О возможности отопления дома бытовым кондиционером в морозные дни

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Площадь 2-х литровой бутылки примерно 0.1м2. 10 бутылок - 1м2 теплосьема. Плюс 20 литров теплоакк-ра. Снять с 1м2 бутылки можно не 20 ват, а если вспомнить физику то 3 вата на каждый градус разницы темп. Между водой в бутылке м окр. Водуха. Темп воздуха примерно -5. Воды +2. Итого 7*3= 21. Вроде правильно, но! Температура воздуха может ниже и выше.
Идея интересная но тут важнее увеличить теплоотдачу грунта. Навскидку выложив пол бутылками в 1 ряд (100м2). Мы увеличим теплосьем с 100м2 до (бутылка занимает 0.035т.е. 28 шт на 1м2, площадь теплосьем составит

 

2,8 м2 т. о. мы увеличим площадь теплосьема почти в 3 раза. А теплоотдачу грунта примерно на 50% грубо. Ну и теплоакк на 5,5 тонн. А уж на полметра высотой...

 

Если замораживать грунт, это не очень хорошо для фундамента

 

Исходные данные подгоняю под себя, хорошо утепленный дом 100м2 один этаж, под ним подвал 100м2 утепленный периметр фундамента и отмостка. Фундамент шириной 40см на подушке из щебня шириной 80 см и высотой 30см. Промерзать будет земля прежде всего не под фундаментом а в открытых местах. При максимальном расчетном отъеме тепла в 5,5 кВ/ч продолжительностью не более 1 недели. (Опять подгоняю исх. данные под свои условия (Урал) земля промерзнет не более чем на 10 см. Можно периметр вдоль фундамента утеплить исключив риски промерзания земли под фундаментом.
Бутылки с водой в том варианте про который я описал выше, как раз уменьшат промерзание грунта обеспечив инертность и температура в подвале будет падать медленнее.

100м2 грунта или бетонного пола (неутепленного) Обеспечат теплоотдачу 5.5Квт при дельте температур 5500/100/3 в 18 градусов.
Если разложив бутылки на грунт мы обеспечим дополнительно грубо 200 м2 доп. площади теплоотдачи. И эффективность теплоотдачи в 2 раза меньше грунта (меньшая площадь контакта, хуже обдуваемость), то мы удвоим по расчетам площадь теплоотдачи. И замерзать будет прежде всего вода а потом уже грунт под ней. 5500/200/3 и дельта составит всего 9 градусов (-2С грунт (вода) / -11С Воздух)
И это при продожительной температуре минус 30С за бортом!
Средняя температура будет грубо -15. Теплопотери соответственно 3000/200/3= дельта 5 градусов С. А при такой дельте даже вода не факт что вся замерзнет. Учитывая что грунт примерно +4С.
И температура воздуха в подвале составит -2С, -3С COP будет неплохой у кондиционера. А уж в межсезонье стабильный плюс. И нет проблем с обмерзанием.
Одна проблема эксплуатировать такой подвал будет сложно не по назначению.
Стены и потолок не считаем для простоты расчета. Хотя если их учесть дельта темп. будет ниже. и темп. в подвале выше, и промерзание меньше.

 

Увеличение количества бутылок с водой в любом случае пойдет на пользу. Если сделать и забор воздуха снаружи, и вход во внешний блок близко к земле, то в первую очередь будут охлаждаться бутылки, греющиеся теплом земли. Верхние слои будут медленно добавлять свое тепло и излучением, и прямым теплообменом с той частью воздуха, которая пойдет между ними.

 

Неправильно указал при -15С теплопотери будут 3800/200/3 = дельта 6,5 градусов С

На 50м2 можно стоймя поставить 8 тысяч 1,5 Литровых бутылок, Это 12 тонн воды. и 500 м2 теплосьема!
Но где взять 8 тысяч пустых бутылок? .

 

Поставить на помойке свой бак с надписью "для пустых пластиковых бутылок" и раз в день забирать из него бутылки. За год можно насобирать, наверное.

 

Вот здесь описана реально существующая система с тепловым насосом и использованием фазового перехода воды:
https://www.rehva.eu/publications-and-resources/hvac-journal/2012/052012/field-test-of-a-novel-combined-solar-thermal-and-heat-pump-system-with-an-ice-store/
Для ленивых и для тех, кто не читает по-английски, краткое содержание:
В системе описан ТН рассол-вода. С помощью фанкойлов, теоретически можно такую систему адаптировать для работы с ТН воздух-воздух. Почему я привожу здесь эту статью: в ней приведены цифры, от которых можно отталкиваться в оценках размеров и эффективности рассматриваемого здесь варианта.
Исходные данные: Дом 175 м2 в районе Хессена (Германия). Проживают 2 человека. В землю закопана цистерна с теплообменниками объемом 12 м3. По теплообменникам течет рассол для ТН (в нашем варианте может течь и в фанкойл на входе в ТН воздух-воздух). Дополнительно на крыше стоят незастекленные дешевые солнечные коллекторы площадью 8м2 и застекленные площадью 4,5 м2. Они в солнечные дни подогревают цистерну с водой.
Результаты эксплуатации:
В феврале цистерна замерзает насквозь. Температура рассола из нее - минус 8 °C. Для ТН рассол-вода это еще ОК.

Если прикинуть результат к ТН воздух-воздух, то результат можно сделать лучше:
1) ТН воздух-воздух не охлаждает цистерну, пока температура не опустится ниже -5°C. Он берет тепло из воздуха.
2) Если брать воздух в ТН через вентиляционный зазор южного ската металлической крыши в солнечные дни, то помощь цистерны опять не потребуется. В солнечный день простая крыша без проблем может нагреть воздух на 10-20°C (кто сомневается: поищите в интернете по словам "unglazed solar collector" - крыша как раз им и является).

получается, что нескольких кубов воды при таком раскладе должно хватить на морозные дни, если найти способ эффективно передавать тепло из цистерны на подогрев воздуха на входе в ТН. Мне приходит в голову единственный вариант - фанкойл. Но он дорогой... А если в цистерну просто пустить воздуховоды, то площадь поверхности будет очень небольшой... :-(

 

Воздушный грунтовый теплообменник к наружному блоку решает все вопросы

 

Допустим, надо получить для отопления 5 кВт тепла. С одного погонного метра грунтового теплообменника с трубой 120мм можно снять ватт 10 (примерно 3 Вт/⁰C*м2). Таким образом, надо вкопать минимум 500м трубы.
Решатся все вопросы, кроме денежных. Фанкойл будет дешевле.

 

Начинать только нужно от потребности наружного блока (3000м3/ч) и скорости движения воздуха
И увязать лучше площадь теплообмена сюда
посчитайте площадь получившегося теплообменника у вас на 5000 ват ужаснетесь

 

@ИгорЪ, у наружного блока коэффициент теплопередачи сильно выше, чем у пластиковой трубы, и использовать 3 Вт/(м2·К) тут будет неправильно. При обдуве поверхностей с высокой теплопроводностью (а радиатор именно к таким и относится) коэффициент будет в 10 раз выше - до 30 Вт/(м2·К). При 5 кВт ТН с обдувом 3000 м3/ч разница температур получается 5-6 ⁰C и площадь теплообменника около 30 м2. Выглядит вполне реалистично.
В случае с пластиковой трубой большая скорость потока воздуха не поможет, так как передачу тепла будет ограничивать теплопроводность пластика.
Я не специалист в этом вопросе, поэтому прошу специалистов меня поправить, если я где-то ошибся в вычислениях.

 

@ИгорЪ, в подтверждение моей прикидки нашел инструкцию по расчету и монтажу системы Рехау (единственный известный мне серьезный изготовитель грунтовых воздушных коллекторов): http://luir.com.ua/media/ti_awadukt_thermo_342100-3__ru точка pdf
Прикладываю сюда две странички из этого документа. Оказывается, я был достаточно точен в своей оценке. Рекомендуемая скорость потока по трубам: 1-4 м/с, общая длина на 3000 м3/час - 500-600 м. Плюс надо учесть, что для такой скорости потока понадобится 10 параллельных труб диаметром 200 мм, то есть вспахать придется площадку 10х60 м или 20х30 м на глубину 2 м. Итого 1200 м3 грунта надо будет вынуть и положить обратно. Даже при 250 руб за м3 это 300 тыс рублей. Слишком дорого, дешевле купить нормальный ТН воздух-воздух вместо бытового кондиционера.

 

@Николай Ломасов, смысл гонять воздух по трубе? Труба 100 метров с гликолем и автомоб. радиатором (со штатным вентилятором) на конце даст тот же эффект при значительно меньших затратах. Плюс штатный расширительный бачок для проверки уровня.

 

@Vortexianzzz, ну это надо спросить Reghau, а не меня.
Мне кажется, что городить такое поле воздушных теплообменников для ТН нерентабельно. Вкопать 30-35 метров для подогрева на входе в вентиляцию - это ОК. Все равно нужен дренаж, тут можно работы объеденить.
Я думаю, что для использования воздушного теплообменника основной смысл - отсутствие риска загадить свой участок гликолем. Даже если кто-то что-то начал копать, при случайном повреждении теплообменника никакая гадость в землю не прольется.
100 метров трубы с гликолем не хватит - рекомендуется при расчетах для горизонтальных жидкостных коллекторов исходить из 20 Вт/м, поэтому экономия на грунтовых работах будет в 2 раза, а не в 5. Еще добавятся дополнительные потери на работу циркуляционного насоса.