Пассивные гелиосистемы отопления зданий 3

В этих системах используются окна и остекленные поверхности большой площади в проемах стен на южной сторону дома. Площадь остекления определяется тепловой нагрузкой отопления и площадью отапливаемых помещений. Для уменьшения тепловой нагрузки здание должно быть построено с применением улучшенной тепловой изоляции и использованием других мероприятий по сохранению энергии. Этой цели служит также использование тепловой изоляции светопрозрачных наружных поверхностей в ночное время, для чего могут использоваться теплоизоляционные щиты, ставни, плотные шторы и т. п. В доме, показанном на рис. 33, предусмотрено прямое улавливание солнечной энергии, а также имеется контур естественной конвективной циркуляции воздуха, нагретого в коллекторе, с аккумулированием теплоты в слое гальки и регулированием движения воздуха с помощью клапана, а также солнцезащитное устройство.

Пассивные гелиосистемы с остекленной теплоаккумулирующей южной стеной (стеной Тромба), окрашенной в черный или иной темный цвет, отличаются достаточно высокой эффективностью и могут иметь несколько вариантов конструктивного исполнения. Исходным вариантом является остекленная южная бетонная или каменная стена темного цвета, не имеющая отверстий для циркуляции воздуха. Проникающее через одно- или двухслойное остекление солнечное излучение поглощается поверхностью стены, покрашенной темной матовой краской, и аккумулируется в массе стены, что вызывает повышение ее температуры. Аккумулированная днем теплота передается с некоторым запаздыванием внутрь помещений посредством излучения и конвекции. При толщине бетонной стены 200 мм запаздывание составляет 5 ч.

Более совершенной является конструкция стены с отверстиями на нижнем и верхнем уровнях для циркуляции воздуха. При этом существенно улучшается передача теплоты в помещения. Регулирование движения воздуха можно осуществлять с помощью поворотных заслонок. Может также использоваться вентилятор небольшой мощности. При использовании пассивной гелиосистемы с теплоаккумулирующей стеной Тромба расстояние между нею и внутренней стеной здания ограничено, так как эффект лучистого отопления распространяется на расстояние 5 - 7 м. Бетонная или каменная теплоаккумулирующая стена может быть заменена на так называемую водяную стену, состоящую из установленных друг на друга резервуаров (бочек) с водой, причем эта система даже более эффективна (КПД достигает 35 %), поскольку вода имеет высокую удельную теплоемкость. Однако этот тип пассивных систем не подходит для районов с холодным климатом с преобладанием пасмурных дней в зимний период.