Солнечные стены, застекленные коллекторы и так называемые стены Тромба — источники тепла в пассивном отоплении с использованием солнечной энергии, материалов, способных поглощать свет, и теплоемких тел. Главная задача — обогрев помещений и часто их вентиляция.
Средства обогрева различаются по конструкции. По принципу солнечных водонагревателей работают застекленные коллекторы — наружные конструкции, которые поглощают тепловое солнечное излучение, а потом передают потребителям. Стена Тромба, напротив, размещается внутри помещения, обычно сразу за окном и может быть оснащена системой вентиляции.
Еще один вариант — незастекленные наружные коллекторы, сделанные из темных перфорированных листов металла. Они устанавливаются на наружных стенах с солнечной стороны и обычно используются для подогрева вентиляционного воздуха, чтобы улучшить работу системы вентиляции и снизить финансовые расходы.
Простой принцип работы: темный теплоемкий материал поглощает излучение, проходящее через окна, а затем в течение времени (и даже длительного времени) отдает тепло нагретого тела в виде инфракрасного излучения.
Потенциальная экономическая выгода от использования пассивного солнечного стенового отопления любого вида в том, что ее сравнительно просто интегрировать в уже построенные помещения. Другими словами, не нужно будет заново делать ремонт в доме, как пришлось бы при проектировании дома с внутренней системой пассивного отопления.
Несмотря на простоту строительства и монтажа, стены Тромба или застекленные коллекторы греют достаточно эффективно в районах, где много света в холодные месяцы.
Застекленные коллекторы — наружные системы, работающие по принципу солнечного водонагревателя
Застекленные коллекторы, больше известные как солнечные стены, чаще всего очень похожи на солнечные водонагреватели, с главным различием в том, что они нагревают воздух, а не воду, и монтируются на стены с солнечной стороны, а не на крышу.
К слову, системы можно спроектировать и под воду, а не только воздух. Тогда уже будет нагреваться вода и дальше использоваться как теплоноситель, способный поддерживать небольшой перепад температур всю ночь при достаточном его количестве.
По принципу конвекции воздух затягивается из помещения в расположенный снаружи здания солнечный стеновой нагреватель, нагревается в темном застекленном лабиринтном воздуховоде, а затем поступает обратно в здание. Раз идея базируется на принципе конвекции, необходимы два отверстия в данной стене — одно для холодного потока, затягиваемого из комнаты и другое для теплого, подаваемого обратно.
Понятно, что такие обогреватели работают только, когда воздух внутри солнечной стены теплее, чем воздух в обогреваемом помещении. Поэтому получается, что коллекторы с вакуумной изоляцией в значительной мере более эффективны, чем другие исполнения этой системы.
Также очевидно, что во время проектирования и монтажа нужно в первую очередь учитывать расположение и направление. Неправильное расположение может действительно все испортить, а хорошее позволит получать нужное количество килокалорий в день и эксплуатировать эффективную систему отопления.
Стена Тромба – внутренний пассивный стеновой обогреватель
Что такое стена Тромба?
Представьте большую темную «стенку», покрытую стеклом с вентиляционными отверстиями как снизу, так и сверху. Свет от окна поглощается стенкой темного цвета, а затем в виде инфракрасного излучения нагревает воздух в пространстве между стенкой и окном.
Нагретый воздух может легко циркулировать в комнате через отверстия внизу и вверху стены.
Тип стекла — двойное или тройное — влияет на количество проникающего излучения. Разные варианты проектов включают применение вентиляционных каналов в летнее время для охлаждения воздуха.
Хотя идея освоена довольно давно, стена Тромба стала известна, когда ее запатентовал Эдвард С. Морс в 1881 году. Она не получила широкого применения до 1960 года, пока Феликс Тромбе, французский инженер, не начал ставить опыты над системами пассивного стенового отопления — оттуда и появилось название.
Заметим, что необязательно делать перегородку до самого верха, можно оставить сверху место и при необходимости использовать как обычное окно.
Другие идеи пассивного стенового отопления
Среди прочих самыми интересными представляются решения по принципу парника, а также соляриумы. Для реализации необходимо опять же учитывать место установки.
Повысит эффективность высокая теплоемкость и темный цвет материалов в помещении. Хотя темный камень сам по себе имеет хорошие показатели, часто он дополняется резервуаром с водой, которая также хорошо поглощает свет и тепло и улучшает эти свойства в сочетании с камнем или бетоном.
Пристроенные к дому парники в зависимости от времени суток открываются и закрываются по необходимости. Главный недостаток — большие теплопотери через стекло, — легко нивелируется закрыванием двери на ночь, а также применением оконных ставней или других похожих перегородок.
