Это внешне обычное одноэтажное ранчо, расположенное в лесу недалеко от Афин (Джорджия, США), является солнечным домом, оборудованным простой недорогой гибридной системой отопления и охлаждения.
Вид дома с юго-востока
Крыша дома несколько необычна. Значительная площадь её южного ската остеклена
Конструктивные особенности солнечного дома
Площадь солнечного дома составляет 119,7 м². Он хорошо теплоизолирован, толщина стекловолоконной изоляции пола, стен и потолка составляет 150 мм. Все окна остеклены двойными стеклопакетами. Вход выполнен через тамбур. Остеклённый участок южного ската крыши имеет уклон 50°. Площадь двухслойного остекления составляет 35,4 м². Стекло закалённое с низким содержанием железа. Воздушная прослойка между стеклами составляет 25 мм.
Чердак солнечного дома разделён горизонтальной перегородкой на две камеры. Верхняя камера выполняет функцию теплового коллектора. В ней установлен 4-скоростной вентилятор мощностью 250 Вт.
Прямо под остеклением смонтированы панели жидкостных коллекторов системы горячего водоснабжения. В нижней камере чердака находится тепловой насос.
В бункер-теплоаккумулятор, расположенный в подвале дома, засыпано 50 т щебня, что позволяет поддерживать комфортную температуру в помещениях в течение 3 дней.
Система
Система дома включает в себя «гелиочердак» — простую недорогую систему отопления и охлаждения, а также гравийный теплоаккумулятор и тепловой насос.
Разрез
Режим отопления солнечного дома
После того, как солнце прогреет воздух в верхней камере, термостат включает вентилятор. Вентилятор всасывает воздух из нижней камеры через ряд прорезей размером 100x530 мм каждая. Заслонки, прикреплённые к верхнему краю каждой прорези, предотвращают обратную циркуляцию воздуха в ночное время.
Нагретый воздух подаётся непосредственно в помещения, либо в бункер с камнями (теплоаккумулятор). На рисунке стрелками показаны направления воздушных потоков при обоих режимах работы.
В ночное время или в холодную пасмурную погоду тепло подаётся из теплоаккумулятора в помещения в обратном направлении с помощью вентилятора теплового насоса, расположенного в нижней камере чердака.
Система устроена так по следующим причинам:
- нагретый воздух, поступающий в теплоаккумулятор из верхней камеры, имеет температуру около 49°C. Проходя через теплоаккумулятор, например справа налево, и отдавая своё тепло камням, он возвращается на чердак, имея температуру около 21°C. Следовательно, камни, уложенные в правой части бункера, в районе входа тёплого воздуха, будут иметь температуру более высокую;
- при использовании тепла аккумулятора для поступления в помещения достаточно тёплого воздуха необходим поток обратного направления.
Режим охлаждения солнечного дома
Воздухозаборник, расположенный на северном скате крыши, может быть открыт в летнюю ночь для подачи в дом свежего прохладного воздуха. Этот воздух будет либо циркулировать в помещениях, либо поступать в теплоаккумулятор для его охлаждения.
В течение дня прохладный воздух из теплоаккумулятора подаётся в помещения солнечного дома с помощью вентилятора теплового насоса. Направление воздушного потока при этом является таким, чтобы на выходе из бункера воздух проходил в слое самых холодных камней, отдавая им своё тепло. Кроме того, вентиляционные люки в районе софитов и конька крыши солнечного дома в летнее время открыты, что дополнительно снижает нагрузку на систему охлаждения.
Выход нагретого воздуха через коньковые вентиляционные люки создаёт дополнительный «подсос», благодаря которому прохладный воздух поступает через отверстия в наклонной поверхности нижней камеры, способствуя охлаждению чердака.
Горячее водоснабжение
Вода нагревается в течение всего года в панелях жидкостных коллекторов, смонтированных в верхней камере чердака солнечного дома непосредственно под остеклением. Майларовые отражатели обеспечивают дополнительную инсоляцию панелей.
Коллекторы
Максимальная температура воды составляет 60°C, при снижении температуры воздуха на чердаке до 2°C вода из коллекторов сливается автоматически.
Комментарии