воскресенье, 15 ноября 2015 г.

Viam supervadet vadens (Путь осилит идущий).

Продолжаю писать по теме стены Тромба и сопутствующих тем. Есть желание поделиться ходом мыслей, хочу найти единомышлеников в направлении максимально доступных енергосберегающих решений для дома в средней полосе (пока отопление и горячее водоснабжение в фокусе внимания).
Еще в фокусе внимания была идея -  логично простые, масштабные по мощности решения должны выйти на результат. На поверхность- поглотитель приходит 1000-1250 кВт Солнечного тепла в год (в нашей местности). На отопление нужно 60 кВт на квадрат в год. Нужно уловить и "положить" на хранение небольшую часть 1/20 - ю часть применив максимально доступные и простые компоненты.
Ориентиром служила промышленных масштабов установка в городе Окотокс (Канада) –
Но хотелось уменьшить стоимость и технологическую сложность, адаптировать к индивидуальному домохозяйству. Упуская много промежуточных до сегодня пунктов пути, изложу видение предмета на данный момент:
1.) Для нагрева воды (теплоносителя) на дельту температур не выше 10 градусов шкалы Цельсия относительно температуры воздуха улицы (будем скромными в желаниях J) идеальны самодельные коллекторы (даже без остекления). Так мы сможем летом легко получить теплоноситель в 30-35 градусов. Вкратце цепочка идей и размышлений выглядит так:
а.) наиболее доступны в самостоятельном изготовлении коллекторы для лета (дельта с Т улицы до 10 градусов). Тут раскрыта эта предпосылка (картинки в конце статьи, увеличиваются по клику мышкой) -
б.) при небольших дельтах температур мы можем компенсировать выработку енергии большими площадями солнечных коллекторов (СК). Где их взять недорого? Направление подсказал один из форумчан:
http://www.house4u.com.ua/forum/threads/pidigriv-vodi-v-basejni.160/#post-6612
«классно про подходящий источник тепла для закачки его в грунтовый акк. В двух словах: пускать струйки воды из дырчатой трубы у конька на горячие проф листы крыши - ловить снизу ч/з фильтр и в земляной контур. Потом насосом на конек крыши в перфорированую трубу и опять по кругу...На зиму слить все кроме подземки. У автора темы выработка 118 кВт за 4 часа было (17 тонн воды на 6 градусов за 4 часа)- за час 40 кВт почти ».
в.)затем мысль пошла далее использовать не только крышу дома из металлических профильных листов но и заборы из того же материала. Следующая модификация – «Увидел сегодня в кафе декоративную стекляную стену по которой струится вода и родилась идея ее модифицировать до водонагревателя. Там струится вода чистая и что интересно - она "прилипает" ко всей площади вертикального стекла 4х4 м примерно, круговорот насосом из нижнего поддона в верх в "размазыватель" по стеклу. Воду или иную жидкость можно подкрасить чем темнее и она сама будет и абсорбером и теплоносителем размазанным по поглощающей поверхности стекла или иначе стекло зачернить водостойко, или на сухой стороне. Можно про детали развить тему - по внешней или внутренней стороне стекла пустить воду. По поводу дополнительного внешнего остекления для всесезонности и уменьшения потерь тепла конвекцией и теплопередачей. Такая стена летом не даст Солнцу "напечь" внутренние помещения дома, но хорошо поможет накачать сезонный теплоаккумулятор под домом. Ну и при дополнительном остеклении в солнечные дни межсезонья будет работать и возможно зимой тоже.» http://www.house4u.com.ua/forum/attachments/imag-jpg.2359/
г.) модификация продолжилась – что бы уменьшить испарение воды, загрязнение ее пылью пускать струи воды в каналы стойкого к УФ излучению поликарбонатного листа. Можно использовать трехслойный (и более) поликарбонат («водяной» слой центральный) и внешние – ближе к улице и дому слой ячеек использовать как теплоизолятор.
По верху листа проложена труба с отверстиями из которых в ячейки изливаются струи закрашенной тушью воды. Снизу лист поликарбоната вставлен в прорезанную на его толщину трубу из полиэтилена низкого давления (ПНД) –  сборный лоток. Эта труба имеет уклон 1 см на метр погонный и подает теплоноситель в Грунтовый сезонный теплоаккумулятор (ГТА) под домом. У ГТА по периметру фундамента имеется утепление.
д.) на хвосте темы технические подробности. Избыточного давления в системе нет. Насос подобрать для подъема воды на 2,5-3 м способный и прокачку воды для снижения потерь тепла при Т воды 25-32 градусов. В трубопровод (грязевый фильтр ) помещено немного технического серебра- вода не протухнет.
 За уровнем воды и доливкой следит «интеллектуальный конроллер» – поплавковый узел унитаза. Вода на зиму остается только под землей и не замерзает, кроме того трубы все из ПНД - они не рвутся при замерзании(случай невероятно исключительный).
За счет большого диаметра подземных труб (Д =32-40 мм длинна петель 200+200 метров будет 0,8 -1,1 литр на метр погонный) реализован «драйнбек» - вода с поликарбоната сливается в подземку вся при остановке насоса подачи на верхний край поликарбоната. Это на зиму и когда Солнца нет. Прокачивать воду летом «интеллектуально» - от солнечной батареи (СБ )или фотореле по инсоляции, есть солнце есть и прокачка.
2.) для отопления низкотемпературными теплоносителями идеальны теплые полы.
а.) тема раскрыта здесь –
Теплые полы около 28-30 градусов всего поверхность - греют.
"В частности, UNI-EN 1264 от октября 1999 года оптимальный комфорт (рис. 2) в жилых помещениях предусматривает ограничение излучающей способности теплого пола так, чтобы температура его поверхности не превышала 28 °С, что обеспечивается точным расчетом температуры теплоносителя и конфигурации змеевиков, а также применением надежной и точной системы теплорегуляции.";
б.) Теплый пол в моем видении совмещен с сезонным грунтовым теплоаккумулятором (ГТА). Зачем так? Доступное тепло мы можем собрать летом, а отопление нужно зимой. Задача собрать дохранить до зимы без больших потерь, и отдать в дом в холода. ГТА – это 200 м^3  и больше грунта под домом. «Теплоаккумулятор 10х10х2 м теплоизолированный с боков обьем (до +40-35 градусов) + пузырь под домом диаметром метров до 15- 20 и температурой 20-25 градусов.»  Огромная теплоемкость при малой дельте с грунтом для снижения потерь, не забываем что и СК нам дают до 32-36 градусов «всего» и только «гигант ГТА» сможет до весны не остыть ниже 20 градусов. Даже остыв, он будет играть роль «суперутеплителя» – на улице в это время минус, а в ГТА под домом  +18.
«Опять же масштаб проекта важная деталь.
из книги про потери грунтового акк: "У баков-аккумуляторов малых размеров, в которых количество запасенного тепла равно 3,75 · 106 ккал(4360 кВт ч), теплопотери доходят до 112%, а у крупных баков, аккумулирующих 4,2 · 108 ккал тепла(488460 кВт ч- 967 м квадратных простейших коллекторов за летний период его накачают теплом а ведь это эквивалент 61000 куб м газа или 21 тыс $ на сегодня ), теплопотери составляют всего 11,2%, т.е. преимущество крупных баков-аккумуляторов очевидно. Взято отсюда:
http://new-h.ru/solnd.php?wr=80
Обьем( емкость) грунтового акк. растет быстрее площади поверхности(потери) вот пример демонстрации:
http://bio-faq.ru/zzz/zzz007.html      .»
Про реально существующий ГТА и его возможности:
«Результаты неплохи для побочного ТА:
 ( http://log2.com.ua/live/bw21yo/archive.php )
- за месяц температура грунта под полом и 12 см пенопласта уменьшилась с 32,19 гр (9.10.2015) до 21,75 гр. (26.10.2015). Среднегодовая температура грунта в Одессе думаю градусов 8-10, еще есть "заряд" в ГТА и он будет создавать подмогу отоплению подвала зимой.
-температура воздуха в подвале уменьшилась от 23.88 гр на старте(10.10.2015) до 18,19 гр. Цельсия на сегодня 11.11.2015.( С утра подредактировал по показаниям http://log2.com.ua/live/bw21yo/ )
Площадь пола подвала занятая ТА 28,4 м2, закачка тепла велась летом осенью при условии перегрева водяного ТА (сброс в грунт излишков тепла). Количество загруженной тепловой энергии не известно.»
        Идея развилась из наработок форумчанина PipilatsMotors
«Вы не задумывались над простым фактом: планета Земля не остыла за миллиард лет.
Если перевести в привычные масштабы, то теплоизоляции на Земле как футбольный мяч обёрнутый одним слоем бумаги!

3 м грунта по теплопроводности заменяют 100мм ЭППС.
Затраты только на единовременную накачку теплом грунтовой оболочки толщиной 3метра, или 6 метров,
кому как нравится.»

https://www.forumhouse.ru/attachments/1354209/

Расчёт грунтового теплового аккумулятора с открытым дном.

http://www.teplodarom.com/site.xp/049054051124050053049.html

Ветки форума где раскрывается подробнее - ниже
«Вынимать весь грунт без нужды, видел воочию экскаватор JCB с ковшом чуть шире совковой лопаты. По одной из указанных ссылок писалось в постах, что работу для подобного дома экскаватор сделал за пол смены и 6000 российских рублей.
       Прокапываются только канавы сетки 1х1 м (типа шахматная доска) и в них закладывается сплошная ПНД труба в пару слоев 2, 1.5, 1 м (рулона 2-3 по 100 м) 1м на 10-20 Вт теплообмена необходимо. Все соединения на верху (как коллектор теплых полов). Ну и периметр под фундамент и утепление можно выбирать немного шире 50 см. Такой тип отопления предполагает 1 этаж дом с хорошим утеплением, потери до 30-40 Вт м квадратный.»
Нет необходимости в высоких технологиях и дорогостоящих компонентах. Трубы ПНД 4 метра на $ - цена.
 «Ну и данный вариант реализуем при новом строительстве, а под уже существующим домом такое сложно реализовать.» В случае готового дома – ГТА располагать рядом с домом и хорошо теплоизолировать сверху. Отбор тепла теплоносителем по трубам ( они же для закачки).
в.) «Меня тревожит предположение, что летом в доме парко будет как раз в пик жары - к концу сезона, а я жару очень не люблю» Тут фишка в заглублении труб коллекторов https://www.forumhouse.ru/attachments/2356194/
«Скорость распостранения тепла в грунте похоже 4-6 м в год. (можно предполагать по глубине контуров приход пика тепла к поверхности пола) . Ну можно и коврик постелить на время для изоляции-если жарко стало.(потом убрать легко).» Так греем грунт летом –тепло в дом дет зимой как потери через верх ГТА. Теплоаккумулятор-теплый пол греет помещение потерями вверх. Скажу честно - пока идеальную глубину закладки петель ПНД труб для себя не определил.
г.) Можно для всесезонности добавить малое количество высокоселективных коллекторов для 2-го каскада.
«в указанный период времени (глубокая осень) бывают вполне солнечные дни и возможно не просто выравнивание температуры ГТА но и периодический дозаряд емкости ГТА. Дозаряд при Т улицы ниже 0 Цельсия могут обеспечить высокоселективные СК, они сами дороги по цене и желательно применять каскадную схему прогрева теплоносителя. Предподогрев самодельными недорогими "летними"СК (они уже существуют) малая дельта и догрев селективными покупными СК.»
 «Теплые стены (у нас - нижняя половина стены) позволяют больший разброс температур теплоносителя (как печь 50-60 или как теплый пол 20-30 градусов и нет проблем "зебры", когда теплый пол ногами ощущается неравномерно прогретым при шаге труб больше 10-15 см.»
«В простом случае греет "теплый пол" тепло с 1,7 м просочится к поверхности за месяцев 5 от начала прогрева петли. Более интенсивно нужно греть-морозы или вдруг раньше 5 месяцев от старта(холод в конце лета - начале осени) теплоноситель из СК в стену сразу(обойти ТА). Если нет Солнца - тут нужно насос питать от 12-24В внешних и прокачивая теплоноситель из глубинной петли в трубы в теплых стенах так греться( СК обойден). http://www.house4u.com.ua/forum/data/attachments/1/1284-62ccfd2080eca5ccc272c71a21dc147f.jpg
3.) Для холодов ниже 0 градусов шкалы Цельсия вышеописанные коллекторы не применимы, но все же пользу они принесут.
а.)Они станут «остеклением» стен Тромба. Да, вот мы и пришли к Стене Тромба. Под обшивкой из сотового поликарбоната (наши коллекторы) находятся основные стены дома.
б.) Дистанция 2,5 - 7 см обеспечивается например деревянными брусками или экструдированным пенополистиролом(рамка по периметру поликарбоната).
в.) Стена (штукатурка) окрашена в черный цвет сажей строительной (как цоколи домов) и будет зимой поглощать тепло лучей Солнца как обычная стена Тромба. Летом же она не будет перегревать помещение так как экранирована непрозрачным на тот момент коллектором (в полостях поликарбоната протекает подкрашенная тушью вода - тушь та же сажа и стойка к солнечному свету).  Про классическую стену тромба здесь уже много говорилось.
г.) Даже в случае «голодного солнечного пайка» - день не солнечный например 6-7 ноября здесь
температура коллектора в пасмурный день на 5-7 градусов выше т воздуха, есть польза от стены Тромба – она становится хоть и не теплогенератором но «суперутеплителем».
пост 532 « теплоизоляция самоделки и несущие конструкции - почти бесплатны (функции у стены и СК не дублируются);
- изготовление такого интегрированого коллектора по трудоёмкости сравнимо с монтажём готовых (да, выше, но сравнимо), то есть, доля "лишнего" труда тоже мала;
- совмещение стены и коллектора даёт возможность использовать очень низкий уровень облучения и тепло очень низкого потенциала. Если заводской коллектор за морозный (-20С) день имел температуру от +5 до +15, то он нифига не выработал. Это тепло нельзя использовать даже с ТН - ибо это температура холостого хода. А вот если коллектор вмонтирован в стену, то это значит, что для помещения за стеной с коллектором весь этот день на улице было лето: через эту стену почти не было теплопотерь.»
г`.) Подтверждается другими источниками:
ЗЫ. Оказывается, что рассеянное солнечное излучение в пасмурный день греет даже северную стену. И греет неплохо.»
Рассеянное солнечное излучение до 30% от прямого  ватт 300 м^2 в час при ясном небе. В пасмурный день - не знаю какие цифры но-
«В прошлые выходные провел эксперимент. К северной стене дома, куда не попадает прямое солнечное излучение, прикрепил лист поликарбоната 1,5м х 2м. Замкнутую воздушную прослойку обеспечил доской (40мм.). На улице было +7 гр. и шел дождик. К вечеру стенка под поликарбонатом нагрелась до +18 гр. Ночью на улице было +4 +5 гр. К утру стенка под поликарбонатом остыла до +8 гр. Если учесть, что поликарбонат теплоизолирует только одну сторону стенки, а другая охлаждается окружающим воздухом (утеплитель ещё не заложен), это прекрасный результат.»
4.) Про кондиционер:
Контуры вокруг дома периметр на расстоянии 3-4 м от фундамента, контуры простейших коллекторов на воде. ну и в стенах с ними спарен еще контур - "пассивный водяной кондиционер"(верхняя половина стены).
«Опять же режим пассивного кондиционера - прокачивать насосом 40 Вт воду через контур (из той же недорогой трубы ПНД) в стенах (плинтус по периметру пола) или в 5-7 см от поверхности пола, вода из контура глубинных слоев грунта и эффект как от кондишена на пару кВт.»
Большинство цитат собственного авторства, в цитировании других людей надеюсь не будет претензий.
На один раз пожалуй хватит. В следующей части хочу рассказать: «о море и кораблях, капусте и королях». ШуткаJ.

На самом деле: о рекуператорах, утеплении, грунтовых теплообменниках и вентиляции…
Автор: на Комментариев нет:
Подписаться на: Сообщения (Atom)