Система улавливания тепла
| Глава 2. Теплица (Sunspace) |

## Система улавливания тепла

Исключительно важна для полного сбора и аккумулирования солнечной энергии система улавливания солнечной энергии: большой площади и незначительной массы система, которая улавливает большую часть солнечной радиации, поступающей в теплицу, преобразует это излучение в тепловую энергию, и быстро передает тепло воздуху. Горячий воздух, поднимаясь вверх, поступает на чердак и передает там значительную часть своего тепла верхней системе аккумулирования тепла.

Замечу, что если существенная часть солнечной радиации падала бы на пол теплицы, северную стену или кирпичную структуру вытяжной вентиляции, то это нагревало бы их все больше и больше, и вскоре теплица перегрелась бы. Важно, чтобы значительная часть солнечной радиации была перехвачена и чтобы эта энергия была передана текущему вверх воздушному потоку, а не полу и стенам теплицы.

Конечно, это улавливание не должно быть настолько полным, чтобы в теплице была полутьма или значительно ухудшился бы обзор на улицу. Система улавливания должна быть сконструирована так, чтобы улавливалось и поглощалось бы от 80 до 90% солнечной радиации, поступающей в теплицу через окна южного фасада, а 10...20% все же проникли бы глубоко в теплицу (и рассеялись там) и обеспечили бы дневным светом и обзором.

Система улавливания может состоять, главным образом, из системы 400 тонких элементов вертикальных жалюзи, каждый в 4,6 м высоты, 10 см ширины и 0,1 мм толщины, расположенной в теплице на расстоянии 0,3...0,6 м от окон южного фасада. Обычно элементы жалюзи параллельны один другому и часто могут быть ориентированы параллельно направлению север-юг. Каждый элемент —темная зеленовато-серая полоса, краситель «Зеленый хром» использован потому, что обладает особым свойством поглощать почти всю инфракрасную область солнечного спектра и, в то же время, отражать видимую часть излучения.

Рисунок 2.5. Перспективный вид на жалюзи

Перспективный вид на жалюзи из северо-западного угла теплицы, показаны лучи прямого солнечного света, проходящего между элементами жалюзи.

Натяжением шнура можно изменять ориентацию элементов жалюзи. Развернутые в направлении Солнца они пропустят до 95% солнечной радиации, а расположенные перпендикулярно потоку солнечного света блокируют его поступление в теплицу. Кроме того, их можно развернуть таким образом, чтобы получить обзор в определенном направлении.

Рисунок 2.6. Положения элементов жалюзи

При разных положениях элементов жалюзи пропускают прямой или отраженный солнечный свет.

В обычную зиму ориентация элементов должна быть такой, чтобы на них падало от 80 до 90% солнечной радиации, а 10..20% проникало бы внутрь теплицы. Благодаря селективным свойствам красителя, нанесенного на полосы, визуальный коэффициент пропускания превышает 10...20% и может быть от 20 до 35% и, соответственно, решетка полос не кажется темной и мрачной.

В течение солнечного полудня в январе жалюзи получают и поглощают много солнечной радиации, становятся очень горячими и нагревают близлежаций воздух. Результат -: сильный направленный вверх поток очень горячего воздуха в непосредственной близости от жалюзи. Движущийся вверх поток горячего воздуха, отклоняясь немного к северу, достигает потолка теплицы и попадает в южную часть чердака через щель длиной 10,4 м и шириной 15 см. Поток движется, конечно, полностью пассивно.

Система жалюзи расположена достаточно далеко от окон южного фасада теплицы (на расстоянии 0,3...0,6 м) и поэтому движущийся вверх поток горячего воздуха не препятствует обратному стеканию с чердака потока прохладного воздуха, который движется вблизи (5 см) окон южного фасада. Этот движущийся вниз воздух проходит из южной части чердака (из верхней системы аккумулирования тепла) через щель, расположенную вблизи южной оконечности чердака, т.е. почти прямо над лентой окон южного фасада.

Рисунок 2.7. Потолок теплицы

Вид из проема восточной двери теплицы на потолок: 1 —элементы жалюзи; 2 —щель в потолке возле северной стены теплицы через которую горячий воздух попадает в верхнюю систему аккумулирования тепла; 3 —щель в потолке теплицы вблизи остекления южного фасада для обратного потока воздуха.

Замечу, что циркуляция воздушных потоков подобна обратной: воздух вблизи окон южного фасада стекает, а на некотором расстоянии от них поднимается вверх. Подобное течение воздушных масс типично в холодную ночь, но необычно в солнечный день. Почему это происходит? Потому, что система жалюзи расположена на некотором расстоянии от окон южного фасада и нагревается значительно сильнее, чем листовое стекло.

Рисунок 2.8. План теплицы

План теплицы, показано место расположения системы вертикальных жалюзи.

Замечу также, что поток полностью пассивен, это —термосифонный поток, т.е. —гравитационно-конвективный.

Замечу в итоге, что этот поток независим от потоков, текущих в жилой части дома или в бункере с камнями в подвале. Пока все двери и окна между комнатами и теплицей остаются закрыты, отсутствуют любые воздушные потоки между теплицей и комнатами в прямом и обратном направлениях.

Северная стена |  | Глава 3. Системы аккумулирования тепла