Ściana Trombe’a
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/00/REF_new_%28questionmark%29.svg/50px-REF_new_%28questionmark%29.svg.png)
Sprawdź w źródłach: Encyklopedia PWN • Google Books • Google Scholar • Federacja Bibliotek Cyfrowych • BazHum • BazTech • RCIN • Internet Archive (texts / inlibrary)
Po wyeliminowaniu niedoskonałości należy usunąć szablon {{Dopracować}} z tego artykułu.
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d3/Trombe_wall.svg/300px-Trombe_wall.svg.png)
2 – zimowe promienie słoneczne,
3 – dach,
4 – szyba,
5 – komora, gdzie nagrzewa się powietrze,
6 – ściana akumulacyjna pomalowana z zewnątrz na czarno,
7 – wlot nagrzanego powietrza do pomieszczenia,
8 – wylot schłodzonego powietrza z pomieszczenia,
9 – pomieszczenie,
10 – ściany izolacyjne.
Ściana Trombe’a – rodzaj pasywnego sposobu pozyskiwania energii opierający się na systemie zysków pośrednich z wykorzystaniem warstwy akumulującej. Koncepcja tego rozwiązania konstrukcyjnego, pierwotnie opatentowana w roku 1881 w USA, została następnie udoskonalona przez francuskiego inżyniera – Félixa Trombe’a i powtórne opatentowana w 1972 roku.
Wstęp
System zysków pośrednich, w przeciwieństwie do systemów zysków bezpośrednich, pozwala uniknąć większych niż tolerowane przez człowieka w zakresie odczuwalnego komfortu cieplnego fluktuacje temperatury pomieszczenia. Uniknięcie gwałtownych zysków ciepła z jednoczesną możliwością opóźnienia okresu dostarczania energii do pomieszczenia, jest możliwe dzięki odizolowaniu wnętrza budynku za pomocą układu magazynującego w postaci grubej masywnej ściany. Natomiast zdolność magazynowania ciepła w przegrodzie masywnej zależy od jej grubości, promieniowania słonecznego i ewentualnych wahań temperatury zewnętrznej. Układ magazynujący poprzedzony jest pustką powietrza i szybą. We współczesnych konstrukcjach na ogół nie stosuje się zwykłych szyb okiennych, lecz izolacje przezroczyste typu komórkowego. Uproszczoną instalacją, bez możliwości przepływu powietrza w szczelinie, nie ma kanałów łączących wnętrze pomieszczenia ze szczeliną powietrzną, jest ściana kolektorowo-akumulacyjna. Warstwa powietrza w szczelinie pełni wówczas rolę dodatkowej izolacji termicznej ściany.
Zasada działania
Promieniowanie słoneczne przechodzi przez pokrycie szklane, następnie jest absorbowane przez ciemną powierzchnię ściany akumulacyjnej, powodując wzrost jej temperatury. Zakumulowana w ścianie energia przekazywana jest do pomieszczenia przez przewodzenie. Odpowiednie przesunięcie fazowe okresu dostarczania energii uzyskuje się przez optymalne dobranie grubości i pojemności cieplnej ściany, uwzględniające lokalne warunki klimatyczne. Dodatkowo przy sprzyjających warunkach nasłonecznienia, poprzez otwarcie kanałów łączących pomieszczenie ze szczeliną pomiędzy ścianą a szybą, można uzyskać przepływ nagrzanego powietrza ze szczeliny do pomieszczenia. Jest to możliwe, gdy siła wyporu, będąca efektem różnych gęstości powietrza w szczelinie i pomieszczeniu będzie dostatecznie duża, by pokonać opory przepływu. Chłodniejsze powietrze z pomieszczenia zasysane jest dolnym kanałem do szczeliny, tam ogrzewane i górnym kanałem wraca do pomieszczenia.
W okresie letnim można wykorzystać ścianę Trombe’a do klimatyzowania pomieszczenia. Chłodne powietrze zasysane jest wówczas z północnej zacienionej strony budynku lub pobierane z wymiennika gruntowego i przez otwarty kanał dolny wpływa do szczeliny, nagrzewa się, a następnie jest odprowadzane przez górny otwór w powierzchni zewnętrznej.
Opis matematyczny
Założenia: jednowymiarowość pola temperatury oraz jednorodność materiału konstrukcyjnego bloku magazynującego.
Przebieg zmian temperatury wewnątrz ściany opisuje równanie przewodnictwa Fouriera:
gdzie:
- – dyfuzyjność cieplna materiału ściany [m²/s],
- – przewodność cieplna materiału ściany [W/m·K],
- – gęstość materiału ściany [kg/m³],
- – ciepło właściwe [J/kg·K],
- – temperatura bloku magazynującego.
Bilanse energetyczne
Powierzchnia absorbująca ściany
Wewnętrzna szyba
Przepływające powietrze
gdzie:
- – konwekcyjne współczynniki przejmowania ciepła,
- – zastępczy współczynnik przejmowania ciepła,
- – temperatura powietrza.
Zobacz też
- pasywne ogrzewanie
Bibliografia
- Zbysław Pluta: Słoneczne instalacje energetyczne, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2007.
- p
- d
- e
|
![Turbina wiatrowa](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/ad/Wind-turbine-icon.svg/60px-Wind-turbine-icon.svg.png)