a la energía de fuentes renovables de energía (FER), porque en todas partes, para satisfacer las necesidades fisiológicas del hombre, existe una intrusión excesiva en el equilibrio biológico de la naturaleza. Se trata de autoconsumo intensivo de leña para calentar agua en baños o utilizar energía eléctrica..

El esquema propuesto de un heliobane (baño solar), desarrollado en la Oficina de Diseño de Energías Alternativas «VODOMET» (Omsk), ubicado en el nivel del sótano (hay otras opciones).

Este heliobani tiene un departamento de sauna y una sala de relajación en el sótano del edificio, y la sala de vapor está ubicada en un estanque de sal soleado ubicado en la pared sur de este edificio (Figura 1).

Heliobanya
Figura 1 – Esquema del heliobani
1 – radiación solar, 2 – concentrador de radiación solar, 3 – estanque de sal solar, 4 – baño de vapor, 5 – departamento de sauna, 6 – sala de relajación

El mantenimiento de la temperatura requerida en las habitaciones solares se lleva a cabo debido al hecho de que las paredes de la sala de vapor 4 y su espacio interior se calientan constantemente a una temperatura de 90 – 95 ° C de la radiación solar directa y reflejada de la superficie 2 acumulada por el estanque de sal solar 3. A las principales ventajas de dicha calefacción la sala de vapor es: mayor comodidad; eliminación de la «radiación fría» de las paredes de la sala de vapor, con la transferencia adecuada de calor desde la sala de vapor 4 a la sección de baño 5; Previniendo la formación de corrientes de aire. Se excluye la «combustión» de oxígeno por las instalaciones de calefacción por su ausencia.

El compartimento de lavado (ducha) 5 se calentará debido al calor entrante de la sala de vapor y el estanque de sal solar, a través de sus estructuras de cerramiento. En el baño (vestidor) 6, la temperatura ya no será mucho más alta que en el resto del sótano. Sin embargo, dado que la profundización de toda la estructura en el suelo es significativa, la temperatura en el baño será más baja que en el exterior. Esto es especialmente importante en el sur de Rusia, donde la temperatura del aire en verano supera los 30 ° C a la sombra. Por supuesto, el departamento de lavado, la sala de recreación y el pasillo se pueden ubicar sobre el nivel del suelo o a una distancia del edificio, según la ubicación geográfica y los deseos del desarrollador..

Dado que el baño propuesto es nuevo no solo en su estructura, sino que también no se ha determinado (investigado) el valor de los campos de temperatura en la sala de vapor 4, cuando se ponga en funcionamiento, se requerirá la presencia de médicos experimentados. Sin embargo, dado que el calor en la sala de vapor debe cubrir a una persona por todos lados, colocarla (sala de vapor) en la capa inferior de un estanque de sal solar es una clara ventaja sobre los baños tradicionales. La tubería de agua colocada a lo largo del fondo del estanque proporcionará calefacción las 24 horas del día del agua entrante para la ducha. Y dado que la temperatura es estable en la capa inferior del estanque, el baño solar proporcionará agua a las personas en cualquier momento..

Heliobanya es una casa de baños con disponibilidad del 100% en cualquier momento del día.

Después del funcionamiento en verano, en invierno, la sala de vapor 4 se puede utilizar para almacenar un suministro de agua industrial (con control de temperatura, excluyendo la descongelación de la caja), y después de enfriar el estanque, incluso a través de una bomba de calor (HP), para almacenar, por ejemplo, una reserva de butano, como combustible. fuente de energia.

El aislamiento térmico del estanque para el invierno, cuando se utiliza su calor de bajo grado para calentar el edificio con la ayuda de HP, se puede realizar, por ejemplo, con placas de espuma..

Además de utilizar la energía solar acumulada por el estanque para lavar, se puede utilizar para secar diversos materiales y productos, así como para cocinar. Las ventajas de utilizar energía solar garantizando los procesos térmicos indicados se dan en las tablas 1, 2, 3, 4..

Este es un análisis resumido de los más efectivos; desde el punto de vista de la minimización: pérdidas de energía; consumo de materiales artificiales; impacto negativo en el medio ambiente y los seres humanos, tecnologías para utilizar el tipo más común de fuentes de energía renovables, la energía solar, para garantizar los procesos térmicos.

tabla 1 – Ventajas y desventajas de los sistemas e instalaciones de energía solar diseñados para proporcionar procesos térmicos en Rusia central.

Tipo de sistema (instalación) Beneficios desventajas Área de aplicación
Secador de helio Sencillez.
El número mínimo de conversiones tecnológicas..
Trabaja con la energía solar acumulada en un estanque hasta 2 semanas.
Área y volumen significativos del estanque..
La presencia de un gran concentrador de energía solar..
En áreas con baja densidad de residencia y ubicación de producción.
Horno solar
Heliobanya
Colector solar plano El número mínimo de conversiones tecnológicas..
Talla pequeña.
Se requiere una fuente de respaldo de energía térmica. En un entorno urbano denso.

Tabla 2 – Características operativas, como primera aproximación, de los sistemas e instalaciones de energía solar diseñados para proporcionar procesos térmicos en Rusia central..

Tipo de sistema (instalación) Período de operación Factores climáticos desfavorables Producción de energía específica, kW / 100 m2 Kium *,%
Secador de helio Primavera verano Otoño Polvo, viento 15 cien
Horno solar
Heliobanya
Colector solar plano Todo el año Granizo, polvo, nieve, lluvia, viento. Clima frío 7 25

* coeficiente de utilización de la capacidad instalada

Tabla 3 – Características económicas de los sistemas e instalaciones de energía solar diseñados para proporcionar procesos térmicos en Rusia central.

Tipo de sistema (instalación) Materiales naturales utilizados Otros materiales utilizados
Desplazarse toda la vida Desplazarse toda la vida
Secador de helio Agua, sal, tierra, arcilla, guijarros, arena >90% del peso del sistema No es limitado Metal, plástico Hasta 10 años
Horno solar
Heliobanya
Colector solar plano Metales, vidrio, plásticos Hasta 10 años

Cuadro 4 – Características sociales y ambientales de los sistemas e instalaciones de energía solar diseñados para proporcionar procesos térmicos en Rusia central..

Tipo de sistema (instalación) Impacto en el empleo Impacto en la seguridad energética Impacto en el medio ambiente
Secador de helio Se están creando nuevas industrias y servicios públicos Se reduce la dependencia de la entidad territorial, la producción y la vida cotidiana del suministro de combustible
Horno solar
Heliobanya
Colector solar plano Se crean trabajos para el mantenimiento de la instalación Emisiones nocivas de una fuente de respaldo de energía térmica

Características técnicas y económicas de GB-50 heliobani

  • Estanque de sal solar de 2,3 m de profundidad (con aislamiento térmico) 50 m2 (8,33 × 6 m) con capacidad de calefacción – 40 MW • h / temporada*
    (* temporada – 215 días para 55 ° de latitud norte, excluyendo el trabajo como ducha con una temperatura del agua de 40 – 45 ° С y una temperatura en una sala de vapor 50 – 70 ° С).
  • La cantidad diaria promedio de calor con una temperatura de 90-95 ° C, acumulada por un estanque para calentar agua y un baño solar de vapor – 186 kWh
  • ¿La cantidad diaria de agua calentada de 14 a 45? С – 5330 litros
  • La cantidad de agua con una temperatura de 45 ° C necesaria para lavar a una persona – 50 – 55 litros
  • Número de visitantes – 100 personas / día
  • Consumo de calor para un lavado – 1,85 kWh

Costo del heliobani GB-50

El costo estimado del heliobani GB-50 es de 600 * mil rublos y consiste en:

  • El costo de un estanque de sal solar – 100 mil rublos.
  • El costo de los paneles (baldosas) de aluminio pulido reflectante en la pared de un edificio con un área de 80 m220 mil rublos.
  • El costo de una sala de vapor: una tubería de acero con un diámetro de 2220 mm, un grosor de 16 mm y una longitud de 4,5 m – 130 mil rublos.
  • El costo de la casa de baños, vestidor y pasillo (2 garajes, jaboneras con acabado y equipo) – 300 mil rublos.
  • El costo de otras estructuras y mecanismos no básicos – 50 mil rublos.

(* se puede unir un estanque con baño de vapor a un baño o ducha normal).

Heliobanya GB-50 está diseñado para una vida útil de 20 años, con reparaciones después de 10 años de operación: reemplazo de accesorios, etc..

Los costes reducidos de un lavado en el helioban GB-50

Z = C + E? K = 20 + 0.12 (600,000 rublos / 21,500 * lavados por temporada) = 23.4 rublos / lavado, donde: S = 20 rublos ** – el costo de 1 lavado, que es la suma del salario mantenimiento de la casa de baños durante 4 – 5 horas, estanque de sal solar durante 0,5 – 1 hora y el resto del día de guardia. Con 100 lavados por día, el pago es de 1000 rublos. (30.000 rublos por mes);

E = 0,12 – el coeficiente estándar de eficiencia de las inversiones de capital en el sector energético (con un período de recuperación de 8,3 años);

K – inversión de capital en el baño solar GB-50 para 1 lavado.

* Excluido el uso del solárium a principios de primavera y finales de otoño solo como ducha
** Incluye consumo de luz y agua y detergentes. En invierno, la sala de vapor se puede utilizar para almacenar un stock de seguridad de gas: butano o biogás purificado..

Después del período de recuperación, los costos reducidos por 1 lavado se determinarán solo por la remuneración del personal.

Por supuesto, la lista de fuentes de energía térmica utilizadas se puede ampliar con calor geotérmico y biomasa. Sin embargo, el calor geotérmico es una fuente de energía para uso colectivo, y la biomasa como combustible no está disponible en grandes volúmenes para los residentes de las zonas de estepa y estepa forestal. Y además, la biomasa tiene una falsa pureza ecológica, debido a las emisiones durante su combustión..

El uso generalizado de heliobahn en el centro de Rusia reducirá significativamente el consumo innecesario de combustible, mejorará la situación medioambiental, aumentará la seguridad energética de la industria recreativa y de servicios públicos y aumentará su soberanía energética..

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