Применение солнечной энергии при проектировании зданий
Общие положения
Солнечная энергия, а также солнечное излучение, аккумулированное в виде тепла в окружающей среде, являются одним из дополнительных энергетических источников.
В жилище солнечная энергия может быть использована для систем отопления, горячего водоснабжения и охлаждения зданий.
Системы солнечного энергообеспечения подразделяются на «пассивные», где роль элементов системы обогревания играют конструкции здания; «активные» состоящие из коллекторов, тепловых насосов и тепловых аккумуляторов; и смешанные (интегральные).
Пассивная система солнечного отопления - система отопления, основанная на применении архитектурных и конструктивных решений для повышения степени использования солнечной радиации и (или) снижения тепловых потерь здания без применения гелиотехнического оборудования.
Системы с прямым солнечным обогревом. Наиболее существенной частью таких систем является правильно ориентированный гелиоприемник, например, окно.
Внутри комнаты должны быть темные, хорошо поглощающие солнечный свет поверхности, обладающие высокой теплоемкостью для аккумулирования поглощенной теплоты.
В некоторых вариантах пассивных систем на определенном расстоянии от окна устанавливают низкую перегородку (высотой не более 1 м), которая частично берет на себя роль гелиоприемника и теплового аккумулятора.
В других случаях для улавливания солнечной радиации используют верхний ряд окон. Теплота поглощается и накапливается противоположной стеной.
Система «массивная стена». Эту систему часто называют по именам ее создателей стеной Тромба-Мишеля. Обычно это толстая стена (каменная, бетонная или кирпичная) с темной поглощающей поверхностью, защищенная снаружи одним или двумя слоями стекла. Около уровня пола и потолка расположены отверстия (продухи) для входа и выхода воздуха. Радиация поглощается поверхностью стены, она нагревается и, в свою очередь, нагревает воздух в прослойке между стеной и стеклом. Воздух расширяется, становится легче, и начинается термосифонная циркуляция, в результате которой теплый воздух попадает в комнату через верхние продухи и, нагревая комнату, сам охлаждается и через продух около уровня пола снова поступает к гелиоприемнику после чего цикл повторяется.
Системы с инсолируемым объемом. Наиболее широко используемый вариант этой системы - оранжерея. Ее можно рассматривать как видоизмененный вариант системы «массивная стена» где обычное расстояние между стеклом и стеной, равное 100-120 мм, увеличено до 2 м. Это помещение можно использовать как оранжерею - для выращивания растений, но оно служит также и источником теплоты для комнаты, расположенной за ней, за счет либо конвекции, либо замедленной теплопередачи через стену.
Система типа «водонаполненная стена». Из всех наиболее распространенных материалов вода имеет самую высокую теплоемкость. Поэтому ее целесообразно использовать в качестве теплоаккумулирующей среды.
Вода в различных формах контейнеров часто используется в системах, сходных с системой типа «массивная стена». Между водяными контейнерами (бочки или стальные трубы) оставляются промежутки, пропускающие некоторое количество солнечного света и теплоты непосредственно в комнату.
Термический диод. Его можно рассматривать как вариант системы типа «водонаполненная стена». Он состоит из двух контейнеров с водой, разделенных слоем теплоизоляции и сообщенных друг с другом только одним трубчатым каналом вверху и одним внизу. Термодиод образует стеновую панель шириной 900 мм, высотой 2,4 м и общей толщиной около 400 мм. Наружная часть панели такая же тонкая, как гелиоприемник обычного плоского солнечного коллектора. Она может быть покрыта одинарным или двойным остеклением (как в системе «массивная стена»), но в теплых климатических районах можно обойтись без остекления. Если в воду добавить антифриз, то остекление необязательно и в условиях более холодного климата. Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6
Другие статьи
Составление прогнозных карт состояния окружающей среды В настоящее время, когда воздействие человека на природу принимает все более широкие, часто глобальные масштабы, проблема взаимодействия общества и среды во всех ее многочисленных аспектах становится, как никогда актуальной. В связи с этим положением особую актуальност ...