ПАССИВНАЯ СИСТЕМА СОЛНЕЧНОГО ОТОПЛЕНИЯ

Система отопления здания с использованием солнечного излучения, в которой в качестве коллектора солнечной анергии и аккумулятора теплоты служат в основном ограждающие конструкции самого здания, а циркуляция воздуха в помещениях осуществляется путем конвекции естественной. От пассивной системы солнечного отопления требуется обеспечение теплового комфорта и регулирование температурного режима в помещениях. При этом тепловой комфорт достигается при более низкой температуре воздуха по сравнению с обычными зданиями, так как температуpa большинства внутренних ограждений выше температуры воздуха. Для отопления зданий используются следующие типы пассивной системы солнечного отопления: система прямого улавливания солнечного излучения, поступающего через остекленные поверхности окон большой площади на южном фасаде здания; система улавливания солнечного излучения, проникающего через поверхности солнечной теплицы, примыкающей к южной стене здания; система с остекленной теплоаккумулирующей стеной (стеной Тромба); система с контуром конвективной циркуляции воздуха и галечным аккумулятором теплоты. Пассивная система прямого улавливания солнечного излучения эффективно работает при соблюдении следующих условий: ориентация дома вдоль оси восток-запад (отклонение от нее не более 30°); площадь окон на южной стороне дома — не менее 50—70% всей площади остекления, на северной — не более 10% в условиях холодного климата, причем южные окна снабжены двухслойным, а северные — трехслойным остеклением; улучшенная теплоизоляция стен, пола, потолка здания, а теплопотери из-за нерегулируемого поступления наружного воздуха сведены к минимуму; достаточная теплоаккумулирующая способность внутренних стен и пола, предназначенная для поглощения и аккумулирования теплоты солнечного излучения; над окнами для предотвращения перегревания помещений в летнее время предусмотрены навесы, козырьки и т.п. КпД пассивной системы солнечного отопления — 25—30%, а в особо благоприятных климатических условиях может достигать 60—75%. Недостаток системы — значительные суточные колебания температуры воздуха в помещениях из-за тепловой инерции их теплоаккумулирующих элементов. При рациональном проектировании обеспечиваются оптимальная масса теплоаккумулирущих элементов и наилучшее расположение каждого из них. Эффективность прямого улавливания сонечного излучения повышается при теплоизоляции светопрозрачных поверхностей в ночное время, автоматическом управлении заслонками для регулирования поступления и удаления воздуха, форточками и фрамугами и т.п. Наряду с отоплением обеспечивается эффективное использование дневного освещения, благодаря чему снижается потребление элетроэнергии. В системе с солнечной теплицей (зимним садом, солярием или оранжереей), примыкающей к южной стене здания, солнечное излучение используется как для отопления здания, так и для выращивания растений. Общий кпд такой системы повышается до 60—75 %, однако в здание поступает всего лишь 10—30% количества излучения, падающего на остекление теплицы. При этом следует применять 2—3-слойное остекление теплицы в сочетании с окнами в примыкающей стене здания. Площадь остекления теплицы должна быть в 1,5—3 раза больше площади окон жилого дома. В солнечной теплице предусматривается аккумулирование теплоты в бетонной плите или емкости с водой. Пол делается темным для усиленного поглощения солнечного излучения, 15—25% его площади может быть занято растениями, Температуpa воздуха в оранжерее не должна превышать 20—25°С зимой и 25—28°С летом, а при понижении температуры до 7—13°С необходимо включать дополнительное отопление. Для улучшения распределения теплоты в помещении в стене предусматривается несколько отверстий, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха с расходом не менее 0,1 м/с. Пассивные системы солнечного отопления с остекленной южной теплоаккумулирующей стеной высокоэффективны. Проникающее через одно- или двухслойное остекление солнечное излучение поглощается поверхностью стены, покрашенной темной матовой краской, и аккумулируется ее массой. Аккумулированная стеной теплота передается внутрь помещений. Кпд этой системы достигает 35%. Целесообразна конструкция стены с отверстиями внизу и вверху для циркуляции воздуха. Движение воздуха регулируется поворотными заслонками. Для усиления циркуляции воздуха может использоваться вентилятор. У стены могут быть установлены одна над другой бочки с водой, что увеличивает аккумуляцию теплоты.