¿Cuál es la diferencia entre los sistemas de calefacción solar pasivos y los sistemas de calefacción solar activos?

Las casas solares pasivas dependen completamente de la calefacción solar y no requieren otras fuentes de energía auxiliares. Las salas solares activas utilizan bombas de agua o ventiladores para enviar agua o aire calentado por energía solar a la habitación para lograr fines de calefacción.

Tecnología de utilización de energía solar térmica

(1) Edificio solar

i.Casa solar pasiva

Una de las formas de aplicación de la calefacción solar Es una sala solar pasiva, es decir, un sistema de calefacción que depende de la propia envolvente del edificio para completar las funciones de absorción, almacenamiento y liberación de calor. La estructura exterior de una sala solar pasiva debe tener una gran resistencia térmica y debe haber suficientes materiales térmicamente pesados ​​en la habitación, como mampostería, hormigón o materiales de almacenamiento de energía de cambio de fase, para mantener un rendimiento suficiente de almacenamiento térmico de la casa. En invierno, una sala solar pasiva absorbe y almacena energía solar a través de la envolvente del edificio durante el día, y la envolvente del edificio libera y almacena calor durante la noche para satisfacer las necesidades interiores. La tecnología de sala solar pasiva puede reducir la carga de calefacción en invierno e incluso cumplir con los requisitos del ambiente interior sin la necesidad de otros métodos de calefacción auxiliar.

Mi país comenzó a desarrollar casas solares pasivas en la década de 1970 y entró en la etapa de promoción y aplicación en la década de 1990. En 2002, se estimó que el área de construcción alcanzaría más de 10 millones de metros cuadrados. Sin embargo, la proporción de superficie de construcción que utiliza calefacción solar es todavía muy pequeña y esta tecnología aún necesita más desarrollo, aplicación y promoción.

Según las diferentes formas de captar la energía solar en la habitación, las habitaciones solares pasivas se pueden dividir en las siguientes categorías:

① Tipo de beneficio directo. En invierno, la luz del sol atraviesa una gran superficie de ventanas de vidrio orientadas al sur e incide directamente sobre los suelos, paredes y muebles interiores con gran capacidad de almacenamiento de calor. Estos materiales absorben y almacenan la mayor parte de la energía solar durante el día y la liberan gradualmente. por la noche, haciendo que la habitación aún pueda mantener una cierta temperatura por la noche. Debido a la gran superficie de ventanas orientadas al sur, este tipo de solárium debe estar equipado con cortinas de aislamiento térmico y tener buenas propiedades de aislamiento y sellado térmico para reducir la pérdida de calor. Las ventanas también deben estar equipadas con parasoles para impedir que la luz del sol del verano entre en la habitación.

②Tipo pared colectora y acumuladora de calor. Esta forma de sala solar pasiva se compone de una cubierta de vidrio translúcido y una pared de almacenamiento de calor, con una capa de aire en el medio y salidas de aire que conducen a la habitación en las partes superior e inferior de la pared. Durante el día, la pared de recolección y almacenamiento de calor orientada al sur se utiliza para absorber la luz solar que pasa a través de la cubierta de vidrio. La pared absorberá y transmitirá una cierta cantidad de calor. Al mismo tiempo, el aire en la capa intermedia es. se calienta y se convierte en aire caliente y entra a la habitación a través de las salidas de aire durante la noche, la pared que recoge y almacena el calor. El calor corporal se transferirá gradualmente a la habitación; La superficie exterior de la pared de almacenamiento térmico está pintada de negro o de algún color oscuro para absorber eficazmente la luz solar. Para evitar la pérdida de calor durante la noche, se deben instalar cortinas aislantes y paneles aislantes térmicos en el exterior del vidrio. Las paredes de recolección y almacenamiento de calor se pueden dividir en paredes sólidas de recolección y almacenamiento de calor, paredes patrón de recolección y almacenamiento de calor, paredes de recolección y almacenamiento de calor de paredes de agua, paredes de recolección y almacenamiento de calor de material de cambio de fase y paredes de recolección rápida de calor.

③Estilo de solárium adicional. El solárium está adjunto al lado sur de la casa principal. Su cerramiento está hecho total o parcialmente de vidrio y otros materiales transmisores de luz, y el suelo se convierte en un cuerpo de almacenamiento de calor. Se calienta mediante radiación solar durante el día, y su temperatura interna es siempre superior a la temperatura ambiente exterior. El calor se transmite a la habitación principal a través de las puertas y ventanas de la pared del apartamento contigua a la habitación principal. La terraza acristalada no sólo puede suministrar calor a la habitación principal durante el día, sino que también sirve como zona de amortiguamiento durante la noche para reducir la pérdida de calor de la habitación.

④Piscina cubierta tipo almacenamiento térmico. La sala solar tipo piscina en la azotea tiene funciones de calefacción en invierno y refrigeración en verano, y es adecuada para áreas que no son demasiado frías en invierno ni demasiado calurosas en verano. Esta casa solar pasiva coloca una bolsa de plástico sellada llena de agua como cuerpo de almacenamiento de calor en el techo y coloca sobre ella una cubierta de aislamiento térmico que se puede abrir y cerrar horizontalmente. Cuando hace sol durante el día en invierno, la cubierta aislante se abre para permitir que la bolsa de agua absorba y almacene completamente el calor de la radiación solar, y parte del calor se transfiere a la habitación de abajo a través de la radiación y la convección. Por la noche, el panel aislante se cierra para evitar la pérdida de calor al exterior. La apertura y cierre de la cubierta de aislamiento térmico en verano es opuesta a la de invierno. La cubierta de aislamiento térmico se cierra durante el día para reducir la transferencia de calor al ambiente interior. Al mismo tiempo, se utiliza una bolsa de agua de menor temperatura. absorbe el calor en la habitación de abajo, reduciendo así la temperatura interior si se abre por la noche. La cubierta de aislamiento térmico permite que la bolsa de agua libere calor al ambiente exterior.

⑤ Tipo anillo de convección. Esta forma de sala solar pasiva utiliza un colector orientado al sur para recolectar calor y luego transfiere el calor a un cuerpo de almacenamiento de calor ubicado debajo del piso. El calor del cuerpo de almacenamiento de calor se transfiere a la habitación a través del piso.

ii. Sala solar activa

a. Sistema de calefacción solar activo

Por lo general, los colectores solares se utilizan como fuente de calor de los sistemas de calefacción solar activos. Los sistemas de calefacción solar térmica pueden utilizar aire o agua como medio de calentamiento. Por lo tanto, existen sistemas de calefacción solares por recolección de aire caliente y sistemas de calefacción solares por recolección de agua caliente.

Los colectores solares de aire caliente se pueden utilizar como fuentes de calor para sistemas de calefacción. En el techo orientado al sur hay un colector de aire solar, y el aire caliente es enviado a la habitación mediante un ventilador después de pasar a través de la capa de almacenamiento de calor. El colector solar también puede equiparse con otras fuentes de calor auxiliares y se puede configurar un dispositivo de control y ajuste para determinar la relación de entrada de la fuente de calor auxiliar según la temperatura del aire de suministro.

②Sistema de calefacción por colector solar de agua caliente

Los colectores solares de agua caliente no solo pueden proporcionar agua caliente sanitaria, sino que también pueden utilizarse como fuente de calor para calefacción radiante por suelo radiante de agua caliente a baja temperatura. .

③ Sistema solar de captación de agua caliente por suelo radiante, calefacción y suministro de agua caliente sanitaria. El sistema está equipado con un calentador de agua solar en el techo. El sistema incluye una bomba de circulación de agua colectora, un tanque de almacenamiento de agua caliente, un tanque de suministro de agua caliente, una bomba de circulación de agua de calefacción, una fuente de calor auxiliar y una fuente de calor auxiliar. Esperan una bomba de circulación de agua, un intercambiador de calor de calefacción auxiliar y un serpentín de calefacción por suelo radiante. El agua caliente en el calentador de agua solar fluye a través del serpentín de calefacción por piso para proporcionar calor a la habitación. Después de regresar al tanque de almacenamiento de agua caliente, el agua caliente se envía al colector solar para recalentar mediante una bomba de agua de circulación que recoge calor. la energía solar es insuficiente por la noche o en días nublados, se utiliza el sistema de calefacción con fuente de calor auxiliar para garantizar las necesidades de calefacción interior y agua caliente sanitaria.

Los colectores solares de agua caliente también se pueden integrar con la envolvente del edificio, como el sistema de agua caliente sanitaria del muro cortina con colector solar de vacío totalmente de vidrio del proyecto.

b. Sistema de refrigeración solar

Según los diferentes principios de funcionamiento, la tecnología de refrigeración solar se puede dividir en varias formas, como refrigeración por absorción solar, refrigeración por adsorción solar y refrigeración por inyección solar. En comparación con los sistemas de refrigeración por absorción solar, la tecnología y el rendimiento de los sistemas de refrigeración por adsorción solar y los sistemas de refrigeración por chorro solar son menos maduros.

El principio del sistema de refrigeración por absorción solar es el mismo que el del refrigerador de absorción de bromuro de litio. La diferencia es que la fuente de calor del generador de solución concentrada de bromuro de litio en el sistema de refrigeración por absorción solar es agua caliente. o vapor generado por el suministro del colector solar. El Instituto de Energía de Guangzhou, Academia de Ciencias de China, lleva a cabo investigaciones sobre sistemas de refrigeración por absorción solar a gran escala. Este proyecto es un proyecto de investigación científica y tecnológica del "Noveno Plan Quinquenal" de la Comisión Nacional de Ciencia y Tecnología. El instituto utilizó dos tecnologías patentadas, "refrigerador de bromuro de litio de absorción de dos etapas" y "colector de placa plana de alta eficiencia", para construir el primer sistema práctico de refrigeración de absorción solar del país en la ciudad de Jiangmen, provincia de Guangdong. Los principales parámetros técnicos son: el área del colector solar es de 500 m2 y el suministro diario de agua caliente sanitaria es de 30 m3/h; el refrigerador es un refrigerador de bromuro de litio de absorción de dos etapas con una capacidad de enfriamiento de 100 kW y el área de aire acondicionado es de 600 m2; ; se utiliza un calentador de agua alimentado por combustible como fuente de calor auxiliar.