Лучший дровяной котел для ТА: растопил и забыл

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Насчет теплопроводности песка: вы будете смеяться! Да, его теплопроводность выше, чем у воды (но совсем чуть-чуть):
- у воды 0,561 Вт/(м*К)
- у песка
0% влажности 0,33 Вт/(м*К).
10% влажности 0,97 Вт/(м*К).
20% влажности 1,33 Вт/(м*К).
Это при комнатной температуре. Разумеется, с повышением температуры у воды теплопроводность возрастет (до 0,7 Вт/(м*К) при 120 град С за счет конвекции), но не так уж сильно. Так что работать песчаный ТА в принципе может. Остаются частности, в которых и лежат все сложности.

Кстати, о бетоне (те же Вт/(м*К):
Бетон на каменном щебне 1,3
Бетон на песке 0,7
Бетон пористый 1,4
Бетон сплошной 1,75
Бетон термоизоляционный 0,18
Так что и с бетоном вполне может получиться.

Вот на одно упоминание о песчаном ТА наткнулся, пока теплопроводность песка искал: forum.abok.ru/index.php?showtopic=30388

 

В яму укладывается утеплитель и бак, спаянный из тонкого листового материала (жесть, оцинковка, медь и т.п), заливается обычная вода. Хлипкую емкость в земле не разопрет, а утепление сверху не даст воде никогда замерзнуть.

 

Сходил по ссылке, но там пока никакой конкретики, первичное обдумывание.
Вода, помимо теплопроводности, передает тепло конвекцией, что совершенно несвойственно песку . Поэтому прогревать песок придется все-таки по всему объему.
Простой эксперимент: поставьте на плиту кастрюльку с водой и кастрюльку с песком и посмотрите в какой кастрюльке поверхность нагреется быстрее, хотя бы до 50 гр.

 

Для этого (чтобы не замерзла) емкость с водой придется хорошо утеплить, либо закопать глубже 1,8 м (глубина промерзания в Подмосковье). А так, в принципе - почему бы нет? Только еще надо не забыть: если объем водяного ТА рассчитывается из 25л на 1 КВт, то на 40 КВт потребуется емкость в 10 тонн. Тонкое листовое железо едва ли здесь подойдет.

Насчет конвекции, конечно, верно. В воде она присутствует. Только значение теплопроводности воды указано с ее учетом.
Песок действительно придется прогревать по всему объему, поэтому нужен длинный змеевик. Я надеюсь, 30 м хватит? Что думаете?
А по поводу того, что быстрее нагреется, вода или песок - Вы не видели, как готовят кофе по-восточному? Греется ТЭНом (или еще как) песок, а в него ставят турку с кофе. Прекрасно работает! Не измерял, но впечатление, что куда быстрее, чем на газу. Так что, думаю, это заблуждение - о медленности теплоотдачи (и теплонаборе) песка.
Вот теплоемкость - это да. У воды она, как известно, 1 ККал/г*град, а у песка только только 0,2 ККал/г*град. Значит, его нужно в пять раз больше.
А что, выбрать землю под всем домом на метр, теплоизолировать яму (т.е. фундамент изнутри) и пусть работает! А теплопотери ТА будут греть дом снизу.

 

Если есть уверенность в теории, нужно переходить к практике. Только испытайте, сначала на собачке, например. Выройте под будкой ямку, теплоизолируйте, песок ... А на крышу солнечный коллектор. Потом замеряем и записываем, замеряем и записываем .

 

У моей собачки будка - весь дом. Так что придется рыть...

 

Если корректно считать, то на 40 кВт нужно емкость 1000 л... На 1,8 м закапываться не нужно - все зависит от толщины утеплителя сверху, а если сверху дом или сарай, то вообще заглубляться не требуется. Американцы используют такой метод с листовым ЕПДМ (пленка из резины): https://www.builditsolar.com/Projects/SpaceHeating/EricsTank.htm Тогда получается совсем просто.

 

Верно. Извините, жара действует. Мозги плавятся.

А вот тут не соглашусь. Утеплять приямок от промораживания нужно не только сверху, но и с боковых сторон. А если копать мелко, то и снизу. Промораживание почвы (особенно суглинков) идет не только вниз, но и в вбок. Это не раз проверено на практике. Для промораживания имеет значение суммарная длина пути для холода, а не направление. Если подполье у дома холодное (конструкция фундамента с открытыми отдушинами), то почва под домом, увы, промерзает. Не говоря уже о сараях.
Да и вообще, чтобы избежать теплопотерь (невосполнимых) в окружающую почву, необходимо хорошо утеплять ТА со всех сторон. Иначе тепло разбежится во все стороны, диссипирует, и Вы его назад не соберете. КПД у ТА будет такой, что затея потеряет смысл.

 

Как интересно!
А у меня как раз при реконструкции дома под пристройкой пусто. по всему дому цокольный этаж, а под пристройкой земля.
размер 3 м на 5 м. т.е. это 15 кв.м. если сделать ТА глубиной 1 метр этож можно почти 15 кубов туда навалить, ну 10 то точно можно.
утеплить плитами ппу дно пристройки, а фундамент и так и так утеплять буду.


Если этот ТА+ТТ котел использовать как вторичный в системе с электрокотлом, как посчитать за какое время котел 30 кВт будет 10 кубов прогревать? и будет ли вообще, если теплообменники в виде старых чугунных батарей сделать, у меня их штук 12, по 4-6 секций каждая
до какой температуры можно песок прогреть?

 

Друзья мои. Не хочу показаться занудой, но поскольку роль скептика вакантна, попробую ее занять. У меня складывается впечатление, что начались пляски на шкуре не убитого медведя.
Теория пока не опробована даже в объеме кастюльки, а вы уже собрались дома перестраивать. Уже было сказано о более низкой теплоемкости песка. Но совершенно не принималось во внимание эффективно работающий объем песка. А у меня есть подозрение, что придется вводить еще один понижающий коэффициент.
Вокруг трубы песок нагреется сильнее и в условиях отсутствия конвекции (естественного перемешивания) теплый песок блокирует теплоотвод от трубы. Считаю, целесообразно на модели пробовать нагревать песок по трубам до тех пор, пока не прекратится теплоотбор (то есть t на входе начнет выравниваться с t теплоносителя на выходе) затем перемешать песок ТА и измерить среднюю t. Сравним результаты с водой и получим этот понижающий коэффициент.
Предполагаю, что объем песка нужно увеличивать не в 5 раз, а больше. Соответственно и поверхность теплоотдачи труб нужно увеличивать кратно.

 

2staska- да, вы правы. Не получается состыковать водовоздушный теплообменник по моей задумке. Буду думать по поводу каналов в стене чтобы по ним прогонять горячий воздух - обогрев + аккумуляция тепла. Порылся в сети и накопал что снять можно до 0.7 квт (средняя 0.3) с 1 м2 площади коллектора при производительности 60 м3/час м2 и температуре нагрева воздуха зимой до 40-60 градусов. Систему мыслю замкнутой, какая гадость скапливается в воздуховодах, знаю очень хорошо, приходилось иметь дело. Вырисовывается комбинированная схема отопления: один контур водяной- котел+ТА+теплый пол, другой- воздушный: гелиоколлектор+теплая стена, она же как ТА.

 

Вы все-таки предполагаете, что теплопроводность воды указывается без учета ее конвекции? А как, интересно, ее можно было бы померить без конвекции? Можете предложить способ померить теплопроводность воды при, скажем, 80 град С и при этом чтобы в воде не было конвекции? Ведь чтобы была теплопроводность, должен быть градиент температуры. Как же удержать воду от конвекции в таком случае?
Так что если теплопроводность у песка выше, чем у воды, то все должно работать без дополнительных понижающих коэффициентов.

Но, Вы правы, все это, конечно, теория. До тех пор, пока кто-то не проверит на практике и не расскажет, где "овраги".

 

Массивная плита и обогрев воздушными каналами - легаллет или новомодный гипокауст. Плита 30 см толщиной, каналы диаметром 10 см. Система работает, но не без недостатков. Основной - сложная регулировка в холодных дома из за большей разницы теплопотер от уличной температуры. Если сильно утепленный домик - то все хорошо. Фины заряжают такую плиту дешевым ночным электричеством, тепла хватает на сутки при понижению до 1 градуса. Но что интересно - если на улице боле тепло, длительность работы от такого ТА одинаковая - так как нагревают до меньшей температуры.

Песок как ТА не работает. У сухого песка лямба под 0.25 В той же моей книжке показан вариант - под домом уложен слой в ~0.5 метра мытой гальки + трубки для подачи горячего воздуха из коллекторов в глубь галки. Но система тоже акцентируется больше как компенсация теплотер, чем основная система обогрева. Проблема та же - сложность регулировки теплотдачи такого ТА.

А зачем будка ? Есть прекрасная программа - елцут. Можно сделать расчет нестационарных теплопотерь. Сам пробовал рисовать грунтовый ТА - боле мене реальные результаты. Надо собраться и выложить как-то.

 

Если нагревать поверхность воды, то вглубь тепло пойдет за счет теплопроводности.

 

Я тут пораскинул остатками серого вещества и подумал, что теплопроводность с учетом конвекции вообще не имеет смысла. Ввиду того, что конвекция зависит от положения нагревателя. Нагреватель внизу - конвекция максимальна, нагреватель вверху - минимальна. Промежуточные положения нагревателя я даже не обсуждаю. Это то же, что учитывать скорость вращения Земли при оценке скорости автомобиля.
Наверняка есть ГОСТ, регламентирующий порядок измерения теплопроводности для жидкостей. Наверняка там еще масса условий оговорена, которые мы не обсуждали. Например, вязкость или реологический сдвиг (это продвинутые измерения).