Passive Solarsysteme. Thermische Masse (Wärmespeicher). Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Alternative Energiequellen

 Kommentare zum Artikel

Auf Wände, Fenster, Dächer und andere Flächen fallende Sonnenstrahlung wird vom Gebäude absorbiert und als thermische Masse gespeichert. Diese Wärme wird dann in das Gebäude abgestrahlt.

Die thermische Masse in einem Solarheizsystem erfüllt die gleiche Funktion wie Batterien in einer Photovoltaikanlage: Sie speichert Sonnenenergie für die spätere Nutzung.

Die Integration thermischer Masse in ein passives Solarsystem kann auf verschiedene Arten erfolgen, vom Fliesenboden bis zum wassergefüllten Behälter. Zu den Materialien, die Wärme absorbieren und speichern, gehören: Betonbodenplatten, Steinmauern und andere schwere Baumaterialien. Sie sind das Hauptelement in Häusern, die passive Solarenergie nutzen. Selbst wenn die meisten Fenster des Gebäudes nach Süden ausgerichtet sind, aber keine thermische Massenreserve vorhanden ist, ist ein solches Haus nicht energieeffizient. Sie müssen wissen, dass eine dunkle Oberfläche weniger reflektiert und mehr Wärme absorbiert. Wenn der Boden mit dunklen Fliesen belegt ist, nimmt er tagsüber Wärme auf und strahlt nachts ab. Die Größe des Wärmestroms hängt von der Temperaturdifferenz zwischen der Wärmequelle und dem Objekt ab, auf das er gerichtet ist.

Wie oben beschrieben, bewegt sich Wärme auf drei Arten: Leitung (Wärmeübertragung durch feste Materialien), Konvektion (Wärmeübertragung aufgrund der Bewegung von Flüssigkeiten oder Gasen) und Strahlung. Auch die Oberfläche des Hauses verliert über diese drei Wege Wärme. Ein gutes Design eines passiven Solargebäudes trägt dazu bei, den Wärmeverlust zu minimieren und seine effiziente Verteilung zu maximieren. Die Menge der benötigten thermischen Masse (Wärmespeichermaterialien) hängt stark vom Klima ab. Schwere Gebäude mit großer thermischer Masse sind in heißen, trockenen oder kalten Klimazonen komfortabler, in heißen und feuchten Klimazonen sind solche Gebäude jedoch ineffizient. In kühlen Klimazonen dient die thermische Masse bei kaltem Wetter als Wärmereserve, verbessert so den Komfort und verringert den Bedarf an Zusatzheizung, außer an bewölkten oder sehr kalten Tagen.

Die Sicherstellung einer ausreichenden thermischen Masse ist normalerweise die schwierigste Aufgabe für einen passiven Solarplaner. Der Bedarf an thermischer Masse wird durch die Gesamtfläche der nach Süden ausgerichteten Fenster und die Lage des Gebäudes bestimmt. Um ein effektives Design zu gewährleisten, müssen die folgenden Grundsätze befolgt werden:

• Platzieren Sie die thermische Masse an Orten, auf die Sonnenlicht trifft. Eine thermische Masse an Orten, auf die die Sonnenstrahlen direkt fallen, ist effizienter als eine Masse, die an einem Ort platziert wird, der von der Sonne aus schwer zu erreichen ist. Gebäude, die für indirekte Sonnenabsorption ausgelegt sind, benötigen 34-mal mehr thermische Masse als Gebäude, die direktes Sonnenlicht nutzen.
• Wärmemasse verteilen. Häuser mit passiver Solarbauweise sind effizienter, wenn die thermische Masse relativ dünn und über eine große Fläche verteilt ist. Die Fläche der thermischen Masse sollte mindestens 3-mal, besser sogar 6-mal größer sein als die Gesamtfläche der nach Süden ausgerichteten Fenster. Bodenplatten mit einer Stärke von 8 – 10 cm sind effektiver als ein Boden mit einer Stärke von 40 – 50 cm.
• Decken Sie die thermische Masse nicht ab. Teppiche und Gehwege behindern die Energieübertragung zu und von passiven Solarzellen. Steinwände können trocken verputzt werden, sollten aber nicht mit großen Wandteppichen oder Holzvertäfelungen bedeckt werden. Der Trockenanstrich muss direkt auf die Wand aufgetragen werden und nicht auf an der Wand angebrachte Beschichtungen, die einen unerwünschten isolierenden Luftraum zwischen dem Anstrich und der thermischen Masse bilden.
• Isolieren Sie die Innenflächen der thermischen Masse. Es gibt verschiedene Methoden zur Dämmung von Bodenplatten und Außenwänden aus Stein. Solche Maßnahmen sind notwendig, um Energie zu sparen. Leider kann es manchmal zu Problemen kommen, wie zum Beispiel dem Auftreten von Termiten in der Schaumisolierung von Bodenplatten.
• Die thermische Masse muss vielseitig einsetzbar sein. Um den finanziellen Aufwand zu rechtfertigen, sollte die thermische Masse nicht nur als Wärmespeicher, sondern auch für andere Zwecke dienen. Beispielsweise sind Steinmauern, die Wärme speichern können, obwohl sie eines der Elemente des passiven Solardesigns sind, unverhältnismäßig hohe Kosten, wenn sie nur als thermische Masse benötigt werden. Ein Fliesenboden speichert Wärme, dient als Strukturelement und ist ein schönes Designelement. Innenliegende Steinwände sind ein Strukturelement, das Räume trennt und warm hält.

Bei der Planung einer passiven Solaranlage muss bei der Auswahl der Baumaterialien auf deren Fähigkeit zur Wärmespeicherung geachtet werden. Dieser Wert wird als volumetrische Wärmekapazität (J/m3-oC) bezeichnet oder ist mit anderen Worten die Wärmemenge, die das Material aufnehmen und speichern kann.

Volumetrische Wärmekapazität für einige häufig verwendete Baumaterialien:

In der Vergangenheit verwendeten Passivsolarentwickler in großen Behältern gespeichertes Wasser als Wärmeübertragungsmedium. Während Wasser billig ist, sind die Behälter und der Platz, den sie beanspruchen, recht teuer. Einige Designer sind auf mit Steinen gefüllte Behälter umgestiegen und nutzen diese als Reservoir für thermische Masse. Es ist zu beachten, dass zur Aufrechterhaltung der gleichen Wärmemenge dreimal mehr Steine ​​als Wasser benötigt werden. Allerdings verursacht die feuchte Umgebung, die sich dort bildet, wo Wasserbehälter aufgestellt sind, einen starken unangenehmen Geruch und ist ein günstiges Umfeld für die Vermehrung von Pilzen und Bakterien. Diese Probleme haben den Ruf dieser passiven Solargebäudeoption untergraben.

Die Wärmespeicherung mit Wasser und Steinen erfordert komplexe Steuerungssysteme, Pumpen und Ventilatoren. Ein solches Wärmekonservierungsverfahren wird heute fast nie mehr angewendet. Der Hauptgrund dafür liegt darin, dass die Funktion solcher Systeme von Elektrizität abhängt, diese Systeme gewartet werden müssen, periodischen Ausfällen unterliegen und dementsprechend repariert werden müssen.

Siehe andere Artikel Abschnitt Alternative Energiequellen.

Lesen und Schreiben nützlich Kommentare zu diesem Artikel.

<< Zurück

Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Maschine zum Ausdünnen von Blumen im Garten 02.05.2024

In der modernen Landwirtschaft entwickelt sich der technologische Fortschritt mit dem Ziel, die Effizienz der Pflanzenpflegeprozesse zu steigern. In Italien wurde die innovative Blumenausdünnungsmaschine Florix vorgestellt, die die Erntephase optimieren soll. Dieses Gerät ist mit beweglichen Armen ausgestattet, wodurch es leicht an die Bedürfnisse des Gartens angepasst werden kann. Der Bediener kann die Geschwindigkeit der dünnen Drähte anpassen, indem er sie von der Traktorkabine aus mit einem Joystick steuert. Dieser Ansatz erhöht die Effizienz des Blütenausdünnungsprozesses erheblich und bietet die Möglichkeit einer individuellen Anpassung an die spezifischen Bedingungen des Gartens sowie die Vielfalt und Art der darin angebauten Früchte. Nachdem wir die Florix-Maschine zwei Jahre lang an verschiedenen Obstsorten getestet hatten, waren die Ergebnisse sehr ermutigend. Landwirte wie Filiberto Montanari, der seit mehreren Jahren eine Florix-Maschine verwendet, haben von einer erheblichen Reduzierung des Zeit- und Arbeitsaufwands für das Ausdünnen von Blumen berichtet. ... >>

Fortschrittliches Infrarot-Mikroskop 02.05.2024

Mikroskope spielen eine wichtige Rolle in der wissenschaftlichen Forschung und ermöglichen es Wissenschaftlern, in für das Auge unsichtbare Strukturen und Prozesse einzutauchen. Allerdings haben verschiedene Mikroskopiemethoden ihre Grenzen, darunter auch die begrenzte Auflösung bei der Nutzung des Infrarotbereichs. Doch die neuesten Errungenschaften japanischer Forscher der Universität Tokio eröffnen neue Perspektiven für die Erforschung der Mikrowelt. Wissenschaftler der Universität Tokio haben ein neues Mikroskop vorgestellt, das die Möglichkeiten der Infrarotmikroskopie revolutionieren wird. Dieses fortschrittliche Instrument ermöglicht es Ihnen, die inneren Strukturen lebender Bakterien mit erstaunlicher Klarheit im Nanometerbereich zu sehen. Typischerweise sind Mikroskope im mittleren Infrarotbereich durch eine geringe Auflösung eingeschränkt, aber die neueste Entwicklung japanischer Forscher überwindet diese Einschränkungen. Laut Wissenschaftlern ermöglicht das entwickelte Mikroskop die Erstellung von Bildern mit einer Auflösung von bis zu 120 Nanometern, was 30-mal höher ist als die Auflösung herkömmlicher Mikroskope. ... >>

Luftfalle für Insekten 01.05.2024

Die Landwirtschaft ist einer der Schlüsselsektoren der Wirtschaft und die Schädlingsbekämpfung ist ein integraler Bestandteil dieses Prozesses. Ein Team von Wissenschaftlern des Indian Council of Agricultural Research-Central Potato Research Institute (ICAR-CPRI), Shimla, hat eine innovative Lösung für dieses Problem gefunden – eine windbetriebene Insektenluftfalle. Dieses Gerät behebt die Mängel herkömmlicher Schädlingsbekämpfungsmethoden, indem es Echtzeitdaten zur Insektenpopulation liefert. Die Falle wird vollständig mit Windenergie betrieben und ist somit eine umweltfreundliche Lösung, die keinen Strom benötigt. Sein einzigartiges Design ermöglicht die Überwachung sowohl schädlicher als auch nützlicher Insekten und bietet so einen vollständigen Überblick über die Population in jedem landwirtschaftlichen Gebiet. „Durch die rechtzeitige Beurteilung der Zielschädlinge können wir die notwendigen Maßnahmen zur Bekämpfung von Schädlingen und Krankheiten ergreifen“, sagt Kapil ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv Bewegungssensor für eine Vielzahl von Anwendungen 19.07.2007 STMicroelectronics hat seine Reihe von Bewegungssensoren um einen neuen zweiachsigen linearen Beschleunigungsmesser mit digitalem Ausgang erweitert. Der L1S202DL ist ein Micro-Power-Miniatursensor mit intelligenten Funktionen, der für den breiten Einsatz sowohl in Haushaltsgeräten als auch in industriellen Anwendungen entwickelt wurde. Der Beschleunigungsmesser verfügt über intellektuelle und Fähigkeiten dank der in den Sensor integrierten Schaltung und des Hochfrequenzfilters, mit dem Sie reagieren und zwischen dem Aufprall unterscheiden können - einfache oder doppelte Berührung, Bestimmung der Bewegung (Bewegung, Anheben). Mit LIS202DL können Sie beispielsweise das Klingeln Ihres Telefons in Ihrer Tasche ausschalten, ohne es herauszunehmen – mit einer Handbewegung. Einstellbare Hochpassfilter können konfiguriert werden, um Vibrationen zu überwachen oder gewünschte Gerätefunktionen durch Bewegung zu aktivieren. Die Möglichkeit, die angegebenen Funktionen durch äußere Einwirkung zu realisieren, hängt nicht von der Position des Untersuchungsobjekts zum Zeitpunkt der Messung ab. Ein ST-Sensor mit integrierter Bewegungserkennung kann verwendet werden, um die Stromversorgung eines Geräts zu unterbrechen, das sich nach einer Bewegung ein- oder ausschalten kann (z. B. eine Fernbedienung). Der digitale Ausgang, der als Standard-SPI/PC-Schnittstellen (wählbar) implementiert ist, macht den Sensor effizient in der Anwendung und einfach in das System zu integrieren. Der LIS202DL ist in einem Miniatur-Kunststoffgehäuse von 5 x 3 x 0,9 mm untergebracht, das aufgrund seiner geringen Abmessungen fast überall platziert werden kann.

Weitere interessante Neuigkeiten:

▪ Fersen und Muskeln

▪ Eis als Brennstoff für Satelliten

▪ Verarbeitung von Mondstaub zu Sauerstoff

▪ Diamant-Thermometer

▪ Unterirdische Gänge des alten Europa

News-Feed von Wissenschaft und Technologie, neue Elektronik

Interessante Materialien der Freien Technischen Bibliothek:

▪ Abschnitt der Website Experimente in der Physik. Artikelauswahl

▪ Artikel über Gartenwagenberufe. Zeichnung, Beschreibung

▪ Artikel Wann nahm das Rote Kreuz seine Tätigkeit auf? Ausführliche Antwort

▪ Beruls Artikel ist direkt. Legenden, Kultivierung, Anwendungsmethoden

▪ Artikel Schutz der Wohnung mit Benachrichtigung per Telefonleitung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

▪ Artikelquadrat im Kalender. Fokusgeheimnis

Hinterlasse deinen Kommentar zu diesem Artikel:

Alle Sprachen dieser Seite

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen

www.diagramm.com.ua
2000-2024