1598005349-cbdd2b750b348f5994382c5962e09db2 (811198), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Количества солнечной энергии, пропущенной окном с двойным остеи- лением зз средний облачный день, равно Г)~~„",>,= 0,6 15,91 0,87 8 66,44 МДж. Расчет площади теплоаккумулнрующей стены Тромба н примыкающей к зданию гелиотеплицы, Требуемая пло- щадь поверхиостн (м') остекленной южной теплоаккуму- лирующей стены Тромба определяется по формуле А„= =а„Ап,п, Аналогичная формула используется для оп- ределения площади остекленной поверхности пристроен- ной к южному фасаду здания гелиотеплицы (оранжереи, зимнего сада): Атеп=атепАппп.
Значения удельной площади стены Тромба а„и при- строенной к южной стене дома гелиотеплицы а„п, отне- сенные к ) м' площади отапливаемых помещений, зависят от средней для зимнего периода (точнее, для декабря и января) температуры наружного воздуха в местности, где расположен дом, п материала, в котором происходит ' аккумулирование теплоты. В обеих рассматриваемых пассивных гелпосистемах отопления аккумулирование теплоты может происходить в бетонной или каменной стене, расположенной на небольшом расстоянии от остек- ления (стена Тромба) или отделя>ошей теплицу от дома, илп в емкостях с водой, поставленных друг на друга та- ким образом, что онп образуют сплошную стену. В табл. 7 приведены значения удельной площади поверхности ос- текления степи> Тромба а,„и примыкающей к южной сте- не дома гелнотеплипы (оранжереи, зимнего сада) в зави-- .
симости от температуры нару>киото воздуха зимой Т, .и способа аккумулирования теплоты. Толщина теплоак- кумулирующей стены зависит от вида строительного ма- териала, из которого оив сделана. Так, каменная стена 137 Т а б л и ца 7. Удельная площадь остекленна стены Тромба а„ н гелиотеплицы а з» отнесенная к 1 м' площади отапливаемых помещений дома (м'/м') тенперзттрз воздуха зимой т . 'с зст теп — 1Π— 4 2 7 0,72 — ! 0,5 — 0,93 0,35 — 0,6 0,22 — 0,35 1,05 — 1,7 0,78 — 1,3 0,53 — 0,9 0,33 — 0,53 должна иметь толщину от 200 до 300 мм, кирпичная— от 250 до 350 мм, а бетонная — от 300 до 450 мм. Стена, составленная из емкостей с водой, должна иметь толщину не менее 150 мм.
Суточные колебания температуры воздуха внутри помещений с увеличением толщины стены уменьшаются. Так, при использовании бетонной стены температура воздуха колеблется в пределах .+7'С при толщине стены 200 мм, ~4'С при толщине 300 мм, ~2 5'С при толщине 500 мм и ~1 'С при толщине 600 мм. Скорость распространения теплоты в стене определяется отношением коэффициента теплопроводности материала к его объемной теплоемкости: она тем выше, чем больше это отношение. При этом стена может иметь большую толщину.
138 Пример 3. Определить плошадь стены Тромба, необходимую для покрытия за счет солнечной энергии 50 5р тепловой нагрузки отопления помещения площадью 40 и' при средней температуре наружного воздуха в зимние месяцы 0 — 2'С. По табл 7 находим среднее значение а„=0,475 мзГмз при 7„= 2'С. Для покрытая всей тепловой нагрузки требуется бетонная стена Тромба площадью Азт=азгАззз=0,475 40=19 м'. Для обеспе.
чения 50 Тз тепловой нагрузки отопления необходимо иметь бетонную стену иле~падью 9,5 м', йри этом температура воздуха в помешеваях будет поддерживаться на уровне 18*С прн условии, что остальные 50 $ тепловой нагрузки будут покрываться топливным источннком П р и м е р 4. Определить требуемую площадь поверхности остекленна пристроенной к южному фасаду здания гелиотеплнцы при следующих условиях: средняя температура наружного воздуха в зимние месяцы равна 0'С, площадь отапливаемых помещений 120 и', доля покрытия тепловой нагрузки за счет солнечвой энергии равна 0,6 Принимаем по табл. 7 для бетонной стены при 0 С агзз=083. С учетом заданной доли солнечной энергии в обеспечении тепловой нагрузки получаем требуемую площадь южппй поверхности остекленна гелиотеплицы: А„,=083 О 6.120=59,76 м'.
Масса теплоаккумулирующих элементов и их размещение в здании. Поступающая через светопрозрачные поверхности остекления солнечная радиация поглощается частью внутренних поверхностей отапливаемых помещений здания или отражается ими на другие внутренние поверхности. Энергия, поглощенная поверхностью, передается внутрь материала путем теплопроводности. Увеличение температуры теплоаккумулнрующих элементов, вызываемое поглощением солнечной энергии, может быть ПРИбднжвиио ОПРЕДЕЛЕНО ПО фоРМУЛЕ Л1= Япзгл((~ С )г ГдЕ Я„..л — КОЛИЧЕСТВО ПОГЛОгцЕННОй ЭНЕРГИИ, Дж; )Г— объем теплоаккумулирующего элемента, м', С' — удельная объемная теплоемкость материала, Дж/(м' 'С).
Поглощательная способность поверхности зависит от материала, из которого она сделана, и ее цвета. При падении солнечных лучей по нормали к поверхности поглощательная способность сс различных материалов имеет следующие значения: для бетона — 0,6, красного кирпича — 0,68, гранита — 0,55, песчаника — 0,54, черепицы— 0,69, древесины (сосны) — 0,6.
Поглощательная способность а зависит также от цвета поверхности: для белого — 0,18, желтого — 0,33, темно-красного — 0,57, коричневого — 0,79, серого — 0,75, черного (матового)— 0,96, светло-зеленого — 0,5, темно-зеленого — 0,88, Эффективность пассивных гелиосистем отопления зданий существенно зависит от массы теплоаккумулирующих элементов и их размещения в здании. Увеличение суммарной теплоемкости солнцеулавлнвающих теплоаккумулирующих элементов, отнесенной к 1 м' площади остекленных поверхностей здания, повышает эффективность пассивной гелиосистемы прямого улавливания солнечной энергии до определенного предела, При С= 175 †: . —;225 Вт.ч/(мз 'С) график зависимости эффективности системы от общей теплоемкости стремится к горизонтальной линии, т. е. достигается максимальная эффективность.
Поэтому минимальная масса теплоаккумулирующих элементов соответствует значению суммарной тепло- емкости С, отнесенной к 1 мз площади остекленных поверхностей, пропускающих солнечную энергию внутрь здания, равному 175 Вт ч/(м"С). При больших значениях массы теплоаккумулирующих элементов вся или почти вся уловленная солнечная энергия полезно используется, поглощаясь теплоаккумулируюшими элементами, и не происходит перегрева здания, а суточные изменения 139 температуры воздуха внутри помещений будут небольщими. Верхний предел массы всех теплоаккумулирующих элементов определяется технико-экономическим расчетом.
П р и м е р 5, Рассчитать требуемый суммарный объем теплоаккумулирующих элементов из бетона !Сб-522 Вт ч/(м"С)] н в виде емкостей с водой (С,=1!63 Вт ч/(м"С)1 при их суммарной теплоемкости, отиесеннной к 1 м' солицеулавливающей остекленной поверхности, равной С=200 Вт ч/(м"С) для дама с площадью остекленна южного фасада А„,=40 и .
Объем теплоаккумулируюших элементов из бетона равен 1'а=СА /С =200 40/522-1533 мз, из емкостей с водой )тз=САаьт/С,=200 40/1163=6,88 м'. Теплоаккумулирующие элементы следует размещать таким образам, чтобы они могли непосредственно получать солнечное излучение или поглощать излучение, отраженное другими поверхностями интерьера. Наилучшим твердым теплоаккумулирующим материалом является бетон, затем следуют кирпич, дуб, сосна, гипс (сухая штукатурка].
Тепло- аккумулирующие элементы могут служить ограждениями здания, т. е. его стенами, полом или потолком. При этом наружная поверх. ность этих элементов должна быть тенлоизолирована. Если толщйна теплоаккумулирующего элемента равна 50 мм, то требуемая площадь поверхности элемента, отнесенная с 1 м' светопрозрачного огражденяи (остекленна южного фасада), составит длн бетона 7 м', кирпича 8 м', дуба 11 м', сосны 13 м' и гипса 21 м'. При толщине бетона 100 мм достаточно 5 и', а при толщине 200 мм — 3 м', Этн данные относятся к элементам, непосредственно поглощающим солнечное излучение, т, е.
они должны быть размещены так, чтобы солнечное излучение повадало на ннх в течение пе менее 4 ч в день. В случае, когда теплааккумулирующие элементы (потолок, стевы) расположены там что на них ве попадает прямое солнечное излучение, и опи нагреваются за счет отраженного солнечного излучения и излучения внутренних поверхностей илн конвективного теплообмена с воздухом, толщина материала или площадь поверхности теплааккумулнруюшего элемента, отнесенная к 1 м' площади остекленна южного фасада, должна быть приблизительно в 2 раза больше, чем в первом случае. Третий вариант размещения теплоаккумулирующих элементов соответствует случаю, когда они не являются частями ограждений н строительных конструкций, а установлены внутре помещений, отапливаемых за счет прямого поступлении солнечного излучения.
Это могут быть емкости с водой илп элементы, вывалненные из строительных материалов. При этом относительная площадь освещенной солнечным излучением поверхности элемента, приходящаяся иа 1 и' площади остекленна, составляет 2 м' для элемента из кирпича (толщиной 200 мм) или бетона (толщиной 150 мм), а емкости с водой должны иметь объем не менее 0,3 и' на 1 и' остсклеиия, Суммарная теплоемкость (Вт ч/'С) теплоаккумулирующих элементов помещения составляет Сап = 4ост Сю где А т — площадь остекления (солнцеулавливающей прозрачной 140 изоляции), м'! С~ — теплоемкость теплоаккумулирующего элемента, отнесенная к 1 м' плошадя остекленна, Вт чем' 'С).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
