Автономка-2

Энергоэффективная архитектура.
 
EE Татарин #04.08.2011 21:19
+
+1
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
В отличие от первой темы, где было всё об электричестве и конкретно, предлагаю обсудить вопрос теплоснабжения (и для меня это несколько более абстрактно).

В наших краях главные расходы на дом - это отопление. При нынешних ценах на энергоносители (за исключением дров) типичный дом в нашем (для конкретности - прибалтийском) климате за 50 лет потребляет тепла на свою стоимость. И это ещё без учёта стоимости установки самих отопительных систем и требуемых для них коммуникаций (которые, в свою очередь могут легко потянуть на 10-20%).
Я думаю, что в по России проблема уже очень скоро проблема будет выглядеть и похуже: зимы холоднее. А стоимость энергоносителей быстро выравнивается.

Возникает интересный и вполне практический вопрос: как бы так обустроиться, чтобы топить поменьше и подешевле?
Подчеркну, что в отличие от безумных экологистов, главное для нормальных людей - не принципы и экология, а удешевление стоимости пользования без снижения удобств. Уже по этому критерию 90% проектов "солнечных домов" и прочих "зирохаузов" отпадают. Не, ну ясен пень, что можно замостить крышу четырёхпереходными GaAs солнечными батареями и, типа, решить задачу. Можно поставить хайтечный стирлинг на 30 тонн с водородом высокого давления - и тоже решить задачу. Можно использовать вакуумно-экранную тепломизоляцию на стены... и вообще "типа придумать" кучу всякой хрени, которой щеголять на выставках.

Но я говорю о реальных, применимых на практике решениях. Чтобы конкретизировать: дом в 150кв.м, континентальный климат, широта 58 градусов. Предельный бюджет на удорожание системы отопления - максимум (максимум! абсолютный предел! нужно много меньше!) 20000евро. Эти дополнительные деньги должны отбиваться в течении максимум (максимум!) 20 лет с учётом 5% годовых.

Любые оригинальные и не очень идеи будут приветсвоваться.
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  12.0.742.12212.0.742.122
EE Татарин #04.08.2011 21:26  @Татарин#04.08.2011 21:19
+
+1
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
Для затравки - мысль, которую я уже довольно долго думаю. К моему удивлению, патентно-чистая.

Представьте, что дом в местах, где нет окон, имеет очень толстые стены из грунта (песка, глины, камней с песком), порядка 2-3м, нормально теплоизолированые снаружи (тепловата, пенопласт - неважно, важно, что не больше и не дороже, чем обычно). Стены (их внутренности) стоят на гравийной подушке.
Внутри стены на расстоянии полуметра от наружней проверхности сделаны воздушные каналы сверху вниз (полиэтиленовые или ПВХ трубы для канализации или дренажа, стоят копейки). Внизу они уходят в воздушный канал (тоже - полиэтилен или бетон с полиэтиленом внутри), который проходит под домом, гаражом или просто массивом грунта с контуром теплового насоса, и выходят наружу в дренажную канаву ниже уровня земли. Вверху они выходят под крышу, в вентилируемое пространство между верхних покрытием и теплоизоляцией.

Выходное отверстие канала в грунте и выходные отверстия каналов в стенах можно закрывать заглушками (к примеру - достаточно толстым листом пенопласта, который входит в предусмотреные пазы). И это делается раз в год - осенью. В мае заглушки снимаются.

Идея в том, что зимой тепло будет уходить именно из теплоёмких стен (а не из дома). Теплопроводность грунта невелика, так что он не только будет добавлять эквивалент 20-30см пенопласта к теплоизоляции, но и тепло терять в основном только из себя. За хорошую зиму грунт промерзает у наружней стороны почти до нуля (не до нуля потому что снаружи стена теплоизолирована, равновесие заметно смещено). Внутри дома - по-прежнему 20С.
Летом заглушки снимаются и с выхода около дренажных канав, и сверху стены. Тёплый летний воздух начинает конвективно прокачиваться через получившиеся каналы, нагревая стену изнутри, конденсат стекает в дренаж. Поскольку воздух забирается из-под крыши или с помещений верхних этажей, крыша и верхний этаж никогда не перегреваются, туда всегда поступает свежий воздух.

Проходя по подземному каналу воздух прогревает землю под домом (гаражом, массива грунта). Для дома в 70м2 площади средняя мощность такого нагрева составляет что-то около 10кВт (без каких-либо расходов на перекачку!).

Кондиционирования такой тепломассивный дом не требует, за счёт инерции он хранит всё ту же температуру, более того воздух в нём летом меняется очень быстро днём и достаточно быстро ночью без каких-либо расходов.
Зимой закрытые каналы теплообменников способны лишь выравнивать температуру подземного канала и по вертикали внутри стен. Но при этом перенос тепла может идти только из-под земли к дому, не наоборот.

Очень серьёзный плюс я вижу в том, что такая система не зависит от солнца и освещенности, полностью пассивна, не имеет каких-либо ломающихся элементов, срок службы сравним со сроком службы дома. Кроме манипуляций с заглушками дважды в год не требует обслуживания.
Она не зависит от ориентации дома и местных условий (скажем, солнечным коллекторам нужна строгая ориентация и отсутсвие затенения), в меньшей степени зависит от погоды.

Как усовершествование - можно сделать возможным водосток с крыши в один из этих каналов под землю (тоже должно "включаться" раз в год), в нашем незасушливом климате это даёт ещё несколько (от 3 до 7) процентов к количеству закачиваемого в землю тепла.
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  12.0.742.12212.0.742.122
EE Татарин #04.08.2011 21:36  @Татарин#04.08.2011 21:19
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
Для тех кому интересно поиграть с модельками (мне было дико интересно) могу предложить статистику с нашей метеостанции. Вполне применимо для околопитерских, ну и сибирские-московские... ну, не то чтоб могут основываться в решениях, но для пробы и ориентации - вполне уместно использовать.

В принципе, эстонское лето - это холодное московское, эстонская зима - чуть теплее. Год на год не приходится, так что можно хотя бы посмотреть, как будет себя вести модель дома в нечастый год.

Для людей с Алтая или Владивостока, конечно, непригодно полностью.

Это CSV.
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  12.0.742.12212.0.742.122
EE Татарин #04.08.2011 21:41  @Татарин#04.08.2011 21:36
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
Не пристёгивается... :\ Хрен-те знает, почему.
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  12.0.742.12212.0.742.122
MD Serg Ivanov #04.08.2011 23:34
+
-
edit
 

Serg Ivanov

аксакал


Землянка - весьма энергоэффективное жилище. :)

Надёжность обвалованного дома

Почему становится крепче? Да потому, что с каждым годом земля более уплотняется, а корни трав и кустарников так скрепляют поверхностный слой, что если даже убрать все внутренние опоры, он все равно будет себя держать. Выйдите на непаханый луг. Ведь все его пространство изрыто норами кротов, мышей, червей, но земля под Вами не проваливается. Не надо боятся проникновения корневой системы растений в дом, от этого существует простая защита… // www.apxu.ru
 

 13.0.782.10713.0.782.107
BG aspid_h #08.08.2011 09:21  @Татарин#04.08.2011 21:19
+
-
edit
 

aspid_h

литератор
★☆
Татарин> Любые оригинальные и не очень идеи будут приветсвоваться.

Поищи в сети по тагу "Earthships". Там много есть, включая лишнее для северного климата, но изоляция грунтом хорошо показана.
Кстати, поздравляю с повторным открытием римского гипокауста = ) на современном тепловом насосе.
 5.05.0
DE Fakir #10.08.2011 18:01  @Татарин#04.08.2011 21:26
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Татарин> Внутри стены на расстоянии полуметра от наружней проверхности сделаны воздушные каналы сверху вниз (полиэтиленовые или ПВХ трубы для канализации или дренажа, стоят копейки). Внизу они уходят в воздушный канал (тоже - полиэтилен или бетон с полиэтиленом внутри), который проходит под домом, гаражом или просто массивом грунта с контуром теплового насоса, и выходят наружу в дренажную канаву ниже уровня земли.

Я правильно понял из этого краткого упоминания теплового насоса (дальше ты забыл, или ноу-хау ховаешь? :) ), что зимой ты хочешь использовать "тепловой аккумулятор" обваловки и прочей земли в т.ч. для использования в отоплении через тепловой насос?
 3.6.33.6.3
EE Татарин #10.08.2011 19:40  @Fakir#10.08.2011 18:01
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★☆
Fakir> Я правильно понял из этого краткого упоминания теплового насоса (дальше ты забыл, или ноу-хау ховаешь? :) ), что зимой ты хочешь использовать "тепловой аккумулятор" обваловки и прочей земли в т.ч. для использования в отоплении через тепловой насос?
Не совсем обваловки. Обваловка используется только для прокачки воздуха через массив земли.
Херофобия - это иррациональный, неконтролируемый страх или тревожное переживание в момент предстоящего, а также существующего веселья. А вовсе не то, о чём Вы подумали.  13.0.782.11213.0.782.112
US Fakir #10.08.2011 19:48  @Татарин#10.08.2011 19:40
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
В любом случае - с массы земли ты хочешь воздухом снимать тепло, и "повышать его качество" через насос?
 3.6.33.6.3
RU hcube #10.08.2011 21:10  @Татарин#04.08.2011 21:26
+
+1
-
edit
 

hcube

старожил
★☆
Нужна ОЧЕНЬ большая тепловая емкость. Допустим, мы летом 'закачали' в гранит тепло с 20 градусами. И всю зиму его снимаем. Допустим, нам надо - тройные стеклопакеты, полметра пенопласта, теплообменники на вентиляции - 3 КВт мощности на нагрев. Зима - это около 5 месяцев, 13 миллионов секунд. Теплоемкость гранита - 0.75 КДж / кг*С. Допустим, остывает оно на 10С (остаток можно 'добрать' тепловым насосом низкого давления с высоким КПД). Всего нужно 3 КВт * 13 миллионов секунд - 40 миллиардов КДж. Теплоемкость - 7.5КДж/кг, т.е. нужно 5.3 тысяч тонн гранитного щебня. При средней насыпной плотности 1.5 это будет кубик со стороной 15 метров.

Немного лучше получится с водой - там теплоемкость выше, так что кубик нужен с ребром всего метров 10 :-).

С практической точки зрения, это значит, что надо вырыть котлован, собрать структуру помещений, а потом засыпать их 5-6 метровым слоем щебня. И поверх последнего положить толстый слой пенопласта для теплоизоляции. Тогда годовые тепловые колебания сгладятся. Регулируя же интенсивность прокачки через щебень внешнего воздуха, можно установить желаемую среднюю температуру в интервале между минимумом и максимумом.

Практически, народ эту задачу решает по другому - использованием теплового насоса. Бурим 2 скважины на глубину метров 50, закладываем трубы для прокачки теплообменного раствора - и получаем практически неограниченный опорный тепловой потенциал. А дальше - тепловым насосом.

Лично я собираюсь на даче сделать следующее. На весну-лето-осень - реверсивные инверторные кондиционеры. Они дают в 3-4 раза больше тепловой мощности, чем затраченная электрическая. На зиму же - газо-дровяная система водяного отопления, с индивидуальными контурами нагрева для всех помещений.
Убей в себе зомби!  8.08.0
DE Fakir #10.08.2011 21:17  @Татарин#10.08.2011 19:40
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Кстати, помнится, в каком-то из советских еще проектов энергосберегающих домов (для более южных районов, правда) - в "Науке и жизни" был - предусматривался в подвале теплоаккумулятор чуть ли не из парафина. Правда, НЯП, не для межсезонной "переброски" тепла :)
 3.6.33.6.3

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Глюк.
 3.6.33.6.3
Это сообщение редактировалось 18.08.2011 в 21:55

hcube

старожил
★☆
Fakir> Кстати, помнится, в каком-то из советских еще проектов энергосберегающих домов (для более южных районов, правда) - в "Науке и жизни" был - предусматривался в подвале теплоаккумулятор чуть ли не из парафина. Правда, НЯП, не для межсезонной "переброски" тепла :)

Ну, если надо только дневные колебания сгладить - то там да, надо емкость аккумулятора раз в 100 меньше - не 5.5 тысяч тонн щебенки, а всего-то 500 тонн :-).

Вообще, IMHO, наиболее перспективный вариант - теплоизоляция с отрицательным КТС. Активная то есть. Слой теплоизоляции, с ВНЕШНЕГО слоя которого тепловым насосом снимается тепло, и закачивается внутрь. Плюс небольшой дополнительный теплообменничек, который позволяет восполнять то тепло, которое все-таки усвистело безвозвратно. В результате дом снаружи имеет температуру НИЖЕ температуры окружающей среды, и тепло из него не то что не уходит, а и засасывается внутрь. Практически это можно сделать, зарыв в грунт теплоизолированную коробку помещения с теплообменниками по периметру - двойная выгода - слой грунта И теплоизолирует, И обеспечивает тепловую емкость для устойчивой работы системы подкачки тепла.

А вообще, я думаю, решать задачу надо комплексом мер. В первую очередь - энергосбережением, конечно. помянутые полметра пенопласта и тройные стеклопакеты. Во вторую - обеспечением большой тепловой инерции помещения и-или дополнительного накопителя тепла. И в третью - всякими солнечными коллекторами избыточной мощности. Температура солнышка - 6000К, и столько же можно получить в фокусе зеркала. Даже цилиндрический зеркальный концентратор один фиг нагреет в фокусе теплоноситель до кипения даже в сильный мороз.
Убей в себе зомби!  8.08.0
LT Bredonosec #13.08.2011 02:44  @Татарин#04.08.2011 21:26
+
-
edit
 
Татарин> Для затравки - мысль, которую я уже довольно долго думаю. К моему удивлению, патентно-чистая.
Татарин> Представьте, что дом в местах, где нет окон, имеет очень толстые стены из грунта (песка, глины, камней с песком), порядка 2-3м,
вообще-то это достаточно распространенная в прибалтике схема.
Жаль, не сфотал в латвии кафешки и гостиницы такого типа - южная стена - окна или вообще стекло, крыша наклонная с где-то метровым слоем почвы и плотным дерном многолетней травы, восточная стена около южной клинышком чуть-чуть проходит и быстро в пологий склон холма уходит, западную не видел, но полагаю, также...
В скандинавии, по идее, тоже должна быть распространенная схема.

Относительно теплового насоса ака вентиляционной системы - не рассматривал подробно, но, думается, что-нить подобное должно было существовать.
 3.0.83.0.8

  • Fakir [18.08.2011 21:46]: Перенос сообщений из Болтовня

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Fakir> Пара мыслей мелькнула на тему использования тепловых насосов в индивидуальном отоплении.

А, вспомнил: один приятель во второй половине 90-х - а он жил в городе, но в частном секторе, одноэтажный дом - всерьёз обдумывал такой вариант: использовать для отопления старенький движок, крутящий тепловой насос :)

При наличии газа (и доработки движка под него) идея, возможно, не так и плоха :)
 3.6.33.6.3

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Еще пара мыслей мелькнула на тему использования тепловых насосов в индивидуальном отоплении. Количественно пока даже не прикидывал, предупреждаю :)

Нет ли смысла подумать над использованием теплового насоса в составе газовых/угольных отопительных котлов?

Приводить мотор компрессорного теплового насоса не электромотором, а от, к примеру, стирлинга (не обязательно стирлинга - любой подходящей машины), встроенного в отопительный котёл. Главное - обнулить расход дорогого электричества, и при максимально простой и надёжной машине (вернее, с максимальным соотношением эффективность/сложность) добиться повышения "отопительного кпд".

Это в принципе всегда возможно за сч. того, что температура пламени (печи, камеры сгорания) всегда много выше, чем необходимо для собственно отопления (температуры радиаторов или тем более тёплого пола и, тем более, воздуха). Т.е. всегда есть непроизводительный перепад температур, к-й можно утилизировать для работы насоса.

Возможно, в качестве насоса проще использовать абсорбционную машину - в смысле, безмашинную. КПД у ней, конечно, ниже раза в три... Зато конструкция кондовее, а на халяву и уксус сладкий.

А уж откуда выкачивать тепло - возможны варианты. Может, из теплоаккумулятора, может, из выбрасываемого воздуха и пр.

Плюс можно соединить эту систему с рекуперацией воздуха при вентиляции - высасывать тепло не из холодного наружного воздуха, а из теплого, выбрасываемого из дома (ведь всё равно его нужно удалить), таким образом повысив и эффективность рекуперации.
 3.6.33.6.3
Fakir> Плюс можно соединить эту систему с рекуперацией воздуха при вентиляции - высасывать тепло не из холодного наружного воздуха, а из теплого, выбрасываемого из дома (ведь всё равно его нужно удалить), таким образом повысив и эффективность рекуперации.

Это единственная дельная мысль, что тут прозвучала :D
Разберемся по пунктно:

1.Стены и крыша/подвал. Решается правильным устройством теплоизоляции. Послойно изнутри-наружу: гипсокартон (регулирует влажностный режим в доме)- каменная кладка (служит теплоаккумулятором, недопускающим резких колебаний температуры) - теплоизолятор, наилудший - экструдированный пенопласт (10 сантиметров экструдированного пенопласта эквивалентны 2-м метрам кирпичной кладки, 18-ти сантиметрам минеральной ваты, 4-м метрам железобетонных конструкций или полуметру деревянного бруса, кроме того пенопласт пароизолятор) - вентилируемый фасад (желательно из поитки натурального камня или керамической).
2. Окна (двери) Использование многокамерных стеклопакетов с ИК-покрытиями. Масса вариантов, можно не обсуждать (Двухкамерный стеклопакет толщиной 36 мм с одним энергосберегающим И-стеклом с заполнением сухим воздухом эквивалентен 60см кирпичной кладки.)
3. ВЕНТИЛЯЦИЯ. Это главная потеря тепла. Лечится только принудительной рекуперативной приточно-вытяжной системой вентиляции.

Если все сделать как надо, то такой дом будет требовать отопления только 20-40 самых холодных дней в году, все остальное время отапливаясь теплом бытовых приборов и живущих в нем людей. И никакой "обваловки", тепловых насосов (они, кстати, могут пригодится для ГВС) и другого экстрима.
Объективная реальность - вариант бреда, обычно вызывается низким уровнем концентрации алкоголя в крови.
 3.0.193.0.19

TEvg

аксакал

админ. бан
Fakir> Кстати, помнится, в каком-то из советских еще проектов энергосберегающих домов (для более южных районов, правда) - в "Науке и жизни" был - предусматривался в подвале теплоаккумулятор чуть ли не из парафина.

Парафин очень дорог. Я как-то пробовал считать. Камень по цене безусловно рулит. ИМХО можно улучшить запасы тепла, используя солнечную энергию летом и отработавшие дымовые газы. И нагреть аккумулятор не до +20, а хотя бы до +40.
 3.6.133.6.13

TEvg

аксакал

админ. бан
Wyvern> 1.Стены и крыша/подвал. Решается правильным устройством теплоизоляции. Послойно изнутри-наружу: гипсокартон (регулирует влажностный режим в доме)

Как?

>наилудший - экструдированный пенопласт

Паронепроницаем, недолговечен.

>вентилируемый фасад

Дорогой, тяжелый, недолговечный. Обычно ещё и некрасивый.

Wyvern> 2. Окна (двери) [b]Использование многокамерных стеклопакетов с ИК-покрытиями.

ИК-стекла дефицитны, дороги. Много стекол снижают прозрачность окон.
Для снижения ИК-излучения есть ещё такие вещи как шторы и ставни.

[Wyvern> 3. ВЕНТИЛЯЦИЯ. Это главная потеря тепла. Лечится только принудительной рекуперативной приточно-вытяжной системой вентиляции.

Тогда в ней конденсируется вода и заводится живность.

Wyvern> Если все сделать как надо, то такой дом будет требовать отопления только 20-40 самых холодных дней в году, все остальное время отапливаясь теплом бытовых приборов и живущих в нем людей.

Он будет зверски дорог и через 20 лет потребует капремонт. Проблему отопления можно решить окисляя углерод C + O2 -> CO2 + Q. А для повышения КПД поставить дымосос и воздухоподогреватель.
 3.6.133.6.13

TEvg

аксакал

админ. бан
Важно также уменьшить площадь дома - это самый важный и самый доступный ресурс.
 3.6.133.6.13
+
+1
-
edit
 

Serg Ivanov

аксакал


TEvg> Важно также уменьшить площадь дома - это самый важный и самый доступный ресурс.
Ещё лучше уменьшить объём не уменьшая площадь ;)
И совсем хорошо засунуть его в середину многоэтажки - пущай соседи со всех сторон греют. Тогда обваловка точно не нужна. :)
 13.0.782.11213.0.782.112
+
-
edit
 

Serg Ivanov

аксакал


TEvg> Проблему отопления можно решить окисляя углерод C + O2 -> CO2 + Q. А для повышения КПД поставить дымосос и воздухоподогреватель.
Поздравляю! Ты изобрёл котёл с "турбонаддувом" и коаксиальной трубой.
 13.0.782.11213.0.782.112
+
-
edit
 
Fakir> Это в принципе всегда возможно за сч. того, что температура пламени (печи, камеры сгорания) всегда много выше, чем необходимо для собственно отопления (температуры радиаторов или тем более тёплого пола и, тем более, воздуха). Т.е. всегда есть непроизводительный перепад температур, к-й можно утилизировать для работы насоса.
а чем обычная система парового отопления плоха?
Котел с водой (поскольку она там вечно крутится - можно и дистилированную и с присадками для долговечности системы), внутри горение, воду в пар, пар по трубам наверх, конденсируется, отдает массу тепла, и стекает назад в котел по трубам, подведенным к нему снизу.
Единственный минус - система не выдержит охлаждения ниже ноля (если уехать из дому зимой на несколько дней)

Хотя конечно, можно и паровую машину, которая б работала на внутренней (более горячей) воде и качала б более холодную из внешней рубашки по комнатам, обеспечивая более равномерный нагрев. Но имхо, это движущиеся части, то есть, есть чему приходить в негодность, изнашиваться.

Кстати, раз заговорили про теполизоляцию, чем можно наиболее выгодно заизолировать ЖБ балку, стоящую над окнами? Ранее там стояла изоляция из толь уплотненной стружки, толь что это за фигня (советская теплоизоляция 50-х годов), а поверх - сосновые доски, но доски коробятся, по щелям краска лупится, оставлять нельзя, выдрал. Просто замазать - будет теплопотеря большая. Ибо снаружи улица, а сверху - пол балкона соседей (то есть, снаружи изолировать особо смысла нет, придется изнутри)

Собственно, вопрос, чем? Что есть тонкое (не более 2 см толщиной) и жесткое (не будет проминаться положенное поверх), но теплоизолирующее?
 3.0.13.0.1
+
-
edit
 

hcube

старожил
★☆
У меня была мысль поставить стирлинг на котел, чтобы он на 500-градусных газах из топки (второй полюс - сам контур водяного отопления) занимался активной перекачкой теплоносителя по трубам. Вощи там вроде бы более чем достаточно для этого 'бесхозной'. Ну, и газы из топки тоже пропускать через встречный теплообменник. И топку - газогенераторную, чтобы полное дожигание было.
Убей в себе зомби!  8.08.0

TEvg

аксакал

админ. бан
hcube> У меня была мысль

Рисуй
 3.6.133.6.13

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru