Твердотельный теплоаккумулятор. Размышляем

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Если не утеплить, то только за счёт теплового излучения будет выделятся порядка 0.75 * 5,6 * 10e-8 * (273 + 150) ^ 4 ~= 1700 Вт / кв. м. При температуре поверхности кирпича 150 градусов. Жаркова-то будет в первые часы.

 

При этом такой температуры не будет, т. к. тэн всего 800Вт.

 

Да, не будет. Так что кроме утеплителя, хорошо бы еще, если не побелить эту конструкцию, как русскую печь, то обернуть её чем-то зеркальным, вроде алюминиевой фольги.

 

В любом случае, повышать температуру кирпичей выгодно - так как повышается теплоемкость ТА. При этом вся эта конструкция становится все более пожароопасной, например, кирпич не выдерживает и раскалывается, ТЕН вываливается на пол и жжет пол по-полной.

Таким образом, такая конструкция должна быть стационарной и большой, вроде русской печи.

 

Самый реалистичный и дешевый краткосрочный ТА от электричества по ночному тарифу, если нет водяного отопления - уже предложен в этой теме: это полметра сухого песка (что бы не развелось грибов и прочего) тепло изолированного от земли и от самого пола над ним, в толще которого проложен мощный (раза в три, чем обычно) электро-подогрев. Главное очень хорошо утеплить с торцов, чтобы не отапливать улицу.

 

И как из него забирать тепло?

 

Всем доброго времени суток!

Помню, что в самом начале темы автор указал, что тема для обсуждения твердых теплоаккумуляторов. В моей задумке главным теплоносителем является вода. Но все-таки я рискну написать свою идею здесь. Потому что хоть она и связана с водой, но удовлетворяет основным причинам, по которым автор отказался от водяных ТА:
- Ничего критического не произойдет, если вы уедете надолго, отключат электричество и система промерзнет.
- стоимость и трудозатраты в разы меньше, чем ставить водяной ТА (около 70тыр) + разводить трубы и радиаторы по всему дому со всеми клапанами и прочими прибамбасами.

Недостаток - система, наверное, акутальна для тех, кто только планирует строить дом, либо сам готов вмешиваться в конструкцию дома, т к требует отдельного небольшого помещения. И еще, думаю, лучше подойдет для небольших домов.

Итак, собственно идея:

В идеале - в центре дома, так чтобы помещение граничило с как можно большим количеством других помещений - оборудуем комнату примерно 1.7х1.7м с гидроизоляцией на полу, плиткой и сливом (в пол). В плане термоизолции - помещение должно быть хорошо изолировано от остальных. Все стены, пол и потолок очень качественно утепляем. Плюс стены и потолок обшиваем, например, фольгой.
В комнату ставим 4 бочки (либо больше) - обычные, стальные, 200л. Бочки соединяем между собой трубами. Соединение везде должно быть герметичным и термостойким. В одну из бочек встраиваем ТЭН нужной мощности (зависит от домати количества бочек).
Тэн с термореле - чтобы отключался при нагреве до 90с. И розетку с таймером, чтобы вода в бочках нагревалась по ночному тарифу.
Далее просто делаем вентиляцию из этого помещения в другие.

Как автоматизировать - можно поставить термо регулятор на вентиляцию в каждую комнату - допустим, днем если температура в комнате падает ниже 20с, включается вентиляция из этого теплого помещения, достигает 24 - вентиляция отключается. Если на улице резко потеплело и в доме стало тепло, то вентиляция везде отключится, воздух из теплого помещения с бочками забираться почти не будет и к вечеру бочки останутся теплыми и ночью потратится намного меньше энергии на их нагрев до 90с, при которых тэн автоматом отключится.

Мне кажется возможным такую систему использовать вместе с конвекторами (конвекторы как резерв и в помещених, куда будет проблемно провести вентиляцию)

В чем вижу плюсы:

- Все от и до можно сделать своими руками

- Никаких труб по всему дому, радиаторов, перепадов давления, протечек и прочих "прелестей" котельного - радиаторного отопления.

- Практически никаких теплопотерь - кпд тэна почти 100% (поправьте если неправ)...понятно, что 100% изоляции не бывает и тепло в любом случае будет уходить через стены. Но куда? В дом.

- Если вдруг мы надолго уехали и отключили свет - вода в таком объеме да еще и в утепленном помещении будет остывать очень долго, думаю, что не день и не два. Даже если вода замерзнет - не факт, что бочки лопнут (особенно если не до конца заполнять). Даже если бочки лопнут - Цена Б/У стальной бочки у нас в Петербурге 500р, новой - 1800. Если бочки замерзнут, лопнут, а потом опять потеплеет и лед растаит - вода вытечет на пол с гидроизоляцией и утечет в слив. В этом случае тэн выйдет из строя а заранее настроенные конвекторы "подхватят" работу.

- Стоимость: 4 бочки, 1тэн, на котором можно задать t отключения, самые простецкие ветиляции (смотря сколько комнат граничат с помещением с бочками) и термореле для ветнтиляций (чтоб останавливались, когда нагреется комната). Утеплить и выложить плиткой помещение площадью 3 кв м - тоже терпимо.

- максимальная температура ТА 90с. Сказать честно, я бы врятли рискнул уехать на неделю, зная, что у меня в деревянном доме каждый день раскаленным тэном прямо в комнате кирпичи нагреваются до 400с.

- допустим у нас провели газ/ убрали ночной тариф на электричество - в помещении можно оборудовать сауну/кладовку/санузел.

В чем я вижу минусы:
- Много работы, обустраивать целую комнату. По сравнению с вашими идеями это минус. Но по сравнению со стандартными электрокотлом и водяным ТА это "тоже самое", ведь для котла и магазинного ТА тоже надо оборудовать помещение, посреди гостинной ТА на 1000л врятли будет красиво смотреться.

Если что прошу прощения за оффтоп. Решил написать сюда, потому что идея схожа с тем, что тут обсуждается - вместо кирпичной кладки теплоаккумуляторами выступают по сути твердые закрытые бочки с водой. Не предлагаю гонять воду по трубам по радиаторам, использовать насосы итд.

Покритикуйте. Если идея обречена объясните, почему.

 

Специально - никак. Нужно просто рассчитать поток тепла через пол и при определенных дельтах температур ТА и пола. Пол должен быть порядка 25 градусов, мощность обогрева в зависимости от текущих тепло-потерь дома, скажем, от 5 до 50 Вт/м кв. Регулировать мы можем только температуру подогрева ТА, которое зависит от времени включения подогрева в интервале ночного тарифа. Если ватт нужно много - прогреваем за ночь ТА, скажем, до 40 градусов, если мало, то до 26. Соответственно, высчитывается толщина утеплителя под полом с учетом теплоизолирующих свойст самого пола.

Система не содержит обратных связей, все линейно. Так что основная сложность - спрогнозировать завтрашние тепло потери, учесть текущую тепературу ТА и узнать на какое время нужно ночью включить прогрев ТА.

 

При таком варианте вам будет либо жарко до обеда, либо холодно после.

 

Скорее всего - да, однако. Во-первых, подогрев надо будет включать так, чтобы прогрев ТА до нужной температуры происходил к утру, например, включается в 5 утра на 3 часа - холоднее всего будет ночью, а это даже полезно для здоровья. Во-вторых, объемы песка надо будет иметь такие, чтобы он не успевал полностью остыть за сутки, то есть рабочая суточная дельта порядка 5 градусов. В-третьих, эта система должна давать, например, 75% тепла, остальное греть электричеством (обычным электрическим теплым полом) в любое время, для поддержания нужной температуры в доме.

Естественно, что управлять этим в ручном режиме будет не возможно (все равно что печь топить - эмпирически). Но вполне можно автоматизировать, а при доступе к интернету даже автоматически учитывать суточный прогноз погоды.

В любом случае, вся эта система будет вряд ли сильно дешевле, чем водяное электрическое отопление с ТА в виде бака на несколько кубометров, но контроль у последне на порядок проще.

 

Идея хороша!

• Бочек нужно больше, чем четыре по 200. Навскидку одна бочка на 15 отапливаемых квадратных метров.
• Лучше по ТЕНу в каждую бочку, а то за ночь соседние бочки просто не прогреются до высоких температур.
• Обычные бочки в таком режиме проржавеют очень быстро - нужны какие-то не обычные или с каким-то внутренним покрытием.
• Полы при воздушном отоплении буду неизбежно холодные. Будет не так комфортно.
• И самый большой минус. Нужно будут реально ОЧЕНЬ большие объемы воздуха прогонять через систему - а это толстые воздуховоды, шумный и мощный вентилятор, некомфортный "ветер" в помещениях.

 

И еще трудности:

• Вероятнее всего, поверхности бочек будет недостаточно для необходимого уровня теплообмена, особенно, когда вода будет уже остывшая. Значит надо будет оборачивать бочки самодельными примитивными металлическими радиаторами для увеличения площади теплообмена.
• По мере остывания в какой-то момент обязательно произойдет расслоение воды по температурному градиенту (вверху горячая вода, внизу холодная) - это еще больше усугубит проблему теплообмена.

 

Тут уже озвучивался, на мой взгляд, более простой и компактный вариант - внутренняя кирпичная или бетонная утепленная стена в качестве теплоаккумулятора. Практически не занимает дополнительного места (только немного толще из-за теплоизоляции). Материал ТА условно бесплатный. Из-за большого объёма не требует сильного нагрева. Управляемый отбор тепла через воздушные каналы вентиляторами или энергонезависимый, но тоже автоматизируемый - открывающимися заслонками каналов или панелями теплоизоляции... Конечно, проще это устроить при строительстве дома, а не потом.

 

Песок идеален, но чтобы песок не высыпался - нужен ящик для песка, с стенками, выдерживающими 400С (у меня тэн 450С греет, такой тен).
Если сделать кирпичные стенки и вовнутрь каркаса из кирпичей поставить ящик с песком - то будет супер. Ящик из оцинкованного железа если сделать - но не знаю как НЕпросыпание песка из него.
Песок высохнет и будет очень сыпучим - как бы не высыпался через щели ящика (если тот собран из нескольких листов оцинковки).
ТЭН кладём на кирпич, лежащий плашмя на дне ящика, и питание к тену выводим вверх стальными двумя полосами, через верхнюю крышку.
В верхней крышке делаем уже подвод 220В в полосам, электроизолированный ест-но.

Вопрос в том где взять такой ящик... Сам я его НЕ сложу как оригами из листа оцинковки

Думал о пластиковых бочках, в бане такая стоит на 55литров.
Они НЕ ржавеют, но греть воду сильнее 55-60С нельзя - могут бочки "сломаться". В бане грею до 43С.

В дом 130л бочку с водой буду ставить и греть ночью, потому что нужна тёплая вода для умывальника/раковины. Косвенно эти 120л воды, нагретой до 50-55С будут греть дом - но вклад мизерный, скорее это бонус.

От стальных бочек отошёл = ржаветь будут и НЕ эстетично в доме ставить, совсем колхоз как сказала жена.

 

А в чем проблема? Надрезать углы и загнуть края, получится корыто. Уголки проклепать, герметичность не нужна, песок - не вода.
Снаружи обложить кирпичем...