Для загородных домов, которыми редко пользуются, или для сезонного жилья солнечное отопление особенно удобно зимой, так как исключает чрезмерное охлаждение стен, предотвращая их разрушение от конденсации влаги и плесени.

Таким образом, ежегодные эксплуатационные расходы могут существенно снизиться. Но можно ли создать проект солнечного отопления загородного дома для районов средней полосы с большим числом облачных дней? До недавнего времени это считалось экономически нецелесообразным.

Все сомнения экспертов были опровергнуты талантливым американским инженером и изобретателем Норманом Б. Саундерсом, разработавшим интегральную систему воздушного отопления, охлаждения и вентиляции для суперсолнечного дома Cliff House.

Описание Cliff House представляет интерес по следующим причинам:

– в этом доме, построенном на холодном и облачном северо-востоке США, достигнуто 100%-ное солнечное отопление простыми и дешевыми средствами;

– дом и все его системы были построены самим владельцем;

– все узлы и конструкции можно изготовить самому.

Ничего необыкновенного в проектировании домов с солнечным отоплением нет. Конечно, вы понимаете, что построить подобный дом в Средней Азии относительно несложно, а на полуострове Таймыр экономически нецелесообразно.

Такие дома существуют и в Европе. Кроме того, есть несколько различных подходов к проектированию. Почему предлагается система солнечного отопления Нормана Саундерса, а не другие, не менее эффективные системы?

Большинство систем солнечного отопления, как правило, весьма сложны и дороги, а поэтому при таком уровне доходов населения, как в России, применяются крайне редко. Можно, конечно, использовать и самые простейшие системы, но они не обеспечат большого запаса мощности.

Солнечное отопительное оборудование для Сliff House можно изготовить самому.

Все солнечное оборудование дома состоит из:

– абсорбера в виде вертикальных жалюзи;

– жидкостного аккумулятора (пластиковых бочек с водой);

– воздушного гравийного аккумулятора;

– двух датчиков температуры, управляющих скоростью двух вентиляторов;

– теплообменника для системы горячего водоснабжения.

Все это смехотворно дешево, но обеспечивает высокую эффективность.

Однако солнечная отопительная установка Cliff House имеет запас мощности 20%, в то время как понадобился бы запас мощности более 50%, поскольку в средней полосе европейской части России достаточно много облачных дней при большей отопительной нагрузке, чем в Бостоне. В наших условиях на сегодняшний день экономически целесообразнее обеспечивать солнечным теплом примерно 70% отопительной нагрузки, но и в этом случае по сочетанию эффективности и качества альтернативы Cliff House нет.

Одним из прогрессивных методов отопления помещений большой площади является лучистое отопление, которое, по сравнению с классическим паровым и газовым отоплением, требует значительно меньших затрат. Экономия достигается как в потреблении сжигаемого топлива, так и в общих, более низких затратах на отопление.

Однако вопреки этой бесспорной выгоде лучистого отопления отношение заказчиков к данному типу отопления пока очень осторожное. Они часто выбирают более традиционные системы отопления, порой не вполне подходящие для больших помещений.

Недоверие заказчиков связано, с одной стороны, с закрепившимся стереотипом – в советское время для отопления промышленных помещений большой площади использовали системы с центральными котельными, а с другой, – с незнанием физического принципа лучистого отопления. К тому же, по правде говоря, разработка проекта лучистого отопления сложнее, и в нем необходимо учитывать множество условий, влияющих на тепловой комфорт человека, находящегося в зоне лучистого отопления.

Попытаемся рассказать подробнее о лучистом отоплении.

Прежде всего, что такое тепло и как человек его чувствует? Как нас учили в школе, температура вещества – это одно из проявлений его энергии, например тепловой вибрации молекул вещества. Эта энергия распространяется в основном тремя способами:

1. Конвекцией, или распространением воздуха.

2. Кондукцией, то есть проводимостью.

3. Электромагнитными волнами, или излучением.

Первый и второй способы передачи энергии – конвекцию и кондукцию – как раз и используют конвекционные тепловоздушные отопительные системы. В этом случае тепловая энергия воздуха, согретого конвекторами или тепловоздушными обменниками, распространяется в пространство постепенной передачей энергии (тепла), причем сам источник энергии охлаждается.

Необходимым условием такого распространения тепла является вещественная среда, так как передача энергии (тепла) происходит при непосредственном соприкасании молекулы вещества с более высокой температурой с молекулой более низкой температуры. Человек в отапливаемом пространстве становится составной частью системы и ощущает тепло как непосредственную тепловую энергию окружающего воздуха и предметов, с которыми соприкасается. Таким образом, для конвекционно отапливаемого пространства действителен закон, согласно которому температура воздуха (tv), согретого конвекторами, выше или равняется температуре окружающих предметов (tр), которые должны быть согреты этим воздухом.