Pasywne systemy słoneczne. Masa termiczna (magazynowanie ciepła). Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

 Komentarze do artykułu

Promieniowanie słoneczne padające na ściany, okna, dachy i inne powierzchnie jest pochłaniane przez budynek i magazynowane w postaci masy termicznej. Ciepło to jest następnie wypromieniowywane do budynku.

Masa termiczna w systemie ogrzewania słonecznego pełni tę samą funkcję, co baterie w systemie fotowoltaicznym: magazynuje energię słoneczną do późniejszego wykorzystania.

Masę termiczną można zintegrować z pasywnym systemem słonecznym na różne sposoby, od podłóg wyłożonych kafelkami po pojemniki wypełnione wodą. Materiały pochłaniające i zatrzymujące ciepło to: betonowe płyty podłogowe, kamienne ściany i inne ciężkie materiały budowlane. Są głównym elementem w domach wykorzystujących pasywną energię słoneczną. Nawet jeśli większość okien budynku skierowana jest na południe, ale nie ma rezerwy masy termicznej, to taki dom nie będzie energooszczędny. Musisz wiedzieć, że ciemna powierzchnia odbija mniej i pochłania więcej ciepła. Jeśli podłoga jest pokryta ciemnymi płytkami, to w ciągu dnia będzie pochłaniać ciepło, a nocą promieniować. Wielkość strumienia ciepła zależy od różnicy temperatur między źródłem ciepła a obiektem, na który jest kierowany.

Jak opisano powyżej, ciepło przemieszcza się na trzy sposoby: przewodzenie (przenoszenie ciepła przez materiały stałe), konwekcję (przenoszenie ciepła w wyniku ruchu cieczy lub gazów) i promieniowanie. Powierzchnia domu również traci ciepło na te trzy sposoby. Dobry projekt pasywnego budynku słonecznego pomaga zminimalizować straty ciepła i zmaksymalizować jego efektywną dystrybucję. Wymagana ilość masy termicznej (materiały magazynujące ciepło) jest silnie uzależniona od klimatu. Ciężkie budynki o dużej masie termicznej są wygodniejsze w gorącym, suchym lub zimnym klimacie, ale w gorącym i wilgotnym klimacie takie budynki są nieefektywne. W chłodnym klimacie masa termiczna działa jak rezerwa termiczna na wypadek zimnej pogody, poprawiając w ten sposób komfort i zmniejszając potrzebę dodatkowego ogrzewania, z wyjątkiem pochmurnych lub bardzo zimnych dni.

Zapewnienie odpowiedniej masy termicznej jest zwykle najtrudniejszym zadaniem dla pasywnego projektanta systemów solarnych. Zapotrzebowanie na masę termiczną określa łączna powierzchnia okien wychodzących na południe oraz lokalizacja budynku. Aby zapewnić efektywne projektowanie, należy przestrzegać następujących zasad:

• Zlokalizuj masę termiczną w miejscach, w których pada światło słoneczne. Masa termiczna umieszczona w miejscach, gdzie bezpośrednio padają promienie słoneczne, jest wydajniejsza niż masa umieszczona w miejscu trudno dostępnym dla słońca. Budynki zaprojektowane do pośredniej absorpcji energii słonecznej potrzebują 34 razy więcej masy termicznej niż te, które wykorzystują bezpośrednie światło słoneczne.
• Rozprowadź masę termiczną. Domy wykorzystujące pasywną konstrukcję słoneczną są bardziej wydajne, gdy masa termiczna jest stosunkowo cienka i rozłożona na dużym obszarze. Powierzchnia masy termicznej powinna być co najmniej 3-krotnie, a najlepiej nawet 6-krotnie większa niż łączna powierzchnia okien wychodzących na południe. Płyty podłogowe o grubości 8 - 10 cm są bardziej efektywne niż podłoga o grubości 40 - 50 cm.
• Nie zakrywaj masy termicznej. Dywany i chodniki utrudniają transfer energii do iz pasywnych ogniw słonecznych. Kamienne ściany mogą być wykończone na sucho, ale nie powinny być pokryte dużymi gobelinami lub boazerią. Suchą gładź należy nakładać bezpośrednio na ścianę, a nie na przyklejone do ściany powłoki, które tworzą niepożądaną izolującą przestrzeń powietrzną między gładzią a masą termiczną.
• Zaizolować wewnętrzne powierzchnie masy termicznej. Istnieje kilka metod izolacji płyt stropowych i kamiennych ścian zewnętrznych. Takie środki są konieczne, aby oszczędzać energię. Niestety czasami mogą pojawić się problemy, takie jak pojawienie się termitów w piankowej izolacji paneli podłogowych.
• Masa termiczna musi być uniwersalna. Aby uzasadnić koszty finansowe, masa termiczna powinna służyć nie tylko jako akumulator ciepła, ale także do innych celów. Na przykład kamienne ściany zdolne do magazynowania ciepła, chociaż są jednym z elementów pasywnej konstrukcji słonecznej, mają nieracjonalnie wysoki koszt, jeśli są potrzebne tylko jako masa termiczna. Podłoga wyłożona kafelkami zatrzymuje ciepło, służy jako element konstrukcyjny i jest pięknym elementem wystroju. Wewnętrzne kamienne ściany są elementem konstrukcyjnym, oddzielającym pomieszczenia i utrzymującym ciepło.

Projektując pasywny system solarny, w procesie wyboru materiałów budowlanych należy zwrócić uwagę na ich zdolność do zatrzymywania ciepła. Wartość ta nazywana jest objętościową pojemnością cieplną (J/m3-oC) lub innymi słowy jest to ilość ciepła, jaką materiał jest w stanie wchłonąć i zmagazynować.

Objętościowa pojemność cieplna niektórych powszechnie stosowanych materiałów budowlanych:

W przeszłości projektanci pasywnych systemów solarnych wykorzystywali jako nośnik ciepła wodę zmagazynowaną w dużych zbiornikach. Podczas gdy woda jest tania, pojemniki i zajmowana przez nie przestrzeń są dość drogie. Niektórzy projektanci przenieśli się do pojemników wypełnionych kamieniami, wykorzystując je jako rezerwuary masy termicznej. Należy pamiętać, że do utrzymania tej samej ilości ciepła kamienie będą potrzebne trzy razy więcej niż woda. Jednak wilgotne środowisko, które tworzy się w miejscach, w których zainstalowane są zbiorniki na wodę, powoduje silny nieprzyjemny zapach i jest sprzyjającym środowiskiem do rozmnażania się grzybów i bakterii. Kwestie te podkopały reputację tej pasywnej opcji budowania słonecznego.

Magazynowanie ciepła za pomocą wody i kamieni wymaga skomplikowanych systemów sterowania, pomp i wentylatorów. Taki proces utrwalania ciepła prawie nigdy nie jest dziś stosowany. Głównym tego powodem jest to, że funkcjonowanie takich systemów jest uzależnione od energii elektrycznej, systemy te wymagają konserwacji, ulegają okresowym awariom iw związku z tym wymagają naprawy.

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Księżyc rdzewieje 14.09.2020 Naukowcy z University of Hawaii w Manoa odkryli oznaki procesu utleniania żelaza na Księżycu, gdzie nie ma do tego wody i powietrza. Odkrycie hematytu na Księżycu zaskoczyło ekspertów, ponieważ hematyt jest utlenioną formą żelaza, która do powstania wymaga powietrza i wody. Ponadto Księżyc jest nieustannie bombardowany strumieniami wiatru słonecznego z wodorem, który „oddaje” swoje elektrony materiałom, oddziałując z nimi. Naukowcy zauważają, że utlenianie następuje z powodu utraty elektronów, więc nawet gdyby na Księżycu była woda i powietrze, wiatr słoneczny zapobiegałby utlenianiu. Hematyt został odkryty przez naukowców w danych zebranych przez indyjski orbiter Chandrayaan-1. Program NASA Moon Mineralogy Mapper (M3) wykorzystuje obrazy ze statku kosmicznego do analizy spektroskopowej, która daje wgląd w skład mineralny powierzchni Księżyca.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Trzęsienie ziemi spodziewane w Nowym Jorku

▪ Idealne manekiny odstraszają kupujących

▪ Sieci społecznościowe stają się głównym źródłem informacji

▪ Działaj lepiej w ciągu dnia

▪ Wskaźnik choroby morskiej

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Bezpieczeństwo elektryczne, bezpieczeństwo przeciwpożarowe. Wybór artykułów

▪ artykuł Naczynia jednorazowe. Historia wynalazku i produkcji

▪ artykuł Którzy ludzie używali trójwymiarowych map wyrzeźbionych w drewnie? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł Urolog. Opis pracy

▪ artykuł Rezystancyjny generator szumów. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Micro HPP. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

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

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024