Пасивні сонячні системи. Теплова маса (акумуляція тепла). Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії

 Коментарі до статті

Сонячна радіація, що падає на стіни, вікна, дахи та інші поверхні, поглинається будинком та зберігається у вигляді теплової маси. Потім це тепло випромінюється усередину будівлі.

Теплова маса в сонячній системі теплопостачання виконує ту ж саму функцію, що й батареї в сонячній фотоелектричній системі: накопичення сонячної енергії для її подальшого використання.

Теплова маса може бути інтегрована в пасивну сонячну систему у різний спосіб: від покритої плиткою підлоги до заповнених водою ємностей. До матеріалів, які поглинають та зберігають тепло, відносяться: бетонні плити для підлоги, кам'яні стіни та інші важкі будівельні матеріали. Вони є основним елементом у будинках, які пасивно використовують сонячну енергію. Навіть якщо більшість вікон будівлі звернено на південь, але при цьому немає запасу теплової маси, то такий будинок не буде енергоефективним. Необхідно знати, що темна поверхня менше відбиває і поглинає тепло. Якщо підлогу покрити темною плиткою, то вона поглинатиме тепло протягом дня і випромінюватиме вночі. Величина теплового потоку залежить від температурної різниці між джерелом тепла та об'єктом, на який він спрямований.

Як описано вище, тепло переміщається трьома способами: завдяки провідності (передача тепла твердими матеріалами), конвекції (переміщення тепла завдяки руху рідин або газів) та випромінювання. Поверхня будинку втрачає тепло завдяки цим трьом способам. Гарний дизайн пасивної сонячної будівлі допомагає мінімізувати втрату тепла та максимізувати його ефективний розподіл. Кількість необхідної теплової маси (матеріали, що акумулюють тепло) великою мірою залежить від клімату. Важкі будинки з великою тепловою масою більш комфортні в спекотному сухому або холодному кліматі, але в спекотному та вологому кліматі такі будинки малоефективні. У прохолодному кліматі теплова маса діє як тепловий резерв на випадок холодної погоди, покращуючи таким чином комфортність та скорочуючи потребу у допоміжному обігріві, за винятком похмурих або дуже холодних днів.

Забезпечення адекватної теплової маси - найскладніше завдання для проектувальника в області пасивного сонячного будівництва. Потреба в тепловій масі визначається загальною площею вікон, звернених на південь, та місцезнаходженням будівлі. Для забезпечення ефективного дизайну необхідно дотримуватися таких принципів:

• Розташовуйте теплову масу в місцях падіння сонячних променів. Теплова маса, розташована в місцях прямого падіння сонячних променів, більш ефективна порівняно з масою, поміщеною у важкодоступне для сонця місце. Будинки, проект яких розрахований на непряме поглинання сонячних променів, потребують у 34 рази більшої кількості теплової маси, ніж ті, що використовують пряме.
• Розподіляйте теплову масу. Будинки, що використовують пасивний сонячний дизайн, більш ефективні, коли теплова маса відносно тонка та розподілена на велику площу. Площа поверхні теплової маси повинна бути принаймні в 3 рази, а краще навіть у 6 разів більше, ніж сумарна поверхня вікон, звернених на південь. Плити для підлоги, товщина яких становить 8 - 10 см, більш ефективні, ніж підлога завтовшки 40 - 50 см.
• Чи не покривайте теплову масу. Килими та доріжки перешкоджають передачі енергії до пасивних сонячних елементів та від них. Кам'яні стіни можуть мати сухе оздоблення, але вони не повинні бути покриті великими гобеленами або дерев'яною обшивкою. Сухе оздоблення повинно наноситися безпосередньо на стіну, а не на покриття, прикріплені до стіни і створюють небажаний повітряний простір, що ізолює, між оздобленням і тепловою масою.
• Ізолюйте внутрішні поверхні теплової маси. Є кілька методів ізолювання плит для підлоги та зовнішніх кам'яних стін. Такі заходи необхідні заощадження енергії. На жаль, іноді можуть виникнути проблеми, наприклад, поява термітів у пінопластовій термоізоляції для панелей перекриття.
• Теплова маса повинна мати багатоцільове призначення. Для виправдання фінансових витрат теплова маса повинна бути не лише як акумулятор тепла, а й для інших цілей. Наприклад, кам'яні стіни, здатні зберігати тепло, хоч і є одним із елементів пасивного сонячного дизайну, але мають невиправдано високу вартість, якщо необхідні лише як теплова маса. Покрита плиткою підлога зберігає тепло, служить як структурний елемент і є гарним елементом оформлення. Внутрішні кам'яні стіни є структурним елементом, розділяють кімнати та зберігають тепло.

При розробці пасивної сонячної системи у процесі вибору будівельних матеріалів необхідно звернути увагу на їхню здатність утримувати тепло. Ця величина називається об'ємною теплоємністю (Дж/м3-оС) або, іншими словами, це кількість тепла, яке здатний поглинути і зберігати матеріал.

Величина об'ємної теплоємності для деяких будівельних матеріалів, що часто використовуються.:

Раніше проектувальники, які працюють у галузі пасивного сонячного будівництва, як теплоносій використовували воду, що зберігається у великих контейнерах. Хоча вода і є дешевою, контейнери та місце, які вони займають, коштують досить дорого. Деякі проектувальники перейшли до ємностей, наповнених камінням, використовуючи їх як резервуари для теплової маси. Потрібно враховувати, що для збереження тієї ж кількості тепла потрібно каміння втричі більше, ніж води. Однак вологе середовище, що утворюється в місцях, де встановлюються ємності з водою, викликає появу різкого неприємного запаху і є сприятливим середовищем для розмноження грибків та бактерій. Ці проблеми підірвали репутацію такого варіанта пасивного сонячного будівництва.

Зберігання тепла за допомогою води та каміння вимагає складних систем керування, насосів та вентиляторів. Такий процес збереження тепла сьогодні майже не використовується. Основна причина цього полягає в тому, що функціонування таких систем залежить від електроенергії, ці системи вимагають обслуговування, зазнають періодичних поломок і, відповідно, потребують ремонту.

Дивіться інші статті розділу Альтернативні джерела енергії.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Датчик руху широкого застосування 19.07.2007 Компанія STMicroelectronics розширила лінійку датчиків руху новим двоосьовим лінійним акселерометром із цифровим виходом. Мікропотужний мініатюрний датчик L1S202DL, що володіє інтелектуальними функціями, призначений для широкого використання, як у побутовій техніці, так і для індустріальних застосувань. Інтелектуальним та можливостями акселерометр має завдяки вбудованій в датчик інтегральній схемі та фільтру високої частоти, що дозволяє реагувати та розрізняти дію – одинарний або подвійний дотик, визначати рух (переміщення, підняття). LIS202DL дозволяє, наприклад, відключити телефон, що недоречно телефонує в кишені, не дістаючи його - одним дотиком руки. Високочастотні фільтри, що підлаштовуються, можуть бути налаштовані на моніторинг вібрації або на активування необхідних функцій пристрою через рух. Можливість реалізації заданих функцій із зовнішнього впливу залежить від цього, у якому становищі перебуватиме досліджуваний об'єкт у момент вимірів. Датчик ST із вбудованою функцією визначення руху можна використовувати для припинення подачі енергії у пристрій, який може вмикатися або вимикатися після пересування (наприклад, пульт дистанційного керування). Цифровий вихід, реалізований у вигляді стандартних інтерфейсів SPI/PC (можна вибирати), робить датчик ефективним у використанні та легко інтегрується в систему. LIS202DL поміщений в мініатюрний пластиковий корпус розміром 5x3x0,9 мм, який можна розмістити практично в будь-якому місці, обмеженому малими розмірами.

Інші цікаві новини:

▪ Каблуки та м'язи

▪ Лід як паливо для супутників

▪ Переробка місячного пилу на кисень

▪ Алмазний термометр

▪ Підземні ходи старої Європи

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Досвіди з фізики. Добірка статей

▪ стаття Професії садового візка. Креслення, опис

▪ стаття Коли почав діяти Червоний Хрест? Детальна відповідь

▪ стаття Берула пряма. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Охорона квартири із оповіщенням по телефонній лінії. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Квадрат на календарі Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024