3.1 Схема будинку з відкритою сонячною системою опалення

Пасивні геліосистеми умовно поділяють на від­криті та закриті.

У відкритих системах со­нячне проміння проникає в опалюване приміщення че­рез віконні прорізи (звичай­но збільшених розмірів) і нагріває будівельні кон­струкції приміщення. Остан­ні при цьому стають приймачами і акумуляторами теплоти. Такі системи дуже прості, проте мають недоліки, а са­ме: нестійкість теплового режиму; за сильної інсоляції ство­рюється некомфортний стан у приміщенні; необхідність використання додаткової нагрівної системи.

У закритих системах потік сонячної радіації безпосе­редньо у приміщення не проникає, а поглинається прийма­чами сонячної радіації, що з'єднані із зовнішніми огоро­джуючими конструкціями. Така система виконує як функції основного конструктивного призначення (елементи спору­ди), так і функції сприйняття, акумулювання і транспорту­вання теплоти.

Теплосприймальна конструкція, як правило, є й акуму­лятором теплоти.

Схема споруди з відкритою системою опалення зобра­жена на рис. 23.1. У приміщенні такої будівлі висока не­рівномірність добових температур. При відсутності інсоля­ції має місце різке охолодження внутрішнього об'єму при­міщення.

Схема закритої пасивної системи без циркуляції тепло­носія (за проектом А. Е. Моргана) наведе­на на рис. 3.2. У денний час потік сонячної радіації нагріває ма­сивну стіну споруди, яка уночі віддає свою теплоту у внутрішній об'єм. Через відсут­ність циркуляції повіт­ря у приміщенні (або недостатню циркуляцію) внутрішнє повітря у приміщенні прогрівається нерівномірно: біля сті­ни теплоприймача повітря має найбільшу температуру; при віддаленні від стіни його температура істотно падає.

Аналогічною попередній є схема пасивного використан­ня теплоти сонячної радіації для опалення, що запроекто­вана Г. Хеєм. Як теплосприймальний елемент служить ме­талічна покришка, на якій лежать великі чорні мати, напов­нені водою.

Вдень мати з водою відкриті для нагріву сонячним про­мінням. На ніч мати закриваються ізолювальними пане­лями за допомогою автоматичного пристрою, що реагує па сигнал реостата. Тому теплота, акумульована матами, пе­редається в основному вниз, тобто у приміщення. Система Г. Хея найефективніше працює у широтах між 45 ° південної широти і_ 45° північної широти, де сонце перебуває високо на небі і де зими помірні, а низькі температури бувають рідко.

Прикладом пасивної закритої системи з циркуляцією теплоносія через теплосприймальну стіну може бути систе­ма, котра наведена на рис. 23.3 (сонячний будинок Ф. Тром­ба і Дж. Мішеля). Роль поглинача і акумулятора теплоти сонячної радіації відіграє обернена на південь масивна бе­тонна стіна будівлі, що пофарбована у темний колір і від­окремлена від зовнішнього повітря одинарним, подвійним або потрійним заскленням. У верхній та нижній частинах стіни є канали для циркуляції теплоносія (повітря примі­щення).

Під дією сонячного випромінювання повітря, що зна­ходиться у прошарку між стіною і світлопроникним ого­родженням, нагрівається і надходить через верхні канали у приміщення. Це повітря заміщує прохолодне, що потрапляє із приміщення через нижні канали. Тим самим забезпечу­ється природна циркуляція повітря, що забезпечує більш рівномірну температуру у приміщенні. Вночі акумульована і гінкою теплота передається приміщенню.