Комбинирана водна система за отопление

[getca]

Защо топлоносител вода?!.. Поради достъпност, голяма топлоемкост и универсална, компактна инсталация. Системата позволява директно захранване от различни топлоизточници, стандартни и ВЕИ. Идеята е за нискотемпературен вариант (макс. 50град) с буферен акумулиращ обем и конвекторни топлообменници вода-въздух.
Разчита се основно на термопомпа Въздух-Вода (ТП), подпомагана от слънчеви колектори и камина/котел на твърдо гориво при много ниски темеператури на външния въздух или висока влажност. Воден буфер съхранява излишната енергия от колекторите и камината за последващо използване. Термопомпата има отделен кръг за БГВ, независимо от режима на работа. Тя дозагрява до нужната температура част от водата на буферния обем. Това ще пести ел.енергия нощно време, когато температурата в буфера спадне под тази за ефективна работа на отоплението. Обемът на инсталацията плюс частта от акумулиращия обем изглаждат пулсациите на ТП, което щади компресора.
Защо буферен топлинен акумулатор?!... Поради предимставата, изброени по-долу.
> Трупа топлина от топлоизточници, работещи по различно време;
> Намалява пулсациите на ТП;
> Работи като хидравличен изравнител на налягане при по-голям брой циркулационни помпи с различни характеристики;
> Създава топлинен комфорт.
Защо хибридна инсталация?!...
Поради спадащия COP на термопомпата при ниски температури на външния въздух. В такива случаи пада топлинната мощност и за компенсация се включва ел. нагревател. За да не се увеличи консумацията на и без това скъпата ел. енергия се използва натрупаната от слънчевите колектори и/или камината/котела енергия в буферния съд. Следващата картинка доказва написаното дотук, като дава диапазона на ефективна работа на ТП въздух-вода.
   

Опростена хидравлична схема на инсталацията
  GETCA's_Solar_System_2.pdf (Размер: 38.31 KB / Сваляния: 562)
Бележки по схемата:
> Слънчевите колектори работят с външен топлообменник, за да се намали количеството незамръзващ топлоносител. Идеята е да се избегнат максимално серпентини в буферния съд с цел надеждност;
> ТССВ на камината/котела осигурява оптимален режим на работа с цел избягване на кондензация по топлообменника и рушенето му;
> ТССВ между буфера и конвекторите осигуряма постоянна температура на топлоносителя към тях;
> ТСРВ осигурява допълнително подгряване на топлоносителя от ТП при спадане на темепературата му в буферния съд под някаква оптимална стойност. Следи се температурата на връщащата вода от конвекторите и се подгрява част от нея, който се подава отново на входа на инсталацията;
> Бойлера се подгрява със серпентина от ТП, като входящата вода се грее проточно от нерждаема серпентина в буфера.

...
[Темата ще се развива постепенно във времето...]

[mzk]

getca, гледам схемата и мисля, че има един тънък момент. Разчиташ на ниска температура и вентилконвектори.

Съдейки по моя опит с климатиците има 2-3 непреодолими недостатъка:
1. Шум - дори на най-ниската степен. Поносимо е и е възможен компромис, но при изграждане на нови инсталации според мен е нежелателно.
2. Пресушаване на въздуха - в хладно време - както е сега - пролет/есен или някакво неопределено изкривено време дори при кратка (няколко часа) работа на климатиците при ниска степен на вентилатора се получава неприятно усещане на очите. Ефектът се засилва под формата на топъл и труден за дишане въздух в комбинация с хладен под/стени - доста неприятно.

Най-добре е някой с нискотемпературна инсталация и преоразмерени радиатори да даде мнение за съпоставка.

[getca]

mzk, колко трябва да се преоразмерят радиаторите, за да топлят ефективно на 40град. вода?!.. Оказва се много. Просто няма къде да ги побера тия грамади алуминии, да не говорим за цената. По-добре преоразмерени конвектори, които могат да топлят и без вентилатор. Изсушаване на въздуха при температура на питата 40град. трудно ще стане. На климатика вътрешното тяло е загрято доста над това. Подът във всекидневните помещения ще е топъл, подпомаган от конвектори за голям студ. Спалните с подходящо подово покритие за топлоизолация плюс конвектори за отопление. Всичко това комбинирано с добра външна топлоизолация би трябвало да осигури нужния комфорт. За съжаление цената на тези екстри никак няма да е ниска.

[mzk]

getca, с emm обмисляме какво и как ще включва (моята) експериментална хибридна отоплителна система. Предвид лошата/никаква изолация на жилището, смятам за добре да се ползва ветрогенератор. Когато духа вятър той може да коменсира част от загубите породени от същия този вятър. По този начин се опитвам да използвам безакумулаторни ВЕИ.

[Bat_Vanko]

Здравей mzk, и аз замислям подобен проект.
Мисля да направя слънчево отопление тип въздух/вода/въздух на два отделни кръга и включен воден акумулатор 2000 л.
На първият кръг ще бъдат монтирани 100 бр вакуумни слънчеви тръби с алуминиев рефлектор. Общата площ на колектора се получава около 23 - 24 кв.м. При мен тези тръби ще бъдат монтирани върху гаража, но под асмата. Така се получава добре - зимно време асмата няма листа и тръбите ще работят максимално ефективно, а лятно - ще засенчват част от тръбите и те няма да прегряват. Самите тръби ще бъдат монтирани под ъгъл 60 гр спрямо земята с отвора надолу. Ще стъпват върху средата на въздуховод, който е разделен с преграда на студена и топла част. Също такава преграда ще има и по средата на тръбата за да може въздуха да я обтича по цялата й дължина. Рефлекторите ще бъдат изработени от алуминиев лист 0,3 - 0,4 мм по следната схема: http://file.scirp.org/Html/13-6702092_41331.htm Така обхванатата площ се повишава близо 2.5 пъти с минимално увеличаване на вложените средства и труд. За целта мисля да направя малка матрица за изтегляне на профила. На гърба на въздуховода ще има вентилатор на 12 V от парно на кола и няколко радиатора също от парно. През тях ще циркулира антифриз за да не се налага източването вечер. Вентилаторите ще се захранват от слънчев панел - има ли слънце те ще работят. От тука затопленият антифриз ще постъпва в радиатор поставен на дъното на водният акумулатор.
Нататък схемата е както описа getca, или кой както си е организирал водното отопление.
Пролетта - лятото мисля да започна да разработвам отделните възли и технологията за изработка.

[getca]

Зрасти, mzk, къде се губиш, младеж?!   Туй с вятъра  е вятърна работа, мда. Вземи налепи поне вътрешна изолация на стените, има ефект. Според мен при теб поради малкото слънце трябва да търсиш източник на топлината в земята или подземни води. В краен случай дълбаеш дълбока дупка, пълниш с вода и ето ти акумулиращ обем с топлообмен към земята. Смучеш топлина от него, а той се доподгрява от околните земни пластове. В някакви граници, де. Абе толкова ли няма води да слизат от баира над тебе да метнеш една серепентина и си готов   Аз наскоро дупчих сондаж 24м на Бучино, пълни се на 1.5 под нивото на земята. Ще видим какво ще излезе като дебит напролет. Идеята ми е за термопомпа с два топлообменника.
Между другото бате Кирчо се обади вчера, че направил самоделна термопомпа въздух-вода от голям климатик. Беше много въодушевен.  
Такива работи.
Весели празници!..

[getca]

Бате Иване , много усукана тая твойта мисъл, бре!?.. Да грееш въздух и да го буташ директно в къщата разбирам, ама после да грееш вода нещо не ми се връзва. Да не си се зарибил по измишльотините на Шоп-а от Направи сам форума? Вярно, че гониш минимум средства, но пък губиш ефективност от тия преобразувания. Въздуха е гаден като топлоносител, иска големи обеми и скорости на пренос за да има еквивалентна ефективност с водата. В добавка ще му трябва по-висока темепература, свързана със загуби по трасето. Отделно хидравлични загуби разни и т.н. Отделно конструктини усложнения с едностранно отворени тръби. Може би има смисъл при двустранно отворени, нямам идея за цените. Та не съм убеден, че системата ще иска по-малко вложения от класическата с нагряване на вода/антифриз.
Аз също си блъскам тиквата с тия неща. Сега ми идва в главата идея топлообмена въздух-вода да става директно в колеторната тръба. Топлообменника може да се направи във вид на няколко паралелно свързани  медни тръби с U форма, фиксирани помежду си или ...абе може да стане при добро желание. Е, ще трябва повечко антифриз, но пък конструкцията е проста. Въздуха в този случай няма нужда да го караш някъде си с вентилатор. Той сам ше си щъка в затворения обем от вакуумните тръби и колекторната такава заради конвекцията. Но пък ще трябва добра изолация на колекторната тръба за минимални загуби. Е, то изолация така или иначе си трябва.
Хмм, идеята може да има смисъл, давай да мислим по въпроса.
Весело посрещане на празниците и полека с концентрираните питиета, ей!

[Bat_Vanko]

getca, наистина сложно звучи така написано, но всъщност усложняването е незначително. Вътре в самите тръби се поставя една лента по дължина, която служи като едната стена на въздуховода и при движението си въздуха достига най-отгоре където тази лента свършва. Това ще бъде изрязана алуминиева ламарина от печатарските плаки с дебелина 0.3 мм, може дори с ножицата. Отдолу тази лента ще се защипва с междинната преграда на въздуховода. От едната страна на този въздуховод ще минава топлият въздух, а от другата студеният. Така тези две секции ще формират 1/2 от цялата кутия на въздуховода. Останалата част ще бъде директно на гърба и ще включва вентилатора и радиаторите. Въздуха ще циркулира само там и няма да излиза навън. Отворените тръби от двете страни не са опция, поради натрупването на напрежение и счупването им, от температурните деформации. Цялата сдвоена въздуховодна кутия може да се изолира като едно цяло, без да ни бърка особено топлообмена между отделните секции. Групи от по 10, 15 или 20 бр тръби ще се монтират върху шперплатов лист. За този лист ще се залепят и отделните части на концентратора, така ще получат якост срещу вятъра.
Идеята за U-образните тръби вътре ми се вижда небъдна - много усложнява монтажа и вдига цената. Навсякъде трябва да осигуряваш херметичност на връзките, а те са мноооого.
Най-големият плюс на моето решение е цената: ще са необходими 100 бр вакуумни тръби с цена + доставка и ДДС около $400 - 500. И те ще осигуряват с концентраторите 24 - 25 кв.м нагревна площ. Това сметнато в киловати ще бъде някъде към 18 - 20 kW. Като се сложат и останалите неща за закупуване от автоморгите и шперплатовите листи да излезе общо към 2000 лв. Занимавката си е за моя сметка . Докато за постигане на подобна нагревна площ с фабрично изработени соларни вакуумни панели ще бъдат необходими около 300 тръби. Или това сметнато в пари ще излезе някъде към $40 000 - 50 000. Че може и повече.

[getca]

Чекай, запри се, бре...тюю...ай сега прочети пак какво съм писал и дай да мислим. Виждам, че си взел идеята на Шоп-а, лошо няма. Ама тия сметки твоите малко криви ми се видят. То ше си покаже, де...може и да бъркам. U тръби пуснати във вакуумните е много ефективен начин за топлообмен. Да, кусур са многото връзки и надеждността. Затова моята идея, която явно не си схванал е за няколко дълги U-та, наврени и фиксирани в колекторната тръба, които се греят от горещия въздух, излизащ от вакуумните тръби. Става с малко връзки и компактна система. Да ползваш радиатор от морга не е добра идея. Да прекараш 20кВт топлина нали се сещаш какъв вентилатор трябва, тоя от парното го забрави. Конструктивно как ще стане ти си знаеш, въпреки че на мен не ми се връзва хич с тия авторадиатори. Въздуха от тръбите може да стигне 200град температура и ако има пластмаса по радиаторите става лошо. Реално като се замисля подобна система обезмисля високото КПД на тръбите поради лошите свойства на въздуха като топлоносител и неизбежните загуби при преноса и топлообмена. Дано не съм лош пророк, де
Така, сега относно тия 20кВт от 100 тръби не знам как ги смяташ. Дори да приемем идеална ефективна площ 10кв.м(ако щеш и невъзможните 20кв.м) за тръби Ф58/1800мм, при около 700Вт/кв.м слънце няма как да изкараш въпросната мощност каквито и ще отражатели да слагаш. Нормално тръба с посочените размери вади около 70Вт при добро слънце без отражател. При тебе излизат 200Вт   Как ше стане тая магия не знам.
Ти па сега да се не впрегнеш от критиката, тя градивна Мен също ме касае въпроса как да стане системата по-ефективна и евтина. Топлинните тръби(heat-pipe) са интересно и скъпо решение, но и там има проблеми с топлообмена и надеждността. Той emm беше измислил нещо по въпроса, та ше взема да го подпитам каква беше идеята.

[Bat_Vanko]

getca, толкова варианти превъртях през главата си, че не мога да кажа "ето на този е идеята". Но това решение определено ми харесва най много. До колкото си спомням идеята на Шоп е много сходна с твоята за U-образната тръба, но той ползва някаква гофрирана неръждавейка за целта. Да се постави една U-образна тръба в стъклената е трудна работа, освен че трябва да се направи тази извивка, самата тръба трябва да има достатъчно диаметър за да може да преминава течността през нея. Вътрешният диаметър на стъклената вакуумна тръба е 47 мм. Не че е невъзможно...
Аз съм все още на първоначални сметки и нямам точни измервания. Но този рефлектор е с размер 160 мм, спрямо диаметъра на вътрешната стъклена тръба (50 мм) това е повишение на приемната площ от 3,2 пъти. Ако една тръба приема 70 W, то тръба с рефлектор би трябвало да приема 224 W. На един шперплатов лист с размери 2250 х 2000 мм ще се монтират 14 бр вакуумни тръби, заедно с рефлекторите и въздуховодите с вентилаторите. Това ще бъде един автономен възел, от който ще излизат две тръби Ф 16 - 20 мм и два кабела захранващи вентилатора. Така се получава че един вентилатор заедно с два или три радиатора монтирани в този възел ще отдава около 3 kW при добро слънце. 7 такива листа ще подържат 98 тръби, остават 2 резерва.
Ще трябва да изработя малък рефлектор според чертежа който направих, за да проверя верни ли са ми сметките. Самите вакуумни тръби са сравнително евтини от Китай - $ 2 - 3 бройката. Към тази сума трябва да се добави доставка, мито и ДДС. Аз имам 4 климатика 12-ки, на които са им изгорели компресорите, но могат да се ползват като радиатори след малко префасониране, така че няма да ползвам радиатори от парно на кола. Но дори и такива да се ползват - те са по 5 - 20 лв по автоморгите.