В пассивных солнечных установках косвенного отопления солнечное излучение, аккумулируется наружным термальным массивом или изолированным объёмом.
Дом Чемпионов, оборудованный 3-мя системами пассивного солнечного отопления: окна южного фасада, теплица (атриум); стены Тромба.
Содержание
- Относительная площадь стены Тромба и солнечной теплицы
- Толщина теплоаккумулирующей стены
- Степень покрытия тепловой нагрузки
Относительная площадь стены Тромба и солнечной теплицы
Требуемая площадь поверхности (м²) остеклённой южной теплоаккумулирующей стены Тромба определяется по формуле:
Aст = αстAпол
Аналогичная формула используется для пристроенной к южному фасаду здания солнечной теплицы (оранжереи, зимнего сада):
Aтеп = αтепAпол
Значения удельной площади стены Тромба αст и пристроенной к южной стене солнечной теплицы αтеп, отнесённые к 1 м² площади отапливаемых помещений, зависят от средней для зимнего периода (точнее, для декабря и первой половины января) температуры наружного воздуха в местности, где расположен дом, и материала, в котором происходит аккумулирование теплоты.
| Температура воздуха зимой Tв, °C | αст | αтеп |
|---|---|---|
| -10 | 0,72–1,0 | 1,05–1,7 |
| -4 | 0,5–0,93 | 0,78–1,3 |
| 2 | 0,35–0,6 | 0,53–0,9 |
| 7 | 0,22–0,35 | 0,33–0,53 |
В табл. 1 приведены значения удельной площади поверхности остекления стены Тромба αст и примыкающей к южной стене дома гелиотеплицы (оранжереи, зимнего сада) в зависимости от температуры наружного воздуха зимой Tв и способа аккумулирования теплоты.
Толщина теплоаккумулирующей стены
Толщина теплоаккумулирующей стены зависит от вида строительного материала, из которого она сделана:
- каменная стена — 200–300 мм;
- кирпичная — 250–350 мм;
- бетонная — 300–450 мм;
- стена из ёмкостей с водой — 150 мм.
Суточные колебания температуры воздуха внутри помещений с увеличением толщины стены уменьшаются.
| Толщина бетонной стены Тромба, мм | Суточные колебания температуры, ±°C |
|---|---|
| 200 | 7 |
| 300 | 4 |
| 500 | 2,5 |
Степень покрытия тепловой нагрузки
Скорость распространения теплоты в стене определяется отношением коэффициента теплопроводности материала к его объёмной теплоёмкости: она тем выше, чем больше это отношение. При этом стена может иметь большую толщину.
Пример 1
Определить площадь стены Тромба, необходимую для покрытия за счёт солнечной энергии 50% тепловой нагрузки отопления помещения площадью 40 м² при средней температуре наружного воздуха в зимние месяцы 0–2°C.
По табл. 1 находим среднее значение αст = 0,475 м²/м² при Tв = 2°C.
Для покрытия всей тепловой нагрузки требуется бетонная стена Тромба площадью:
Aст = αстAпол = 0,475*40 = 19 м²
Для обеспечения 50% тепловой нагрузки отопления необходимо иметь бетонную стену площадью 9,5 м². При этом температура воздуха в помещениях будет поддерживаться на уровне 18°C при условии, что остальные 50% тепловой нагрузки будут покрываться топливным источником.
Пример 2
Определить требуемую площадь поверхности остекления пристроенной к южному фасаду здания гелиотеплицы при следующих условиях:
- средняя температура наружного воздуха в зимние месяцы равна 0°C;
- площадь отапливаемых помещений 120 м²;
- доля покрытия тепловой нагрузки за счёт солнечной энергии равна 0,6.
Принимаем по табл. 1 для бетонной стены при 0°C αтеп = 0,83. С учётом заданной доли солнечной энергии в обеспечении тепловой нагрузки получаем требуемую площадь южной поверхности остекления гелиотеплицы
Aтеп = 0,83*0,6*120 = 59,76 м²
Комментарии