Havalandırmasız bir trombe duvarı ve yaz gölgelemesi kullanan pasif güneş enerjisi tasarımıTrombe duvarı, pasif güneş tasarımında kullanılan , güneşe bakan bir duvardır . 1881 yılında mucidi Edward Morse tarafından patenti alındı ve 1964 yılında Fransız mühendis Félix Trombe ve mimar Jacques Michel tarafından popüler hale getirildi. Güneş enerjisini emen ve geceleri seçici olarak iç mekana doğru salan, camla ve hava boşluğuyla dış mekandan ayrılan devasa bir duvardır .
Tek cam bile bu işlem için işe yarar, çünkü cam görünür ışığa karşı şeffaftır, ancak kızılötesi radyasyona (ısı) karşı daha az şeffaftır. Modern varyasyonlar arasında depolanan güneş ısısının daha fazlasını korumak için yalıtım camı ve iç mekana konvektif ısı transferine izin veren yüksek ve düşük - bazen çalıştırılabilir - havalandırma delikleri bulunur.
İçindekiler
Güncel temel tasarım
Bir Trombe duvarı
Güneş enerjisi test hücresinde kullanılan beton Trombe duvarının şemasıModern Trombe duvarlarında, cam ile termal kütle arasındaki hava boşluğunun üst ve alt kısmına havalandırma delikleri eklenmiştir . Isıtılan hava konveksiyon yoluyla binanın iç kısmına doğru akar. Havalandırma delikleri, geceleri konveksiyonu önleyen ve böylece ısı akışının güçlü bir şekilde yönlendirilmesini sağlayan tek yönlü kanatlara sahiptir. Bu tür bir tasarım dolaylı pasif termal toplayıcıdır. Isıyı toplama yüzeyinden uzaklaştırarak geceleri ısı kayıplarını büyük ölçüde azaltır ve net ısı kazanımını artırır. Genellikle ısı kazancının istenmediği yaz aylarında iç mekana açılan menfezler kapatılır.
Sıcaklık değişimleri yoğun duvar malzemeleri (termal difüzyon) boyunca saatte yaklaşık 1 inç hızla yayılma eğiliminde olduğundan, ihtiyaç duyulduğunda akşamın erken saatlerinde termal kütlenin iç yüzeyinde gündüz ısı kazanımı mevcut olacaktır. Termal kütlenin bu zaman gecikmesi özelliği, termal azalması (sıcaklık değişimlerinin sönümlenmesi) ile birleştiğinde, dalgalanan gündüz güneş enerjisinin daha düzgün bir gece ısı kaynağı olarak kullanılmasına olanak tanır.
Yaygın varyasyonlar
Trombe duvarında yapılan yaygın değişiklikler şunları içerir:
- Yaz aylarında dışarıya havalandırma sağlamak için açılan, üst tarafa yakın egzoz havalandırması. Bu tür bir havalandırma, Trombe duvarının, esinti olmasa bile gün boyunca eve temiz hava pompalayan bir güneş bacası görevi görmesini sağlar.
- Trombe duvarındaki pencereler. Bu verimliliği düşürür ancak doğal aydınlatma veya estetik nedenlerle yapılabilir. Dış camın ultraviyole geçirgenliği yüksekse ve trombe duvarındaki pencere normal cam ise bu, ultraviyole ışığın ısıtma için verimli kullanılmasına olanak tanır. Aynı zamanda ultraviyole geçirgenliği yüksek pencerelere göre insanları ve mobilyaları ultraviyole radyasyondan daha fazla korur.
- Hava ve ısı akışını iyileştirmek için termostatlarla kontrol edilen elektrikli üfleyiciler.
- Gece ısı kayıplarını azaltabilecek sabit veya hareketli gölgelikler.
- Yaz aylarında güneş kollektörünü gölgelemek için kafesler .
- Geceleri cam yüzeyinde kullanılan izolasyon kaplaması.
- Güneş enerjili sıcak su sisteminin bir parçası olarak tüpler veya su depoları.
- Termal kütle olarak balık tankları.
- Güneş ışınımının termal kütle tarafından emilimini arttırmak için seçici bir yüzey kullanılması .
Trombe duvar tasarımı zorlukları
- Düşük Isıl Direnç: Güneş akışının düşük olduğu dönemlerde, ısı akışı içeriden dışarıya aktarılarak binadaki ısı kaybı dengelenir. [1]
- Ters termal akış: Kontrollü havalandırma sistemlerine sahip olmayan tasarımlarda kış, gece veya güneşli olmayan günlerde ters termal akım akışı yaşanacaktır. Duvar sıcaklığı iç mekan sıcaklığından düşük olduğunda, üst havalandırmadan alt havalandırmaya doğru ters hava sirkülasyonu iç oda sıcaklığını azaltacaktır. Bu durumun çaresi otomatik veya ters akımı önleyen tek yönlü havalandırma sistemleridir. [1]
- Hava hareketinden dolayı ısı transferinin belirsizliği. [1]
- Konveksiyon süreci kanal genişliğinden ve giriş/çıkış boyutlarından etkilenerek genel ısıtma performansının değişmesine neden olur. [1]
- Düşük estetik değer (özellikle pencere entegrasyonu olmadan). [1]
Gelişmekte olan bölgelerde uygulama
Hindistan'ın Ladakh kentinde Ladakh Projesi, Ladakh'ın geleneksel mimarisini tamamlayan Trombe duvarları tasarlıyor ve bunların Ladakhi evlerinde inşa edilmesini teşvik ediyor . Bu, Ladhakis'e ısı kaynağı olarak ateşe karşı temiz ve güvenilir bir alternatif gösterdi. Geleneksel yakıt olan gübre, zayıf bir şekilde yanıyor ve şiddetli kış sıcaklıklarına karşı zayıf bir rahatlama sağlıyor. İçin için yanan gübre, havayı kirleten ve birçok sağlık sorununa neden olan önemli miktarda duman üretir. Trombe duvarları hem soğuğa hem de dumana karşı rahatlama sağlar. Ladakh yılda yaklaşık 320 gün güneş alıyor ve geleneksel yapı malzemeleri (taş ve kerpiç) Trombe duvarında ısı toplanması için gereken termal kütleyi sağlıyor. [2]
Ladakh'taki Druk Beyaz Lotus Okulu, Trombe duvarlarını [3] "uygun tasarım ve geliştirme modelinin" bir parçası olarak kullanıyor. [4]
Referanslar
- ↑Şuraya atla:1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Chan, Hoy-Yen (2010). "Pasif güneş enerjisiyle ısıtma ve soğutma teknolojilerinin gözden geçirilmesi". Yenilenebilir ve Sürdürülebilir Enerji İncelemeleri 14 (2): 781-789.
- ↑ Hales, Carolyn (1986). Ladakh Projesi. Kültürel Hayatta Kalma, 10.3 (Güz 1986) Dağ Halkları. http://www.culturesurvival.org/publications/culture-survival-quarterly/hales/ladakh-project adresinden alındı .
- ↑ Drukpa Vakfı (2008). Sürdürülebilir Tasarım Örnekleri sayfası. http://www.dwls.org/Sustainable-Design-Examples.html adresinden alındı .
- ↑ Drukpa Vakfı (2008). Ödüller sayfasına genel bakış. http://www.dwls.org/Overview-Of-Awards.html adresinden alındı .