Электрический греющий кабель в стенах в качестве отопления

@taurus78, я открыл тему и выдвинул определенные гепотезы и предложения, основанные на моих расчетах. 10 страниц обсуждения показали, что некоторые мои расчет неверны и я с этим согласился. После этого я сделал новые предположения, уже с учетом замечаний форумчан, участвующих в теме. Замечания касались следующего:

1. если использовать для обогрева греющий кабель в стенах, то температура воздуха +25°C будет не вполне комфортной, т. к. стены будут нагреты. Именно поэтому я предложил рассмотреть вариант отсечения спален на ночь от обогрева (это возможно лишь частично, но тем не менее), при этом обогрев остальных помещений в доме ночью осуществлять теплым плинтусом на максимуме, т. е. подогревая воздух всех остальных помещений в доме до +25°C. А днем, пока стены не остынут после подогрева их теплым плинтусом и после, когда они начнут остывать и включится греющий кабель во всех отапливаемых помещениях дома, температуру воздуха в доме поддерживать на уровне +21°C, т. к. при теплых стенах эта температура комфортнее, чем +25°C.

2. теплоемкость арболита велика, но его способность накапливать тепло в большом количестве во внешних стенах подвергается сомнению форумчанами, в том числе и вами. Я частично с этим согласен и понимаю, что в однородной стене очень трудно понять, какое объем этой стены реально участвуют в накоплении тепла (если делать ночью перетоп). Именно поэтому я прикинул вариант замены внутренних НЕСУЩИХ стен на более теплоемкие из бетона. А толщина 30 см. это в первую очередь для обеспечения звукоизоляции и эта толщина теоретическая, т. к. возможно удастся обойтись меньшей толщиной. Но запас по площади в проекте я сделал. Поэтому ваши расчеты, сделанные на основании картинки из альбома немного отличаются от моих, сделанных с учетом мнений форумчан, в том числе и вашего. Я же выставил на обсуждение тему своего дома именно с целью подправить то, чего я не учел, поэтому проект движется даже по сравнению с первым постом этой темы.

Еще раз пересчитал все цифры и увидел ошибку как в цифрах, так и в единицах. Спасибо. Уже поправленный с учетом мнения форумчан расчет теплопотерь в условиях Б (таблица) показывает, что при дельте 25,1°C теплопотери будут 2,88 кВт или 2,88кВт/128 м2 = 22,5 Вт/м2 (при -3,1°C на улице), а при дельте 48°C теплопотери будут 5,12 кВт или 5,12кВт/128 м2 = 40 Вт/м2 (при -26°C на улице). Эти цифры (-3,1°C и -26°C) я брал для расчета теплопотерь. Используя эти цифры можно повторно сделать расчет распределения теплопотерь, но уже с учетом этих цифр:

Посмотрел архив погоды с 2000 г. (картинки прилагаю). Самыми холодными были февраль 2006 г. и 2012 г. Опираясь на них, можно принять среднюю дневную температуру по зиме (получится с запасом конечно) как -10°C днем и -20°C ночью. Ночной обогрев 7 часов, дневной обогрев 17 часов. Днем в доме +21°C (т.к. греющий кабель и стены теплее, значит t воздуха меньше), а на улице -10°C, то дельта будет 31°C, а теплопотери при дневной дельте 31°C будут 27,8 Вт/м2. Если ночью в доме +25°C (т.к. теплый плинтус и стены холоднее, чем при обогреве самих стен, значит t воздуха нужна больше), а на улице -20°C, то дельта будет 45°C, а теплопотери при ночной дельте 45°C будут 37,5 Вт/м2 и в итоге получится такая ситуация:
- теплопотери ночью при -20°C будут (37,5 Вт *128 м2) - 0,1 кВт - теплопоступления от холодильника и людей ночью)* 7 часов = 33 кВт*ч или 33/7=4,7 кВт.
- теплопотери днем при -10°C будут (27,8 Вт *128 м2) - 0,2 кВт - теплопоступления от солнца и всего остального днем)*17 часов = 57 кВт*ч или 57/17=3,35 кВт.

Из этих цифр следует, что для того, чтобы ночью накопить тепло на отопление днем, ночью надо произвести 90 кВт*ч (33 кВт*ч + 57 кВт*ч). Отсюда варианты:

ВАРИАНТ №1: запасти ночью 57 кВт*ч для отопления днем и дополнительно к этому иметь 33 кВт*ч на ночное отопление. Мощность теплого плинтуса ночью будет 90/7=13 кВт.
ВАРИАНТ №2: теплым плинтусом греть ночью на обычном режиме, не делая запасов тепла в конструкциях. Днем включать греющий кабель. Надо компенсировать 3,35 кВт теплоптерь. Если кабеля будет 1180 м. п., то мощность кабеля будет 2,83 Вт./м.п. Т. е. этот кабель будет греть стены 17 часов днем без перерыва, при этом теплый плинтус днем вообще не используется. За 90 дней зимы греющий кабель потребит 5125 кВт*ч. (17939 руб. за зиму днем) и это при условии, что t все дни будет -10 днем и -20 ночью, что весьма сомнительно. Мощность теплого плинтуса ночью в этом варианте будет 33/7=4,7 кВт.
ВАРИАНТ №3: запасти ночью 28,5 кВт*ч, т. е. половину от необходимых днем и дополнительно к этому иметь 33 кВт*ч на ночное отопление. Днем включать греющий кабель. Надо компенсировать 1,68 кВт теплопотерь. Если кабеля будет 1180 м. п., то мощность кабеля будет 1,42 Вт./м.п. Т. е. этот кабель будет греть стены 17 часов днем без перерыва, при этом теплый плинтус днем вообще не используется. За 90 дней зимы греющий кабель потребит 2570 кВт*ч. (8996 руб. за зиму днем). В этом случае в доме будет комбинированное отопление: ночью теплый плинтус, а днем греющий кабель. Мощность теплого плинтуса ночью в этом варианте будет 61,5/7=8,8 кВт.

Вариант №2 самый дорогой, но я вполне могу рассматривать варианты №1 и №3, т. к. у меня больше чем 15 кВт выделенной мощности. Тут встает вопрос, а могут ли стены за ночь запасти необходимые 28,5 кВт*ч или 57 кВт*ч? Ответ очевиден: МОГУТ. Если сделать стены внутри дома вместо блоков из монолитного ж/б в несъемной опалубке из щепоцементных плит Велокс толщиной 35 мм. (планировку прилагаю) и потом все это оштукатурить штукатуркой 2 см. + кирпичная печь, то получится следующее:
7 м3 велокс (100 м2*7 см.) + 15 м3 бетона (100 м2 *15 см.) + 6,3 м3 штукатурки (317 м2 *2 см.) + 2,5 м3 кирпичей (1000 кирпичей) = (7 м3х700х2,3 на 1 градус= 11,27 кВтч) + (15 м3х2500х0,84 на 1 градус= 31,5 кВтч) + (6,3 м3х1600х0,84 на 1 градус= 8,45 кВтч.) + (2,5 м3х1600х0,88 на 1 градус= 3,52 кВтч.) Т. е. получается, что только кирпичная печь и бетонные стены с опалубкой из Велокс и штукатуркой способны за 7 часов ночного нагрева аккумулировать 54,7 кВт*ч на каждый 1°C их нагрева.

 

@taurus78, на счет вероятного использования фундамента в качестве ТА думал, т. к. он все равно будет утепляться снаружи 10 см. ЭППС, но пока не решил. Мне кажется, что прогреть его до температуры дома не получится даже при постоянном отоплении. Т. е. может и получится, но он будет отдавать тепло быстрее, чем дом, а значит в него постоянно придется загонять доп. количество энергии. Я считаю, что мне хватит других конструкций в доме для аккумуляции тепла ночью, а пол надо делать так, чтобы по нему можно было без отопления ходить босиком. Поэтому у меня пока в планах поверх бетона ЭППС + сборная стяжка из гипсокартона + пробка. Возможно к моменту начала этих работ я передумаю, но пока планы такие.

В смарткалке используются цифры из СНиПа 79 г. Цифры в этот СНиП по арболиту брались на основе реальности того времени, т. е. исследовался арболит, произведенный в те годы с учетом тех способов и технических возможностей, которые были тогда. Сейчас ситуация поменялась и использование более качественной щепы вкупе с цементом М500 (а не М400 как в ГОСТе на арболит) привели к изменению цифр почти всех характеристик арболита. При моих 210 кг. цемента на 1м3 теплопроводность арболита будет думаю не более 0,9 в сухом состоянии и 0,14 в условиях эксплуатации Б. Именно эти цифры и взяты в расчеты.

P. S. Я свой арболит на теплопроводность еще не проверил, но как только проверю, цифры озвучу. Но в качестве примера можно посмотреть на теплопроводность арболита с прочностью М15. В нем меньше цемента, поэтому цифры по теплопроводности хорошие. Что касается прочности моего варианта, то в монолитных домах, к тому же одноэтажных с деревянным перекрытием высокая прочность не нужна, и прочность кладки такой монолитной стены как у меня будет все равно выше, чем прочность кладки из конструкционных блоков арболита, и это несмотря на то, что у меня всего 210 кг. цемента на 1м3 арболита.

 

В чем смысл убирания конвекторов из под окна и замены их на ПНСВ?

@cas1973, сложно сказать. Я свой дом заранее просчитывал и он у меня был рассчитан исключительно на теплый плинтус + печь на резерв. Поэтому для меня греющий кабель ПНСВ это просто хорошее дополнение попробовать сделать свой дом комфортнее. Цена его даже с учетом 2-3х веток (с резервом) будет очень небольшой, а работу по его укладке можно сделать самому. Поэтому если вдруг с ПНСВ будет что не так, то у меня есть рассчитанное основное отопление. Поэтому тут вопрос про ваш риск звучит так: вы хотите рискнуть ПНСВ в качестве основного отопления или в качестве дополнительного?

По поводу подоконников с подогревом есть вот такие фотки:

 

@Sektor, ТН воздух-воздух рассматривал, но там есть свои слабые места. Сейчас из-за курса доллара стоимость на них выросла неадекватно. Стоимость такого кондиционера на период 10 лет включает в себя не только стоимость покупки, но и стоимость ремонта. Если внимательно посмотреть форумы про такие кондиционеры, то станет понятно, что на период 10 лет и больше более-менее нормально служат не все модели, так что получается вилка: либо качественный ТН воздух-воздух и тогда цена при покупке нереальная (например такой http://windnord.ru/General-Winner-Nordic-ASHG12LTCB-invertor_9107103t.html) или вариант попроще и доп. затраты на ремонт. Учитывая то количество кВт*ч, которые такой ТН воздух-воздух способен съэкономить (а у него большой СОР будет только в межсезонье), я не уверен в том, что это эффективная вещь с точки зрения денег.

 

@Sektor, фундамент с перекрытием по 4100 руб/м2 в окт. 2015 г. это очень дешево. Если бы вы строились не в 2009 г., а сейчас, вы бы с этим согласились. Какой вариант за 50-60 тыс. предлагаете?

 

@taurus78, еще раз большое спсибо за внимание к мелочам. Насчет разного температурного режима возможно вы правы и для упрощения всех расчетов я сделаю в доме единую температуру воздуха +22°C и днем и ночью. Цифры от этого сильно не изменятся, а если и изменятся, то в сторону понижения теплопотерь. Так что те цифры, что есть сейчас как бы имеют некоторый запас.

Этот момент честно говоря не понял. Я насчитал что стены и печь запасут 54,7 кВт*ч за ночь при повышении их температуры на 1°C, а не на 4°C. Откуда вы взяли цифру в 4°C? Я ведь этим расчетом хотел показать не то, насколько может подняться температура воздуха в доме, а то, что стены и печь при поднятии их температуры на 1°C способны за ночь аккумулировать 57,4 кВт*ч тепла.

Согласен. Но это ваше высказывание еще раз подтверждает то, что цифра температуры воздуха в доме +25°C избыточна и взята с запасом и что в дальнейших расчетах ее надо снизить. А пока она наоборот обеспечивает запас в расчетах.

Я возможно не так выразился. Как работает звук и как от него избавляться я представлю. Поэтому на планировке между спальнями стена 30 см. Но бетона там будет только 15 см. + 7 см. Велокс с двух сторон. Оставшиеся 8 см. это запас на возможную дополнительную перегородку рядом с этой стеной, которая позволит увеличить звукоизоляцию между этими спальнями. Так что про 30 см. бетона речь не идет.

Плинтусы так и так надо рассчитывать по принципу, что как будто в доме только они и есть и больше никакого другого отопления (печь не в счет). А греющий кабель ПНСВ рассматривается исключительно как вариант очень недорогой и который в реальности может оказаться очень комфортным. Так что в моих схемах (если вы обратили внимание) всегда есть возможность компенсировать работу ПНСВ теплым плинтусом. Если хотите ПНСВ рассматривается как недорогой эксперимент от которого очень большие ожидания в плане комфорта.

Если способность внешних стен накапливать тепло подвергается сомнению, то 2 см. штукатурки внутри дома на внешних стенах точно будут участвовать в накоплении тепла и поэтому я включил в расчет эти 2 см. штукатурки на внешних стенах.

Я постом ранее объяснил, что после замечаний форумчан я исправляю ошибки и устраняю возможные дисбалансы. Расчеты ранее были не совсем точны по теплопотерям, т. к. я взял цифру теплопоступлений больше, чем есть на самом деле. Поэтому меняя цифру теплопоступлений на более реальную, я увидел, что цифры теплопотерь в доме увеличились. При таких раскладах увеличил Rокна (придется ставить более теплые окна), потому что все остальное в принципе увеличить уже трудно. .

Для этой тему конечно могу режим А и убрать из таблицы, но в целом он очень хорошо показывает, изменение каких параметров влияет на изменение теплопотерь, а каких нет.

В СНиПе 2003 г. нет таблицы с теплопроводностью материалов и эти цифры взяты из СНиПа 1979 г., где они есть. Теплопроводность сосны в сухом состоянии больше, чем у арболита, который сделал я. Эти цифры проверялись в лаборатории, так что я их взял не с потолка и теплопроводность арболита с моего дома будет 0,09 (режим А) и 0,14 (режим Б). По дереву с плотностью 500 кг./м3 в СНиПе цифры стоят 0,14 (А) и 0,18 (Б), а для арболита с плотностью 400 кг. 0,13 (А) и 0,16 (Б). Учитывая изменения в технологии производства арболита цифры в 0,09 (А) и 0,14 (Б) абсолютно реальные, так что здесь нет никакого перезаклада. Мне самому себя обманывать смысла нет и там где я понимаю, что я ошибся или я неправ я исправляю цифры, но в данном случае мне исправлять нечего. У меня в монолите плотности 500 кг/м3 точно не будет, т. к. такая плотность получается когда кладут 280-300 кг. цемента, а я положил 210 кг. P.S. При расчете сопротивления теплопередачи, результат которого вы видите в таблице я брал R арболита 0,1 и к нему еще добавляется коэф. теплообмена у поверхностей, а это еще 0,2 плюс к R стены.

Вентиляция. За основу расчета взял актуализированню редакцию СНиП 41-02-2003 (приложение К), по которой расход воздуха в помещении должен быть не менее 30 м3 на одного человека в час. Дом для постоянного проживания 2х человек, но с учетом гостей средний расход воздуха можно взять из расчета 3х постоянно проживающих в доме людей. Таким образом, 3 чел.*30 м3/ч = 90 м3 воздуха необходимо в каждый час времени заменять в доме. Этот воздух необходимо нагреть от среднегодовой уличной температуры (-3,1°C) до температуры помещения (+22°C). Для нагрева 1м3 воздуха на град необходимо 0,00034 кВт*ч. Таким образом, для нагрева воздуха 90 м3 воздуха в час на дельту температур Δt в 25,1°C и в 48°C потребуется:
90 м3 * 25,1°C * 0,00034 кВт*ч = 0,768 кВт (средняя t отопительного периода -3,1°C)
90 м3 * 48°C * 0,00034 кВт*ч = 1,468 кВт (t холодной пятидневки - 26°C).

Пол. Расчет по теплопотерям пола делал в двух вариантах.
Первый вариант. Очень большой и очень нудный с большим количеством цифр. За основу этого расчета было взято Приложение 9 (обязательное) из старого СНиПа 2.04.05-91* ОТОПЛЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ. В этом расчете весь дом поделен на периметры (зоны) шириной 2 м. начиная с отмостки и у каждого периметра (зоны) свое R. Чем ближе к центру, тем выше R. В общем 2,1 м2°С/Вт - для I зоны (это утепленная отмостка и часть дома); 4.3 м2°С/Вт - для II зоны; 8,6 м2°С/Вт - для III зоны; 14,2 м2°С/Вт — для IV зоны (это центр дома). Также в этом расчете учитывались основные и добавочные потери теплоты, которые "...следует определять суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции Q, Вт, с округлением до 10 Вт для помещений по формуле: Q=A (tp-text)(1+Sb) n/R ..."
Второй вариант был сделан упрощенно, т. е. Qпола = 169,9 м2*(18°C / 7,33 м2°C/Вт) = 0,417 кВт (средняя t грунта +4°C). У меня сейчас под перекрытием уложено 20 см. ПСБ и 2 см. ЭППС. Поверх перекрытия тоже будет ЭППС, минимум 10 см., а в реальности думаю 15 см. Так что я в этом расчете не стал учитывать 2 см. ЭППС и возможные дополнительные 5 см. ЭППС. Т. к. ребра фундаменту будут утеплены 10 см. ЭППС, то теплопотери между первым и вторым вариантом расчета оказались очень близкими друг к другу, поэтому я взял в расчет упрощенный вариант, т. к. его считать легче. Разница составила менее 5%.

Чтобы не греть весь фундамент, хочу сделать его утепление сверху и греть только сухую стяжку и покрытие из пробки. Для дома ПМЖ этот вариант будет комфортным и по нему не придется ходить в тапочках даже тогда, когда в доме не будет работать отопление. Проверено.

На кровле будет 1 м. опилок. В режиме Б их теплопроводность будет 0,07. R подсчитана по обычной формуле.