Отопление жилища за счет солнечной энергии

Считается, что отопление жилища за счет солнечной энергии возможно только в жарких странах, близких к экватору.


• Однако это мнение ошибочно.
1. По многолетним наблюдением метеорологов на широте Бельц с февраля по октябрь на квадратный метр поверхности падает~ 297600 МДж солнечной энергии.
2. При завышенной норме энергопотребления на квадратный метр отапливаемого помещения 70 кВтч/ год/кв. м (для сравнения в Швеции норма 30-60 кВтч/год/кв. м) годовое потребление энергии составит всего 25200 МДж.
3. Таким образом, солнечной энергии вполне достаточно для отопления круглый год и для горячего водоснабжения летом.
4. При этом система сезонного аккумулирования солнечного тепла может иметь КПД всего 10%.
5. Экодом предлагаемой конструкции имеет скатную крышу выраженной южной ориентации.
6. Под домом находится твердотельный суточный и сезонный тепловой аккумулятор.
7. Такие аккумуляторы распространены в Швеции и Норвегии.
8. Другая возможная конструкция - жидкостный аккумулятор внутри дома (15 тонн воды на 200 кв. м жилой площади).

В качестве вспомогательной отопительной системы можно использовать камин или небольшую печь медленного горения. Некоторые могут использовать в качестве вспомогательной или «аварийной» систему электроподогрева пола с использованием электричества мощностью 2 Вт/кв.м жилой площади. Дом оборудован принудительной системой вентиляции, обеспечивающей воздухообмен и обогрев жилых помещений
По теплопроводности теплоизоляционные материалы делят на три класса: низкой - до 0,06, средней - 0,06...0,115и повышенной теплопроводности - 0,115,..0,175 Вт/ (м °С).
теплопроводность воздуха - 0,025 Вт/(м/°С).
Теплопроводность воды примерно в 25 разбольше, чем теплопроводность воздуха
Для грамотного расчета теплоизоляции и подбора мощности отопительных систем необходимо знать о реальных теплопотерях дома. Как это сделать? Читайте в этом материале.
Основные потери тепловой энергии зданий приходятся на стены, крышу, окна и полы. Значительная часть тепла покидает помещения через системы вентиляции.
В основном на теплопотери влияют следующие два фактора: 1) разница температур в помещении и на улице, т.е. чем она выше, тем больше телопотери и 2) теплоизоляционные свойства ограждающих конструкций (стены, перекрытия, полы, окна).
Ограждающие конструкции препятствуют проникновению тепловой энергии наружу, потому что обладают определенными теплоизоляционными свойствами, которые измеряют величиной, называемой сопротивлением теплопередаче.
Эта величина показывает, каков будет перепад температур при прохождении определенного количества тепла через 1м² ограждающей конструкции или сколько тепла уйдет через 1м² при определенном перепаде температур.



Итак, давайте представим следующие величины:

• q - количество тепла, которое теряет 1м² ограждающей конструкции, измеряемое в ваттах на квадратный метр (Вт/м²);
• ΔT - разница температур снаружи и внутри помещения в градусах Цельсия (°С);
• R - сопротивление теплопередаче (°С/Вт/м² либо °См²/Вт).
Распределение температуры и погранслои воздуха при передаче тепла сквозь стену
Формула для расчета сопротивления теплопередаче выглядит следующим образом:
R = ΔT / q
При расчете R для многослойных конструкций суммируются сопротивления каждого слоя. Т.е. если имеется деревянная стена, обложенная кирпичом снаружи, то ее сопротивление теплопередаче будет равняться сумме сопротивлений кирпичной и деревянной стен плюс воздушной прослойки между ними.

Отметим, что расчет тепловых потерь проводится для самой холодной и ветреной недели в году, т.к. в справочниках по строительству обычно указывается тепловое сопротивление материалов исходя именно из этого условия и климатического района (температуры снаружи), в котором находится здание.

Ниже показано распределение температуры и тепловые погранслои воздуха при передаче тепла сквозь стену.
Сопротивление теплопередаче материалов при ΔT = 50 °С (Тснаружи = -30 °С, Твнутри = 20 °С.)
Материал и толщина стены Сопротивление теплопередаче (R)
м²×°C ⁄ Вт
Кирпичная стена толщиной в 3 кирпича (79 см)
Кирпичная стена толщиной в 2,5 кирпича (67 см)
Кирпичная стена толщиной в 2 кирпича (54 см)
Кирпичная стена толщиной в 1 кирпич (25 см) 0,592
0,502
0,405
0,187
Сруб из бревен диаметром 25 см
Сруб из бревен диаметром 20 см 0,550
0,440
Сруб из бруса толщиной 20 см
Сруб из бруса толщиной 10 см 0,806
0,353
Каркасная стена (доска + минвата + доска) толщиной 20 см 0,703
Стена из пенобетона толщиной 20 см
Стена из пенобетона толщиной 30 см 0,476
0,709
Штукатурка по бетону, пенобетону, кирпичу толщиной 2-3 см 0,035
Потолочное (чердачное) перекрытие 1,43
Деревянный пол 1,85
Двойная деревянная дверь 0,21
Блоки из соломы переработанной 48 см 2,8