Застосування сонячної стіни Тромба - конструкція, поради по реалізації
З кожним роком все більше стає актуальним застосування сучасних альтернативних джерел енергії, які перетворюють енергію сонячного випромінювання і зовнішнього повітря в теплоту. Залежно від методу отримання енергії або теплоти поділяють дві системи:
Пасивні системи солнечноготеплоснабженія засновані на використанні природної циркуляції нагрітого повітря, фото 1а.
Активні системи сонячного теплопостачання працюють на комбінованому використанні пасивної системи сонячного теплопостачання і додаткових джерел енергії, фото 1б.
Фото 1. Пасивні системи сонячного теплопостачання (а) і активна сонячна система теплопостачання (один з варіантів): 1 - сонячний колектор; 2 - бак-акумулятор; 3 - насос; 4 - електричний підігрівач
До пасивної системі сонячного теплопостачання відноситься сонячна стіна Тромба.
Що таке сонячна стіна Тромба?
Сонячна стіна Тромба - це масивна кам'яна конструкція, яка встановлюється на південній стороні будівлі за фасадним скляним огородженням. Ця стіна може бути покрита селективно-поглинає фольгою або пофарбована в чорний колір, фото 2.
Стіну Тромбу розробив Едвард Морзе в 1881 р а французький професор Фелікс Тромб відродив цю ідею в 1960 році. Такий пристрій стіни дозволяє збирати і накопичувати в собі сонячну енергію за весь сонячний день, а потім це тепло віддавати приміщення через певний час (зазвичай час віддачі випадає на ніч). Залежно від товщини стіни Тромба забезпечується більш тривала затримка в віддачі тепла приміщенню:
- при товщині стіни 20 см - затримка відбувається приблизно на 5 ч;
- при товщині стіни 40 см - затримка відбувається приблизно на 10 ... 12 год.
Стіна Тромбу може бути ні тільки бетонної, але і кам'яної або цегляної. Щоб поліпшити тепловіддачу стіни створюються спеціальні отвори внизу і зверху стіни для забезпечення природної конвекції повітря, а для більш ефективної тепловіддачі встановлюють вентилятори, для примусової циркуляції.
Фото 2. Схеми пристрою пасивної системи сонячного теплопостачання (вдосконалений варіант) із застосуванням стіни Тромба: а) -б) робота в зимовий період; в) -г) робота в літній період
На фото 2 показано наявність спеціальних штор і повітряних клапанів (вгорі і внизу), які скорочують теплообмін між масивною стіною і зовнішньої навколишнім середовищем в потрібне для того час. Спеціальні штори повинні бути виготовлені з нетканих тканин і покриті сріблом.
На фото 3 наведені приклади використання стіни Тромба в будівництві пасивного будинку.
Фото 3. Приклади будівель з використанням стіни Тромба
Сонячні промені проходячи через склопакет і потрапляють на бетонну стіну, яка встановлюється на відстані 100 мм від склопакета. Ультрафіолетові промені від сонця потрапляючи на поверхню стіни нагрівають її, і частина променів відбиваються від стіни у вигляді інфрачервоного випромінювання, яке не проходить крізь скла, нагріваючи, таким чином, ще й повітря.
Розглянемо коротко режими роботи пасивної системи сонячного теплопостачання з використанням стіни Тромба, табл. 1.
Режими роботи пасивної системи сонячного теплопостачання з використанням стіни Тромба
- Якщо будинок проектується в холодній кліматичній зоні, де середня температура взимку становить -1 ... -7 ° С тоді слід приймати:
- подвійне скління;
- стіну виконувати з каменю з площею зовнішньої поверхні в межах 40 ... 100% від площі підлоги житлового приміщення.
- Якщо будинок проектується в помірній кліматичній зоні, де середня температура взимку становить + 2 ... + 7 ° С тоді слід приймати:
- подвійне або одинарне скління;
- стіну виконувати з каменю з площею зовнішньої поверхні в межах 20 ... 70% від площі підлоги житлового приміщення.
Переваги пасивних сонячних систем теплопостачання із застосуванням стіни Тромба:
- Відносно низька вартість пристрою.
- Конструкція проста в обслуговуванні.
- Довговічність і надійність конструкції.
Недоліки пасивних сонячних систем теплопостачання із застосуванням стіни Тромба:
- Точність розрахунків невисока, тому даної системи теплопостачання може бути не достатньо для повного обігріву будівлі.
Фото 5. Будинок з соломи із застосуванням стіни Тромба
Конєв Олександр Анатолійович
