тепловий акумулятор
Для каркасного будинку потрібно мати тепловий акумулятор (ТА) для зниження стрибків температури вдень і вночі. Про сезонному акумулюванні тепла - окрема тема, поки розглянемо добове або багатодобового теплове акумулювання.
Реальних варіантів для матеріалу для ТА всього 3:
- вода
- бетон або бетонні блоки (в крайньому випадку цегла, але у нього теплоємність менше)
- грунт
Для акумуляторів однаковою теплової ємності маса води для водяного акумулятора приблизно в 4 рази менше. Однак, виходячи з обсягу, різниця між водяним і бетонним ТА виходить не 4, а близько 2 разів, тому що бетон важча за воду.
Питома теплоємність води 4.19 кДж / (кг * K), при щільності 1000 кг / м.куб, у бетону питома теплоємність 1.13 кДж / (кг * K), щільність 2242 кг / м.куб. Відповідно теплоємність води на м. Куб 4190, у бетону 2533. Звідси отримуємо коефіцієнт 1.65, відповідно 200 м. Куб бетону по теплоємності відповідає 121.2 м3 води.
Є розрахунки, що за вартістю ТА з води відсотків на 10-15 дешевше, ніж ТА з бетону. Швидше за все ця різниця не включає витрати на посилення фундаменту.
Переваги водяного ТА
- Менші маса і об'єм
- Можливість використовувати температурну стратифікацію
- Можливість установки декількох теплообмінників на різній висоті
Недоліки водяного ТА:
- Вода все-таки може протекти
- Вода може замерзнути, тому потрібно розміщувати водяній ТА таким чином, щоб виключалася можливість його замерзання. Як варіант - розміщення його під землею
- У конструкції водяного ТА можна застосовувати пластикові ємності, які не бояться заморожування. Якщо розмістити їх горизонтально з невеликим недоливом, то розрив через замерзання буде виключений. Тут потрібно продумати конструкцію, щоб можна було легко замінювати воду і проводити технічне обслуговування.
Ідеї з forumhouse.ru
# 458 Я так зрозумів треба мати три ТА. Тривалий типу 5 кубів бетону з залитими трубками під будинком, добовий з водою і теплообмінником, моментальний де при кристалізації хімічні речовини виділяється тепло (прийняти душ, помити посуд).
# 459 Теж думаю про ТА.
1 Бетон і грунт- фундамент утеплений. Скидання надлишкових від СК, нагрів повітрям влітку.
2 ТА низькотемпературний (+ 28С - + 35С) для СК, коли похмуро і сезонні ємності нагріті влітку ( "тривалі"). Використовувати для нагріву фасадних стін (звичайно внурь будинку) і холодної води.
3 Можливо і ще більш низькотемпературний ТА (+ 5С - +10 С) утилізації вже після рекуператора ТО і каналізації, такі температури любить ТН. Догрів після ГК.
4 Звичайно високотемпературний ТА (+ 60С- + 90С), для котла, ГВС, СК.
З приводу великого ТА під будинком - закопувати ємність з водою - небезпечно і недовговічне. Пластикові баки дорогі - 10 кубів коштують близько 73 тир. Хоча, на avito.ru знайшов кубові пластикові ємності в металевому каркасі за 2,5 тир. Вони не для високих температур - матеріал еврокуба HDPE (поліетилен високої щільності), температура плавлення 130-135 градусів. Температура розм'якшення, 80-100 градусів для різних марок. # 254. # 260
Якщо робити металевий бак - виникає проблема корозії. Водяний бак треба періодично чистити, стежити, щоб флора-фауна всяка не завелася. З форуму підказали, що можна робити бак з покрівельної міді, вона не іржавіє і бактерицидна, але на такий великий обсяг навіть не уявляю ціну.
Питання - чи потрібен окремий фундамент для таких ємностей під будинком? Як вписати цю конструкцію в УШП? Чи не буде потім жалю через те, що або баки потечуть-покіс, або, ще гірше, УШП навколо і на них прогнеться-вспухнет-поламається?
Бетон десятками кубів заливати - невиправдано дорого.
Тому ще раз потрібно уважно подивитися в сторону грунтового ТА. У мене під будинком буде глина не кілька метрів глибиною, вода через неї не проходить, УГВ низький (на 5-6 метрах води точно немає). Обгородити обсяг грунту теплоізоляцією з ЕППС з організацією дренажу навколо нього - напевно дешевше, ніж заливати майже такий же обсяг бетоном.
Залишається питання про теплової стратифікації, яка є великому перевагою водяного ТА - але в грунтовому вона теж в якійсь мірі повинна бути.
Потрібно продумати розміщення труб теплообмінника. Напевно, простіше вирішувати питання відбору тепла з різних зон установкою декількох контурів теплообмінника (наприклад, зовнішні і внутрішні петлі) і тепловим насосом.
Нагрівати ТА в грунті і бетоні понад 20 градусів навряд чи вийде, тому без ТН не обійтися.
Такий ґрунтовий ТА потрібен не для сезонного акумулювання тепла - його, навіть повністю зарядженого, все одно вистачить тільки на кілька тижнів, - а для багатодобового акумулювання надлишків сонячної енергії і для скидання надлишків тепла від СК влітку.
З урахуванням вищесказаного, поки робочий варіант такої:
1. Невеликий ТА на 500 л з декількома теплообмінниками і температурної стратифікацією - для ГВП. Надлишки з нього йдуть в другій ТА. Також, можна передбачити перемикання контуру СК (або його частини) на другий ТА після нагрівання першого до 80С - це ускладнить систему, але може підвищити ефективність СК за рахунок зменшення різниці між температурами навколишнього середовища і теплоносія. Можна збільшити цей ТА до 700-1000 л, щоб мати запас ГВС на похмурих днів, щоб зменшити споживання електроенергії. # 273
Також, перемикання або поділ СК необхідно буде при збільшенні кількості СК більше 5-4 шт. # 278. тому потужності теплообмінника в баку не буде вистачати для повного відбору тепла від великого СК.
2. багатодобового ТА для накопичення сонячної енергії і як буферний ТА для пеллетной або дров'яної печі. Думаю, кубів на 5-8. Розмістити під будинком на етапі будівництва фундаменту. Зробити бетонну або металеву коробку розміром приблизно 2,5 * 2,5 * 2 м, утеплити її зовні трохи пінопластом (максимум 10 см. З нього скидати надлишки теплової енергії від СК влітку. Не думаю, що вода там буде сильно грітися, максимум до 60-70 градусів.
Інший варіант реалізації багатодобового ТА - гальковий за зразком, описаного в книзі Андерсона "Сонячне проектування".
У цьому варіанті з'являється можливість використання повітряних сонячних колекторів. При цьому в зимовий час гальковий ТА служитиме акумулятором сонячної енергії та енергії від пеллетного каміна. У літню пору можна використовувати його для охолодження приміщення.
В ТА потрібно зробити кілька воздухозабора / отвори для виходу
1. забір повітря
- у верхній частині ТА - для подачі гарячого повітря від СК на стіні і з горища.
- у верхній частині приміщень - для забору гарячого повітря влітку з приміщень
- в нижній частині з боку їдальні, з боку кухні - для створення тяги через теплий ТА і викиду теплого повітря з приміщення назовні, для охолодження ТА вночі, щоб вдень він міг охолоджувати приміщення.
2. вихід повітря - з нижньої частини ТА, прогрітий СК повітря передається в приміщення через ТА.
Літній режим. Запасати тепло всередині будинку не потрібно, а навпаки, потрібно нічну прохолоду. Навколо ТА можна зробити теплоізоляцію, але швидше за все вона не потрібна. Якщо вночі потрібно додаткове тепло, можна запасати його днем, так як ТА має велику інерційність, то як раз до вечора він прогріється від СК і можна буде від нього забирати тепло. Якщо ж ночі потрібна прохолода, то в денний час повітря від СК через цей ТА не прокачується, а направляється на горище в теплообмінник грунтового або великого водяного ТА.
3. Грунтовий ТА під будинком. Зробити кілька петель з ПНД в рамках периметра будинку, навколо другого ТА. Втрати від другого ТА будуть нагрівати грунт, плюс, на ці петлі можна влітку скидати тепло від фанкойлів. По периметру будинку зробити вертикальну теплоізоляцію з ЕППС 10-15 см на глибину до 2-3 м. З урахуванням того, що велика частина земляних робіт все одно повинна проводитися при облаштуванні УШП, добавка до вартості на такий ГТА повинна бути невеликою - вартість пари сотень метрів ПНД з їх укладанням, вартість ЕППС для теплоізоляції периметра на глибину 2-3 м, вартість траншеї по периметру для розміщення цієї теплоізоляції.
4. Ну і, звичайно, тепловим акумулятором ФП. Вона повинна забезпечити охолодження влітку і опалення взимку.
За матеріалом другого ТА - тому що він буде саморобним, то важливий вибір матеріалу. # 275
❏ різноманітним види пластикових поверхонь. в першу чергу на основі поліетилену, поліпропілену, ПВХ, сприяють утворенню на внутрішній поверхні биопленок, в яких вкрай охоче селиться легионелла, особливо поліетилени, деякі придатні для теплової профілактики, хоча застосовувані в ХВП типи як правило не розраховані на t 70-80 ° С , уразливі перед гіперхлорування і озонуванням і УФ (уразливі не означає негайної аварії після застосування процедури, а означає скорочення, а в деяких випадках істотне, терміну служби),
при зниженні t до 50 ° С демонструють високі темпи вторинного розселення і зростання легіонелли.
❏ Hержавеющая сталь в деякій мірі Бактеріостатічность, в малому ступені схильна до заростання і утворення біоплівок, придатна для всіх видів профілактики, але складна в монтажі і дорога, а при зниженні температури до 50 ° С демонструє ефект вторинного розселення і
зростання колоній легионелли.
яскраво виражену бактеріостатичну і бактерицидну дію - при порівняльних експериментах при t = 25 ° С KIWA лише з п'ятої спроби зуміла висадити на мідній поверхні колонію легіонел), безумовно перешкоджають росту колоній Л при t <25 °С, после «теплового удара» при охлаждении до 50 °С единственные, на поверхности которых легионелла не восстанавливается. В наиболее опасном диапазоне t 38-42 °С колонии легионелл, тем не менее, размножаются, хотя их количество и темпы роста наименьшие, причем на два порядка, по сравнению с пластиками и оцинкованной сталью.
Основне опалення буде ґрунтовим ТН. Ще не вирішив - чи буде це багатоповерхівка або кілька свердловин метрів по 8-10 глибиною. Кажуть, 20 таких свердловин вистачає на опалення будинку 200 м2 (добре утеплений, але без фанатизму, каркасніков).
Стіна Тромбу
Великі вікна - це добре з точки зору надходження світла. Але найчастіше (особливо влітку) занадто багато світла "напружує", а зайва відкритість сонячного світла призводить до вицвітання меблів, тканин, килимів і т.п. перебувати на яскравому сонці теж некомфортно. Є варіант розміщення тепплоаккумулірующей маси всередині будинку пере вікнами
В цьому випадку корисна сонячна енергія вловлюється стіною, але яскраве світло не проникає вглиб приміщень.
Посилання по темі
Ще цікава інформація по тепловим акумуляторам
Німецький ТА з використанням енергії заморожування води. Енергія кристалізації 1 л води - 0.8 кВт * год, що рівнозначно енергії нагріву 1 л води з 0 до 80С.
На 49 хвилині йдеться про те, що для розігріву навіть такого суперутепленного будинку необхідно мінімум півдня, тому що будинок має велику термічну масу у вигляді фундаменту і дров'яної печі. Що, в принципі, підтверджується цитатою # 229
". Конструктор каркасніков радив тримати цілорічну температуру не нижче +7. + 10грЦ, якщо господарі збираються періодично приїжджати на вихідні взимку. (Якщо взимку зовсім не користуватися, то можна без проблем консервувати) Він же попереджав, що ТП в плиті прогріває приміщення не за пару-трійку годин, а добу- двоє. "
Будинок не має кондиціонерів, влітку не буває жарко. У східній частині будинку 2 спальні, з'єднані з солярієм, який дозволяє також мати комфортну температуру протягом усього року.
На 54 хвилині показані труби, які були використані в ГТА і в ФП. На 56 хвилині йдеться про те, що потрібно робити Теплоізолювання двері і добре теплоізолювати приміщення, де розташовані баки і т.п. тому інакше тепло проникає в приміщення і влітку нагріває їх, що небажано.
Фотоелектрична система стара, силова електроніка теж. СБ були встановлені б / у з якою то великий станції.
Thermal Storage Solutions - Roy House В цьому будинку застосований водяній ТА приблизно на 9 кубів, який може запасати до 440 кВт * год енергії. В системі гликолевая петля від СК, через теплообмінник віддає тепло теплим полам (вода). Також є аварійна петля з насосом постійного струму для скидання надлишків тепла від СК в землю. Контролери і аварійний насос харчуються від АБ 12В.
Тепловий аккумумулятор на 50 м3
Ще ТА на 130 м3