Концепция построения автономного дома

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Специально для Андрея- в моей местности (60град с, ш,) за отопительный период в действительных условиях облачности на мой предполагаемый дом предположительно выпадает солнечной радиации примерно 108МВт, При этом для отопления при средней за бортом -10 (пятидневка -43) и длительности 257суток, а также теплосопротивлении конструкции 3 хватит и 10МВт, Т, е мне достаточно СК (во весь дом) с эффективностью 10% и мощного ТА, Или эфективностью 50% и площадью 20% от ограждающих поверхностей дома, Или все еще эффективнее, и из лишнего тепла делаем электроэнергию,
http://stroim.rukodelkino.com/document/territorialnie_normi/348-tsn-23-323-2001-xmao.html, смотрим г, Нижневартовск,
Для Москвы данные будут поменьше, но, думаю, сколько точно- будет интересно посчитать самому?
Вот он ключик от дверки- все на поверхности- ловим Солнце, закачиваем в ТА и живем счастливо,


Вернемся к нашим баранам, Т, к "мой" теплообменник выходит и как воздушный и как жидкостный, то родилась идея объединить в нем:
-ТО для ТН
-Рекуператор,
Т, е прогонять как "технический" воздух, так и "дыхательный", как воду, так и тосол,
Таким образом, в одном устройстве можем объединить следующие потоки
-воздух из СК (как на дыхание, так и на нагрев)
-тосол из ТН
-вода из ТА
-вода из ТАпечи
Понимаю, что сделать одинаково эффективный теплообменник для воздуха и воды одновременно нереально, поэтому неизбежно падение эффективности, лечится это увеличением площади теплообмена, однако объединение потоков в одном устройстве позволит использовать самый высокопотенциальный источник на данный момент, а это эффективность,
Впрочем, конструкция чисто "воздушного" теплообменника уже тоже есть в голове мало чем отличается от основного варианта, разве что размещением,
Как? Или все же нарисовать? Честно говоря, картинка постом выше для меня- шедевр,

 

А вот еще вариант - возить пиццу в двигательном отсеке (в соотв. ящичке, конечно). И менять в ней ничего не надо.
ТРИЗ я тоже изучал. Самостоятельно. Не всё забыл.

 

9398907 - можно пожалуйста схемку, а то в голове всё перепуталось.

 

Укололи вы меня в самое слабое место- рисовальщик я хреновый, И я не понял- схему чего- привода заслонок рекуператора или теплообменника для получения льда?

Пиццу возит в основном двухколесный транспорт, Амеры деньги считать умеют,

 

О природе вещей,
Мне думается, что при конструировании дома нельзя строить сферического коня, нужны определенные условия, вводные данные, так сказать,
А вводные данные нужны прежде всего в главном вопросе- какой источник тепла есть в данном конкретном месте, ибо источников энергии 2 - геотермальный (тепло ядра земли) и солнечный, Первый мы рассматривать не будем, ибо он глубок- от 1000м можно получать что-то полезное в чистом виде, Наиболее естественно будет аккумулировать энергию Солнца,
В прямом виде этим занимаются СК и СБ, опосредованно тепло летних месяцев накпливается в земле и грунтовых водах,
Исходя из условий моей местности, наиболее надежным источником тепла у меня является грунтовые воды- незамерзающие жилы на глубине от 15м, и до 45, а на глубине в 1000м текут такие реки, что и Обь отдохнуть может,
Также я приводил данные о солнечной инсоляции- при площади ограждающих конструкций 180м2 на них выпадает до 108МВт солнечной энергии за отопительный период, создание СК на всей площади дома приведет к тому, что мы будем иметь постоянный избыток тепловой энергии, Понятно, что создание жидкостного СК на такой площади это подрыв бюджета, поэтому наиболее оптимальным является конструкция воздушного СК типа "жалюзи", для регулировки в зависимости от склонения Солнца, покрытого со стороны улицы поликарбонатом, Как показывают расчеты, при отопительном периоде в 257суток, термосопротивлении 3, средней температуре -10 необходимо порядка 10МВт энергии, То есть нам необьходима эффективность СК порядка 10% для покрытия всей потребности дома в тепловой энергии, Если имеем КПД более 10%, то имеем избыток, который тоже будет нелишним,
Итак, можно сформулировать первый постулат концепции автономного дома- в месте постройки дома должен быть доступ к условно-бесплатному источнику энергии, который по отношению к потребностям дома является условно бесконечно большим,
Продолжение следует,

 

СК по всей площади стен можно делать и без отбора энергии внутрь дома. Уже сама по себе обтяжка стен простой полиэтиленовой пленкой в зимний период даст парниковый эффект, особенно с южной стороны. С северной стороны делаем вариант стационарного вентфасада и подкачиваем туда теплый воздух, с южной стороны. На востоке и на западе что-то промежуточное - тут нужно смотреть что выгоднее прозрачный вентфасад или непрозрачный. Возможно хорошей идеей будет жалюзи.
Это, понизит теплопотери дома без существенных затрат и усложнения инженерных коммуникаций, что тоже немаловажно, поскольку обслуживание оборудования тоже чего-то стоит. Времени как минимум.
Окна, конечно, пленкой или пластиком не обтянешь без снижения комфорта и потери через них будут продолжаться. Эту проблему, видимо, нужно решать за счет современных конструкций (2-3 камерные стеклопакеты) и материалов (энергосберегающие стекла и покрытия для стекол).

 

Простите пожалуйста, я не говорю о том, чтобы снизить потери, Я говорю о том, что энергии Солнца падает в 10раз больше, чем надо для отопления среднеутепленного дома,

"Средняя величину суммарной солнечной радиации на горизонтальную и вертикальные поверхности при действительных условиях облачности I, МДж/м2,

за отопительный период

Города и районные центры
Гор. Пов.
Вертикальные поверхности с ориентацией на

С
СВ/СЗ
В/З
ЮВ/ЮЗ
Ю

Белоярский, Березово, Нягань, Октябрьское следует принимать по пункту Октябрьское
1602
908
1022
1322
1778
1965

Когалым, Кондинское, Лангепас, Нефтеюганск, Радужный, Советский, Сургут, Урай, Ханты-Мансийск следует принимать по пункту Cытомино
1675
961
1094
1428
1924
2144

Нижневартовск следует принимать по пункту Александровское
1742
951
1091
1424
1924
2137"
Мой город- Нижневартовск, как видите, инсоляция на северную стену всего в 2,2 раза меньше, чем на южную,
Цифры сногосшибательные, почему никто не и никогда не проектирует установки для только солнечного отопления? Возможно, есть какие-то причины, мне неизвестные?
Безусловно, для реализации этого проекта нужен мощный ТА, но я даже в своем проектируемом сарайчике 6*6 нашел место для 12м3 (если надо-то можно до 27м3, ТА у меня оперативно наращиваемый), что обеспечивает при 90% использовании месячный запас по теплу, а с учетом возможностей по наращиванию- до 2,5мес в при дельте 20К и до месяца при 50К, Больше не вижу смысла, несколько месяцев сильного мороза без солнца- фантастика,
Однако я растекся мыслью по древу, Продолжим,
Итак, в предидущем посту я не упомянул о таком мощном средстве получения тепла, как огонь, и не спроста, Дело в том, что сжигать топливо я считаю вынужденной мерой, необходимой при длительном отсутствии солнца в условиях низких температур для регенерации ТА, Сжигая что-либо, ухудшаем экологию, но даже не это главное,
Если мы используем в качестве отопления парокомпрессионную машину, то априори это система с автоматической системой управления, но зависимая от наличия электроэнергии, а, учитывая, что это система ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ, необходимо иметь энергонезависимый источник отопления, То есть можно вместо ТН использовать различные автоматические печи и котлы, но они должны быть с возможностью ручного использования, Иначе- 2котла или 2печи- автомат и ручная,
Таким образом, можно сформулировать второй постулат концепции- в доме обязан быть энергонезависимый источник тепла, оптимально- работающий на широко распространенном в данной местности топливе, а еще лучше- всеядный, любящий сжигать всякий мусор,
В общем, теперь у нас есть условно бесплатный источник безграничной энергии, а на случай катаклизма- буржуйка, От холода мы не умрем, можно подумать и о комфорте, и это ключевая точка концепции, хотя и идет третьим пунктом,
ЗЫ, И давайте, ,наконец, покончим с теплопотерями через окна, У меня ставни R=4. Открываются, когда инсоляция больше потерь, или когла горит печь и энерги до хрена, Все! Дополнительных теплопотерь через окна нет, вопрос снят,

 

То, что солнечной энергии у вас много - это хорошо. Однако как Вы сами заметили пока никто не смог реализовать автономное отопление на базе солнечной энергии, поэтому пока рассуждения носят умозрительный характер.

Я говорил о снижении потерь не только в связи с Вашим проектом, а в общем плане, поскольку энергосбережение считаю более первостепенной задачей, чем энергодобычу, даже если она солнечная. Справедливости ради нужно сказать, что парниковый эффект для теплосбережения тоже почти не применяют в жилом домостроении, теперь уже по непонятным мне причинам .

Вы предлагаете покончить с теплопотерями через окна или с обсуждением потерь через окна? Мне как раз хотелось бы узнать что такое R-4 и как работают ваши ставни. Они перекрывают окна на просвет когда холодно? Или я не понял? То есть это какая-то автоматика, сравнивающая встречные потоки излучения что-ли?

 

Солнечной энергии зимой у меня мало- 60град с, ш, это серьезно, хотя и не так, как 70

Пару дней назад я тоже так думал, А потом увидел цифры солнечной радиации и с тех пор пребываю в состоянии ээээ, культурологического шока, Пожалуйста, посмотрите, какая у вас радиация в отопительный период и, я думаю, вы тоже сильно удивитесь,
Использование энергии солнца невозможно без значительного ТА, а разработки мощных ТА даже в Европе проводятся только последние 20-30лет, а уж у нас,

1, С самими теплопотерями покончить я не в силах, но есть работающие решения для нивелировки теплопотерь к теплопотерям глухих стен
2, Теплосопротивление R=4 это просто-напросто каркасная ставня с двойным (тройным, любым) притвором, внутри которой пенопласт 200мм, стена толстая, ставни такой толщины- не проблема,
3, Т, к я проектирую не ПМЖ, а дачу, то закрытые ставни- режим ожидания, в доме +5,+10, отопление от СК или (и) ТН, когда я дома, то идет протопка печи, регенерация ТА, энергии много, ставни открыты,
4, Если в последующем будет нужно, то можно заморочиться и с автоматикой, Кстати, метеостанция будет нужна, от нее комп будет определять алгоритм работы системы отопления и вентиляции,
5, Можно из дорнита и минваты сделать рулонные,


А вот данные по Московской обл, Солнца меньше процентов на 30-40, но все равно много, да и теплее в Московской области:

Таблица 3.2​

Средняя интенсивность суммарной солнечной радиации на горизонтальную и вертикальные поверхности при действительных условиях облачности I, МДж/м2, за отопительный период​

Города​

Горизонтальная поверхность​

Вертикальная поверхность с ориентацией на​

С​

СВ/СЗ​

В/З​

ЮВ/ЮЗ​

Ю​

Волоколамск, Дмитров, Егорьевск, Клин, Коломна, Можайск, Нарофоминск и Истра​

1141​

612​

677​

911​

1285​

1462​

Кашира и Серпухов​

1120​

547​

601​

810​

1134​

1285​

 

Есть.
Это цена такого устройства.
Здесь кажется приводили ссылку на дом Леннера, у которого в центре дома установлен бак на 40 куб. м., и за лето вакуумными СК он нагревается до +90 град.
Отопление в этом случае ведется непосредственно теплом этого ТА.
Но вот что-то не нравится мне бак кипятка в центре дома.
Да и ремонт такого ТА это ещё та песня.
Проще хранить тепло в водяном фазовом переходе, а потом извлекать его с помощью ТН.

Можно, как мы уже говорили, искать пути уменьшения объема ТА, прибавив к нему СК.
Однако может оказаться что цена системы ТА+СК будет больше чем просто сделать большой ТА.

 

То есть сделать ВМЕСТО вентфасада СК- дорого? Более того, такому СК не нужно выдавать высокопотенциальную энергию, +5,+10 достаточно, если используем ТА на для фазового перехода, а этот факт увелитчивает КПД до приемлемого уровня,
ТА низкопотенциальной энергии не предъявляет особых требований к материалу, из которого он изготавливается, ПЭТ рукава 200мкр нам в руки, Роман 1812 даже в качестве газгольдера их использовал, и даже более тонкие, УФ у нас нет, пойдет любой полиэтилен,
Впрочем, не будем спешить, главное пройти вопрос с точкой комфорта,

 

Почему так? Думаю, что это должно определяться расчетами, а не "мнением". А после расчетов получится разделение в долях между этими двумя способами и вовсе не 0%/100%. Уверен.

 

Конечно нужны расчеты эффективности затрат на то и на другое, но согласитесь, что энергетическая установка легче выйдет из строя, чем система утепления. Для этого нужен какой-то катаклизм в результате которого система отопления все равно сломается раньше.

 

Да, согласен. Однако любую систему сразу видно, что вышла из строя, и ее можно починить относительно просто и недорого.
А когда утеплитель где-то осел, или мышки пожрали, то понять нельзя - ни что происходит, ни что и где искать, ни как и в каком объеме его ремонтировать...
Опять ничего не просчитывается...

 

Закон развития технических систем: моно-би-поли-гибкая-жидкая-газообразная-полевая, Так что этот двигатель вполне может быть вершиной развития данной технической системы,
Но это я опять ухожу в сторону,
Итак, мы определились с требованиями по теплообеспечению и теперь, поскольку не мерзнем, можно определиться с требованиями к прочим системам, обеспечивающим достаточно комфортное проживание,
Здесь прежде всего следует обратить внимание на систему водоснабжения и канализации, Изначально я ориентируюсь на создание замкнутого цикла функционирования, поэтому ничего никуда выбрасываться не должно, а должно "из отхода в доход",
Я считаю, что в наше время как минимум человек должен иметь возможность полностью помыться и сходить в туалет, не покидая пределы теплого контура, Также глупо сидеть в духоте, находясь на природе, необходимо обеспечить нормальную вентиляцию, Плюс к этому место для приготовления пищи, как от дров, так и от электричества (газа), ВОТ, в принципе, и все, что нужно человеку для жизни,
Джакузи, бассейны и т, п- все возможно, но не на мой карман, кому надо, тот пусть об этом и думает,
С водоснабжением все более или менее ясно- есть скважина или (и) система сбора дождевой воды, фильтры, и техвода готова, Для превращения ее в питьевую или тратимся на мощную станцию, или делаем ее сами или возим по канистре с собой, Зимой снег- отличное сырье для питьевой воды,
Канализация, Природа сама представила нам способ оптимизации этой важнейшей системы, разделив человеческие отходы на твердые и жидкие, как, впрочем и все остальные отходы,
Путем долгого изучения тем про торфяные туалеты нашел систему, которую форумчане довели до совершенства, а конкретно унитаз устроен так, что писяешь ты в один приемник, а какаешь в непосредственно емкость, куда потом подсыпаешь торфа (или 50/50 торф/опилки), Вопреки распространенному заблуждению, вот этот самый едкий запах дает не кал, а моча, поэтому мочу в отдельный бачок (емкость), а торфяной туалет по мере накопления выносить как мусорный пакет из ведра, В целом, повторюсь, технология отточена до максимально возможного, на мой взгляд, уровня, поэтому останавливаться на прочих подробностях не буду, грубо говоря, у нас получается немного сухого удобрения и чуть побольше жидкого,
Что же касается ванны, то, во первых надо подрезать расход, установив краники, работающие только тогда, когда давишь на рычаг, этим мы сразу уменьшаем систему в разы, Ну, а дальше- ЛОС, с возвратом воды в ТА, а ила в удобрения,
Вентиляция через рекуператор, но с заходом "выхлопа" в ЛОС,
По инженерным системам все, осталось последнее по списку, но не по значению- электрификация,


Все выше перечисленное не будет работать, если нет электроэнергии, ну, кроме дров, конечно,
Электроэнергия это автоматика, транспорт, свет- все, что у современного человека ассоциируется с комфортом- электроэнергия!
Какие есть источники?
1, Сеть
2, Бензо/дизель/газогенератор
3, Когенерация (сюда же Пельтье, т, к принцип один- паразитное тепло)
4, СБ, ветряк, миниГЭС (микроГЭС)
5, Трансформация из тепла,
И здесь я сделаю "шаг назад", ибо для себя предполагаю сеть, если она есть, а у меня она есть, хоть и 180В порой, но зато почти всегда, Когда наступает "почти", пускаем движок и греемся,
Когенерационные установки, насколько понимаю, дорого, но вообще штука хорошая, ибо не требует специального источника энергии- "параззиты", так сказать, Необходимо глубже изучить вопрос, профан, если честно,
Что касаемо возобновляемых источников- предпочтительней СБ, ибо системе не нужно управления, происходит действие поля (свет-электро), а это вершина развития такой системы, Да и с ветрами у нас хреновато, а миниГЭС порежут и сдадут на цветмет местные бичи,
На последнем пункте остановлюсь подробнее, Если путем увеличения СК удасться сместить тепловой баланс в +, то с помощью Стирлинга можно приводить в действие генератор, а при работающей дровяной печи и подавно, Причем чем холоднее на улице, тем большую дельту можно применить и тем большую мощность развить, Технические возможности для этого есть- вместо жесткого цилиндра/поршня применять тот же резиновый домкрат, он, кстати, для такой работы и создан- какая разница- машину поднимать или рычаг толкать! Но это вопрос отдаленного будущего, сначала надо от СК этот баланс получить,