Тепловой насос+ Солнечный коллектор

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Я мыслю следующим образом:

РЕМ: Нагрев
Допустим ТА имеет размеры 12х12х12метров =1728 кубов, скажем глины.
В него воткнуты геозонды-теплосъёмники.

Теплоёмкость этого кубического ТА будет порядка 800кВт*ч на 1 градус

Добавить 10 градусов будет стоить 8000кВт*часов

Такое количество тепла можно получить разными способами, вплоть до простого прогона летней тёплой воды из пруда с Т=+20с через ТА.

РЕМ: тепловые потери

Можно оценить из формулы теплопроводности.
Площадь каждой стенки ТА 12х12м =144м2

Отступим 3 метра от каждой стенки.

Тепловой поток через 3 метра грунта от каждой стенки при теплопроводности глины около 0,8Вт/К*м
будет давать утечку 38Вт на 1 градус разности температур в час
Через 5 стенок (вверх пока не считаем) около 190Вт/градус в час

При зарядке ТА на 10С около 2кВт в час или 48кВт*ч в сутки

8000Квт рассутся сами по себе приблизительно за 330 дней.

Если сделать ТА под домом, то можно утеплить стенки и дно 150мм ЭППС, скажем на 2-3 метра в землю.

Возьмём площадь застройки 12Х12м, то ТА получиться около 300кубов

Если рабочее тело та же глина, то Теплоёмкость будет около 150кВт*ч/градус

Чтобы Нагреть до 60градусов потребуется 9000кВт*часов

Теплопотери через 150мм ЭППС при дельте в 50С будут около 2,5кВт в час

Время полного остывания почти 1 год.

Около 5 000 кВт*часов можно будет использовать для отопления без Теплового насоса.

Отсюда следует, что дом в нашем климате должен иметь теплопотери по Снип около 2-х киловатт.

Для пассивного дома можно уложиться в 100-150 метров квадратных.

Ну вот как то так.

 

У канадцев при выбранных из теплового аккумулятора 250 МВт часов потери составили 450 МВт часов т. е. потеряно две трети за один год. это при средней температуре в центре 54 градуса. Но по краям то температура была наверное гдето 15-20 градусов. так что потери надо считать исходя из этой температуры.
они там теплосъем с ТА начинали с краев и постепенно нагреваясь вода проходила в конце через центранльные скважины с температурой порядка 50 градусов.

 

Как только возрастает темперетура в контурерассола, возрастает давление в контуре испарителя, "правильный тепловой насос" корректирует положение ТРВ, что приводит к уменьшению разницы давлений в контуре испарителя и конденсатора (в контуре испарителя возрастает, в контуре конденсатора падает). Работа совершаемая компрессором, тем больше, чем больше разность давлений, и тем меньше, чем меньше разность давлений (в этом и физическая суть ТН преодолеть разность давлений). В этом заключалась, я думаю Ваша ошибка в расчетах. СОР идеального ТН для работы в режиме 15 -35 может доходить до 7 единиц, все производимые ТН не идеальны, поскольку изначально предназначены для работы в разных режимах. Если заранее исходить из того, что в испарители всегда будет 15С, а испарители 35, то собранный под такой режим ТН с капиляркой (а не ТРВ) и заточенными под этот режим теплообменниками, выдаст СОР около 7 на УРА.

В этом году мы клиенту спроектировали такую систему и частично уже смонтировали (осталось немного подводят коллеги из общестроя), правда от проекта, в котором был куб со спирально соединеными скважинами, пришлось отойти (в самый неожиданный момент пришла администрация поселка и запретила бурить в достаточно большой зоне от дороги в сторону участка и куб уже не получался, проект пришлось переделать), но суть совмещение СК и ТН осталась и сброс излишек тепла, которые явно будет немало, в грунт останется. Площадка над скважинами утеплена 10см ППУ с большим перехлестом (будет парковочная площадка). В целом проект очень интересный и оргинальный после завершения обязательно выложу на сайт и буду знакомить со статистикой.

 

Что касается ТА, заряжаемые СК, то смотрите немецкие проекты - все уже придумано, продумано, просчитано и т. д. ТА располагается в виде большого бойллера диаметром 2,5м и высотой 10-15м с подвала до кровли по центру дома, все потери в дом. И даже неплохо обыгрывается круговой лестницей по периметру. В целом немцы раньше строили исходя из 75% покрытия с помощью солнца, остальные 25% -камин с утилизацией в бойлер в суботние вечера за рюмкой коньяка. Потом строили со 100% на солнце. (Сейчас обходятся пассивными домами.) ТА размерами 20-30м3 воды. В насоящее время есть ТА на парафине и др. вешествах использующих фазовый переход. По качеству рулят немцы, но цены заоблачные. По цене американцы с китайцами. Оптимальные показатели у американцев - цена/качество.

 

Запустил и я СК на низкий контур. PipilatsMotors, совершенно прав СОР возрос, да и ТН работать легче. Лето покажет насколько прогреется грунт.

 

У них сейчас температура в ТА под +80С.
В первые годы они прогревали грунт вокруг ТА, сначала 1 метр, потом 2, и тд.

грунт вокруг ТА работает как утеплитель, 3 метра грунта - это почти 150мм пенопласта.

У них, по моему, ТА 40м глубиной и 40м в диаметре. около 50 000куб.м

Оболочка вокруг ТА толщиной 3 метра - это 18 000куб.м

Выходит что потери около 18/50/2= 18%

На 2 делим, из-за того что температура в оболочке не одинаковая, а линейно возрастает от периферии к краю ТА.

Очень скромные потери, ни как не 66%

Если взять оболочку 5метров, то потери будут больше, но тепловой поток через 5 метров будет меньше.

 

25 т воды это совсем смешной кубик с ребром около 3 м, который просто вкапывается в имеющийся грунт с "утеплением" пенопластом. Но энергии в нем тоже очень смешно имхо для зимнего отопления - всего имхо 6.3 гигаджоуля. Для обогрева вентпотерь жилой камеры объемом 50 куб м с положеной сменой 3 раза в час с температуры -10 цельсиевых до +20 - хватит на 1400 часов, это всего 2 месяца. Конечно если очень хочется можно растянуть на зиму из 4..6 месяцев при худшем воздухообмене.

 

На самом деле не всё так плохо.

Например дом 100м2 можно без особых доп затрат утеплить до теплопотерь 2кВт в -30.
Это потребует за сезон около 6000кВт*ч

2000 за сезон дадут внутренние тепловыделения от деятельности жильцов.
2000-3000кВт можно взять от СК даже при нашем бедном зимнем солнце.

Остаётся 1500-2000 на ТА, на самые хмурые зимние дни.

 

Что-то уж слишком оптимистично, чем дышать будете?

Ведь и не только, тепловыделения, от жильцов надо удалять .

 

По слухам один жилец портит примерно 8 кубометров воздуха в час. Если взять запас 30 кубометров в час на одного жильца и без рециркуляции выбрасывать в атмосферу - получается один жилец при -20 градусах снаружи требует расхода примерно 330 ваттов на подогрев воздуха.

Но если по настоящему экономить и использовать индивидуальный подвод и отвод воздуха для дыхания - всего полкубометра в час надо. Всего около 6 ваттов вроде получается.

 

На самом деле проблема вентиляции не стоит выеденного яйца.
Решается разными способами.

Можно залповым проветриванием, как делают рачительные немцы.
Перед сном.

Можно рекуперировать

Можно просто строить грамотный дом, в котором стены являются "дышащими" рекуператорами

И вообще вентиляция это отдельная тема.

Пусть её решает каждый хозяин сам.

 

Логично, только теплопотери будут другими.

 

Думаю, что сегодня платить за отопление дома, способного вентилироваться таким образом до европейских норм - замена 0,5 объема в час (а согласно недавно проведенным европейским иследованиям, даже существующие нормы занижены) - способны весьма состоятельные граждане, неговоря о стоимости такого "грамотного дома".

 

Это нормы, видимо, для приточно-вытяжной канальной вентиляции. Вытеснительная вентиляция работает по-другому. Ей подобный объем воздухообмена не свойствен.
У меня как раз "такой грамотный " дом. И в строительстве был совсем не дорог, и расход на его отопление не велик. Зато дышится всегда легко и свободно.

 

Если можно поподробней, что за конструкция, которая обеспечивает необходимое замещение СО2 на кислород (так же как обеспечивает приточно-вытяжная 0.5 в час), ведь именно это и есть необходимые условия.