а дт/А

1.0

0.5

0,1

б

1.0

0.S

Рас. 57. Максимальная амплитуда колебаний температуры при смене дня и ночи для бетона (а) и кирпича (б)

Толщина тел/юаккумули-рующвй массы, см

^

01

10 20 30 Толщина теплоаккумулирующей массы, см

Рис. 58. Емкости заводского изготовления, используемые для аккумулирования теплоты: / — баки вместимостью 10 л; 2 — бачки из-под краски, керосина и т. д. вместимостью 200 л; 5 — полиэтиленовый мешок; 4 — бутыль (3 л); 5 — канистры из жести (5 л)

копители солнечной энергии. Падающее иа них солнечное излучение поглощается почти полностью, если внутренние поверхности бассейна имеют черный цвет. Однако при этом возникают проблемы, связанные с испарением воды, поскольку этот процесс сопровождав ется потерями большого количества энергий (происходит охлаждение воды). При испарении 1 л воды расходуется такое количество тепловой энергии, которого достаточно для нагрева 100 л воды на б°С. Это количество теплоты, в свою очередь, освобождается при конденсации влажного воздуха на холодных поверхностях. Появление влаги неблагоприятно для помещений и обусловливает необходимость венти;1яции, что связано с потерями тепловой энергии. Поэтому рекомендуется оборудовать такой бассейн прозрачным полиэтиленовым покрытием для уменьшения теплопотерь и предотвращения испарения воды.

Наиболее целесообразный способ аккумулирования тепловой энергии в воде заключается в использовании заполненных водой бочек, покрытых прозрачными крышками или полиэтиленовой пленкой для предотвращения испарения воды. Недостаток такого решения заключается в том, что наиболее теплая область располагается вверху, а наиболее холодная — на дне бочки, вследствие чего теплоаккумулирующая способность воды будет использована относительно плохо. Для утилизации теплоты, исходящей от бочек, на них размещают различные растения, при этом должна быть обеспечена свободная циркуляция воздуха и теплоты в окружающем пространстве.

Рис. 69. При укладке бочек в штабель надо использовать специальные прокладки

Рис. 60. Для обеспечения хорошей циркуляции теплоты растения размещают на бочках (сетках или решетках)

При использовании в качестве теплоаккумуляторов емкостей меньших размеров практически полностью предотвращается температурное расслоение воды. К тому же емкости меньших размеров можно разместить в теплице более компактно и тем самым сэкономить полезную площадь для отдыха и выращивания растений.

Основная особенность водяных теплоаккумуляторов заключается в том, что в больших теплоаккумулирующих емкостях тепло сохраняется дольше, однако оно медленнее передается различным слоям массы воды. Небольшие емкости благодаря большой теплопе-редающей поверхности быстро реагируют на изменение условий, что полезно, например, в случае перегрева. Зато они быстро отдают накопленное тепло, что весьма нежелательно в холодные ночи.

Чернозем в качестве теплоаккумулятора. Использование чернозема для аккумулирования теплоты

Рис. 61. Первичная теплоаккумулирующая стена, сооруженная из жестяных канистр

Представляет собой наиболее дешевый и простой способ обогрева теплицы. К сожалению, этот способ малоэффективен, так как аккумулирование теплоты землей без использования каких-либо устройств дает худшие результаты, чем это можно ожидать исходя из теплоаккумулирующей способности грунта (см. табл. 5.2). Причиной этого является наличие в помещении теплицы растений, которые покрывают наибольшую часть площади, предназначенной для их выращивания.

Каменные теплоаккумуляторы. Эти теплоаккуму-ляторы также оказались относительно малоэффективными. Каменный теплоаккумулятор можно разместить непосредственно в теплице, расположив природные камни, например, у задней стены или под теплицей. При укладке камней перед задней стеной необходимо следить за тем, чтобы толщина их слоя была небольшой и солнечные лучи достигали поверхности всех камней. Камни можно разместить по всей поверхности стены с помощью сетки или замуровать в стену, что придает ей весьма красивый внешний вид,однако все это требует больших трудозатрат.

1.0 0.8

0.6

0,4

0,2

W246

Длина, м

Рис. 62. Каменный теплоаккумулятор; камни сложены у задней стены и прикреплены к стальной сетке Рис. 63. Относительное изменение температуры воздуха в бетонной плите с конструктивными полостями как функция длины этих полостей [20]. Объемные потоки: 200 м/чг>^4 м/с; 100 м^/Ч1^2 м/с; 50 м>/ч1^ w7 м/с

Если использовать несколько рядов камней, то необходимо применение вентилятора. Промытые камни в этом случае следует уложить так, чтобы оставить промежутки между ними для прохода воздуха, точно так же, как и при размещении каменного теплоаккумулятора под полом теплицы. Если такой теплоаккумулятор предназначен для кратковременного использования, то размер камней должен быть небольшим. По опы1;у эксплуатации такого теплоаккумулятора можно сказать, что наилучший результат в этом случае обеспечивают камни округлой формы диаметром 30—50 мм. Передача теплоты камням все же не очень эффективна. Опыт, полученный в Финляндии и Швеции, показал, что только одна треть или половина камней (из всего числа взятых) участвует в аккумулировании теплоты. По сравнению с бетонными плитами, имеющими конструктивные полости и обеспечивающими участие 80—90 % массы плит в аккумулировании теплоты, каменный теплоаккумулятор относительно менее эффективен.

Рис. 64. Экспериментальный дом SHED в Шеффилде (Англия), архит. Цедрик Грин. Поперечный разрез и принцип действия 1 — угол высоты солнца в марте; 2 — поднимающийся теплый воздух в теплице; 3 — горизонтальный воздушный канал с тири-сторным регулированием; 4 — вертикальные теплоаккумуляторы в промежутке между окнами; 5 — вентилятор, который засасывает теплый воздух и нагнетает его через напольный теплоаккумулятор в теплицу; 6—прямое солнечное излучение; 7 —возвращающийся воздух; S —подставка для вьющихся растений, создающих летом тень; 9 — люки с ручным приводом

Конструкции с полостями. Для эффективной передачи теплоты в кирпичную или блочно-бетонную стену с конструктивными полостями надо использовать вентилятор. В пустотелых бетонных плитах, например на длине 6 м, массе бетона может передаваться в зависимости от скорости подачи теплого воздуха примерно половина теплоты. Бетон почти целиком участвует в процессе аккумулирования теплоты благодаря относительно небольшой толщине плиты и густой сети пустот.