The impact of the solar wall on the external envelope

Abstract

The paper analyses the influence of the solar wall (unglazed transpired solar collector) on the external envelope during heating and non-heating seasons. Experiments were performed in two rooms – the one with a solar wall and without it. Based on experimental data, the analysis of the influence of the solar wall on the external envelope was done for two cases: employing air by-pass and refusing it. Also, the numerical simulation of the solar wall employing “COMSOL Multiphysics” software was performed. 8 different alternatives were simulated thus seeking to define the ways to decrease a negative and increase a positive influence of the solar wall on the external envelope of the building both in heating and non-heating seasons. The obtained results have shown that the solar wall makes a negative influence on the envelope during the non-heating season if air by-pass is not used. Heat gains increase by 8–12.2%, compared to the case without the solar wall. It has been also defined that the solar wall protects the envelope from heat gains if air by-pass is applied. During the heating season, the solar wall may decrease heat losses by 25.5%, compared to the case without the wall.

Article in Lithuanian.

Saulės sienos įtakos pastato atitvaroms analizė

Santrauka

Straipsnyje nagrinėjama saulės sienos (neįstiklinto pratakaus saulės kolektoriaus) įtaka išorinei atitvarai šiltuoju ir šaltuoju metų laiku. Eksperimentinis tyrimas buvo atliktas dviejose patalpose: vienoje – išorinė atitvara dengta, o kitoje – nedengta saulės siena. Remiantis gautais eksperimentiniais ir meteorologiniais duomenimis atlikta saulės sienos poveikio atitvarai ir jos priklausomybės nuo saulės spinduliuotės intensyvumo su oro apeiga ir be jos analizė. Saulės siena modeliuota su „COMSOL Multiphysics“ programa. Sumodeliuoti aštuoni skirtingi atitvaros su saulės siena variantai, siekiant nustatyti būdus, kaip sumažinti neigiamą ir padidinti teigiamą įtaką atitvarai šiltuoju ir šaltuoju metų laiku. Nustatyta, kad saulės siena šiltuoju metų laiku, kai oras joje nejuda, daro neigiamą įtaką atitvarai – šilumos pritėkiai padidėja 8–12,2 %, lyginant su nedengta atitvara. Analizė parodė, kad saulės siena apsaugo atitvarą nuo tiesioginės saulės spinduliuotės, jei oras ištraukiamas per apėjimo ortakį. Šaltuoju metų laiku saulės siena šilumos nuostolius sumažina 25,5 %, lyginant su nedengta išorine atitvara.

Reikšminiai žodžiai: „COMSOL Multiphysics“, eksperimentas, įtaka atitvaroms, modeliavimas, saulės siena.

Keyword : “COMSOL Multiphysics”, experiment, influence on the envelope, simulation, solar wall