Энергоэффективный - Энергонезависимый дом своими руками – руководство к действию

Тема у розділі 'Гелио и геосистеми', створена користувачем Авиатор90, 26 чер 2014.

  1. igor_oksana

    igor_oksana Інженер

    Повідомлення:
    758
    Симпатії:
    2.163
    Адреса:
    Кропивницький/Кировоград
    1. Солнечные панели, акб, преобразователь.
    2. Зарядное, акб, преобразователь.
    3. Бензогенератор.
    4. ?
     
    Владмир подобається це.
  2. ADS-Bot

    ADS-Bot Реклама на сайті

    Повідомлення:
    0
    Симпатії:
    0
     
  3. Авиатор90

    Авиатор90 Модератор Команда форуму

    Повідомлення:
    896
    Симпатії:
    955
    Уважаемые Кулибины.
    Продолжаем тему ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЙ ДОМ.
    ТММ ДОМ10 - ЭНЕРГОНЕЗ.

    ..........................................................................
    Мы рассматриваем довольно узкую техническую область
    ЭНЕРГЕТИКА ЧАСТНОГО ДОМА.
    Обмен технической информацией без конкретных исходных данных,
    без результатов расчетов становится бессмысленным - обсуждать нечего.
    Поэтому прошу придерживаться такой системы.
    --------------------------------------------------------------------
    - Общая постановка задачи и основная конечная цель.
    - Конкретный вопрос или задача.
    - Исходные данные для расчетов данной задачи.
    - Сведения по методике проведения расчета.
    - Результыты расчетов.
    - Обсуждение результатов.
    - Выводы.
    ...........................................................................
    Вот тогда и будем хорошо понимать друг друга.


     
    Илья Гут та Бриар подобається це.
  4. Авиатор90

    Авиатор90 Модератор Команда форуму

    Повідомлення:
    896
    Симпатії:
    955
    Продолжаем тему ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЙ ДОМ.
    ТММ ДОМ10 - ЭНЕРГОНЕЗ.

    ......................
    Продолжаем анализ чем можно закрыть
    остаток потребляемого газа 894 м3.
    В энергетический баланс дома входит нагрев воды на бытовые
    нужды круглый год.
    За теплый период - 6 месяцев для этого потребуется
    240 м3 природного газа.
    Такое количество воды 300 л/сутки легко получаеся с помощью
    простых 2-х каскадных СН из плоских баков.
    Из общего остатка 894 м3 вычитаем 240 м3.
    Осталось 894 - 240=654 м3.
    ............................................
    Двигаемся дальше.
    Кухня тоже потребляет не мало энергии т.е. природного газа.
    Из собственного опыта на 4-х человек имею цифру 300-400 м3/год.
    Кухню пока трогать не будем и возьмем 300 м3/год.
    ОСТАТОК СТАНОВИТСЯ РАВНЫМ.
    654 - 300=354 м3.
    .............................
    С этим остатком, он уже в этом варианте небольшой, можно справиться
    различными способами. Обсуждать их сейчас не будем, их слишком много.
    Назову только один.
    354*4=1416 кг дров среднего качества.
    Вариант с дровами может быть и резервным.
    ..........................................................................
    Почему я подробно подвел итог на этом этапе.
    - Очень многие смотрят только последнюю страницу, а без предыдущих
    многое становится непонятным.
    - Прошла неделя с последней заметки #752, никакой реакции от Кулибиных.
    У меня, на этот случай, есть свой план изложения материала по
    ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМОМУ ДОМУ.
    Его я и буду придерживаться в данной ситуации.
    ...............................................
    Я обещал, что буду рассказывать и об неудачных решениях.
    Они складываются по разным причинам, но в основном из-за отсутствия
    комплесного плана работ для достижения
    ИКР (Идеального Конечного Результата).
    А получилось это потому, что система СН строилась очень давно
    и далековато от дома 30 метров. Приходится теперь изворачиваться чтобы
    подать горячую воду непосредственно в дом.
    Сложилась парадоксальная ситуация. Рядом летом имеетя неограниченное
    количество горячей воды с т-рой 50 градусов, а в доме греется вода
    из скважины с начальной т-рой 10 град эл-вом и природным газом.
    Вот Я и призываю всех.
    Не забивайте даже гвоздя без понимания ИКР.
    ..............................................
    Призываю Кулибиных. Не отмалчивайтесь, включайтесь
    в грамотные технические и практические дискуссии.



     
    Илья Гут, Комфорт47 та Бриар подобається це.
  5. Авиатор90

    Авиатор90 Модератор Команда форуму

    Повідомлення:
    896
    Симпатії:
    955
    Продолжаем тему ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЙ ДОМ.
    ТММ ДОМ10 - ЭНЕРГОНЕЗ.

    ......................
    Продолжаем анализ чем можно закрыть
    остаток потребляемого газа 354 м3.
    ОСТАТОК ОСТАЛСЯ РАВНЫМ.
    654 - 300=354 м3.
    .............................

    Украина страна южная. Для решения этой задачи постараемся
    испльзовать дармовую тепловую энергию солнца.
    Для начала рассчитаем сколько тепловой энергии падает
    на 1 м2 облучаемой площади СН с учетом облачности и зимой и летом.
    Это надо сделать чтобы оперировать одинаковыми исходными данными.
    СН устанавливается неподвижно, угол облучения меняется от 0 до 90 градусов
    с утра до полдня и затем от 90 до 0 вечером.
    Минимальная длительность облучения СН зимой 8 часов декабрь, январь.
    Остальные месяцы 10 - 12 часов.
    ....................................................
    Летний вариант, световой день 12 часов, 1 м2 облучаемая площадь, облачнось 0%.
    7,66 квт-часов тепловой энергии падает на СН.
    5,00 квт-часов при облачности 35%.
    ..........................................................
    Зимний вариант, световой день 8 часов, 1 м2 облучаемая площадь, облачнось 0%.
    6,64 квт-часов тепловой энергии падает на СН.
    3,00 квт-часов при облачности 54%.
    ..........................................................
    Вот этими величинами 5,00 и 3,00 квт-часов и будем
    оперировать в тепловых расчетах.
    Увеличивать их не будем, а вот уменьшать их вероятнее всего придется.
    ........................
    Дальше будет.
     
    Илья Гут, Комфорт47 та Бриар подобається це.
  6. ADS-Bot

    ADS-Bot Реклама на сайті

    Повідомлення:
    0
    Симпатії:
    0




     
  7. Авиатор90

    Авиатор90 Модератор Команда форуму

    Повідомлення:
    896
    Симпатії:
    955
    Продолжаем тему ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЙ ДОМ.
    ТММ ДОМ10 - ЭНЕРГОНЕЗ.

    ......................
    Продолжаем анализ чем можно закрыть
    остаток потребляемого газа 354 м3.
    ОСТАТОК ОСТАЛСЯ РАВНЫМ.
    654 - 300=354 м3.
    .............................

    Начинаем эскизный проект СН для обогрева дома
    теплым воздухом в отопительный период.
    Реально это составляет 6 - 7 месяцев.
    Но СН будем проектировать для зимних месяцев.
    354 м3 газа - это 3540 квт-часов тепловой энергии.
    3540*0,6=2124 квт-часов за 3 зимних месяца.
    2124/90 = 23,6 квт-часов - суточное потребление требуемой
    солнечной тепловой энергии домом.
    На 1 м2 СН попадает за 8 часов 3.00 квт-часа.
    Стекло отражает и поглощает 15% энергии.
    3,00*0.85=2.55 квт-час/м2.
    Суммарный тепловой кпд СН предварительно задаем равным 0,7.
    .......................................
    Окончательно тепловой энергии с 1-го м2 СН можем получить
    не более 2,55*0,7=1.8 квт-часа.
    Суммарная площадь СН будет
    23.6/1.8=13.1 м2. Расчет предварительный
    - возьмем круглую цифру 13 м2.
    ...................................................
    Теперь можно рассмотреть и один из вариантов СН.
    Для этого можно использовать южную стену дома.
    Конструкцию опишу словесно без чертежа, она простая.
    Принципиально это просто многослойная стенка.
    Перечисление слоев идет изнутри дома.
    ПЕРВЫЙ слой - 20 см, дерево глина.
    ВТОРОЙ слой - 2 см, воздушный зазор.
    ТРЕТИЙ слой - 25 см, силикатный кирпич.
    Дальше идет уже конструкция СН.
    ЧЕТВЕРТЫЙ слой - 20 см, Экологически безвредная теплоизоляция.
    ПЯТЫЙ слой - 0,3 мм, Экран из тонкой оцинкованной листовой стали.
    ШЕСТОЙ слой - 2 см, воздушный зазор.
    СЕДЬМОЙ слой - 0,3 мм, Абсорбер из черной листовой стали.
    ВОСЬМОЙ слой - 2 см, воздушный зазор.
    ДЕВЯТЫЙ слой - 3 мм, Остекление.
    ........................
    По этим парамерам самой конструкции СН можно
    вести тепловые и другие расчеты СН.
    ............................
    Дальше будет.
     
    Комфорт47, Бриар та AMOROSO подобається це.
  8. Авиатор90

    Авиатор90 Модератор Команда форуму

    Повідомлення:
    896
    Симпатії:
    955
    Продолжаем тему ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЙ ДОМ.
    ТММ ДОМ10 - ЭНЕРГОНЕЗ.

    ......................
    Продолжаем анализ как закрыть солнечной энергией
    остаток потребляемого газа 354 м3.
    ОСТАТОК ОСТАЛСЯ РАВНЫМ.
    654 - 300=354 м3.
    .............................
    Суточная потребность 23.6 квт-часов тепловой энергии от СН.
    Световой зимний день 8 часов.
    С учетом облачности считаем, что СН выдает 23.6 квт-часов за 4 часа.
    Тогда 23.6/4=5,9 квт-часов за 1 час.
    Передаваемая мощность от СН будет
    5.9 квт или 5900 вт.
    Теплоноситель у нас воздух. Задаемся перепадом температур 10 градусов.
    Из дома забираемая температура воздуха 15
    градусов, в СН он греется
    до 25 град. и затем опять подается в дом.
    Считаем необходимую секундную массу воздуха.
    М=5900/(1*10)=590 грамм/сек.
    Разделим на удельный вес воздуха 1.3 кг/м3 и получим объем.
    0,59/1.3=0.45 м3/сек.
    На прокачку этого количества воздуха и необхомо рассчитывать
    воздуховоды, мощность и производительность вентиляторов,
    площадь абсорбера СН, коэффициент теплоотдачи от абсорбера
    к теплоносителю - воздуху, КПД СН.
    ..........................................................
    Небольшое отступление.
    В этом месте допускаются очень грубые ошибки.
    Вот некоторые из них.
    Ставят воздуховоды малого диаметра и вентиляторы
    малой производительности.
    Это приводит к тому, что теплоноситель в СН греется до очень
    высокой температуры, тепловые потери СН сильно повышаются
    и кпд СН снижается в несколько раз.
    ---------------
    Еще один очень важный момент.
    Необходимо обязательно согласовывать площадь абсорбера,
    он является одновременно и теплообменником, с режимами
    теплообмена с теплоносителем. То есть надо обязательно
    просчитывать и коэффициенты теплоотдачи от абсорбера СН к воздуху.
    ...........................................................
    Закончим расчет вентиляторов.
    Бытовые вентиляторы гонят воздух со скоростью 5 м/сек.
    Тогда вентилятор диаметром 0,25 метра может прокачивать
    0,25*0,25*0,8*5=0,25 м3/сек.
    Для прокачки 0,45 м3/сек воздуха понадобится 2 таких вентилятора.
    ...........................................................
    Остается просчитать коэффициенты теплоотдачи от абсорбера СН к воздуху.
    .......................................
    Дальше будет.
     
    Илья Гут, Комфорт47, Бриар та ще 1-му подобається це.
  9. Авиатор90

    Авиатор90 Модератор Команда форуму

    Повідомлення:
    896
    Симпатії:
    955
    Продолжаем тему ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЙ ДОМ.
    ТММ ДОМ10 - ЭНЕРГОНЕЗ.

    .....................
    Часть первая.
    РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ
    Продолжаем анализ как закрыть солнечной энергией
    остаток потребляемого газа 354 м3.
    ОСТАТОК ОСТАЛСЯ РАВНЫМ.
    654 - 300=354 м3.
    .............................

    РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ от абсорбера СН к воздуху.
    При расчетах пользуюсь хорошим пособием.
    Основы теплопередачи. Михеев М. А. 1973.
    Просто и понятно изложена теория и как в учебнике приводятся
    практическте задачи и их решение. Рекомендую пользоваться желающим.
    Немного теории необходимой для решения нашей задачи.
    .........................
    Глава третья.
    Теплообмен в жидкостях и газах.
    Режим течения жидкости или газа определяется по величине числа Рейнольдса.
    ............................
    Здесь небольшое отступление.
    Формулы не буду писать латинскими и греческими буквами, неудобно и
    при отсылке текста выдаются ошибки и его приходится редактировать.
    ...........................
    Ре=В*Лаб/Нюв - сама формула где
    Ре - Рейнольдс.
    В м/с - скорость воздуха над абсорбером.
    Лаб м - длина абсорбера.
    Нюв м2/с - коэффициент кинематической вязкости воздуха, из таблиц.
    .........................
    Ре<2000 - ламинарный режим.
    Ре=2000 - критический режим.
    Ре>10000 - развитый турбулентный режим.
    2000<=Ре<=10000 - переходной режим.
    ..........................
    И теперь конкретно.
    НАША ЗАДАЧА.
    Гладкий лист (абсорбер) шириной Баб=2.5 м и длиной Лаб=5.2 м
    обдувается с двух сторон воздухом со скоростью В=5 м/с.
    Определить коэффициент теплоотдачи Алфа и полный тепловой поток Кт
    если температура абсорбера Таб=30 С и температура воздуха Тв=15 С.
    ..................................................
    Дальше будет вторая часть.
     
    Илья Гут та Комфорт47 подобається це.
  10. ADS-Bot

    ADS-Bot Реклама на сайті

    Повідомлення:
    0
    Симпатії:
    0
     
  11. Авиатор90

    Авиатор90 Модератор Команда форуму

    Повідомлення:
    896
    Симпатії:
    955
    Продолжаем тему ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЙ ДОМ.
    ТММ ДОМ10 - ЭНЕРГОНЕЗ.

    .....................
    Часть вторая.
    РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ от абсорбера СН к воздуху.
    .......................................................................
    Исходные данные для расчета и программы.

    Баб=2.5 м - ширина абсорбера.
    Лаб=5.2 м - длина абсорбера.
    В = 5.0 м/с - скорость воздуха.
    Тв = 15 С - температура воздуха из дома.

    Таб = 30 С - температура абсорбера.
    Лмд = 0.0259 Вт/(м*С) - коэффициент теплопроводности воздуха, из таблиц.
    Нюв = 0.00001506 м2/сек - коэффициент кинематической
    вязкости воздуха , из таблиц.
    ................................
    РАСЧЕТЫ.
    Расчет Рейнольдса.
    Ре=В*Лаб/Нюв=5*5.2/0.00001506=1726427

    Рейнольдс в степени 0.8
    1726427 в степени 0.8 =97660

    Расчет Нуссельта.
    Рейнольдс в степени о.8 умножаем на коэффициент 0.032


    Нусс=0.032*97660=3125

    Расчет коэффициента теплоотдачи Алфа.
    Алфа=Нусс*Лмд/Лаб=3125*0,0259/5,2=15,56 Вт/(м2*С)

    Алфа = 15.56 - ЭТО И БЫЛА ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАСЧЕТА.

    Теперь можем рассчитать и тепловой поток Кт от абсорбера к воздуху.
    Кт=Алфа*Баб*Лаб*2*(Таб-Тв)=15.56*2.5*5.2*2*(30-15)=6070 Вт.

    Пояснение, дополнительная 2 в формуле - это
    удвоенная поверхность абсорбера.
    .........................................................
    Выше мы рассчитали передаваемую мощность 5900 Вт пост #756.
    Получили расчетную 6070 Вт.
    ----------------------------------------------
    На этом месте надо остановиться, разобраться в полученных результатах
    расчетов, обсудить их и затем можно двигаться дальше.
     
    Илья Гут та Комфорт47 подобається це.

Поділитися цією сторінкою