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Solar houses/heating and cooling progress report

1973; Elsevier BV; Volume: 15; Issue: 1 Linguagem: Francês

10.1016/0038-092x(73)90003-0

1471-1257

H.E. Thomason, H.J.L. Thomason,

Solar Energy Systems and Technologies

Performance data on seven solar homes are given. Solar Homes No. 1, 2, 3, and 4 are near Washington, D.C., 39° north latitude, where about half of the winter days are cloudy and temperatures drop far below freezing, sometimes to 0°F. These houses are described in the book Solar Houses and Solar House Models by Harry E. Thomason, published by Edmund Scientific Company, Barrington, New Jersey, 08007. Edmund Scientific Co. also publishes Solar House Plans, for building a house similar to Solar House No. 1, with improvements. Solar House No. 1 Solar House No. 1 has been in continuous operation for thirteen years. In its first year, solar heat supplied about 95 per cent of the heat requirements for home temperatures at 70°F, plus or minus 2°F. After 5 yr of operation, the heat collector was rebuilt. Longer-lived materials were used although efficiency was lowered somewhat. Also changes were made in the air conditioning system. Solar House No. 2 A number of changes were incorporated in House No. 2, built in 1960 and 1961. Cost for the original system was lowered, but the auxiliary heat cost ran slightly higher. An aluminum reflector was installed at the bottom of the solar heat collector to reflect additional sunlight onto the collector. The air conditioning system in House No. 2 is rather satisfactory, and that type of system is now in House No. 1 as well as in House No. 2. Summertime heat leakage from the solar heat collector into the closet space behind the collector was solved in House No. 2. The closet remains cool. However, at times the temperature in the closet drops too low and a new problem has to be solved by re-introducing heat to the closet. Solar House No. 3 The architectural appearance of House No. 3 was improved. Low-cost glazing with a minimum of glass breakage was achieved. The heat collector was moved entirely up to the roof so that winter sunshine enters the living room and built-in swimming pool on the south side. Improved air conditioning was installed. Solar House No. 4 A new type of solar heat collector (with asphalt shingles) and a new type of low-cost “Pancake” heat storage were incorporated into this A-frame house. Solar House No. 5 House No. 5, planned for a South Carolina firm, was never built due to insufficient funds. Solar House No. 6 House No. 6 has been completed in Mexico City, Mexico. The house and system were not constructed as the authors recommended so the solar heating system does not provide the major part of the heat load. Although Mexico City is quite far south (19° north latitude), the temperature drops below the freezing mark at times. (On December 8, 1970, the temperature dropped to 24°F.) Solar House No. 7 The authors have designed and engineered a new system, their Solaris “Sunny South Model,” with three principle innovations. (1) The system uses “Pancake” under-the-floor heat storage. (2) The system utilizes a shallow roof-pond solar heat collector with a reflector to intensify solar input. (3) The system allows the warm water from the roof-pond to drain each night to the under-floor “Pancake” heat storage area where it warms the floor and living space. During the summer the roof-pond helps minimize day-night temperature extremes by absorbing excess heat during the day and liberating it at night. Les auteurs présentent ici les données sur la performance de sept maisons solaires. Les maisons No. 1, 2, 3, et 4 sont situées près de Washington D.C. à 39° de latitude Nord, où environ la moitié des jours d'hiver sont nuageux et où les températures tombent bien en dessous de zero Centigrade, quelquefois descendent même à zéro Farenheit. Ces maisons sont décrites dans le livre ‘Solar Houses and Solar House Models’ de Harry E. Thomason publié par Edmund Scientific Company, Barrington, New Jersey, 08007. Edmund Scientific Co., publie également Solar House Plans, pour la construction d'une maison semblable à la Maison Solaire Nol avec quelques améliorations. Maison Solaire No. 1 La Maison Solaire No. 1 fonctionne sans arrêt depuis treize ans. Au cours de la première année, la chaleur solaire fournissait environ 95% du chauffage nécessaire à une température intérieure de 70F plus ou moins 2F. Cinq années plus tard le collecteur de chaleur a été reconstruit, en utilisant des matériaux de plus grande longévité, réduisant malgré tout l'efficacité du collecteur. Des changements dans le système de conditionnement de l'air ont étéégalement effectués. Maison Solaire No. 2 Certains changements ont été effectués dans la Maison No. 2 construite en 1960 et 1961. Le coût du système original fut réduit mais les frais de chauffage auxiliaire augmentèrent. Un réflecteur d'aluminium fut installé au pied du collecteur de chaleur pour réfléchir une plus grande quantité de lumière sur le collecteur. Le système de conditionnement de l'air est satisfaisant et ce type de système est à présent utilisé dans la Maison No. 1 et dans la Maison No. 2. Le problème de la perte de chaleur, en été, du collecteur de chaleur solaire dans l'armoire située derrière le collecteur a été résolu dans la Maison No. 2; l'armoire reste fraiche. La température de l'armoire, cependant, descend quelquefois trop bas et la problème est résolu en y ré-introduisant de la chaleur. Maison Solaire No. 3 L'architecture de la maison a pu être améliorée. Un vernissage bon marché avec un minimum de cassage de verre a été obtenu. Le collecteur de chaleur a été déplacé tout en haut du toit pour permettre au soleil d'hiver d'entrer dans le living room et dans la piscine attenante, côté Sud. Un système amélioré de conditionnement de l'air a été installé. Maison Solaire No. 4 Un nouveau type de collecteur de chaleur solaire (avec bardeaux recouverts d'asphalte) et un nouveau type de stokage de chaleur ont été incorporés dans cette maison ayant un cadre en A. Maison Solaire No. 5 Cette maison conçue pour une compagnie de Caroline du Sud n'a jamais été construite à cause d'un manque de fonds. Maison Solaire No. 6 Cette maison est à Mexico au Mexique. 1 a maison et le système n'ont pas été construits suivant les recommandations des auteurs et le système d'énergie solaire ne fournit pas le majeure partie de la chaleur nécessaire. Bien que Mexico soit bien au Sud (19° latitude Nord) la température tombe quelquefois au dessous de 0°C. (En Décembre 1970 la température est descendue à 24°F.) Maison Solaire No. 7 Les auteurs ont conçu et construit un nouveau système, leur ‘Sunny South Model’ Solaris avec trois innovations. (1). Le système utilise un stockage de chaleur sous le plancher, (2) Le système utilise un collecteur de chaleur avec sur le toit une mince couche d'eau et un réflecteur pour intensifier la puissance du soleil. Le système permet à l'eau sur le toit de s'écouler chaque nuit dans l'espace de stockage sous le sol où elle peut chauffer le sol et les pièces. Pendant l'été la couche d'eau sur le toit permet de réduire les extrèmes de températures entre le jour et la nuit en absorbant la chaleur dans le journée et en la libérant la nuit. Se indican los datos de actuación correspondientes a siete viviendas solares. Las viviendas Nos. 1, 2, 3 y 4 están cerca de Washington, D.C., latitud 39° norte, donde la mitad aproximadamente de los días de invierno se caracterizan por cielo nublado y descenso de la temperatura muy por debajo del punto de congelación, llegando a veces hasta cero Fahrenheit. Estas casas se hallan descritas en el libro ‘Solar Houses and Solar House Models’, de Harry E. Thomason, publicado por la Edmund Scientific Company, de Barrington, New Jersey, 08007. La Edmund Scientific Co. también publica “Solar House Plans”, para la construcción de una vivienda similar a la Casa Solar No. 1, con ciertos perfeccionamientos. Casa Solar No. 1 La casa No. 1 lleva cumplidos trace aços de servicio continuo. Durante el primer año, el calor solar proporcionó un 95 por ciento aproximdamente de la calefacción precisada para mantener la vivienda a una temperatura de 70°F, con margen de 2°F en más o en menos. Después de cinco años de servicio se procedió a la reconstrucción del captador de calor, empleándose materiales de mayor duración, si bien esto ocasionó cierta disminución de la eficiencia. También se practicaron modificaciones en el sistema de climatización. Casa Solar No. 2 Varias modificaciones fueron incorporadas en la casa No. 2, construida en 1960 y 1961. El coste del sistema original disminuyó, pero el coste de la calefacción auxiliar resultó ligeramente mayor. Se instaló un reflector de aluminio en el fondo del captador a fin de reflejar más luz solar sobre el mismo. El sistema de climatización instalado en la casa No. 2 es bastante satisfactorio y se viene utilizando ahora dicho tipo en la casa No. 1 además de en aquélla. El problema planteado por la filtración de calor, durante el verano, desde el captador al espacio de armario detrás del mismo, quedó resuelto en la casa No. 2. El armario permanece refrigerado. Sin embargo, a veces la temperatura en el interior del armario desciende demasiado y es necesario resolver un nuevo problema mediante la reintroducción de calor en el mismo. Casa Solar No. 3 Se majoró el aspecto arquitectónico de la casa No. 3, lográndose un encristalado de bajo coste con rotura mínima de cristal. El captador de calor fue trasladado íntegramente hasta el tejado, de modo que durante el invierno la luz solar entra en la sala de estar y piscina integral en el lado sur. Se instaló un sistema de climatización perfeccionado. Casa Solar No. 4 En esta vivienda de armadura en pirámide fueron incorporados un nuevo tipo de captador solar (con grava de asfalto) y un nuevo sistema de almacenamiento de calor “Pancake” de bajo coste. Casa Solar No. 5 La casa No. 5, proyectada para una empresa de Carolina del Sur, no llegó a realizarse por insuficiencia de fondos. Casa Solar No. 6 La casa No. 6 ha sido realizada en México, D.F., México. La vivienda y el sistema no fueron ejecutados según recomendación de los autores, de modo que el sistema de calefacción solar no suministra le mayor parte de la carga térmica. Aunque México D.F. se encuentra en un lugar bastante meridional (latitud 19° norte) la temperatura a veces desciende a menos del punto de congelación (el día 8 de Diciembre de 1970 bajó a 24°). Casa Solar No. 7 Los autores han proyectado y puesto a punto un nuevo sistema, su Solaris “Sunny South Model” que presenta tres novedades principales: (1) el sistema utiliza el método de almacenamiento de calor “Pancake” debajo del piso; (2) el sistema emplea un captador solar constituido por estanque de poca profundidad instalado en el tejado, con reflector para intensificar la entrada del calor; (3) el sistema hace que el agua caliente del estanque en el tejado baje cada noche a la zona de almacenamiento “Pancake” debajo del piso, donde caldea el piso y el espacio vital. Durante el verano, el estanque del tejado contribuye a minimizar las temperaturas extremas nocturnas, al absorber el calor excesivo durante el día y liberarlo por la noche.