Héliobanya

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Héliobanya

Il est nécessaire d’alimenter les bains en énergie thermique à l’énergie des sources d’énergie renouvelables (SER), car partout, pour répondre aux besoins physiologiques de l’homme, il y a une intrusion excessive dans l’équilibre biologique de la Nature. Il s’agit d’auto-approvisionnement intensif en bois de chauffage pour chauffer l’eau dans les saunas ou en utilisant l’énergie électrique.

Le schéma proposé d’un héliobane (bain solaire), développé dans le Bureau de conception pour les énergies alternatives « VODOMET » (Omsk), situé au niveau du sous-sol (il existe d’autres options).

Cette héliobanne dispose d’un sauna et d’une salle de relaxation au sous-sol de l’immeuble, tandis que le hammam est situé dans un étang salé ensoleillé situé au mur sud de ce bâtiment (Figure 1).

Héliobanya
Figure 1 – Schéma de l’héliobani
1 – rayonnement solaire, 2 – concentrateur de rayonnement solaire, 3 – bassin de sel solaire, 4 – hammam, 5 – département sauna, 6 – salle de relaxation

Le maintien de la température requise dans les salles solaires est effectué en raison du fait que les murs du hammam 4 et son espace intérieur sont constamment chauffés à une température de 90 à 95 ° C à partir du rayonnement solaire direct et réfléchi de la surface 2 1 accumulé par le bassin de sel solaire 3. Aux principaux avantages d’un tel chauffage le hammam est: un confort accru; élimination du « rayonnement froid » des parois du hammam, avec un transfert approprié de chaleur du hammam 4 vers le compartiment bain 5; empêcher la formation de courants d’air. La « combustion » de l’oxygène par les installations de chauffage est exclue en raison de leur absence.

Le compartiment de lavage (douche) 5 sera réchauffé en raison de la chaleur entrante du hammam et du bassin de sel solaire, à travers leurs structures de clôture. Dans la salle de repos (dressing) 6, la température ne sera plus beaucoup plus élevée que dans le reste du sous-sol. Cependant, comme l’approfondissement de toute la structure dans le sol est important, la température dans la salle de repos sera plus basse qu’à l’extérieur. Ceci est particulièrement important dans le sud de la Russie, où la température de l’air en été est supérieure à 30 ° C à l’ombre. Bien entendu, le service de lavage, la salle de loisirs et le couloir peuvent être situés au-dessus du niveau du sol ou à distance du bâtiment, en fonction de la situation géographique et des souhaits du promoteur.

Étant donné que le bain proposé est nouveau non seulement dans sa structure, mais aussi que la valeur des champs de température dans le hammam 4 n’a pas été déterminée (étudiée), alors lors de sa mise en service, la présence de médecins expérimentés sera requise. Cependant, étant donné que la chaleur du hammam doit couvrir une personne de tous les côtés, le placer (hammam) dans la couche inférieure d’un étang de sel solaire est un net avantage par rapport aux bains traditionnels. La conduite d’eau posée le long du fond de l’étang fournira le chauffage 24 heures sur 24 de l’eau entrante pour la douche. Et comme la température est stable dans la couche inférieure de l’étang, le bain solaire fournira de l’eau aux gens à tout moment..

Heliobanya est un bain public avec une disponibilité à 100% à tout moment de la journée.

Après le fonctionnement estival, en hiver, le hammam 4 peut être utilisé pour stocker une réserve d’eau industrielle (avec contrôle de la température, hors dégivrage de la caisse), et après refroidissement du bassin, y compris grâce à une pompe à chaleur (HP), pour stocker, par exemple, un stock de butane, comme combustible ressource énergétique.

L’isolation thermique d’un étang pour l’hiver, lors de l’utilisation de sa chaleur à basse température pour chauffer un bâtiment avec une pompe à chaleur, peut être réalisée, par exemple, avec des plaques de mousse..

En plus d’utiliser l’énergie solaire accumulée par l’étang pour le lavage, il peut être utilisé pour le séchage de divers matériaux et produits, ainsi que pour la cuisson. Les avantages d’utiliser l’énergie solaire tout en assurant les processus thermiques indiqués sont donnés dans les tableaux 1, 2, 3, 4.

Il s’agit d’une analyse sommaire des plus efficaces; du point de vue de la minimisation: les pertes d’énergie; consommation de matériaux artificiels; impact négatif sur l’environnement et les humains, technologies pour utiliser le type le plus courant de sources d’énergie renouvelable – l’énergie solaire, pour garantir les processus thermiques.

Tableau 1 – Avantages et inconvénients des systèmes et installations d’énergie solaire conçus pour fournir des processus thermiques dans le centre de la Russie.

Type de système (installation) Avantages désavantages Champ d’application
Séchoir Helio Simplicité.
Le nombre minimum de conversions technologiques.
Travail sur l’énergie solaire accumulée dans un étang jusqu’à 2 semaines.
Superficie et volume importants de l’étang.
La présence d’un gros concentrateur d’énergie solaire.
Dans les zones à faible densité de résidence et lieu de production.
Four solaire
Héliobanya
Capteur solaire plat Le nombre minimum de conversions technologiques.
Petite taille.
Une source d’énergie thermique de secours est requise. Dans un environnement urbain dense.

Tableau 2 – Caractéristiques opérationnelles, en première approximation, des systèmes et installations d’énergie solaire conçus pour fournir des processus thermiques dans le centre de la Russie.

Type de système (installation) Période d’opération Facteurs climatiques défavorables Production d’énergie spécifique, kW / 100 m2 Kium *,%
Séchoir Helio Printemps été automne Poussière, vent 15 cent
Four solaire
Héliobanya
Capteur solaire plat Toute l’année Grêle, poussière, neige, pluie, vent. Température froide 7 25

* coefficient d’utilisation de la capacité installée

Tableau 3 – Caractéristiques économiques des systèmes et installations d’énergie solaire conçus pour fournir des processus thermiques dans le centre de la Russie.

Type de système (installation) Matériaux naturels utilisés Autres matériaux utilisés
faire défiler durée de vie faire défiler durée de vie
Séchoir Helio Eau, sel, sol, argile, galets, sable >90% du poids du système N’est pas limité Métal, plastique Jusqu’à 10 ans
Four solaire
Héliobanya
Capteur solaire plat Métaux, verre, plastiques Jusqu’à 10 ans

Tableau 4 – Caractéristiques sociales et environnementales des systèmes et installations d’énergie solaire conçus pour fournir des processus thermiques dans le centre de la Russie.

Type de système (installation) Impact sur l’emploi Impact sur la sécurité énergétique Impact sur l’environnement
Séchoir Helio De nouvelles industries et services publics se créent La dépendance de l’entité territoriale, de la production et de la vie quotidienne aux approvisionnements en carburant est réduite
Four solaire
Héliobanya
Capteur solaire plat Des postes de travail sont créés pour la maintenance de l’installation Émissions nocives d’une source de secours d’énergie thermique

Caractéristiques techniques et économiques du GB-50 heliobani

  • Bassin de sel solaire 2,3 m de profondeur (avec isolation thermique) 50 m2 (8,33 × 6 m) avec capacité de chauffage – 40 MW • h / saison*
    (* saison – 215 jours pour 55 ° de latitude nord, à l’exclusion du travail comme douche avec une température de l’eau de 40 à 45 ° С et une température dans le hammam de 50 à 70 ° С).
  • La quantité moyenne de chaleur quotidienne avec une température de 90 à 95? С, accumulée par un étang pour chauffer l’eau et un bain solaire à vapeur – 186 kWh
  • La quantité quotidienne d’eau chauffée de 14 à 45? С – 5330 l
  • La quantité d’eau à une température de 45 ° C nécessaire pour laver une personne – 50 à 55 l
  • Nombre de visiteurs – 100 personnes / jour
  • Consommation de chaleur pour un lavage – 1,85 kWh

Coût de l’héliobani GB-50

Le coût estimé de l’héliobani GB-50 est de 600 * mille roubles et se compose de:

  • Le coût d’un étang salé solaire – 100 mille roubles.
  • Le coût des panneaux réfléchissants en aluminium poli (tuiles) sur le mur d’un bâtiment d’une superficie de 80 m220 mille roubles.
  • Le coût d’un hammam – un tuyau en acier d’un diamètre de 2220 mm, d’une épaisseur de 16 mm et d’une longueur de 4,5 m – 130 mille roubles.
  • Le coût des bains, du dressing et du couloir (2 garages, porte-savons avec finition et équipement) – 300 mille roubles.
  • Le coût d’autres structures et mécanismes non fondamentaux – 50 mille roubles.

(* un étang avec un hammam peut être attaché à un bain ou une douche ordinaire).

Heliobanya GB-50 est conçu pour une durée de vie de 20 ans, avec des réparations après 10 ans de fonctionnement – remplacement des raccords, etc..

Les coûts réduits pour un lavage dans l’hélioban GB-50

Z = C + E? K = 20 + 0,12 (600000 roubles / 21500 * lavages par saison) = 23,4 roubles / lavage, où: S = 20 roubles ** – le coût d’un lavage, qui est la somme du salaire entretien des bains pendant 4 à 5 heures, étang de sel solaire pendant 0,5 à 1 heure et le reste de la journée en service. Avec 100 lavages par jour, le paiement est de 1000 roubles. (30 000 roubles par mois);

E = 0,12 – le coefficient standard d’efficacité des investissements en capital dans le secteur de l’énergie (avec une période de récupération de 8,3 ans);

K – investissement en capital dans le bain solaire GB-50 pour 1 lavage.

* À l’exclusion de l’utilisation du solarium au début du printemps et à la fin de l’automne uniquement comme douche
** Y compris la consommation d’électricité et d’eau et de détergents. En hiver, le hammam peut être utilisé pour stocker un stock de sécurité de gaz – butane ou biogaz purifié.

Après la période de remboursement, les coûts réduits pour 1 lavage ne seront déterminés que par la rémunération du personnel d’entretien.

Bien entendu, la liste des sources d’énergie thermique utilisées peut être élargie avec la chaleur géothermique et la biomasse. Cependant, la chaleur géothermique est une source d’énergie à usage collectif, et la biomasse comme combustible n’est pas disponible en grande quantité pour les résidents des zones de steppe et de forêt-steppe. Et de plus, la biomasse a une fausse pureté écologique, due aux émissions lors de sa combustion..

L’utilisation généralisée de l’héliobahn dans le centre de la Russie réduira considérablement la consommation de carburant inutile, améliorera la situation environnementale, augmentera la sécurité énergétique de l’industrie des loisirs et des services publics et augmentera sa souveraineté énergétique..

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