Вместе с тем предлагается не отказываться и от применения так называемых пассивных систем солнечного отопления. Под этими системами подразумеваются системы, в которых поглощение и аккумулирование тепла осуществляется самими строительными элементами зданий. К таким элементам, безусловно, относятся наружные ограждения, расположенные на южной стороне. При этом в регионах с продолжительной и холодной зимой рекомендуется применять тройное остекление окон, а также стеклопакеты, заполненные тяжелым газом, или вакуумированные стеклопакеты. В таком остеклении существенно увеличивается коэффициент термического сопротивления и, следовательно, снижаются потери тепла, а лучистый тепловой поток беспрепятственно проникает через окна в отапливаемое помещение. Кроме того, рекомендуется использовать стены на южной стороне как пассивные солнечные абсорберы с размещением в них средств для поглощения солнечного облучения («стены Тромба»). Расчеты автора работы, выполненные на основе натурных исследований в Алтайском крае, показали, что с помощью таких «пассивных» систем использования солнечной энергии можно на 17% сократить затраты тепла на отопление.
Солнечные абсорберы рационально сочетать с тепловыми насосами, как это описано выше. Как показывают расчеты специалистов, системы с применением тепловых насосов связаны с существенным увеличением капитальных затрат при их внедрении. Однако уже через несколько лет эксплуатации суммарные расходы уменьшаются в 3-5 раз. При этом наиболее эффективно тепловые насосы использовать в низкотемпературных системах отопления, каковыми являются панельные системы с замоноличенными в полы и стены нагревательными змеевиками. В таких системах температура подающей воды находится на уровне 50 ОС. В качестве среды для охлаждения хладагента теплового насоса используют воздух, воду или грунт. Как показывают экономические расчеты, наиболее оправданным решением следует считать тепловые насосы с использованием грунта. Связано это с тем, что на определенной глубине температура грунта остается в течение всего года практически постоянной. Поэтому зимой грунт является средой для охлаждения хладагента, а летом он служит для его нагревания, поскольку панельная система используется для охлаждения помещения.
В европейских странах находят применение и системы, в которых солнечная энергия используется как для отопления зимой, так и для охлаждения помещений в летний период.
Так, например, специалистами Германии осуществлена такая система для охлаждения воздуха в музее на юге Франции. Получаемый от тепловых солнечных абсорберов теплоноситель температурой 55 ОС используется в абсорбционной холодильной установке мощностью 10 кВт. При установке 28 солнечных абсорберов суммарной площадью 50 м2 с помощью бромисто-литиевой холодильной машины удается охладить помещение площадью 830 м2 и объемом 2500 м3. В холодильную систему входит также аккумулятор холодной воды вместимостью 1500 л. В качестве дополнительного источника холода используется также вода из артезианской скважины с постоянной температурой 14 ОС.
Эта вода к тому же используется в замкнутом цикле в соседней фабрике для технологического процесса. Конечная температура воды после этого процесса находится в пределах от 35 до 45 ОС. Поэтому в качестве нагревательной поверхности зимой применен, естественно, змеевик из полиэтиленовых труб, замоноличенный в полу.
Удельный тепловой поток в режиме отопления составляет 50 Вт/м2, а максимальная тепловая нагрузка может достигать 30 кВт. Летом по этому змеевику циркулирует охлажденная в абсорбционной холодильной установке вода. Если работа этой установки не в состоянии обеспечить требуемые параметры воздуха, то параллельно к ней подключается пластинчатый теплообменник, по которому циркулирует вода из артезианской скважины.
Требуемая удельная нагрузка на общую систему охлаждения составляет около 12 кВт/м2. При наружной температуре 32 ОС в помещении удается поддерживать внутреннюю температуру на уровне 27 ОС, а при меньшей тепловой нагрузке в помещении устанавливается температура 23 ОС.