Солнечный энергоэффективный дом (СК+ТН+ТА)

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

С момента установки 50ти трубок в октябре 2013 г. по октябрь 2014, по теплосчетчику - именно с расходомером и тд, получилось около 4900 кВтч тепла. Причем летом система работала на низком КПД, грея ТА со встроенным бойлером, общим обьемом 750 литров до 85-90 градусов, а счастливый владелец ежедневно сливал по несколько сотен литров воды и загонял часть в ТП - автоматическая система сброса излишков так и не была реализована, а естественного разбора ГВС не было - этап отделки. С середины марта ТТК не использовался, в доме температура не падала ниже +14 градусов. И это в Питере. Зима конечно в прошлом году была достаточно условная. Дом примерно 170 квадратов, из ГБ, в стене 3 см ПСБ-С и облицовка из кирпича. В общем без особых наворотов, такому дому на отопление около 35-40 кВтч на сезон нужно.
Расчитывать на солнечное отопление в период ноябрь-январь нужно с оглядкой на регион. У нас с конца октября был всего один солнечный день, и пару-тройку раз солнце выглядывало на несколько часов... А так темно как в днем даже непонятно что это день.

 

22 марта, уже день равноденствия, аналог 22 сентября по продолжительности светового дня.

Теперь немножко о другом.

Усреднённо говоря (очень усреднённо, т. к. регионы несколько отличаются), по метеоданным, за отопительный сезон (дней 180 -210) приходит примерно 1/4 всей энергии Солнца, а за остальное летне-весенне-осеннее время, соответственно, приход примерно 3/4 от общегодовой.

Прикинем Ваш питерский пример (спасибо за него от меня ещё раз):
4900 квтч / 4 = видимо, примерно 1125 квтч от 50 вакумных трубок придёт за отопит. сезон в Питере.

Если дом, как вы говорите, требует 35 МВтч за отопит сезон (для Т = 22-24 градуса), то для Т=11-12 градусов потребует примерно в половину меньше, т. е. ~ 18 Мвтч.

18 Мвтч/1,225Мвтч - получается, что за отопит. сезон от 50 трубок Вак. СК придёт 6,8% от потребности дома-дачи, чтобы дом не замёрз (+11/+12 Цельсия внутри дома, средняя Т отопит. сезона вокруг Питера, беру "от балды", т. е. по обрывкам памяти, примерно: -1/0).

Не думаю, что у воздушных солн. коллекторов, которые хотел Leo2 - выработка зимой лучше, чем у Вак. СК, хотя с воздушными СК я не очень знаком.

В Александровском районе Влад. области температурные условия отопит. сезона чуть жёстче (средн. темп. отопит. сезона наверно примерно -3/-4)

@Leo2, к какой площади дачи Вы пока склоняетесь, т. е., на сегодня?

Допустим, если 150 кв. метров, при темп. внутри дачи +10 градусов, потребуют за 200 дней отопит. сезона, скажем 9-10 Мвтч? Тут нужно прикинуть поточнее, но у меня пока так вышло ..
Будущая дача утеплёна у Leo2, будем считать - хорошо, намного выше среднего.

Для поддержания такой температуры (+10), на даче площ. 150 кв. метров, нужна средняя мощность отопителя 2 квт. (10 Мвтч/200дней/24часа= ~2 квт)
В морозы, конечно, выше, а в оттепель ниже, чем 2 квт.

В хорошо утеплённом доме с закрытой вентиляцией и возможно, ставнями, стандартный, но не самый слабый для конца зимы и пиков морозов, сплит, т. е., фактически, он же, называя его другими словами- ТН воздух-воздух, к которому подведён воздух от грунтового теплообменника (воздух: +2 весна / +15 осень), вполне способен поддерживать такую Т, причём, возможно, используя ночным тарифом и "залповое" ночное подогревание суточных ТА в доме, о которых весьма и весьма оправдано, на мой взгляд, задумывается уважаемый ТС.

Весной, в морозы, и в ясные дни, в антициклоны - к поддержке отопления будет подключаться ВСК, как раз когда после зимы малость подиссякнет потенция геотермалки.

Критика данных моих размышлений, но конструктивная - приветствуется.

 

@Solarbat, по вашим рассуждениям принципиальных возражений нет.

Эффективность воздушных коллекторов раза в 1.5 меньше, чем у вакуумных той же полезной площади летом, и раза в 3-4 - зимой. Те же 50 трубок дают около 4 м2 по апертуре, насколько я помню.

Смысл моих воздушных СК, если помните, именно в том, что зимой можно закрыть окна ставнями, но продолжать получать солнечное тепло. Площадь воздушных коллекторов в моем проекте - около 30 м2. Приход солнечной радиации на вертикальную поверхность за отопительный сезон
октябрь - 58 кВт*ч/месяц
ноябрь 39 кВт*ч/месяц
декабрь 26 кВт*ч/месяц
январь 21 кВт*ч/месяц
февраль 57 кВт*ч/месяц
март - 105 кВт*ч/месяц
апрель - 93 кВт*ч/месяц

Если принять КПД ВСК на уровне 20%, получим за эти месяцы 378 кВт*ч/м2*30м2*0,2=2268 кВт*ч. За год, с учетом КПД летом на уровне 40-50%, получим от ВСК около 10 МВт*ч. Из них около 5-6 МВТ*ч нужно будет закачивать по дом в ГТА.

Теплопотери дома при средней температуре -4С по моим расчетам около 4 кВт (см. эксель файл где-то выше в этой теме). 4*24*6*30 = 17280 кВт*ч за отопительный период. Получаем долю от ВСК в 13% от требуемого тепла для дома.
Это без учета поступлений тепла через окна. А они еще около 26 м2. Как их учесть - не знаю, т. к. зимой открывать-закрывать их вряд ли кто будет. Но теоретически, если жить в доме и открывать днем и закрывать на ночь, то можно еще примерно столько же получить через окна.

Таким образом, при самом оптимистичном сценарии получаем около 25% от солнечных коллекторов. Что, в принципе, немало. Конечно, это средняя цифра, ноябрь-январь будет гораздо меньшая доля, в октябре и марте-апреле - больше.

Без тепла земли не обойтись...

 

Идея мне нравится. Действительно, если поставить вентилятор с питанием от солнечной панели, то можно практически бесплатно закачивать некоторое количество энергии на глубину. У меня планируется 3-4 траншеи по 30-32 м с коллектором-многоэтажкой. Может действительно, проложить в них еще и 100-150 мм трубу для покачивания воздуха летом, получится комбинированный грунтовый коллектор. Только тогда вопросы:

1. на каком уровне лучше проложить "воздушку" - на самом дне или примерно посередине высоты траншеи?
2. Можно ли в ту же траншею закладывать?
3. Можно ли зимой через них организовать подачу воздуха к пеллетному камину/котлу? не заморозит ли такая подача землю?
4. Если проложить на дне - то как организовать сбор конденсата? ведь ливневка не несколько метров выше будет. Получается, нужно делать небольшой колодец и дренажный насос. За колодцем нужен уход - какой?

Вообще, если камин в центре - как туда подавать воздух? Через плиту нельзя, остынет. Под плитой тоже нельзя - у меня там грунтовый аккумулятор. Остается проложить ее в пенопласте (между плитой и грунтом). Так? Или есть другие варианты?

 

@Leo2, вы к sim1 в тему сходите в тему про 'Грунтовый теплообменник под Выборгом' Там эти вопросы давно обсуждены и решены

 

Файлик нашёл:
https://www.forumhouse.ru/threads/246993/page-19#post-10365062
Это тот самый файл? Если это как раз тот самый - спасибо, удобно .

Подставив в данном файле:
Т наруж.: -4;
Т внутр.: +10,
Т грунта: 0
получил теплопотери по дому: 1538 вт + теплопотери пристройки 339 вт = 1877 вт, 9 Мвтч/200 дней.
(площадь дома: 134,68 кв. метров + пристройка 44,4 кв. м = ~ 179 кв. м).

Дом, получается, кстати, будет утеплён даже ещё лучше, чем я предполагал выше и это здорово.

Если же среднезимние Т прогретого грунта под домом взять +7, то сезонные теплопотери дома 179 кв. м, с Твнутр.= +10, Тнар.= -4, составят 8,1 Мвтч/200 дней в нежилом состоянии.

Подставив в файле Т внешн. = -30, а Т внутр.=+10, грунт= 0, теплопотери выходят: 4,865 квт.
Таких может и не быть за всю зиму, но заложиться (иметь мощностей), порой, бывает нужно даже ещё больше, скажем на дельту 64 градуса (-40/+24), это будет: пиковые 8 квт.

Кстати, а пиковым догревателем в момент отсутствия людей (а значит, и отсутствия растопленного камина) будет, возможно, электрокотёл?

В ночные антициклонные морозы, изредка, но возможно, иногда придётся помогать этим пиковым догревателем - основной рабочей связке, вот она, если я верно понимаю: ТН геотермальный + суточный ТА +, возможно, иногда в морозы ВСК, но ВСК - это только днём.

Поскольку ночной мороз может длиться при ясном ночном небе зимой 24 ч - 7ч = 17 тёмных часов, в это время ВСК (и окна) вообще не работают как источники тепла.
Помощь ТН-у - ночами, может и понадобиться.
Конечно, если ТН будет мощным, если его геотермальный контур тоже будет мощным, если объём грунта будет - с запасом, да ещё если летом грунт глубже 4 метров будет прогрет на + 10/+15 градусов выше прир. нормы, то пиковый догреватель может вообще не понадобиться, но электрокотёл - штука совсем недорогая, а в связке с имеющимся суточным ТА - электрокотёл (и возможно, дизель-бензо-генератор с автопуском) это стандартный и неплохой способ помочь дому выстоять в мороз в форс-мажорных обстоятельствах, когда, например, на пару дней накрывается какой-нибудь общественный электрич. трансформатор или, не приведи ..., сломался сам ТН.

Что касается геотермальных вопросов, они интересны, но я не готов "окончательно" что-то сказать, нужно действительно хорошенько подумать, как лучше разместить воздушные грунтовые трубы.

Я раньше думал поместить их ниже глубин 4 метра (от 4 метров и ниже, и тоже многоэтажкой - поскольку она, насколько я предполагаю, даст более равномерное поднятие тепла, сначала вверх по грунту идёт волна тепла от верхнего этажа, затем - от следующего, и так далее.
С 6 метровой глубины волна тепла дойдёт до поверхности грунта (и до УШП), если верить разным графикам и прочим данным, приблизительно через 6 месяцев после окончания закачки тепла (конец августа), т. е в феврале. Пусть и ослабленная волна тепла, уже раздавшая часть энергии в стороны и вниз, но придёт к УШП к концу зимы.
С 7-метровой глубины, получается, тогда примерно к марту придёт волна

Думал ещё ранее - и про самотёк тепла по грунту и про как-бы максимальное упрощение и удешевление системы (чтобы при форс-мажорах - и без компрессора ТН дача могла не замёрзнуть, и выжить просто с вентилятором и даже порой временно и без вентилятора не замёрзла - чтобы самотёком поднималось какое-то тепло, поэтому размышлял про воздушный глубокий геоконтур "многоэтажку", т. е. про многоярусные воздушные трубы, на глубинах, допустим, пока: 7, 6, 5, 4 метра).

В глубине грунта в момент прихода летнего тепла температуры - в среднем пониже, чем наверху и поэтому, предполагаю, удастся накопить в глубокий холодный грунт - больше тепла до предельной отметки в 18-20 градусов, в неутеплённом грунте. Причём многолетняя работа мощного вентилятора по глубокому грунту, возможно, даст в итоге рост температуры на пару градусов бОльших, чем нужно, объёмов грунта, ведь с пользой наверху будет сниматься только 15% от закачанного, а остальные, скажем, 50% будут год за годом прогревать, так сказать - холм.

Верхняя часть грунта (2-3 метра глубины) и так сама прогревается солнцем и тёплым летним воздухом, и туда поэтому в летний приход - не "вместить" значительный дополнительный объём тепла. Оттуда потом тепло, кстати, и "выдувается" первым делом. Открытый грунт и холодные массы осенне-зимнего воздуха - совсем рядом.

Поэтому серьёзный запас тепла в сухом грунте, где нет верховодки и других подземных вод, я бы, наверно, создавал, скорее всего на глубине 4-7, а может, даже и до 8 метров.
Правда, чтобы развернуться с экскаватором, чтобы было куда вынуть грунт, нужен большой участок, чтобы, возможно даже пару раз перекладывать кучу вверх и нужен ловкий пилот экскаватора, но у Вас участок 50-50м, т. е. 25 соток, теоретически, наверно, можно поместиться, заранее продумав с пилотом место для временных отвалов.

Экскаватор, особенно во Владимирской области, стоит - я не думаю, что запредельных денег.

 

Спасибо, я ее читал когда-то. Потом тема разрослась и найти нужное в ней трудно теперь. У вас есть ссылки в ту тему с ответами на мои вопросы? А именно, про возможное замораживание грунта подачей воздуха к печи/камину?

 

3. не подскажете, с какой целью хотите организовать подачу воздуха из ГТ к камину-котлу?
Уточню: ради тяги (протягивания грунтового воздуха через воздуховоды дачи), или ещё для чего-то? Конечно, скорее всего, ради тяги, но может быть, я что-то пока не понимаю и есть какая-то доп. интересная идея.

Если длина ГТ будет приличной и разветвлённой (сотни метров), и если летом грунт будет ещё и доп. согрет, то, я думаю, она не выморозит грунт, тем более, что средняя нагрузка у Вашей очень неплохо утеплённой дачи, на грунт, составит относ. немного 1-2-4 квт, т. е. 25-50-100 квтч/сутки.
Ни у @sim1, ни у других людей из той интереснейшей темы (ГТ под Выборгом), о которой идёт речь, я не заметил замечаний по катастрофической заморозке грунта.
Правда, у людей, насколько я успел заметить, часто достаточно водонасыщенные грунты, близко подземные воды, это серьёзно меняет подходы, ну и плюс грунту дают "отдохнуть", впитать тепло со сторон. Контроль температуры грунта, насколько я понял, относительно прост - по Т выходящего из него воздуха.
Сам ТС той увлекательной темы, уважаемый Sim1, насколько я успел почитать, порой давал отдыхать грунту, во время экспериментов с первыми ГТ.

4. кстати, вот насчёт колодца и насоса в колодце в той теме действительно всё подробно описано.
Это устроено примерно так, как Вы и сказали:
в самой низкой, в самой глубокой точке ГТ ставятся небольшие вертикальные колодцы (т. е. трубы наверх) и в зависимости от скорости накопления конденсата (летом быстрее накапливается конденсат, кажется, примерно раз в месяц несколько литров, если я верно помню, а зимой можно сказать, что почти и не накапливается, судя по отзывам в той теме), он, конденсат, откачивается наверх.

Если Вы грунтовый воздух не заводите в дом для дыхания, то и слишком часто дизенфицировать ГТ особенного смысла нет.
Способы дезинфекции там ТС описал также всесторонне, это некая химия, но это несложно, даже когда воздух из ГТ ТС подавал внутрь дома для дыхания, я не заметил, что сан. обработка труб ГТ вызывала у него какие-то большие затруднения.

 

Для того, чтобы не забирать воздух из помещения. И не из ГК, а просто снаружи дома. Но вот "под Выборгом", насколько я помню, как раз для предварительного нагрева воздуха перед подачей в зону горения и предназначался ВГК.

да, тот самый. Ошибок не нашли в нем?

Надо бы посчитать мощность воздушного ГК. Сколько в него можно закачать энергии, если прогонять внешний воздух летом, и не закончится ли она через несколько часов работы камина, если его питать через ВГК?

 

Пока не искал ошибок в файлике, счёл, что дом очень неплохо утеплён.
Согласен, мощу воздушного грунтового коллектора нужно будет посчитать, это может оказаться узким местом.

 

Я, чесговоря, в этих делах профан. Изучаю помаленьку, теоретизируюЛучше к топикстартеру обратитесь. Sim1,насколько я могу судить, человек отзывчивый. Ну или прочитать 1ю тему с фильтром

 

@Leo2, С большим интересом ознакомился с Вашей темой, по тому что наши концепции по строительству ЭЭ дома совпадают /есть некоторые различия только в конструктивных решениях. И ещё можно сказать что, мы почти земляки, я проживал в Александровском районе с 1986 по 1997 г. г. разминулись правда во времени/.

Хочу высказать своё мнение по Вашему дому. Возможно мои мысли окажутся Вам полезны. Вы хотите, что бы Ваш дом имел высокую термическую ёмкость и при этом был максимально безинерционным для быстрого прогрева. Для этого как Вы правильно предполагали нужен каркасник и ТА. Потом почему-то решили делать теплоемкие стены, а это утяжеляет и удорожает дом. Я предлагаю не делать так, а лучше сделать под всем домом грунтовый ТА/ГТА/.
Роль ГТА будет выполнять утепленный мелкозаглубленный ленточный фундамент /МЗУФ, а не УШП/, а тёплые полы делать деревянные на лагах. Более подробно конструкция дома раскрыта в моей теме " Концепция энергоэффективного народного дома" а разделе " Автономный дом", там мы с Вами можем подробно обсудить какие конструктивные решения могут быть Вам /и не только Вам/полезны. Ваши замечания и предложения думаю будут тоже не лишними для форумчан.

 

@АльтИстЭн, спасибо за комментарий. В текущей версии УШП нет (не прошла по прочности), а есть монолитная плита, которая теплоизолирована с 2 сторон - снизу 10 см, сверху 5 см ЭППС. В этой плите планирую проложить 3 витка трубы для теплого пола по 100 м ø20 мм. Она будет служить бетонным ТА. Греть планирую до максимум 25°C.
ГТА, если читали внимательно тему, тоже будет, роль его будет выполнять глина под домом.
Прогревать быстро нужно будет сантиметров 5 стяжки ТП. Это гораздо меньше, чем прогреть УШП такой площади. Плюс 2 несущие стены из арболита, т. е. около 15 м3 арболита. За счет этих стен, а также за счет кирпичной стены за камином, хочу добиться тепловой инерционности здания.

По поводу вашего дома - дайте прямую ссылку на сообщения, которые мы можем обсудить. Я эту тему, насколько мне помнится, когда-то читал.

 

@Leo2. Ссылку дать не могу /не умею / найдите по-моему профилю. Про моё решение Вы не могли читать/открыл пару дней назад/ Тепловая инерциооность работает против ускоренного прогрева. Поэтому я предлагаю ТА расположить под домом, а поступление тепла в дом регулируется интенсивностью продувки воздуха через ТА. Ваш вариант ТА немного другое, и он так же имеется у меня /теплосьем посредством ТН/

 

И это под каркасник?