Комбинированная солнечная отопительная система

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОМБИНИРОВАННАЯ СОЛНЕЧНАЯ ОТОПИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА(71) Заявитель Зарецкий Александр Константинович(72) Автор Зарецкий Александр Константинович(73) Патентообладатель Зарецкий Александр Константинович(57) 1. Комбинированная солнечная отопительная система, состоящая как минимум из одного теплового насоса, как минимум одного солнечного теплового коллектора, сообщенного как минимум с одним тепловым аккумулятором как минимум в один циркуляционный контур циркуляции теплоносителя, и как минимум одного средства управления потоком теплоносителя, отличающаяся тем, что упомянутый циркуляционный контур посредством упомянутого средства управления потоком теплоносителя выполнен с возможностью разделения как минимум на два изолированных для прохождения теплоносителя друг от друга циркуляционных контура и сообщения последних с теплообменниками упомянутого теплового насоса для сквозного прохождения через последние теплоносителя, а также с возможностью сообщения упомянутых как минимум двух изолированных друг от друга циркуляционных контуров в упомянутый один циркуляционный контур с исключением из последнего как минимум одного теплообменника упомянутого теплового насоса для сквозного прохождения через последний теплоносителя. 93622013.08.30 2. Отопительная система по п. 1, отличающаяся тем, что средства управления потоком теплоносителя выполнены в виде клапана, или задвижки, или заслонки, или крана,или вентиля, или канала, или трубы, или шланга, или воздуховода. 3. Отопительная система по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве теплоносителя выбирают воздух, или воду, или низкозамерзающую жидкость, например растворы на основе воды, включающие антифриз, или соль, или спирт. 4. Отопительная система по п. 1, отличающаяся тем, что как минимум один циркуляционный контур содержит средства, сообщающие последний с атмосферой, выполненные,например, в виде клапана, или задвижки, или заслонки, или вентиля, или крана, или сапуна, или трубы, или бачка. 5. Отопительная система по п. 1, отличающаяся тем, что как минимум один циркуляционный контур содержит в своем составе средства, приводящие поток теплоносителя в принудительное циркуляционное движение, выполненные, например, в виде насоса, или вентилятора, или компрессора. 6. Отопительная система по п. 1, отличающаяся тем, что как минимум один тепловой аккумулятор выполнен, например, из кирпича, или бетона, или армированного железобетона и содержит как минимум один теплообменник, который, в свою очередь, выполнен в виде как минимум одного сквозного канала или трубы, имеющих тепловой контакт с материалом, из которого выполнен упомянутый тепловой аккумулятор. 7. Отопительная система по п. 1, отличающаяся тем, что как минимум один циркуляционный контур сообщен с тепловым насосом и геотермальным теплообменником, последний выполнен, например, в виде трубы, или канала, или шланга, имеющих тепловой контакт с теплоаккумулирующей массой, например породой, или водой, или грунтом, например, реки, или канала, или моря, или озера, или грунта, или водоема, или колодца, или скважины, или шахты. 8. Отопительная система по п. 1, отличающаяся тем, что геотермальный теплообменник выполнен в виде канала или трубы, сообщенных с водой, например, реки, или канала,или моря, или озера, или грунта, или водоема, или колодца, или скважины, или шахты.(56) 1. Патент 10109122, 24/02/2001, МПК 24 2/42, 2003. 2. Патент 2896857 1, 200513399, МПК 24 2/20, 2008. 3. Патент 2896858 1, 200611047, МПК 24 2/04, 2008. 4. Патент 2008025850 2, МПК 2411/00, 2009 5. Патент 2007058576 1, МПК 24 2/04, 2009. 6. Патент 3895219 2 200402004, МПК 24 2/04,2008. 7. Патент РБ на полезную модель 8283, МПК 24 2/00, 2011. 8. СНиП 23-01-99. Строительная климатология. Госстрой России. - М. ГУП ЦПП,2003. 9. Строительная климатология. НИИ строит. физики Справочное пособие к СНиП М. Стройиздат, 1990. 10. Научно-прикладной справочник по климату СССР - Серия 3. Многолетние данные. Ч. 1-6. - СПб. Гидрометеоиздат, 1989-1998. - Вып. 1-34. 11. Малявина Е.Г. Теплопотери здания Справочное пособие. - М. АВОК-ПРЕСС,2007. Заявляемая полезная модель комбинированной солнечной отопительной системы, далее по тексту отопительная гелиосистема, относится к области отопления производственных и жилых зданий и сооружений, в частности к обустройству отопительных и климатических систем с использованием солнечной тепловой энергии. 2 93622013.08.30 Существующий уровень техники характеризуется наличием различных разработок конструкций отопительных гелиосистем. Известна, например, солнечная установка немецких разработчиков ,1. Солнечная установка содержит тепловой аккумулятор, накапливающий тепло из окружающей среды от солнечного коллектора и передающий накопленное тепло на тепловой насос для дальнейшего снабжения системы отопления здания. Такая комбинация, по мнению авторов изобретения, очень эффективна, так как инерционный тепловой аккумулятор очень эффективно подзаряжается от коллектора при коротких появлениях солнца. При этом температура в тепловом аккумуляторе находится в зоне, благоприятной для работы теплового насоса, и КПД системы повышается. Общие признаки солнечной установки 1 и заявляемой полезной модели отопительной гелиосистемы - это наличие в системе таких узлов, как солнечный тепловой коллектор,тепловой аккумулятор и тепловой насос. Недостаток солнечной установки 1, препятствующий достижению технического результата, - это то, что при такой комбинации отопительных устройств тепловой насос вынужден работать постоянно в течение всего отопительного сезона и излишне расходовать большое количество электрической энергии. Известна также система получения тепла с помощью комбинированной солнечной и атмосферной установки в сочетании с теплонасосной установкой французских разработчиков , . Комбинированная установка содержит солнечный тепловой коллектор для нагрева жидкости, атмосферный тепловой насос для нагрева жидкости, систему трубопроводов, вентилей и циркуляционный насос. Комбинированная солнечная и атмосферная установка обеспечивает нагрев водопроводной воды последовательным использованием солнечного тепла в солнечном коллекторе в сочетании с атмосферной тепловой насосной установкой. Атмосферная тепловая насосная установка с помощью воздушного теплового насоса обеспечивает использование тепла открытого воздуха при недостаточном количестве солнечного тепла, а также удаление излишнего солнечного тепла, поглощенного летом. Установка применима в системах санитарного горячего водоснабжения и в системах отопления 2, 3. Общие признаки установки 2, 3 с заявляемой полезной моделью - солнечный коллектор, тепловой насос. Недостатки установки 2, 3, препятствующие получению удовлетворительного технического результата - наличие объединенного (наружного и внутреннего) жидкостного контура циркуляции теплоносителя и, как следствие, необходимость использования в качестве теплоносителя низкозамерзающей жидкости, это сильно увеличивает сложность и стоимость конструкции. Атмосферный тепловой насос при такой конструкции сообщен непосредственно с наружным атмосферным воздухом и при низких температурах наружного воздуха работает очень неэффективно с большими затратами энергии. В системе отсутствует тепловой аккумулятор, поэтому эффективность и экономичность работы системы снижается. Известна также солнечная пневматическая система с тепловым насосом, разработчики.4. Солнечная пневматическая система с тепловым насосом 4 представляет собой устройство для сбора тепла, которое содержит тепловой насос и энергетический коллектор. Тепловой насос адаптирован для передачи тепла от первого теплообменника до второго, а энергетический коллектор содержит стенку, формирующую трубу для воздушного потока. Первый теплообменник находится в теплообмене с трубой. Общие признаки солнечной пневматической системы с тепловым насосом 4 с заявляемой полезной моделью - солнечный энергетический коллектор и тепловой насос. Недостатки системы 4, препятствующие получению удовлетворительного технического результата, - это постоянное использование проточного холодного атмосферного воздуха,и, как следствие, снижение эффективности работы системы. Тепловой насос при такой конструкции вынужден работать постоянно в течение всего отопительного сезона и излишне расходовать большое количество энергии. В системе отсутствует тепловой аккумулятор, поэтому эффективность работы системы в целом также снижается. 3 93622013.08.30 Известна также система с тепловым насосом французских разработчиков , 5. Система с тепловым насосом 5 содержит тепловой насос, отбирающий тепловую энергию из окружающего воздуха и передающий ее другому теплоносителю. Имеется внешняя полость, обеспечивающая нагрев воздуха с использованием солнечного излучения. Система передает окружающий воздух тепловому насосу через внешнюю полость. Кроме того, имеется устройство, регулирующее подачу окружающего воздуха в наружную полость. Общие признаки системы с тепловым насосом 5 с заявляемой полезной моделью наружная полость, выполняющая роль солнечного теплового коллектора, тепловой насос,который отбирает тепло от подогретого с помощью солнечной тепловой энергии воздуха. Недостатки системы 5, препятствующие получению удовлетворительного технического результата, - тепловой насос при такой конструкции вынужден работать постоянно в течение всего отопительного сезона и излишне расходовать большое количество энергии, в системе отсутствует тепловой аккумулятор, поэтому эффективность работы системы, в целом, снижается. Известна также напольная отопительная установка японской корпорации, разработчик. Установка имеет полностью пассивную конструкцию и содержит солнечный тепловой коллектор воздушного проточного типа, а также напольный тепловой аккумулятор. Наружный атмосферный воздух, проходя через тепловой коллектор, разогревается и попадает в напольный тепловой аккумулятор, проходя через напольный тепловой аккумулятор, отдает свое тепло и выходит в атмосферу. Движение воздуха обеспечивается естественными конвективными потоками 6. Общие признаки напольной отопительной установки 6 с заявляемой полезной моделью - это солнечный тепловой коллектор, тепловой аккумулятор, воздушный теплоноситель. Недостаток напольной отопительной установки, 6, препятствующий получению удовлетворительного технического результата, - это постоянное использование холодного наружного атмосферного воздуха, при этом в зимний период при отрицательных температурах наружного воздуха эффективность работы системы, в целом, снижается. Известна полезная модель низкотемпературная воздушная конвективная отопительная гелиосистема 7. Система содержит солнечный тепловой коллектор и тепловой аккумулятор, сообщенные в замкнутый контур циркуляции воздушного теплоносителя. Общие признаки низкотемпературной воздушной конвективной отопительной гелиосистемы 7 с заявляемой полезной моделью - это солнечный тепловой коллектор, тепловой аккумулятор, воздушный теплоноситель. Недостаток системы 7, препятствующий получению удовлетворительного технического результата, - это в силу больших тепловых потерь через солнечный коллектор, невысокая эффективность работы системы при низких отрицательных температурах наружного воздуха и в пасмурную погоду. Данная установка для отопления здания 7 обладает наибольшим сходством с заявляемой полезной моделью отопительной гелиосистемы и может быть выбрана в качестве прототипа. Задачами настоящей заявляемой полезной модели являются создание эффективно работающих отопительных гелиосистем без использования сезонного аккумулятора теплоты преимущественно для отопления многоэтажных зданий повышение эффективности работы отопительных гелиосистем при низких (ниже -10 С) отрицательных температурах наружного воздуха и в пасмурную погоду при низком уровне инсоляции коллектора создание отопительных гелиосистем, удовлетворительно и экономично работающих даже при низких критических температурах наружного воздуха (ниже -30 С), а также в ночное время без поступления солнечной тепловой энергии. Настоящая заявляемая полезная модель отопительной гелиосистемы представляет собой солнечные тепловые коллекторы проточного типа, предпочтительно расположенные 4 93622013.08.30 вертикально на фасадах и кровлях зданий, сообщенные с тепловым насосом и твердотельными тепловыми аккумуляторами проточного типа в систему циркуляции теплоносителя,переносящего тепловую энергию от солнечного коллектора к тепловому аккумулятору,как непосредственно от солнечного теплового коллектора к тепловому аккумулятору при высокой инсоляции солнечного коллектора, так и через тепловой насос, который в случае необходимости повышает температуру теплоносителя в системе до нужных значений при недостаточной величине инсоляции солнечного коллектора. Заявляемая отопительная гелиосистема также может работать и в ночное время без использования солнечной тепловой энергии в разных вариантах ее реализации либо от теплоты наружного атмосферного воздуха, либо от геотермальной теплоты окружающего грунта, или породы, или воды близлежащих грунта, или водоема, или колодца, или скважины, или шахты. Заявляемая комбинированная солнечная отопительная система имеет следующие конструктивные особенности 1. Комбинированная солнечная отопительная система, состоящая как минимум из одного теплового насоса, как минимум одного солнечного теплового коллектора, сообщенного как минимум с одним тепловым аккумулятором как минимум в один циркуляционный контур циркуляции теплоносителя, отличающаяся тем, что упомянутый циркуляционный контур содержит как минимум одно средство управления потоком теплоносителя, открытие или закрытие которого для сквозного прохождения теплоносителя разделяет упомянутый циркуляционный контур как минимум на два изолированных для прохождения теплоносителя друг от друга циркуляционных контура и сообщает последние с теплообменниками упомянутого теплового насоса для сквозного прохождения через последние теплоносителя, и возврат в исходное состояние упомянутого средства управления потоком теплоносителя сообщает упомянутые как минимум два изолированных друг от друга циркуляционных контура в упомянутый один циркуляционный контур и закрывает у упомянутого теплового насоса как минимум один теплообменник для сквозного прохождения через последний теплоносителя. 2. Отопительная система отличается тем, что средства управления направлением потока теплоносителя выполнены в виде клапана, или задвижки, или заслонки, или крана,или вентиля. 3. Отопительная система отличается тем, что возврат в исходное состояние средства управления потоком теплоносителя выполняется открытием или закрытием клапана, или задвижки, или заслонки, или крана, или вентиля, или канала, или трубы, или шланга, или воздуховода для сквозного прохождения теплоносителя. 4. Отопительная система отличается тем, что в качестве теплоносителя выбирают воздух, или воду, или низкозамерзающую жидкость, например растворы на основе воды,включающие антифриз, или соль, или спирт. 5. Отопительная система отличается тем, что как минимум один циркуляционный контур содержит средства, сообщающие последний с атмосферой, выполненные, например, в виде клапана, или задвижки, или заслонки, или вентиля, или крана, или сапуна, или трубы, или бачка. 6. Отопительная система отличается тем, что как минимум один циркуляционный контур содержит в своем составе средства, приводящие поток теплоносителя в принудительное циркуляционное движение, выполненные, например, в виде насоса, или вентилятора, или компрессора. 7. Отопительная система отличается тем, что как минимум один тепловой аккумулятор выполнен, например, из кирпича, или бетона, или армированного железобетона, и содержит как минимум один теплообменник, который, в свою очередь, выполнен в виде как минимум одного сквозного канала или трубы, имеющих тепловой контакт с материалом,из которого выполнен упомянутый тепловой аккумулятор. 8. Отопительная система отличается тем, что как минимум один циркуляционный контур сообщен с тепловым насосом и геотермальным теплообменником, последний выпол 5 93622013.08.30 нен, например, в виде трубы, или канала, или шланга, имеющих тепловой контакт с теплоаккумулирующей массой, например породой, или водой, или грунтом, например, реки,или канала, или моря, или озера, или грунта, или водоема, или колодца, или скважины,или шахты. 9. Отопительная система отличается тем, что геотермальный теплообменник выполнен в виде канала или трубы, сообщенных с водой, например, реки, или канала, или моря,или озера, или грунта, или водоема, или колодца, или скважины, или шахты. На фиг. 1-4 показан состав и различные режимы работы одного из вариантов заявляемой отопительной гелиосистемы с воздушным теплоносителем. На фиг. 5-8 показан состав и различные режимы работы второго варианта исполнения заявляемой исполнения отопительной гелиосистемы с жидкостным теплоносителем. На фиг. 9, 10 показан состав и различные режимы работы третьего варианта исполнения заявляемой отопительной гелиосистемы с комбинированным использованием воздушного и жидкостного теплоносителя. На фиг. 11 показан график зависимости КПД солнечного коллектора от разницы между температурой наружного воздуха и температурой разогрева адсорбера солнечной тепловой энергии. На фиг. 1 показана заявляемая комбинированная солнечная отопительная система в варианте с воздушным теплоносителем. Отопительная гелиосистема (фиг. 1) состоит из следующих элементов как минимум один солнечный коллектор 1, расположенный с наружной стороны ограждающей тепловой контур здания конструкции (в частности, фасадной стены 2), как минимум один тепловой аккумулятор 3, расположенный внутри теплового контура здания, элементы транспортировки воздушного теплоносителя (воздуховоды) 4, 5 и воздушный тепловой насос 6. В системе имеются исполнительные устройства средства управления потоком воздушного теплоносителя, выполненные например, в виде клапанов,заслонок, задвижек, вентилей, кранов и т.д., 7, а также средства, приводящие воздушный теплоноситель в принудительное движение по циркуляционному контуру, выполненные,например, в виде воздушного вентилятора, компрессора, насоса принудительной циркуляции теплоносителя, 8, предохранительные клапаны (задвижки) 9. Направление потоков теплоносителя указано стрелками. На фиг. 1 показан режим работы отопительной гелиосистемы в отопительный сезон днем при очень низких температурах наружного воздуха (ниже -10 С) или в пасмурную погоду, когда солнечной тепловой энергии, поступающей на солнечный тепловой коллектор 1, недостаточно для получения удовлетворительных температур разогрева теплоносителя. В этом случае, как показано на фиг. 1, система с помощью воздушных заслонок 7 разделяет общий контур циркуляции воздушного теплоносителя на два контура первый состоит из солнечного коллектора 1 и низкотемпературного теплообменника теплового насоса 6, а второй контур состоит из высокотемпературного теплообменника теплового насоса 6 и теплового аккумулятора 3. Тепловой насос 6, включенный между солнечным коллектором 1 и тепловым аккумулятором 3, поднимает температуру теплоносителя и,используя теплоту наружного атмосферного воздуха совместно с солнечной тепловой энергией, эффективно заряжает тепловой аккумулятор 3 до приемлемых значений теплоты даже при очень низких температурах наружного воздуха и недостаточном уровне инсоляции солнечного коллектора 1. Например, в режиме работы отопительной гелиосистемы (фиг. 1) при температуре наружного воздуха -30 С наружный атмосферный воздух засасывается в солнечный тепловой коллектор 1, там разогревается от адсорбера солнечной тепловой энергии до температуры -20 С, затем по воздуховоду 4 поступает в низкотемпературный теплообменник теплового насоса 6, там охлаждается до температуры -35-43 С, затем выбрасывается в атмосферу. Тепловая энергия, полученная от разницы температур теплоносителя в 23 С,подается в высокотемпературный теплообменник теплового насоса 6 и разогревает тепло 6 93622013.08.30 носитель во втором контуре, состоящем из теплового насоса 6 и теплового аккумулятора 3. Таким образом, низкотемпературная солнечная тепловая энергия, собираемая тепловым коллектором 1, и низкотемпературная тепловая энергия наружного атмосферного воздуха используются очень эффективно, практически без тепловых потерь через солнечный тепловой коллектор 1. Так как для работы теплового насоса необходимы затраты электроэнергии, данный режим работы отопительной гелиосистемы, показанный на фиг. 1, является резервным и его целесообразно использовать только в случае необходимости, для подзарядки теплового аккумулятора 3 до минимального уровня тепловой энергии и поддержания его заряда на минимальном уровне. На фиг. 2 показан режим работы заявляемой отопительной гелиосистемы в отопительный сезон в ночное время, когда солнечная тепловая энергия на адсорбер солнечного коллектора 1 не поступает. В этом режиме разогрев теплоносителя в солнечном тепловом коллекторе не происходит и отопительная гелиосистема работает только от низкотемпературной теплоты наружного атмосферного воздуха. Отопительная гелиосистема (фиг. 2) работает следующим образом. Отопительная гелиосистема с помощью воздушных заслонок 7 разделяет общий контур циркуляции воздушного теплоносителя на два контура первый состоит из солнечного коллектора 1 и низкотемпературного теплообменника теплового насоса 6, а второй контур состоит из высокотемпературного теплообменника теплового насоса 6 и теплового аккумулятора 3. Тепловой насос 6, включенный между солнечным коллектором 1 и тепловым аккумулятором 3,поднимает температуру теплоносителя и, используя только теплоту наружного атмосферного воздуха, эффективно заряжает тепловой аккумулятор 3 до приемлемых значений теплоты даже при очень низких температурах наружного воздуха и в ночное время, когда солнечная тепловая энергия на солнечный коллектор 1 не поступает. Например, в режиме работы отопительной гелиосистемы (фиг. 2) в ночное время при температуре наружного воздуха -30 С наружный атмосферный воздух засасывается в солнечный тепловой коллектор 1, затем по воздуховоду 4 поступает в низкотемпературный теплообменник теплового насоса 6, там охлаждается до температуры -35-43 С, затем выбрасывается в атмосферу. Тепловая энергия, полученная от разницы температур теплоносителя в 513 С подается в высокотемпературный теплообменник теплового насоса 6 и разогревает воздушный теплоноситель во втором контуре, состоящем из теплового насоса 6 и теплового аккумулятора 3. Таким образом, в ночное время для разогрева теплового аккумулятора 3 отопительная гелиосистема использует только низкотемпературную тепловую энергию наружного атмосферного воздуха. Так как для работы теплового насоса необходимы затраты электроэнергии, данный режим работы отопительной гелиосистемы, показанный на фиг. 2, так же как и режим, показанный на фиг. 1, целесообразно использовать только в случае необходимости, для подзарядки теплового аккумулятора 3 до минимального уровня тепловой энергии и поддержания его заряда на минимальном уровне. Режимы работы по фиг. 1 и 2 являются резервными режимами работы отопительной гелиосистемы, которые поддерживают отопительную гелиосистему на минимальном уровне тепловой энергии. На фиг. 3 показан режим работы отопительной гелиосистемы в отопительный сезон днем при нормальных уровнях наружных температур (-75 С) и нормальных уровнях инсоляции солнечного коллектора 1. В этом случае солнечной тепловой энергии, поступающей на солнечный тепловой коллектор 1, вполне достаточно для получения удовлетворительных температур разогрева теплоносителя (3540 С). В этом случае, как показано на фиг. 1, система с помощью воздушных заслонок 7 формирует общий контур циркуляции воздушного теплоносителя между солнечным коллектором 1 и тепловым аккумулятором 3. Тепловой насос 6 в данном режиме работы отопительной гелиосистемы 7 93622013.08.30 выключается. Воздушный теплоноситель циркулирует по замкнутому контуру между солнечным тепловым коллектором 1 и тепловым аккумулятором 3 и переносит тепловую энергию из коллектора 1 в аккумулятор 3. Отопительная гелиосистема от солнечной тепловой энергии, поступающей на коллектор 1, постепенно разогревается до равновесной температуры. Тепловой аккумулятор 3 в данном режиме работы постепенно заряжается до максимального значения. Циркуляция воздушного теплоносителя в данном режиме работы инициируется конвективными воздушными потоками нагреваемого в солнечном тепловом коллекторе и охлаждаемого в тепловом аккумуляторе воздушного теплоносителя. Для принудительной циркуляции воздушного теплоносителя может быть задействован циркуляционный вентилятор 8. В режиме работы по фиг. 3 тепловой насос выключен, в крайнем случае работает только маломощный циркуляционный вентилятор 8, затраты электроэнергии в этом режиме работы минимальны и солнечная тепловая энергия с минимальными затратами эффективно заряжает тепловой аккумулятор 3 отопительной гелиосистемы до максимальных значений. Режим работы отопительной гелиосистемы (фиг. 3) является основным режимом работы, используется для полного заряда теплового аккумулятора 3 до максимального уровня тепловой энергии и поддержания его заряда на максимальном уровне. На фиг. 4 показан режим сохранения тепловой энергии заявляемой отопительной гелиосистемы, например, в отопительный сезон в ночное время, когда солнечная тепловая энергия на адсорбер солнечного коллектора 1 не поступает и тепловой аккумулятор 3 полностью заряжен. В этом режиме с помощью воздушных заслонок 7 солнечный коллектор 1 изолируется от воздушного контура отопительной гелиосистемы. Циркуляция воздушного теплоносителя и теплообмен между солнечным тепловым коллектором 1 и тепловым аккумулятором 3 не происходят. В данном режиме работы (фиг. 4) отопительная гелиосистема находится в режиме сохранения накопленного тепла и обогрева внутреннего теплового контура отапливаемого помещения. Данный режим работы отопительной гелиосистемы фиг. 4 может использоваться как ночью при полностью заряженном тепловом аккумуляторе, так и днем при полностью заряженном тепловом аккумуляторе и повышенной инсоляции солнечного теплового коллектора, когда необходимо ограничить излишне поступающую солнечную тепловую энергию и исключить перегрев отопительной гелиосистемы. На фиг. 5-8 показана заявляемая комбинированная солнечная отопительная система, в варианте с жидкостным теплоносителем. Отопительная гелиосистема (фиг. 5-8) состоит из следующих элементов как минимум, один жидкостный солнечный тепловой коллектор 9, 10(солнечный тепловой коллектор может быть любой известной конструкции, в частности на фиг. 5-8 схематично показан вакуумированный трубчатый солнечный тепловой коллектор 9 с термосифонной циркуляцией хладагента с трубчатым теплообменником), расположенный с наружной стороны ограждающей тепловой контур здания конструкции (в частности, фасадной стены 2), как минимум один тепловой аккумулятор 3, расположенный внутри теплового контура здания, элементы транспортировки воздушного теплоносителя (трубопроводы), тепловой насос 11, внутренний жидкостный теплообменник 12 теплового аккумулятора 3, наружный геотермальный теплообменник 13. В системе имеются исполнительные устройства средства управления потоком жидкого теплоносителя,выполненные, например, в виде клапанов, заслонок, задвижек, вентилей, кранов и т.д., 14,а также средства, приводящие жидкий теплоноситель в принудительное движение по циркуляционному контуру, выполненные, например, в виде насоса принудительной циркуляции, теплоносителя 15, 16, предохранительные устройства (расширительный бачок) 17. Направление потоков теплоносителя указано стрелками. На фиг. 5-8 открытые вентили 14 и включенные насосы 15, 16 показаны заштрихованными (черным цветом), закрытые вентили 14 и выключенные насосы 15, 16 показаны незаштрихованными (белым цветом). 8 93622013.08.30 На фиг. 5 показан режим работы отопительной гелиосистемы в отопительный сезон днем при очень низких температурах наружного воздуха (ниже -10 С) или в пасмурную погоду, когда солнечной тепловой энергии, поступающей на солнечный тепловой коллектор 9, 10 недостаточно для получения удовлетворительных температур разогрева теплоносителя. В этом случае, как показано на фиг. 5, система с помощью вентилей (клапанов) 14 (закрытый вентиль между теплообменниками теплового насоса 11) разделяет общий контур циркуляции теплоносителя на два контура. Первый низкотемпературный контур состоит из солнечного коллектора 9, 10 и низкотемпературного теплообменникатеплового насоса 11. В первый, низкотемпературный, контур циркуляции теплоносителя параллельно солнечному коллектору 9, 10 подключен постоянный источник тепловой энергии - геотермальный теплообменник 13. Второй высокотемпературный контур состоит из высокотемпературного теплообменника (-) теплового насоса 11 и внутреннего теплообменника 12 теплового аккумулятора 3. Тепловой насос 11, включенный между солнечным коллектором 9, 10 и тепловым аккумулятором 3, поднимает температуру теплоносителя и, используя геотермальную теплоту окружающего грунта и/или близлежащих водоема, колодца, скважины, шахты,совместно с солнечной тепловой энергией, эффективно заряжает тепловой аккумулятор 3 до приемлемых значений теплоты даже при очень низких температурах наружного воздуха и недостаточном уровне инсоляции солнечного коллектора 9, 10. Например, в режиме работы отопительной гелиосистемы по фиг. 5 при температуре наружного воздуха -30 С и недостаточном уровне инсоляции солнечного теплового коллектора жидкий теплоноситель, охлажденный в низкотемпературном теплообменникетеплового насоса 11 до температуры -5 С, движимый насосом 16 поступает в геотермальный теплообменник 13 и там от теплоты окружающего грунта и/или водоема, колодца, скважины, шахты разогревается до температуры 14 С, также параллельно геотермальному контуру, теплоноситель, движимый насосом 15, поступает в солнечный тепловой коллектор 9, 10, где также разогревается до температуры 1020 С. После прохождения этих двух тепловых контуров теплоноситель смешивается и со средней температурой 1015 С поступает обратно в низкотемпературный теплообменник (-) теплового насоса 11, где, охлаждаясь, отдает накопленную теплоту тепловому насосу 11. Тепловая энергия, полученная от разницы температур теплоносителя в 1520 С, подается в высокотемпературный теплообменник (-) теплового насоса 11 и разогревает теплоноситель во втором контуре, состоящем из высокотемпературного теплообменника(-) теплового насоса 11 и внутреннего теплообменника 12 теплового аккумулятора 3,до значений 4060 С. Таким образом, низкотемпературная солнечная тепловая энергия, собираемая тепловым коллектором 9, 10, и низкотемпературная геотермальная тепловая энергия от теплоты окружающего грунта и/или водоема, колодца, скважины, шахты очень эффективно, практически без тепловых потерь через солнечный тепловой коллектор 9, 10, используется для разогрева теплового аккумулятора 3. Так как для работы теплового насоса 11 необходимы затраты электроэнергии, данный режим работы отопительной гелиосистемы, показанный на фиг. 5, целесообразно использовать только в случае необходимости, для подзарядки теплового аккумулятора 3 до минимального уровня и поддержания его заряда на минимальном уровне. На фиг. 6 показан режим работы отопительной гелиосистемы в отопительный сезон ночью, когда нет поступления солнечной тепловой энергии. В этом случае, как показано на фиг. 6, система с помощью вентилей (клапанов) 14 (закрытые вентили между теплообменниками теплового насоса 11 и между тепловым насосом 11 и солнечным коллектором 9, 10, а также выключенный циркуляционный насос 15 солнечного коллектора 9, 10) разделяет общий контур циркуляции теплоносителя на два контура и отключает солнечный тепловой коллектор 9, 10. Первый низкотемпературный контур состоит только из постоянного источника тепловой энергии - геотермального теплообменника 13 и низкотемпера 9 93622013.08.30 турного теплообменника (-) теплового насоса 11. Второй высокотемпературный контур состоит из высокотемпературного теплообменника (-) теплового насоса 11 и внутреннего теплообменника 12 теплового аккумулятора 3. Система в режиме по фиг. 6 питается только от геотермальной теплоты окружающего грунта и/или близлежащих водоема, колодца, скважины, шахты. Тепловой насос 11, включенный между солнечным коллектором 9, 10 и тепловым аккумулятором 3, поднимает температуру теплоносителя и, используя геотермальную теплоту окружающего грунта и/или близлежащих водоема, колодца, скважины, шахты, эффективно заряжает тепловой аккумулятор 3 до приемлемых значений теплоты даже при очень низких температурах наружного воздуха и отсутствии инсоляции солнечного коллектора 9, 10. Например, в режиме работы отопительной гелиосистемы (фиг. 6) в ночное время при отсутствии инсоляции солнечного теплового коллектора жидкий теплоноситель, охлажденный в низкотемпературном теплообменнике (-) теплового насоса 11 до температуры -5 С, движимый насосом 16, поступает в геотермальный теплообменник 13 и там от теплоты окружающего грунта и/или близлежащих водоема, колодца, скважины, шахты разогревается до температуры 14 С и поступает обратно в низкотемпературный теплообменник (-) теплового насоса 11, где, охлаждаясь, отдает накопленную теплоту тепловому насосу 11. Тепловая энергия, полученная от разницы температур теплоносителя в 510 С, подается в высокотемпературный теплообменник (-) теплового насоса 11 и разогревает теплоноситель во втором контуре, состоящем из высокотемпературного теплообменника (-) теплового насоса 11 и внутреннего теплообменника 12 теплового аккумулятора 3, до значений 4060 С. Таким образом, низкотемпературная геотермальная тепловая энергия от теплоты окружающего грунта и/или близлежащих водоема, колодца, скважины, шахты очень эффективно используется для разогрева теплового аккумулятора 3. Так как для работы теплового насоса 11 необходимы затраты электроэнергии, данный режим работы отопительной гелиосистемы, показанный на фиг. 6, так же как и режим работы по фиг. 5, целесообразно использовать только в случае необходимости, для подзарядки теплового аккумулятора 3 до минимального уровня тепловой энергии и поддержания его заряда на минимальном уровне. На фиг. 7 показан основной режим работы отопительной гелиосистемы в отопительный сезон днем, когда поступления солнечной тепловой энергии вполне достаточно для получения необходимых температур ( 4060 С) разогрева теплоносителя. В этом случае, как показано на фиг. 7, система с помощью вентилей (клапанов) 14 (открытый вентиль между теплообменниками теплового насоса 11 и между тепловым насосом 11 и солнечным коллектором 9, 10, а также включенный циркуляционный насос 15 солнечного коллектора 9, 10 и/или циркуляционный насос 15 внутреннего теплообменника 12 теплового аккумулятора 3) формирует общий контур циркуляции теплоносителя между солнечным тепловым коллектором 9, 10 и тепловым аккумулятором 3. При этом низкотемпературный(-) и высокотемпературный (-) теплообменники теплового насоса 11 с помощью закрытых соответствующих вентилей 14 отключены от общего контура циркуляции теплоносителя. Сам тепловой насос 11 также выключен. Отключен также с помощью закрытого соответствующего вентиля 14 и выключенного насоса 16 и низкотемпературный геотермальный теплообменник 13. Отопительная гелиосистема в режиме по фиг. 7 питается только от солнечной тепловой энергии, поступающей на солнечные тепловые коллекторы 9, 10. Жидкий теплоноситель циркулирует по замкнутому контуру между солнечным тепловым коллектором 9, 10 и тепловым аккумулятором 3 и переносит тепловую энергию из коллектора 9, 10 в аккумулятор 3. Отопительная гелиосистема от солнечной тепловой энергии, поступающей на коллектор 9, 10, постепенно разогревается до равновесной температуры. Тепловой аккумулятор 3 в данном режиме работы постепенно заряжается до максимального значения. 10 93622013.08.30 Циркуляция жидкого теплоносителя в данном режиме работы может инициироваться конвективными потоками нагреваемого в солнечном тепловом коллекторе и охлаждаемого в тепловом аккумуляторе жидкого теплоносителя. Для принудительной циркуляции жидкого теплоносителя может быть задействован как минимум один циркуляционный насос 15. В режиме работы по фиг. 7 тепловой насос 11 выключен, в крайнем случае работает только маломощный циркуляционный насос 15, затраты электроэнергии в этом режиме работы минимальны и солнечная тепловая энергия с минимальными затратами эффективно заряжает тепловой аккумулятор 3 отопительной гелиосистемы до максимальных значений. Режим работы отопительной гелиосистемы (фиг. 7) является основным режимом работы, используется для полного заряда теплового аккумулятора 3 до максимального уровня тепловой энергии и поддержания его заряда на максимальном уровне. На фиг. 8 показан режим сохранения тепловой энергии заявляемой отопительной гелиосистемы в варианте с жидким теплоносителем, например, в отопительный сезон в ночное время, когда солнечная тепловая энергия на адсорбер солнечного коллектора 9, 10 не поступает и тепловой аккумулятор 3 полностью заряжен. В этом режиме с помощью закрытых вентилей 14 и выключенных циркуляционных насосов 15, 16 солнечный коллектор 9, 10 и геотермальный теплообменник 13 изолируются от внутреннего теплообменника 12 теплового аккумулятора 3. Циркуляция жидкого теплоносителя и теплообмен между солнечным тепловым коллектором 9, 10, геотермальным теплообменником 13 и тепловым аккумулятором 3 не происходит. В данном режиме работы (фиг. 8) отопительная гелиосистема находится в режиме сохранения накопленного тепла и обогрева внутреннего теплового контура отапливаемого помещения. Данный режим работы отопительной гелиосистемы (фиг. 8) может использоваться как ночью при полностью заряженном тепловом аккумуляторе 3, так и днем при полностью заряженном тепловом аккумуляторе 3 и повышенной инсоляции солнечного теплового коллектора 9, 10, когда необходимо ограничить излишне поступающую солнечную тепловую энергию и исключить перегрев отопительной гелиосистемы. Предохранительное устройство - расширительный бачок 17, изображенный на фиг. 5-8,служит для компенсации изменения объема расширения жидкого теплоносителя. Кроме описанных выше на фиг. 1-8 комбинированных отопительных гелиосистем с воздушным и жидкостным теплоносителем, можно конструировать и комбинированные отопительные гелиосистемы с одновременным использованием в качестве теплоносителей воздуха и жидкости. В частности, на фиг. 9, 10 изображена отопительная гелиосистема с одновременным использованием воздушного и жидкого теплоносителей и теплового насоса, нагревающего жидкий теплоноситель от теплоты атмосферного воздуха. На фиг. 9 показан режим работы отопительной гелиосистемы в отопительный сезон днем при очень низких температурах наружного воздуха (ниже -10 С) или в пасмурную погоду, когда солнечной тепловой энергии, поступающей на солнечный тепловой коллектор 1 недостаточно для получения удовлетворительных температур разогрева теплоносителя. В этом случае, как показано на фиг. 9, отопительная гелиосистема с помощью воздушных заслонок 7 изолирует тепловой аккумулятор 3 от расположенного на наружной стене 2 солнечного теплового коллектора 1 и формирует отдельный контур циркуляции воздушного теплоносителя, состоящий из солнечного коллектора 1 и низкотемпературного теплообменника теплового насоса 6. Второй высокотемпературный контур является жидкостным и состоит из высокотемпературного теплообменника теплового насоса 6,циркуляционного насоса 15, вентиля 14 и внутреннего теплообменника 12 теплового аккумулятора 3. Движение жидкого теплоносителя в высокотемпературном жидкостном контуре может быть инициировано конвективными потоками нагреваемого в тепловом насосе 6 и охлаждаемого в теплообменнике 12 теплового аккумулятора 3 жидкого теплоносителя или посредством циркуляционного насоса 15. Вентиль 14 в случае необходимости останавливает циркуляцию жидкого теплоносителя в данном контуре. Тепловой насос 6,11 93622013.08.30 включенный между солнечным коллектором 1 и тепловым аккумулятором 3, поднимает температуру жидкого теплоносителя до приемлемых значений (4060 С) и, используя теплоту наружного атмосферного воздуха совместно с солнечной тепловой энергией, через теплообменник 12 эффективно заряжает тепловой аккумулятор 3 до приемлемых значений теплоты даже при очень низких температурах наружного воздуха и недостаточном уровне инсоляции солнечного коллектора 1. Так как для работы теплового насоса 6 необходимы затраты электроэнергии, данный режим работы отопительной гелиосистемы, показанный на фиг. 9, является резервным и для экономии электроэнергии его целесообразно использовать только в случае необходимости, для подзарядки теплового аккумулятора 3 до минимального уровня тепловой энергии и поддержания его заряда на минимальном уровне. На фиг. 10 показан режим работы отопительной гелиосистемы в отопительный сезон днем при нормальных уровнях наружных температур (-75 С), и нормальных уровнях инсоляции солнечного коллектора 1. В этом случае солнечной тепловой энергии, поступающей на солнечный тепловой коллектор 1 вполне достаточно для получения удовлетворительных температур разогрева теплоносителя ( 3540 С). В этом случае, как показано на фиг. 1, система с помощью воздушных заслонок 7 формирует общий контур циркуляции воздушного теплоносителя между солнечным коллектором 1 и тепловым аккумулятором 3. Тепловой насос 6 в данном режиме работы отопительной гелиосистемы выключается. Воздушный теплоноситель циркулирует по замкнутому контуру между солнечным тепловым коллектором 1 и тепловым аккумулятором 3 и переносит тепловую энергию из коллектора 1 в аккумулятор 3. Отопительная гелиосистема от солнечной тепловой энергии, поступающей на коллектор 1, постепенно разогревается до равновесной температуры. Тепловой аккумулятор 3 в данном режиме работы постепенно заряжается до максимального значения. Циркуляция воздушного теплоносителя в данном режиме работы инициируется конвективными воздушными потоками нагреваемого в солнечном тепловом коллекторе и охлаждаемого в тепловом аккумуляторе воздушного теплоносителя. Для принудительной циркуляции воздушного теплоносителя может быть задействован циркуляционный вентилятор 8. Циркуляция жидкостного теплоносителя по контуру, состоящему из высокотемпературного теплообменника теплового насоса 6, циркуляционного насоса 15, внутреннего теплообменника 12, теплового аккумулятора 3 и вентиля 14, останавливается посредством выключения циркуляционного насоса 15 и закрытия вентиля 14. В режиме работы по фиг. 10 тепловой насос 6 выключен, в крайнем случае работает только маломощный воздушный циркуляционный вентилятор 8, затраты электроэнергии в этом режиме работы минимальны и солнечная тепловая энергия с минимальными затратами эффективно заряжает тепловой аккумулятор 3 отопительной гелиосистемы до максимальных значений. Режим работы отопительной гелиосистемы (фиг. 10) является основным режимом работы и используется для полного заряда теплового аккумулятора 3 до максимального уровня тепловой энергии и поддержания его заряда на максимальном уровне. Так как достигаемый технический результат - создание экономичных комбинированных отопительных гелиосистем, работающих даже при низких критических температурах наружного воздуха (ниже -30 С), а также возможность удовлетворительной и экономичной работы отопительных гелиосистем в пасмурную погоду при низком уровне инсоляции коллектора и в ночное время без солнечной тепловой энергии - не следует очевидным образом из сущности заявляемой полезной модели, следует привести сведения, подтверждающие возможность достижения технического результата и эффективного применения заявляемых комбинированных солнечных отопительных гелиосистем. Как известно, суммарные тепловые потери отапливаемого помещения и, как следствие, уровни теплового энергопотребления современных зданий составляют показатели 40100 кВт/м 2 отапливаемой площади в отопительный сезон. 12 93622013.08.30 Уровни поступления солнечной тепловой энергии на фасады здания, согласно источникам 8, 9, 10, 11 составляют показатели 280-320 кВтч/м 2 в отопительный сезон. В месяцы с низкой солнечной активностью (декабрь, январь) поступает порядка 12-15 от общего уровня, что составляет порядка 30-45 кВтч/м 2. При этом тепловое энергопотребление зданий в эти месяцы составляет уровни 14-35 кВтч/м 2 В эти месяцы с низкой солнечной активностью тепловой энергии солнца недостаточно для поддержания нормальных температур в здании и требуется использование дополнительных источников энергии (в заявляемых комбинированных отопительных гелиосистемах это низкотемпературная геотермальная тепловая энергия и низкотемпературная тепловая энергия атмосферного воздуха). В остальные месяцы отопительного периода с высокой солнечной активностью (октябрь - 15 дней, ноябрь, февраль, март, апрель - 15 дней) поступает порядка 85 от общего уровня, что составляет порядка 250-280 кВтч/м 2. При этом тепловое энергопотребление зданий в эти месяцы составляет уровни 25-65 кВтч/м 2. В эти месяцы с высокой солнечной активностью тепловой энергии солнца вполне достаточно для поддержания нормальных температур в здании и зарядки суточного теплового аккумулятора до максимальных значений и заявляемым комбинированным отопительным гелиосистемам практически не требуется использование дополнительных источников тепловой энергии. Для региона Беларуси средние температуры наружного воздуха, согласно данным 8,составляют значения октябрь 57 С, ноябрь 0 С, декабрь 0-5 С, январь -5-8 С,февраль -5-8 С, март 0-3 С, апрель 48 С. В месяцы декабрь, январь, февраль,март случаются холодные пятидневки с экстремально низкими температурами -15-30 С. Из этих вышеприведенных данных следует, что в течение порядка 40 времени отопительного сезона солнечной тепловой энергии недостаточно для отопления зданий, а это значит, что порядка 16-40 кВтч/м 2 тепловой энергии необходимо извлекать из других источников (в заявляемых комбинированных отопительных гелиосистемах это низкотемпературная геотермальная тепловая энергия и низкотемпературная тепловая энергия атмосферного воздуха). Как известно, для эффективного использования низкотемпературной тепловой энергии необходимо наличие так называемых тепловых трансформаторов или тепловых насосов. Современный уровень техники располагает подобными устройствами. В основном это аппараты, работающие по принципу обратного термодинамического цикла Карно, испаряющегося и конденсирующегося в замкнутом герметическом контуре жидкого хладагента. Затраты электрической энергии в современных тепловых насосах на перекачивание низкотемпературной тепловой энергии составляют порядка от 20 до 50 от перекачиваемой тепловой энергии. Так, тепловой насос с тепловой производительностью 11 кВт тепловой энергии имеет параметры электрического энергопотребления от 2 до 5 кВт. Современные тепловые насосы вполне удовлетворительно работают при температурах низкотемпературной части до -47 С и поднимают температуру теплоносителя в высокотемпературной части до 4080 С. Разработаны и выпускаются тепловые насосы, работающие как от теплоты атмосферного воздуха, так и от теплоты жидкого теплоносителя и, в свою очередь, нагревающие, в зависимости от конструкции, как воздушный, так и жидкий теплоноситель. Следует также привести общие данные, подтверждающие целесообразность и эффективность использования тепловых насосов для повышения КПД в отопительных гелиосистемах. Как известно, тепловые потери через солнечный тепловой коллектор растут прямо пропорционально увеличению разницы температур адсорбера солнечной тепловой энергии и наружного воздуха, соответственно снижается его КПД и, при достижении равновесной температуры адсорбера, эффективность солнечного коллектора равна нулю. Равновесная температура солнечного коллектора сильно зависит от температуры окружающего воздуха, и при низких температурах наружного воздуха солнечный коллектор может не разогреваться до приемлемых температур. 13 93622013.08.30 На фиг. 11 показаны упрощенные графики зависимостей КПД различных конструкций солнечного коллектора от разницы температур между наружной температурой и температурой разогрева адсорбера. График 19 показывает зависимость КПД от разницы температур для плоского коллектора с стеклопакетным остеклением и воздушным теплоизолятором,график 18 показывает зависимость КПД от разницы температур для трубчатого вакуумированного солнечного коллектора. Как видно из графиков, в силу возрастающих тепловых потерь КПД линейно снижается при возрастании температуры адсорбера. Для плоского коллектора со стеклопакетным остеклением уже при температурах 40 С КПД составляет довольно низкую величину, порядка 40 от поступающей солнечной тепловой энергии. Для вакуумированного солнечного коллектора показатели КПД составляют порядка 80 , во всем диапазоне рабочих температур, но эти коллекторы более сложны в изготовлении и эксплуатации, а также обладают более высокой стоимостью. При использовании тепловых насосов солнечную тепловую энергию с высоким КПД можно извлекать из коллектора даже при очень низких температурах теплоносителя,практически равных и даже ниже температур окружающего воздуха. КПД коллекторов в системах с тепловым насосом будет составлять очень высокие показатели (порядка 80 ) во всем диапазоне температур наружного воздуха (-4030 С). Затраты электроэнергии на трансформацию тепла в тепловом насосе составят порядка 1530 от перекачиваемого потока тепла. В заключение в качестве примера приведем энергетические показатели комбинированной отопительной гелиосистемы, подходящей для использования в многоэтажном строительстве. В силу того, что в многоэтажном строительстве сезонный аккумулятор тепла, имеющий большой вес и габариты, разместить практически невозможно, данный вариант отопительной гелиосистемы выполнен без использования сезонного теплового аккумулятора. Отопительная гелиосистема состоит из воздушных солнечных тепловых коллекторов,воздушно-жидкостного теплового насоса, напольного теплового аккумулятора с суточным запасом тепловой энергии, выполненного из железобетонных плит перекрытия, имеющих сквозные воздушные каналы, оборудованного дополнительным внутренним жидкостным теплообменником типа теплый пол, сообщенного с высокотемпературным теплообменником теплового насоса (фиг. 9, 10). Параметры теплового энергопотребления здания - 100 кВтч/м 2 отапливаемой площади за отопительный сезон. Общая отапливаемая площадь 100 м 2. Применяемое оборудование 1. Проточные воздушные плоские солнечные тепловые коллекторы со стеклопакетным остеклением. Площадь тепловых солнечных коллекторов 2030 м 2. 2. Низкотемпературный тепловой насос воздушно-жидкостного типа, может быть использован любой аппарат любого производителя, например 240-/ китайского производителя., . Тепловой насос обладает следующими характеристиками тепловая мощность 10,26 кВт, установленная электрическая мощность 2,32 кВт. Температура жидкого теплоносителя в высокотемпературном теплообменнике 5560 С, температура воздушного теплоносителя в низкотемпературном теплообменнике -25-43 С. Подобная конструкция отопительной системы с воздушным тепловым насосом также позволяет очень легко и с высоким КПД выполнять рекуперацию тепла в вентиляционных системах, что, в свою очередь, очень сильно снижает общее тепловое энергопотребление отапливаемого здания. Потребность в тепловой энергии такого здания составит порядка 10 000 кВтч/м 2 за отопительный сезон, из них 6000-7000 кВтч поступает от солнечной тепловой энергии,порядка 3 000-4 000 кВтч необходимо извлечь посредством теплового насоса из низко 14 93622013.08.30 температурного тепла атмосферного воздуха и низкопотенциальной солнечной энергии. Затраты электроэнергии на работу теплового насоса составят порядка 1000 кВтч за весь отопительный сезон, что составит в среднем порядка 200-300 кВтч электрической энергии в месяц. Удельная энергоемкость такой отопительной системы за весь отопительный сезон на один квадратный метр отапливаемой площади составит порядка 10-15 кВтч электрической энергии при тепловом энергопотреблении здания в 100 кВтч/м 2. В современных энергосберегающих зданиях с параметрами удельного теплового энергопотребления в 4050 кВтч/м 2 отапливаемой площади за отопительный сезон удельная энергоемкость такой отопительной системы за весь отопительный сезон на один квадратный метр отапливаемой площади составит порядка 5-10 кВтч электрической энергии. Как видно из приведенных данных, комбинированные отопительные гелиосистемы с использованием тепловых насосов требуют для своей работы всего лишь порядка 1015 электроэнергии от объема вырабатываемой тепловой энергии, что при современном уровне развития техники составляет очень высокие, практически недостижимые никакими другими средствами, показатели. Такая отопительная гелиосистема может быть смонтирована практически в любом современном одноэтажном, а также многоэтажном жилом или административном здании или сооружении, не требует обустройства массивных и габаритных сезонных аккумуляторов теплоты и для своей работы требует только наличия электросети сравнительно небольшой мощности. Общая мощность установленного оборудования вышеописанного варианта отопительной гелиосистемы составляет порядка 23 кВт на 100 м 2 отапливаемой площади. Также стоит привести общие данные, подтверждающие целесообразность массового применения комбинированных солнечных отопительных систем с использованием тепловых насосов. Современный уровень техники располагает устройствами (котлы, турбины, генераторы), которые позволяют, сжигая углеводородное сырье, вырабатывать электрическую энергию с КПД, достигающим 5060 . Потери электроэнергии в электроснабжающей системе линиях электропередач и на технологические нужды трансформаторных подстанций составляют порядка 815 . Суммарный КПД выработки электроэнергии и ее распределения до потребителя составляет в среднем 3040 . Средний КПД производства электроэнергии в настоящее время составляет от 32 до 40 . В то же время обратное преобразование электрической энергии в тепловую с помощью тепловых насосов в традиционных воздушных и геотермальных отопительных системах сопровождается затратами всего лишь 2030 электроэнергии от выработанной тепловой (коэффициент обратного преобразования энергии (КПЭ) составляет 35 (300500 . В вышеописанных заявляемых комбинированных солнечных отопительных системах суммарные, за весь отопительный сезон, затраты электрической энергии составляют от 515 от выработанной тепловой (коэффициент обратного преобразования энергии (КПЭ) составляет 520 (5002000 . Исходя из приведенных данных, очень перспективным выглядит построение отопительных систем, использующих двойное преобразование тепловой энергии и построенных по принципу 1. Сжигание углеводородного сырья для получения тепловой энергии. 2. Выработка из полученной тепловой энергии электрической энергии. 3. Распределение электрической энергии потребителям. 4. Обратное преобразование электрической энергии в тепловую посредством тепловых насосов в отопительных системах, использующих природное тепло геотермальных, воздушных, комбинированных солнечных. 93622013.08.30 Также большое значение имеет стоимость обустройства и последующего технического обслуживания сетей, передающих и распределяющих энергию. Тепловые сети по сравнению с электросетями значительно более материалоемкие и, как следствие, значительно дороже при строительстве и последующем техническом обслуживании. Кроме того, для целей отопления можно использовать существующие электросети, увеличив до необходимых значений их мощность. При использовании для производства электроэнергии ядерных расщепляющихся материалов общие технические и экономические показатели отопительных систем выглядят значительно лучше, при этом полностью отсутствуют вредные выбросы в окружающую среду, и отопительные системы получаются полностью экологически чистыми. Сравнительные технические характеристики традиционных и заявляемых отопительных систем приведены в таблице. Этапы преобразования энергии Традиционные Воздушные и геосистемы центра- термальные отопилизованного теп- тельные системы с лоснабжения тепловыми насосами КПД Комбинированные отопительные гелиосистемы с тепловыми насосами Производство электроэнергии из сжигаемых видов топлива Получение тепла из электроэнергии посредством тепловых насосов из природных солнечного, воздушного, геотермального тепла Производство тепловой энергии из сжигаемых видов топлива Как видно из таблицы, при построении отопительных систем с использованием описанного выше двойного преобразования тепловой энергии можно получить от 50 до 85 экономии традиционных сжигаемых топливно-энергетических ресурсов, расходуемых в системе централизованного и местного теплоснабжения и отопления зданий и сооружений. Заявляемая полезная модель комбинированной солнечной отопительной системы является очень перспективной для проектирования и применения в современном промышленном и гражданском строительстве. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 19