Рекуператор с жидким теплоносителем

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Подобные конструкции с жидкостными теплообменниками рассчитаны на высокотемпературный телоноситель. Короче, у Вас в машине температура антифриза 90 градусов. Поэтому и греет.
В случае с низкопотенциальным телом, это все работать не будет. Совсем.
Вы не сможете отобрать все тепло у выходящего воздуха. Максимум (ну на вскидку) процентов 20 тепла. И на нагрев приточки тоже, процентов 20. Это все конечо умозрительно, но вот так умозрительно получается, что такая схема даже затраты на циркуляционный насос не окупит.

У водяного калорифера, когда воздуху отдается 20 процентов тепла, остальные 80 - это не потеря, они обратно в систему возвращаютя и никуда не теряются.
А в случае с рекуператором, то тепло, которое не получилось сразу отобрать у выходящего воздуха - это уже все улетело на улицу, и его не поймать больше

 

Тут вариант в голову только один приходит, два радиатора геометрически разнесены по высоте и только ЕЦ если.

Радиатор ес-но нужен двигательный (тот же Шнивы при сопоставимой цене в 6 раз имеет большую площадь (проходную), чем отопителя ВАЗ 2101, площадь пластин вот я не знаю как сравнить (таких данных нет в справочных данных на них).

Тут скорее вопрос в необходимой мощности на отопление. Если дом энергоэфективный (считай дорогая энергия), то и 20% из воздуха вернуть есть смысл.

Если же дом не А-класса, то наверное доля рекуперации в стоимости отопления будет крайне мала.
Ну и стоимость кВт/часа энергии надо учитывать. На твёрдом топливе (угле) 1 кВт/час по моему у нас в десятки копеек выйдет.

Надо прикинуть экономию "идеального рекуператора" с КПД 100% будет и дальше уже думать можно.

 

При разнице -16С и +24С.
С небольшой погрешностью можно считать 1 куб. метр воздуха при таком теплообмене даёт 11Вт /час мощности.
Т. е. для дома 600куб.м *11Вт/час=6,6кВт/час при полном обмене воздуха в течении часа.
158кВт/час - за сутки (если зимой чуть прижать скорость вентиляции в 3 раза - обычно так и делают в зиму), то около 50кВт/час за сутки (или 2кВт мощности надо на подогрев воздуха).

У нас в регионе (даже в самом крае) в основном угольное отопления - ценник порядка 15-25 коп. за кВт/час энергии ТТ (без учёта амортизации).

Т. е. зимой (3 мес) от 7,5 до 12,5 руб в сутки уходит в вентиляцию.
Более тёплые дни разница становится меньше, в холодную неделю выше.
Грубо я бы прикинул за отопительный сезон (975-1125руб зимой + 98-175руб хол. неделя + 300-500 руб весна/осень итого 1373-1800 руб за отопительный сезон тепло, потерянное с вентиляцией. Это 100%. дальше надо ещё прикинуть КПД рекуператора - для выводов.

10 лет (если цены на уголь будут так же сопоставимы с размером зарплаты), 18 000 руб - это плата за десять лет.
Не большой дом (до 100кв) бывает до 10 тыр укладывается на угольном отоплении чаще 15-20, более крупные 20-30 тыр. Уголь от 1800-2200 руб за тонну.

На газу (у нас только привозной пропан-бутан) надо от 1,5-2 тонн за сезон по 24руб за кг = 36000-48 000 руб в год. Кому доход позволяет, закапывают ёмкости в землю и "живут в чистоте".

Э/э в 10 раз дороже за кВт, чем ТТ отопление. Вот там бы я подумал с рекуперацией.

ИМХО для ТТ котла даже смысла нет с рекуперацией заниматься для цен на топливо в Красноярском крае (у кого как и могут быть наверное даже сборы за экологию - расчёт и вывод может будет другой).

 

Читая про тепло земли, про рекуператоры - пришла в голову такая мысль:

Если в землю закапать трубы для забора тепла (если докопать до уровня грунтовых вод, то вообще оч. эффективный теплообмен даже при небольшой площади труб).

Спойлер: Что сделать

Можно обеспечить ЕЦ от этих труб из-за разницы высот и разницы температур внизу и вверху и довести трубы до впускного канала вентиляции, там радиатор. В итоге входящий воздух при отрицательных температурах (особенно, когда холоднее -20С) может довольно эффективно прогреваться. Если ОЖ будет выше нуля скорее всего и в качестве ОЖ можно наверное какой то водяной раствор использовать (не такой дорогой и ядовитый, как Тосол).

В летнее время: наоборот возможно охлаждение вентиляции (вместо кондиционера), тогда нужен будет отвод конденсата предусмотреть.

Летом и без рекуператора должно быть всё хорошо.

Зимой, после этого подогрева входящий воздуха подавать в рекуператор (можно купить готовый или сделать свой, пусть даже 20% КПД), но по факту тепло сбережение будет очень большое зимой.

Для -15С ... -25С как бы относительно затрат на отопление может с вентиляцией действительно мощность значительная уходит, для нашего региона часть зимы и ниже -25С

Т. е. примера: +24С в доме и -25С с улицы и мы "бесплатно" впуск с -25С примерно до -8С... -5С и нагреем там даже без рекуператора уже эффект оч. хороший.

Проверить с мелким радиатор мне не составит труда - взять термометр в гараж, нагреть мотор до +20С эл. подогревом (он у меня с помпой) и посмотреть насколько эффективно будет греть воздух, когда он всего на 10 градусов холоднее ОЖ. Эл. котёл греет около 20сек на 1 градус ОЖ, инертность термометра вполне позволит при такой скорости снять более менее точно температуру потока. И потом прикинуть эффективность системы. Учитывая, что для системы нужен двигательный с большей в 6 раз площади "воздушного окна", то эффективность проектируемой системы будет значительно выше. Если окажется, что радиатор будет греть на 1-3 градуса всего воздух, то тогда идея смысла не имеет. Теоретическим расчётом я не могу прикинуть на сколько эффективно работает радиатор. Линейная ли зависимость от скорости потока (есть смысл ставить радиаторы параллельно, расширяя канал и снижая скорость - до 3х штук ещё не выхожу за бюджет)? Или вся эта идея утопична? Просто цифра в несколько кВт - меня заставила задуматься, всё же это не мало.

Спойлер: Идея возможно не нова, но видится мне не совсем дорогая в реализации

Идея возможно не нова (может кого то удивит моя не "не информированность"), но для отопления это дармовое "тепло" с +1С градусов используют с помощью всякого рода компрессоров - это как минимум дорогое оборудование (я даже не представляю что там можно своими руками сделать). А тут просто несколько метров в землю (до УГВ) закопать обычную оцинкованную трубу, залить в неё ОЖ и соединить с обычным радиатором (может быть 2-3 - последовательно стоящими) за 1700 руб (3400-5100руб), чтобы более эффективно они работали, поставить кран в систему, небольшой бачок расширителя. Вот с ЕЦ надо пробовать, при высоте столба более 3х метров при какой разнице температур будет эффективна. Возможно нужна установка помпы.

Моя ошибка только в одном может быть, если грунт внизу замёрзнет - т. е. нужен радиатор в земле, размер которого выбран с учётом теплопроводности грунта, чтобы обеспечить приход тепла был больше в несколько раз, чем возможная отдача тепла в самый холодный день - это думаю десятки кВт*час.

 

@www_shurik, у Вас уровень промерзания грунта - какой?
Теперь представьте себе, что вокруг теплообменника, зарытого до уровня грунтовых вод, зимой, после морозов, вырастет глыба мерзлого грунта немного меньшей толщины, чем слой от поверхности до уровня промерзания грунта.

 

У нас 2,4м
Тут тепловой расчёт нужен.

 

@www_shurik, поймите, что в теплообменнике, который будет охлаждаться приточным воздухом, температура легко может опуститься много ниже нуля. И Вы загоните такой теплоноситель глубоко под землю. Где эффективно охладите окружающий грунт, прежде чем теплоноситель нагреется.

 

Чтобы грунт проморозить, надо отнимать тепла больше, чем площадь мёрзлого грунта вокруг подземного радиатора будет брать из земли.

Для воздуха: 600 кубов в час., плотность около 1кг на куб (теплоёмкость воздуха +/- 1кДж/кг*К)
Нагреть его с -25С до -5С - это 600*20гр = 12000 кДж энергии каждый час. или 3,3кВт*час
(для цены вопроса:
за сутки соотв. 288000 кДж - это 80 кВт*час
80*30= 2400 кВт*час в месяц - это если не поджимать канал вентиляции зимой)
-25С - это на улице, -5С - это пока условное значение, на которое прогреет радиатор - может оно не достижимо для пары автомобильных - это надо отдельно, но пусть мы поставили хороший, который при +0,6С ОЖ смог бы нагреть до -5С хотя бы, чтобы хоть что то нам посчитать )

Если радиаторных труб будет 3х3м (9 кв. м) - получим 3300/9=367Вт в час мощности тепловой будет уходить из грунта.

Если радиатор лежит в грунтовых водах, то при 50л на 1 кв. метре мы для охлаждения этой воды на 0,1градус заберём аж 5,8кВт час. у нас же всего то 367Вт

Надо не менее 10 часов для охлаждения на 0,1 градус - тут вся надежда на теплообмен самиг грунтовых вод.

 

Про ОЖ я отдельно считал. Чтобы ёмкость 10л (при работающей) помпе охладить на 1 градус, надо 11,6кВт*час энергии у неё отнять (4200кДж/3600сек), у нас нет такого объёма вентилируемого воздуха, чтобы за час охладить ОЖ на градус, если её даже не нагревать вообще. Т. е. теплоноситель будет на входе например всего 0,3градуса теплее, чем на выходе - поэтому весь тепловой расчёт нужен только для грунта.

И там важно: чтобы теплообмен с грунтом был более эффективен, чем с радиатором. Тогда ОЖ даже минусовую температуру никогда не примет.

Про грунтовые воды я мало знаю, но вроде как в том же колодце вода очень быстро проникает внутрь. На сколько быстрое там движение воды? И сколько может уходить просто по теплопроводности грунтовых вод.

 

С радиатором в грунте я кажется ошибся. Его эффективность через площадь не прокатит посчитать. Скорее всего надо относительно погонного метра в земле трубы как то считать - например 10 метров и тогда 330Вт с каждого метра. Возможно придётся закопать 30метров - будет не более 110Вт с метра - но всё равно - это вряд ли это проморозит грунт.

Или вообще надо делать колодец, туда щебень и трубу, чтобы было постоянно наполнение грунтовыми водами, и всё завернуть в геотекстиль. Как минимум нужно более 1м глубже УГВ вкапывать, чтобы естетвенная циркуляция ГВ была. Все эти работы в противовес тем 12000 кВт*часам - в год - у нас на ТТ это всего где то 3000 руб. Вот тут не выходит (

 

Вы в значении теплоемкости ОЖ запятую не забыли?

 

Похоже забыл. 4,2кДж/кг*К или 4200 Дж/кг*К - а то чувствую что что то очень просто всё получилось.

Тогда учитывая стоимость конструкции, вообще не рентабельно её будет реализовывать. Этож какое количество труб то в грунт надо закопать, чтобы теплопроводности грунта хватило.

Причём эта грубая ошибка уже в нескольких постах у меня - склероз видимо. Надо было всё в Дж/кг/Вт переводить и считать...

 

А его тогда будем летом вместо кондиционера использовать Вы будете смеяться, но такая штука у кого то здесь работает, пара человек хвасталась с фотографиями. Грунтовой жидкостной теплообменник вместе с воздухо-воздушным рекуператором зимой, и с фанкойлами летом.

 

Готовый конструктив (работающий) - было бы интересно поглядеть.