Узбекистан академия наук республики узбекистан

ак
Q
к произведению площади светопроема 
 
п
F
, через который 
осуществляется приток солнечного излучения в отапливаемое помещение, и разности 
температур в аккумуляторе теплоты в начале и конце процесса его зарядки теплом 


ак
t

[7], т.е.
ак
n
ак
ак
t
F
Q



.
(1) 
Для решения поставленной задачи составим и решим относительно 
ак

уравнения 
теплового баланса для отапливаемого помещения и его отдельных элементов.
При составлении балансовых уравнений сделаем следующие допущения, не 
искажающие физическую сущность процесса теплового преобразования солнечной 
энергии: 
1. В связи с тем, что тепловые потери через светопроем отапливаемого помещения 
включены в общие теплопотери, дополнительно лучистые теплопотери от поверхности 
стенки размещенного на подоконнике аккумулятора тепла, обращенного к светопроему, не 
учитываются и тепловая эффективность аккумулятора тепла считается равной единице.
2. Из-за незначительности по сравнению с теплоаккумулирующей способностью 
основной среды (воды), влиянием заполняемой ею теплоемкостью стенок контейнеров 
(элементов) из полиэфирных баклажек на общую энергоемкость аккумулятора тепла 
пренебрегаем.
3. В связи с тем, что независимо от погодных условий, в отапливаемом помещении 
температура воздушной среды держится постоянно на уровне 
C

18
, влиянием собственной 
теплоаккумулирующей способности внутренних ограждений отапливаемого помещения на 
энергоемкость аккумулятора тепла солнечного излучения пренебрегаем.
Из общего количества 
с
тп
Q
, необходимого для поддержания комфортной 
температуры воздушной среды внутри отапливаемого помещения в течение суток, часть 
пол
Q
обеспечивается за счет использования солнечной энергии с помощью системы 
отопления рассматриваемого типа, а часть
дб
Q
-за счет традиционной отопительной 
системы (дублера), т.е.
дб
пол
с
тп
Q
Q
Q


.
(2) 
В свою очередь, из общего количества полезного теплопритока солнечного 
излучения в отапливаемое помещение через его светопроем (
пол
Q
), часть 
 
аc
Q
накапливается в тепловом аккумуляторе, совмещенном с внутрикомнатным отопительным 
прибором, а часть 
дн
тп
Q
поступает в отапливаемое помещение в виде света и тепла, т.е. 
ас
дн
тп
пол
Q
Q
Q


.
(3) 
Значения 
с
тп
Q
, 
дн
тп
Q
, 
аc
Q
и 
пол
Q
при этом определяются из выражений






24
o
o
Z
Z
o
k
o
с
тп
dZ
t
t
V
q
Q
;
(4) 





2
1
Z
Z
o
k
o
дн
тп
dZ
t
t
V
q
Q
;
(5) 


ак
ак
p
ас
t
МC
Q


;
(6) 
2
1
пол
пол
пол
Q
Q
Q


,
(7) 
где

---

191 




2
1
1
Z
Z
пад
вх
n
пол
dZ
q
F
Q
в
в

(8) 
- часть полезного теплопритока в отапливаемое помещение за счет суммарного солнечного 
излучения, падающего на поверхность светопроема; 


2
1
2
,
Z
Z
пр
пад
отр
пр
вх
p
n
пол
dZ
q
f
R
F
Q
р
в

(9) 
- часть полезного теплопритока в отапливаемое помещение за счет отраженного от 
зеркальной поверхности рефлектора прямого солнечного излучения, падающего на 
поверхность светопроема; 

р
пад
q
- поверхностная плотность потока суммарного солнечного 
излучения, падающего на плоскость фронтальной поверхности ориентированного на юг 
вертикального светопроема;

в
вх

- коэффициент вхождения суммарного солнечного 
излучения через рассматриваемый светопроем; 
o
q
- удельная тепловая характеристика 
отапливаемого помещения; 
V
- объем отапливаемого помещения по наружным размерам; 
k
t
- нормируемая (комфортная) температура воздушной среды отапливаемого помещения; 
o
t
- температура окружающей среды (наружного воздуха); 
o
Z
- текущее время суток; 
1
Z
и 
2
Z
- соответственно, моменты начала и конца процесса зарядки аккумулятора теплом; 
ак
М
- масса теплоаккумулирующей среды (воды) в тепловом аккумуляторе; 
ак
р
С
- удельная 
теплоемкость аккумулирующей среды;
2
1
Z
Z
ак
ак
ак
t
t
t



,
(10) 
где 
1
Z
ак
t
и 
2
Z
ак
t
- соответственно, температуры аккумулирующей среды в моменты начала и 
конца процесса зарядки аккумулятора теплом. 
Подставляя значения 
 
ак
Q
из (3) в отношение (1) с учетом выражений (4)-(10), 
получим 


ак
z
z
o
k
n
o
пр
пад
отр
пр
вх
p
пад
вх
ак
t
dz
t
t
F
V
q
q
f
R
q
р
в
в
в














2
1
,



.
(11) 
Как видно из полученного решения, при


o
k
n
o
пр
пад
отр
пр
вх
p
пад
вх
t
t
F
V
q
q
f
R
q
р
в
в
в





,


отпадает необходимость применения аккумулятора тепла, так как все выработанное 
системой солнечного отопления тепло идет на компенсацию дневных теплопотерь 
отапливаемого помещения, а при


o
k
n
o
пр
пад
отр
пр
вх
p
пад
вх
t
t
F
V
q
q
f
R
q
р
в
в
в





,


для того, чтобы поддержать температуру воздушной среды отапливаемого помещения на 
уровне
C
18


. Помещение должно отапливаться как с помощью солнечной, так и с 
помощью традиционных систем.