太阳房的分类

太阳房是太阳能热利用的一种形式,通过集热设施及围护结构使太阳能传入室内,减少房间采暖(或空调)对常规能源需要量的房屋可称为太阳房。在国内目前还没有统一的说法,有人把利用太阳能节能在50%以上的房屋才称太阳房,低于此数的只能称为节能房。

太阳房 主动式 被动式

太阳房比较贴切的定义应该是:太阳房是指利用建筑结构上的合理布局,巧妙安排,精心设计,使房屋增加少量投资,而取得较好的太阳能热效果,达到冬暖夏凉的房屋。冬季利用太阳能采暖的可称为“太阳暖房”,夏季利用太阳能降温和制冷的可称作“太阳冷房”。二者可统称为太阳房。

太阳房型式有多种多样,分类方法也有不同。

(1)按传热过程分类

①直接受益式
在北半球阳光通过南窗玻璃直接进入被采暖的房间,被室内地板、墙壁、家具等吸收后转变为热,给房间供暖,称为直接受益式太阳房。

② 间接受益式
阳光不直接进入被采暖的房间,而是通过墙体热传导和热空气循环对流将太阳热能送入被采暖的房间。

③隔断式
采暖太阳热只通过传热介质(空气或水)的热循环进入被采暖的房间。

(2)按集热-蓄热系统不同分类

可分为五种:蓄热墙式、集热蓄热墙、附加阳光间式、屋顶浅池式、自然循环式。

(3)根据太阳房的功能分类

可分为:“太阳暖房”、“太阳冷房”,和“太阳能空调房”等。

(4)按其所需要机械动力的有无分类

可分为机械式和自然式两种,也就是主动式(active)和被动式(passive)两大类。

① 主动式太阳房

即在太阳能系统中安装用常规能源驱动的系统,如控制系统供调节用的水泵或风机及辅助热源等设备,它可以根据需要调节室温达到舒适的环境条件,故称主动式太阳房。

主动式太阳房的工作原理是:依靠机械动力的驱动,把太阳能加热的工质(水或空气)送入蓄热器,再从蓄热器通过管道与散热设备输送到室内,进行采暖;工质流动的动力,由泵或风机提供。这是一种通过集热器、蓄热器、风机或泵等设备来收集、储存及输配的太阳能系统。

主动式太阳能采暖

图:主动式太阳能采暖系统图

一般来说,主动式太阳房能够较好地满足用户的生活要求,可以保证室内采暖和供热水,甚至制冷空间。但设备复杂,投资昂贵,需要耗费辅助能源和电功率,而且所有的热水集热系统还需要设有防冻措施,这些缺点是主动式太阳房目前在我国难于推广应用的主要原因。

② 被动式太阳房

被动式太阳房是与主动式太阳房相对而言的。太阳能向室内传递,不用任何机械动力,不需要专门的蓄热器、热交换器、水泵(或风机)等设备,而是完全由自然的方式(经由辐射、传导和自然对流进行)。

简单地说,被动式太阳能供暖系统就是根据当地的气象条件、生活习惯,在基本上不添置附加设备的条件下,经过精心设计,认真施工,通过建筑构造,并利用材料的性能,使房屋达到一定的供暖效果的一种建筑方式。

被动式太阳房

图:被动式太阳房常见类型

从太阳能热利用的角度被动太阳能供暖系统又可分为五种类型。

a. 直接受益式:利用南墙直接照射的太阳房(如图(a)、(b))

b. 集热蓄热墙式:利用南墙进行集热蓄热(如图(c)、(d))

c. 综合式:即温室和前两种相结合的方式(如图(f))

d. 屋顶集热蓄热式:利用厘顶进行集热蓄热(如图(g))

e. 热虹吸式,又称对流环路式:利用热虹暖作用进行加热循环(如图(h))

被动式与主动式相比较其特点是,具有构造简单、造价便宜、管理方便等优点,因而用户易于接受。

参考资料:
[1] 喜文华. 被动式太阳房的设计与建造[M]. 北京: 化学工业出版社, 2006.9.

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