Система водяного отопления "Теплая стена"

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

A991ru на счет температуры пола при теплых стенах, я думаю она выровняется по всем стенам и полу и будет одинаковая, кроме тех стен что будут отапливаться, жалко сейчас не холодно, я бы сделал експеримент на пару дней, но когда я Вам снимал видео вы же помните температуру пола и других стен начала експеримента и конца, видно было что температура воздуха ростет и, он воздух передает тепло другим стенам и полу
По поводу комфортнои температуры, с теплым полом она совсем другая, понятно что это дело вкуса и привычки, мы жили с камином и 24 было очень нормально (понятно с камином температура воздуха гуляла сильно) но в целом 24 было отлично, как запустили ТП то 24 слишком жарко, переключили на 22 редко 22.4, ночью на 21 переходим, теплыи пол ошушается теплым градусам к 27 (но опятть же ошушения у каждого свои)
п. с. И если время терпит не спешите похолодает осенью и зимои сделаю любые опыты увидим как греют 2 стенки без ТП, заодно и температуру пола выключенного увидим

 

Так я не предлогаю делать Вам ТП, я думаю что ТС Вам будет придостаточно, темболее теплопотери у вас небольшие так как сильно утепленный дом, Хотя я уверен что и в моем доме только ТС хватило бы (зимои узнаем) если люди живут с радиаторами и у них прогревается за счет конвекции все, хотя например бываю у родителей зимои в хрушевке, на полу ламинат, и скажу честно приходиться коврик стелить у гостевого столика в комнате, так как пол очень холодный, понимаю что нельзя сравнивать пол в хрушевке и частном доме, надо переделывать пенопласт стелить на пол, родители пока не хотят, ковер устраивает

 

У меня по весне сдох блок питания от насоса геоконтура в приточке. Все руки не доходили поменять. А вот вчера температура поступающего воздуха в дом была +29. Стало очень не комфортно и я наконец откопал запасной блок и включил насос геоконтура. За 5 минут температура входящего воздуха опустилась до 23С - кайф! Вентилятор 300 кубов.
Правда за сутки пару литров конденсата налилось...

 

У меня 100 метров 15-й гофры закопано под фундаментом (в его плоскости).

 

@a991ru, Наконец-то допилил свои расчёты. В двух словах, к сожалению, не получилось

Итак, КПД, хотя точнее будет сказать - тепловая эффективность ПВУ-шек. Всё таки, эффективность ближе к понятию экономической эффективности. И следуя принципу потребителя, нас интересуют именно деньги, которые мы тратим в ходе эксплуатации на потребляемые ресурсы, в данном случае – тепловую энергию, затрачиваемую на доведение вентиляционных воздушных масс, поступающих в наш дом с улицы, до требуемых температурно-влажностных параметров. Именно два этих параметра, температура и влага, неразрывно участвуют в формировании комфортного микроклимата наших жилищ. И если температурой мы выражаем явное, осязаемое, тепло, то с влагой всё сложнее, этот параметр одновременно и относительный и абсолютный! Когда мы говорим о рекуперации тепла, то почти всегда имеем в виду температуру воздуха и следующую формулу:
, где
Т1 – температура уличного воздуха;
Т2 – температура воздуха в помещении (из помещения в рекуператор);
Т4 – температура нагнетаемого воздуха в помещение из рекуператора;
Данной терминологии далее и будем придерживаться.
Но ведь энергия измеряется в джоулях, киловаттах и калориях, а мы считаем эффективность градусов – логично? Нет, не логично. Возможно, от такой логики и встречаются расчёты “энтальпийных вечных двигателей” с КПД=150%!
Поэтому считать эффективность ПВУ нужно с учётом энтальпии воздуха – полной тепловой энергии, состоящей из явной энергии сухого воздуха (базы), по сути равной величине температурного диапазона, и скрытой энергии энергоёмкого водяного пара. Т. е. на ряду с явной тепловой эффективностью, выраженной в ˚С, далее по тексту КПД Т, нам ещё нужно знать эффективность возврата влаги, выраженной в абсолютной влажности и измеряемой г/кг (содержание 1 грамма воды в 1 кг сухого воздуха). Назовём мы с вами этот показатель КПД D и вычислять его будем по той же формуле:
, где
D1 – абсолютная влажность уличного воздуха;
D2 – абсолютная влажность в помещении;
D4 – абсолютная влажность воздушного потока, входящего в помещение из рекуператора;
Но для подсчёта эффективности рекуператора нам эта формула не подходит. Эти две формулы нам пригодятся в дальнейшем. А вот формулой полной энтальпии влажного воздуха является следующее выражение:
, где
hc. в. – энтальпия сухого воздуха (численно равная разнице температур), кДж/кг;
hп – энтальпия фазы пара, кДж/кг;
hж – энтальпия фазы жидкости, кДж/кг;
hт – энтальпия твёрдой фазы (лёд), существует при температуре <= 0˚С, кДж/кг;
dп, dж и dт – содержание H2O в каждой фазе, г/кг с. в.
t– температурный диапазон каждой фазы.
2500 – теплота парообразования воды при 0˚С, кДж/кг;
1,93 – теплоёмкость перегретого пара, кДж/(кг К);
4,187 - теплоёмкость воды, кДж/(кг К);
-335 - удельная теплота плавления льда при t=0 ˚С, кДж/кг;
2,1 - теплоёмкость льда, кДж/(кг К);

Из всего этого нас не должен интересовать только нагрев жидкой фазы, т. к. вода при наших параметрах присутствует в воздухе всегда в виде пара (при нормальных условиях эксплуатации энтальпийных рекуператоров конденсация должна отсутствовать).
Последовательность фазных переходов при нагреве уличного влажного воздуха от минусовых значений до комнатной температуры:
Нагрев льда с уличной tдо 0˚С -> плавление льда при 0˚С -> испарение H2Oпри 0˚С -> нагрев пара от 0˚С до комнатной t.
Иначе говоря, наша формула будет состоять из трёх энтальпий H= hc. в. + hт + hп.

Посчитаем один частный случай.
Вводные данные:
Регион - Подмосковье;
Атм. давление в среднем за зимний период - 743 мм. рт ст. или 99 кПа.
Отопительный период - 5064 часа;
Температура ХВС = 10˚С (необходима для подсчёта энтальпии увлажнения воздуха);
Параметры наружного воздуха (средние за отопительный период):
Т1=-2,6˚С, RH=80%, D1=2,51 г/кг
Параметры воздуха в доме (const):
Т2=24 ˚С, RH=40%, D2=7,52г/кг
Проживают – 3 чел.
Выделение влаги домашней биологией в среднем 170 г/час.
Планируемое увлажнение: комнатный ультразвуковой;
Стоимость ресурсов:
Электроэнергия – 3,66 руб/кВт*ч
Характеристики ПВУ:
Тип рекуператора - пластинчатый, энтальпийный.
Производительность = 180 м³/ч;
Эффективность по явной теплоте (КПД Т) = 0,8 или 80%
Эффективность по влаге (КПД D) = 0,8 или 80%
Аппаратная эл. мощность = 100 Вт.
Преднагрев – от геоконтура, мощностью 600 Вт при Т1=-2,6˚С;

Для определения эффективности рекуператора предлагаю посчитать и сопоставить цифры, полученные при нагреве приточного воздуха классическим теплообменником и энтальпийным рекуператором. Поехали.
Структура нагрева приточного воздуха представляет собой следующую последовательность процессов:
1. Преднагрев уличного воздуха (1 ступень нагрева, в рассматриваемом случае это геоконтур).
2. Нагрев уличного воздуха (2 ступень – калорифер приточки или рекуператор ПВУ)
3. Постнагрев (3 ступень – часто встречается в рекуператорах, но в нашем частном случае его не рассматриваем)
4. Нагрев системой отопления воздуха из вентиляционной установки до конечной температуры;
5. Нагрев влаги в процессе дополнительного увлажнения.
Увлажнение рассмотрим более подробно. Увлажняется воздух в доме несколькими основными способами: биологией (флора, фауна, сопутствующие процессы жизнедеятельности человека, такие как мытьё посуды, сушка белья, приготовление пищи и т. д.), и увлажнителями.
Влага от этих источников при естественной и приточно-принудительной вентиляции распределяется по помещению неравномерно, и тем более неравномерно по дому, потому что источники влаги – точечные зоны, которые находятся в траекториях воздушных потоков движущихся от приточных каналов к вытяжным. Поэтому испаряемая влага, находясь в воздушном циклоне лишь частично распространяется в объём помещения, а другая её часть уносится на улицу. Чем дальше источник влаги от мест притока уличного воздуха и, соответственно, ближе к вытяжным, тем меньше коэффициент эмиссии влаги в объём помещения. Поэтому канальные увлажнители, в случае с приточной вентиляцией, имеют 100% эмиссию влаги, т. к. располагаются в самом приточном канале.
Посему, предлагаю ввести следующие коэффициенты эмиссии (kэ):
Для "биологии" kэ = 0,5 (как-то пробовал посчитать, вроде похоже)
Для бытовых УЗ увлажнителей kэ = 0,5 - 0,7 (вроде тоже похоже)
Для бытовых моек воздуха kэ = 0,6 - 0,8 (интуитивно)
Для канальных увлажнителей kэ = 1,0 (по определению)
Если кто-то готов посчитать эти цифры (в принципе возможно), то с радостью подкорректирую цифры.

То есть, учитывая “биологическую” влагу будем уменьшать её влияние, умножая на поправочный коэффициент эмиссии kэ = 0,5. А увлажнение, например, УЗ увлажнителем, наоборот – делить на поправочный коэффициент, т. к. реально, с учётом потерь, нам потребуется произвести устройством больше влаги, чтобы насытить помещение до требуемого уровня RH. И эти поправочные коэффициенты справедливы ТОЛЬКО для приточного типа вентиляции. В случае с энтальпийной ПВУ они отменяются, т. к. влага не выбрасывается на улицу, а рекуперируется уже с другим коэффициентом – КПД D.
Влажность от человека и остальной биологии нужно перевести из г/час в г/кг через м³/ч => 170 г/ч *0,5 = 85 г/ч (0,5 это kэ), 85г/ч делим на 180м³/ч = 0,472 г/м³ => 0,472 * 1,119 = 0,528 г/кг, где 1,119 есть плотность воздуха в жилище при 24˚С и влажности 40%.
Определяем необходимое кол-во влаги:
При t=24˚ и RH=40 абсолютная влажность d=7.52 г/кг.
Влага поступает с улицы в кол-ве 2,46 г/кг.
Влага выделяемая биологией равна 0,528 г/кг.
7,52-2,46-0,528 = 4,532 г/кг – именно столько нам нужно в дальнейшем испарить, чтобы поддерживать влажность в пределах в пределах комфортных 40%.

Теперь считаем энтальпии каждого процесса. Далее станет понятным, почему каждый отдельно от друга.
1. Преднагрев. В нашем распоряжении 0,6 кВт*ч дармового тепла. Считаем на сколько его хватит (на самом деле я подгонял конечную температуру в exel под 600Вт.), у меня получилось 0,05˚С, символичненька циферка!
Проверимся: нагреваем с -2,6˚С до 0,05 ˚С, т. е. у нас практически в чистом виде все 3 энтальпии hc. в. + hт + hп (формулы выше) => 2,65 + (2,46/1000)*(335+2,1*2,65) + (2,46/1000)*(2500+1,93*0,05) = 9,640 кДж/кг
Переводим кДж/кг в кВт/ч учётом плотности воздуха при 0,05˚С - ρ=1.244 кг/м³: 9,640 * 1,244=11,992 кДж/м³ => 11,992*180 кубов = 2159 кДж/ч => 2159/3600=0,5996 кВт*ч. 0,5996 = 0,600
Всё получилось!
Дальше считаем годовую энтальпию преднагрева 0,5996 * 5064ч. = 3036 кВт*год.
И таким макаром ведём подсчёт дальше:
2. Нагрев калорифером приточного воздуха до температуры, эквивалентной температуре Т4 сопоставляемого рекуператора. Находим Т4 из формулы КПД Т:
Т4 = 0,8 * (24-0,05) + 0,05 = 19,21˚С
Считаем энтальпию hп, но без энергии фазы испарения воды, т. к. она посчитана в преднагреве: 19,16 + (2,46/1000)*(1,93*19,21) = 19,25097 кДж/кг. Переводим опять в кВт*ч, при ρ=1,163 кг/м³, получим 1,1194 кВт*ч или 5669 кВт*год
3. Дальше нагреваем воздух системой отопления на оставшеюся разницу 24˚ - 19,21˚ = 4,79˚С. Нагрев по аналогии с предыдущим пунктом, что вытянуло всего на 4,946 кДж/кг. Переведём, но уже при плотности воздуха ρ=1,119 кг/м³, в кВт/ч и получаем 0,2767 кВт*ч или 1401 кВт*год.
4. Нагрев влаги производимой увлажнителями. Увлажнители бывают изотермическими и адиабатическими. Изотермические испаряют влагу с помощью нагрева до t кипения, потребляя на испарение электроэнергию. Адиабатические тем или иным образом понижают температуру воздуха из-за испарения влаги естественным образом, возлагая дальнейший нагрев испарившейся влаги на систему отопления.
В нашем случае увлажнитель адиабатический – ультразвуковой, kэ принимаем = 0,7. Считаем энтальпию испарившейся влаги:
(4,532г * 1,3)/1000 * (2477+1,93*14˚) = 14,751 кДж/кг => 0,8253 кВт*ч или 4180 кВт*год.
5. Аппаратные затраты эл. энергии. Оборудование потребляет эл. энергию – вент. установки толкают воздух, увлажнители либо тоже толкают воздух и распыляют воду, либо кипятят её. Для нашего случая затраты эл. энергии на аппаратную часть составят:
ПУ – 0,050кВт*ч или 253 кВт*год; альтернативная ПВУ – 0,100 кВт или 506 кВт*год
и ультразвуковой увлажнитель считаем следующим образом:
в случае с ПУ увлажнять воздух придётся интенсивно (1187 г/час), и одного бытового увлажнителя производительностью 450 г/час будет мало.
1187/450 = 2,6 шт. – величина эквивалентная, её и принимаем к учёту.
В альтернативном варианте с применением энтальпийной ПВУ с КПД D = 80% увлажнять будет нужно 204 г/час => 204/450 = 0,5 шт. т. е. в пять раз меньше, чем с приточной установкой. Итак, в нашем случае увлажнитель будет потреблять в первом случае 0,024*2,6 = 0,063 кВт*ч или 320 кВт*год, во втором варианте 0,024*0,5 = 0,011 кВт*ч или 55 кВт*год.

Всё! Все энергии учтены, теперь остаётся перевести их в деньги.
Почему мы разбивали энергию на несколько частей:
Дело в том, что одну и ту же тепловую энергию мы можем получить от разных источников и по разным ценникам. К примеру (по Екатеринбургским расценкам) 1 кВт*ч тепла стоит:
- природный газ – 0,5 руб.
- дрова – 0,84 руб.
- центральное городское отопление - 1,64 руб.
- электричество – 2,5 руб. (средняя за сутки)
- диз. топливо – 4,2 руб.

Итак, считаем эффективность нашего случая, с учётом лишь одного типа энергоносителя в доме – электричество (цена за 1 кВт по московским расценкам).
С геоконтуром и приточной установкой:
1. Преднагрев (геоконтур) 3036 кВт*год * 0,00 руб. = 0,00 руб. (сэкономленная энергия);
2. Приточный электрический калорифер 5669 кВт*год * 3,6 р. = 20 408 руб/год
3. Система отопления (электричество) 1404 кВт*год * 3,6 р. = 5 045 руб/год
4. Нагрев доп. влаги 4180 кВт*год * 3,6р. = 15 046 руб/год.
5. Аппаратное потребление 1080 кВт*год * 3,6р. = 3 888 руб/год.
Итого: 44 387 руб/год

С геоконтуром и энтальпийным рекуператора:
1. Преднагрев 3036 кВт*год * 0,00 руб. = 0,00 руб (сэкономленная энергия)
2. Рекуператор 5669 кВт*год * 0.00 руб = 0,00 руб (сэкономленная энергия)
3. Отопление 1401 кВт = 5 045 руб/год;
4. Нагрев влаги 718 кВт * 3,6р. = 2 585 руб/год;
5. Аппаратное потребление 1068 кВт*год = 3 844 руб/год
Итого: 11 474 руб/год.

Вывод:
Энтальпийный рекуператор экономит в год: 44387 – 11474 = 32 913 руб.
Геоконтур экономит в год: 3036кВт*3,6 = 10 930 руб.

При этом, нужно понимать, что эффективность геоконтура – величина более однозначная, чем эффективность рекуператора, т. к. выше посчитанная выгода рекуператора действительна при поддержании температурно-влажностных параметров в комфортных пределах. Если к влажности требования менее притязательные, то эффективность энтальпийной ПВУ снизится, что наглядно показывает следующий расчёт:
-меняем только влажность в доме с 40% до 20%, при этом абсолютная влажность снизится до 3,81 г/кг. (геоконтур оставляем)=>
С геоконтуром и приточной установкой:

1. Преднагрев 3036 кВт*год * 0,00 руб. = 0,00 руб (сэкономленная энергия)
2. Приточка 5669 кВт*год * 3,6 р. = 20 408 руб/год
3. Отопление 1401 кВт = 5 045 руб/год;
4. Нагрев влаги 758 кВт * 3,6р. = 2 728 руб/год;
5. Аппаратное потребление 818 кВт*год = 2 944 руб/год
Итого: 31 124 руб/год.

С геоконтуром и приточной установкой:
1. Преднагрев 3036 кВт*год * 0,00 руб. = 0,00 руб (сэкономленная энергия)
2. Рекуператор 5669 кВт*год * 0.00 руб = 0,00 руб (сэкономленная энергия)
3. Отопление 1401 кВт = 5 045 руб/год;
4. Нагрев влаги 192 кВт * 3,6р. = 690 руб/год;
5. Аппаратное потребление 1027 кВт*год = 3 699 руб/год
Итого: 9 433 руб/год.

Энтальпийный рекуператор при RH=20% сэкономит в год: 31 124 – 9 433 = 21691 руб., что на 11 222 рубля меньше, чем при RH=40%.

Так что, такие вот циферки получаются и роль рекуператора в них выглядит весьма достойно

 

Пиковые значения, такие как 0, кВт нужно считать отдельно. Как правило это делается при подсчёте номинальных мощностей калориферов, кондиционеров и прочего энергооборудования. Я принял вашу цифру за среднее значение.

Это рекуператор, который может возвращать влагу обратно в дом. В пластинчатых системах - это паропроницаемые мембраны, а роторные любые могут влагу переносить, если позволяет программный уровень системы.

Ну вообще то, экономия составит без малого 33000 руб/год! Вы видимо совсем по диагонали прочитали мой пост. И эти 33к при действующем геоконтуре с номиналом 0,6 кВт. Т. е. без ГК цифры будут ещё больше.

Вам, если нужно будет, обращайтесь, посчитаю любой ваш вариант! ...при наличии времени

 

Да. Пожалуй, дальше не стану акцентировать...

Если возьмём альтернативно только приточку и будем поддерживать ею параметры воздуха в доме 24˚/40%, то денежные затраты на потреблённое электричество составят 53 984 руб./год.
Дальше начинаем экономить:
ГК 0,6 кВт сэкономит 9061 руб.
ПВУ 80%/80% сэкономит 33367 руб.
Вместе эти девайсы призваны сохранять 42 428 руб ежегодно!
Сроки окупаемости тоже интересны...

 

Вообще, между нами говоря, ГК интересен с точки зрения стабильности работы ПВУ, насчёт экономии энергии - ПВУ неплохо справится и сама. НО, в холода ГК может легко спасти теплообменник от обмерзания! Так что, если у вас есть ГК и будет ПВУ, то лучшей экономии вентиляционной энергии не придумать! (и ПВУ в этом деле будет главной скрипкой - цифры говорят сами за себя)

 

@a991ru,

Ну вот вы во всём и разобрались