Энергоэффективный - Энергонезависимый дом своими руками – руководство к действию

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

  1. Авиатор90

    Авиатор90 Модератор Команда форуму

    Повідомлення:
    914
    Симпатії:
    999
    Продолжаем тему ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЙ ДОМ.
    ТММ ДОМ10 - ЭНЕРГОНЕЗ.

    .....................
    (АЛФАВ.ПАС - для памяти)
    РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ от абсорбера СН к воздуху.
    .......................................................................
    Исходные данные для расчета и программы.
    Те же самые.

    Баб=2.5 м - ширина абсорбера.
    Лаб=5.2 м - длина абсорбера.
    В = 5.0 м/с - скорость воздуха. МЕНЯЕТСЯ ТОЛЬКО ЭТОТ ПАРАМЕТР.
    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.
    .................................................................................
    Но теперь мы переходим на более высокий и сложный
    КОМПЛЕКСНЫЙ МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ.
    В принципе это учебная задача.
    Просчитаем как зависит коэффициент теплоотдачя Алфа
    от скорости воздуха В.
    Задаемся таким рядом скоростей 10/8/6/5/4/3/2/1 воздуха
    и для них просчитываем коэффициент коэфф. Алфа.
    Результаты расчетов сводим в таблицу.
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------
    В..................Ре...............Алфа..........Тепловой.............Е...количество.....
    Скорость.............................................поток.......................энергии..........

    ..м/сек..............................Вт..................Вт.............................Вт................
    10..............3452855........27,10.............10569......................17700..............
    8................2762284........22,67..............8841......................14160..............
    6................2071713.........18,01..............7023......................10620..............
    5................1726427.........15,56..............6070.......................8850..............
    4................1381142.........13,02..............5078.......................7080..............
    3................1025856........10,34..............4034.......................5310..............
    2..................630571..........7,48..............2915........................3540..............
    1..................345285..........4,30..............1675........................1770..............

    --------------------------------------------------------------------------------------------------
    Немного пояснений по расчету.
    Анализируем систему передачи энергии и ищем узкие места.
    Раньше мы посчитали, что передаваться должно 5900 Вт/сек.
    У нас меняется скорость прокачиваемого воздуха, но не меняется
    проходное сечение. Значит пропорционально скорости меняется
    и масса прокачиваемого воздуха.
    Рейнольдс снижается пропорционально скорости.
    Алфа снижается примерно пропорционально скорости. Там зависимости
    более сложные.
    Тепловой поток снижается уже пропорционально Алфа.
    При скорости воздуха 4 м/сек тепловой поток меньше 5900 Вт - узкое место.
    Последний столбик - передаваемое количество энергии пропорционально
    секундной массе воздуха и заданному перепаду температур 15 градусов.
    Снижается пропорционально скорости воздуха.
    При скорости 3 м/сек количество энергии меньше 5900 Вт - второе узкое место.
    ........................................................
    Пока достаточно.
    Дальше просчитаем другие нужные варианты.
    Задавайте вопросы.
     
    Илья Гут, Бриар та Комфорт47 подобається це.
  2. Авиатор90

    Авиатор90 Модератор Команда форуму

    Повідомлення:
    914
    Симпатії:
    999
    Продолжаем тему ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЙ ДОМ.
    ТММ ДОМ10 - ЭНЕРГОНЕЗ.

    .....................
    (АЛФАВ.ПАС - для памяти)
    РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ от абсорбера СН к воздуху.
    Но рассматриваем другой вариант.
    Абсорбер обдувается только с одной стороны.
    Поверхность теплообмена снизилась в 2 раза с 26 до 13 м2.
    Посмотрим как поменялась общая картина СН
    .......................................................................
    Исходные данные для расчета и программы.
    Те же самые.

    Баб=2.5 м - ширина абсорбера.
    Лаб=5.2 м - длина абсорбера.
    В = 5.0 м/с - скорость воздуха. МЕНЯЕТСЯ ТОЛЬКО ЭТОТ ПАРАМЕТР.
    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.
    .................................................................................
    Но теперь мы перешли на более высокий и сложный
    КОМПЛЕКСНЫЙ МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ.
    В принципе это исследовательская работа с помощью ТММ.
    Просчитаем как зависит коэффициент теплоотдачя Алфа
    от скорости воздуха В, но с меньшей площадью теплообмена 13 м2 .
    Задаемся другим рядом скоростей 11,5/10/6/5/4/3/2/1 воздуха
    и для них просчитываем коэффициент Алфа
    и другие тепловые параметры.
    Результаты расчетов сводим в таблицу.
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------
    В..................Ре...............Алфа..........Тепловой.............Е...количество.....
    Скорость.............................................поток.......................энергии..........

    ..м/сек..............................Вт..................Вт.............................Вт................
    11,5 ...........3970783........30,31..............5910......................20355..............
    10..............2762284........27,10..............5285......................17700..............
    6................2071713.........18,01..............3512......................10620..............
    5................1726427.........15,56..............3035.......................8850..............
    4................1381142.........13,02..............2539.......................7080..............
    3................1035856........10,34..............2017.......................5310..............
    2..................630571..........7,48..............1458........................3540..............
    1..................345285..........4,30...............838........................1770..............

    --------------------------------------------------------------------------------------------------
    Немного пояснений по расчету.
    Анализируем систему передачи энергии и ищем узкие места.
    Раньше мы посчитали, что передаваться должно 5900 Вт/сек.
    У нас меняется скорость прокачиваемого воздуха, но не меняется
    проходное сечение. Значит пропорционально скорости меняется
    и масса прокачиваемого воздуха.
    Рейнольдс снижается пропорционально скорости.
    Алфа снижается примерно пропорционально скорости. Там зависимости
    более сложные.
    Тепловой поток снижается уже пропорционально Алфа.
    Но при площади абсорбера 13 м2, обдуве с одной стороны и при скорости
    воздуха 5 м/сек 5900 Вт/сек система пропустить не может.
    5900 Вт/сек может пропустить только при скорости воздуха не менее 11.5 м/сек.
    ........................................................
    Пока достаточно.
    Дальше просчитаем другие нужные варианты.
    Задавайте вопросы, а то без них как то скучновато.
     
    Останнє редагування: 14 чер 2020
    RomDzhan, Илья Гут, Бриар та ще 1-му подобається це.
  3. Авиатор90

    Авиатор90 Модератор Команда форуму

    Повідомлення:
    914
    Симпатії:
    999
    Добрый день уважаемые Кулибины.
    Отсутствовал по причине неполадок с компьютером.
    .......................................................................................
    Продолжаем тему ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЙ ДОМ.
    ТММ ДОМ10 - ЭНЕРГОНЕЗ.
    Но теперь мы ведем более высокий и сложный
    КОМПЛЕКСНЫЙ МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ.

    .....................
    Чтобы не запутаться в тепловых процессах СН и не пропустить грубых ошибок,
    проделаем анализ тепловых балансов.
    5900 Вт - мощность передаваемая от СН в дом.
    0.6 - кпд СН и воздушной системы передачи энергии.
    4000 Вт - суммарные тепловые потери СН и воздушной системы.
    0.4 - суммарные потери.
    ............................................
    6070 Вт - расчетный тепловой поток, требуемый 59оо.
    ----------------------------------------------
    При обдуве абсорбера с двух сторон.
    Теперь нам нужно будет проверить тепловые потери через
    остекление СН и КПД всей системы в комплексе.
    .............................
    Дальше будет.
     
    Бриар, Комфорт47 та Илья Гут подобається це.
  4. Авиатор90

    Авиатор90 Модератор Команда форуму

    Повідомлення:
    914
    Симпатії:
    999
    Добрый день уважаемые Кулибины.
    .......................................................................................
    Продолжаем тему ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЙ ДОМ.
    ТММ ДОМ10 - ЭНЕРГОНЕЗ.
    Но теперь мы ведем более высокий и сложный
    КОМПЛЕКСНЫЙ МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ.

    ........................................................
    Высказывались сомнения в правильности расчета тепловых потерь
    через остекление в окружающий воздух.
    Они составляют у нас 4000 Вт всего 40%.
    Проверим этот расчет различными способами.
    ................................
    Первый вариант.
    Воздушный зазор 2 см имеет сопротивление Р=0.2 - из справочников.
    Тогда тепловые потери через остекление рассчитываем по формуле.
    Кт=Фаб*(Таб-То)/Р = 13*(30-0)/0.2=1950 Вт.
    Это меньше 4000 Вт - суммарных тепловых потерь СН.
    .............................
    Второй вариант.
    Мы имеем расчетный коэффициент теплоотдачи Алфа от абсорбера
    к воздуху Алфа= 15.56 при скорости 5 м/сек.
    Принимаем т-ру остекления 15С и т-ру окружающего воздуха 0С.
    Среднегодовая скорость ветра в наших широтах 4.2 м/сек.
    По закону сохранения энергии тепловой поток от абсорбера к стеклу
    должен быть равен тепловому потоку от стекла в окружающий воздух.
    ................................
    Тепловой поток от абсорбера к стеклу.
    Кт=Фаб*Алфа*(Таб-Тос)=13*15,56*(30-15)=3034 Вт.
    Тепловой поток от стекла в окружающий воздух.
    Кт=Фаб*Алфа*(Тос-То)=13*15,56*(15-0)=3034 Вт.
    ...............................
    Потоки равны, закон сохранения энергии не нарушен.
    3034 меньше 4000.
    Грубой ошибки в расчетах здесь тоже не видно.
    ..........................................................................
    Дальше будет очень важный раздел КПД СН.
     
    Бриар та Комфорт47 подобається це.
  5. Авиатор90

    Авиатор90 Модератор Команда форуму

    Повідомлення:
    914
    Симпатії:
    999
    Добрый день уважаемые Кулибины.
    .......................................................................................
    Продолжаем тему ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЙ ДОМ.
    ТММ ДОМ10 - ЭНЕРГОНЕЗ.
    Но теперь мы ведем более высокий и сложный
    КОМПЛЕКСНЫЙ МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ.
    ........................................................
    КПД - это один из основных параметров характеризующих
    тепловые и эксплуатационные характеристики СН.
    Но к сожалению на форуме эта тема практически не затрагивается
    и не обсуждается. Народ творит самостоятельно или копирует СК,
    а потом уже на готовом изделии определяет его технические характеристики
    и опытным путем подбирает эксплуатационные режимы.
    Такая методика в корне ошибочна, часто допускаются грубые просчеты
    и ошибки как в конструкции самодельных СН так и подборе
    эксплуатационных режимов.
    ..............................................
    Рассмотрим теперь несложную методику расчета КПД СН.
    Основывается она на законе сохранения энергии.
    На 1 м2 СН падает 1000 Вт солнечной энергии.
    Часть этой энергии попадает в ДОМ - это полезная часть.
    Другая часть теряется через тепловые потери саиого СН.
    Сумма этих двух частей энергии всегда должна составлять 1000 Вт.
    В качестве примера расчет по этой методике привязываем к ДОМ10.
    Пояснения по методике и исходные данные.
    - Тр - температура абсорбера в рабочем режиме, исходные данные.
    - То - температура окружающего воздуха, исходные данные.
    Тепловые потери СН пропорциональны перепаду т-р (Тр-То).
    То есть зависимость линейная.
    Расчетная формула КПД СН будет такая.
    КПД= 1- 0.0133*(Тр-То)
    Коэффициентом 0.0133 расчетная формула согласуется с ТММ ДОМ10.
    Для наглядности проделаем расчет КПД ДОМ10 при различных
    температурах абсорбера от нуля до предельной 75 С, когда тепловые
    потери сравниваются с притоком энергии от солнца.
    Результаты расчетов сводим в таблицу.
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------
    Тр..................То.........КПД.........Располагаемое.........Тепловые..потери
    С.....................С.......................количество.энергии.......энергии..........

    ..........................................................Вт.............................Вт................
    0.....................0........1.000............10000............................0................
    10...................0........0.867..............8670...........................1330..............
    20...................0........0.734..............7340...........................2660.............
    30...................0........0.601..............6000..........................4000............
    40...................0........0.468.............4680...........................5320.............
    50...................0........0.335..............3350...........................6650.............
    60...................0........0.202..............2020..........................7980.............
    70...................0........0.069...............690...........................9310..............
    75...................0........0.000...................0.........................10000.............

    -----------------------------------------------------------------------------------------------
    Немного пояснений по расчету.
    Основной вывод.
    Оптимизировать СН нужно по многим параметрам, а не гнаться
    например только за высокой т-рой абсорбера в ущерб других
    основных эксплуатационных характеристик.
    Постарайтесь понимать тепловые процессы протекающие в СН.
    ....................................................................................
    Дальше для практики рассмотрим ошибки из рельной жизни.
     
    Бриар подобається це.
  6. Авиатор90

    Авиатор90 Модератор Команда форуму

    Повідомлення:
    914
    Симпатії:
    999
    Добрый день уважаемые Кулибины.
    .......................................................................................
    Продолжаем тему ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЙ ДОМ.
    ТММ ДОМ10 - ЭНЕРГОНЕЗ.
    Но теперь мы ведем более высокий и сложный
    КОМПЛЕКСНЫЙ МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ.
    ........................................................
    КПД - это один из основных параметров характеризующих
    тепловые и эксплуатационные характеристики СК.
    Немного углубляемся в теорию, без нее грамотного анализа не получится.
    Поэтому поступаем таким образом.
    Самый необходимый минимум теории и в качестве примера рассматриваем
    реальные практические решения с анализом ошибок.
    Сейчас рассматриваем не СН для нагрева воздуха, а СК для нагрева воды
    с припаянными трубками, теплоносителем и насосом для его прокачки.
    .........................................................................
    Немного пояснений по методике и исходные данные.
    - Тр - температура абсорбера и теплоносителя в рабочем режиме, исходные данные.
    - То - температура окружающего воздуха, исходные данные.
    Тепловые потери СН пропорциональны перепаду т-р (Тр-То).
    То есть зависимость линейная.
    Расчетная формула КПД СК будет такая.
    КПД= 1- 0.01*(Тр-То)
    Коэффициент 0.01 в расчетной формуле характеризует качество СК
    или точнее его технические характеристики.
    Чем он меньше тем лучше СК. Для хороших СК его можно брать 0.01.
    То есть мы задаем перепад т-р (Тр- Т0)= 100 град.
    ...............................................................................
    В качестве примера решаем простейшую задачу.
    Исходные данные.
    Тр - 0/20/40/60/80/100 град. Ряд значений рабочих т-р.
    То =0 температура окружающего воздуха.
    Площадь СК 1 м2.
    Время работы СК в стационарном режиме 1 час.
    Рассчитываем КПД и энергетику СК.
    Результаты расчетов сводим в таблицу.
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------
    Тр..................То.......КПД.........Располагаемое.........Тепловые..потери
    С.....................С.......................количество.энергии.......энергии.............
    .....................................................Вт-час.......................Вт-час...............
    0.....................0........1.0...............1000............................0.00...............
    20...................0........0.8...............800..............................200..............
    40...................0........0.6...............600..............................400.............
    60...................0........0.4...............400..............................600............
    80...................0........0.2...............200..............................800.............
    100.................0........0.0...............0.0...............................1000.............
    -----------------------------------------------------------------------------------------------
    Рассматриваем 2 варианта режима работы СК.
    --------------------------------------------------------------------------
    Первый вариант - греем воду 15 литров от 0 градусов.
    Тр=40 град. стационарный режим.
    Располагаемое количество энергии 600 Вт-час = 516 ккал.
    15 литров воды нагреется от 0 до 516/15=34,4 град.
    ---------------------------------------------------------------------------
    Второй вариант - греем воду 15 литров от 0 градусов
    Тр=60 град. стационарный режим.
    Располагаемое количество энергии 400 Вт-час = 344 ккал.
    15 литров воды нагреется от 0 до 344/15=22,9 град.

    .............................................................................................
    Основной вывод.
    Никакими манипуляциями обойти закон сохранения энергии
    не удасться. Нагреть воду СК до более высокой температуы, а потом
    разбавить холодной водой, чтобы получить больше теплой
    рекомендация ошибочная.
    ....................................................................................................
    Дальше для практики рассмотрим ошибки из реальной жизни.
     
    Останнє редагування: 8 сер 2020
    Бриар подобається це.
  7. Авиатор90

    Авиатор90 Модератор Команда форуму

    Повідомлення:
    914
    Симпатії:
    999
    Добрый день уважаемые Кулибины.
    Приношу свои извинения за некоторый перерыв в общении.
    После размышлений пришел к выводу, что основная причина снижения
    активности Кулибиных зависит от меня.
    Я слишком сузил тему энергетики частного дома, перешел на ТММ
    Тепловые Математические Модели и не заметил как народ
    стал охладевать к этой теме и слабо ее понимать.
    Пришел к такому выводу.
    Надо включать в обсуждение интересные практические варианты
    прямо или косвенно относящиеся к энергетике частного дома.
    .................................................................................................
    Поступим следующим образом.
    Стратегия остается прежней.
    Тема ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЙ ДОМ остается, это основное направление.
    ТММ - мощный и практический и научный инструмент.
    Альтернативы ему просто нет и отказываться от него просто глупо.

    -------------------------------------
    Со своей стороны добавлю две темы из своей реальной жизни.
    Они относятся прямо или косвенно к энергонезависимому дому.
    .................
    ПЕРВАЯ тема будет называться СУШИЛКА для фруктов.
    Эксплуатирую много лет и очень доволен.
    Есть, что рассказать и показать.
    ........................................................
    ВТОРАЯ тема будет называться ТОПОЛЬ.
    У меня во дворе вырос большой большой тополь.
    Высота 23 метра и диаметр ствола у земли ОДИН метр.
    Кругом дома, соседи. Валить его и даже бросать ветки некуда,
    надо аккуратно опускать на землю на веревках.
    Это исходные данные для решения задачи.
    ...................
    Я взял на себя обязательство не спеша попилить и разобрать его на дрова.
    Делать работу буду только с помощью ручной ножовки и веревок.
    Вопрос - зачем Я так поступаю.
    Решаю две свои проблемы.
    Мне пошел 83 год.
    Организм требует ежедневных умеренных физических нагрузок.
    Тополь отличный тренажер.
    Несколько часов физических нагрузок и дрова для печки зимой.
    Процесс уже пошел. Есть много фотографий.
    Если не будет возражений поделюсь опытом.
    ...................................................................................................
    Жду ваших предложений и комментариев уважаемые Кулибины.
     
    Бриар та pas подобається це.
  8. DINAMIT-UA

    DINAMIT-UA Заслужений майстер

    Повідомлення:
    1.739
    Симпатії:
    1.547
    Адреса:
    Україна
    @Авиатор90, Чому не приймаєте участь в інших темах форума, схожих на вашу тему ?
    Наприклад тема - розрахунок доцільності утеплення взагалі...
    https://krainamaystriv.com/threads/31565/
     
    Бриар та Авиатор90 подобається це.
  9. Владмир

    Владмир Заслужений майстер

    Повідомлення:
    6.809
    Симпатії:
    7.603
    Адреса:
    Харьков
    А зачем?
     
  10. Авиатор90

    Авиатор90 Модератор Команда форуму

    Повідомлення:
    914
    Симпатії:
    999
    Все очень просто.
    Я веду анализ и аудит частного дома с помощью Тепловых Математических Моделей,
    дальше будет просто ТММ.
    ТММ позволяет проводить аудит и многосторонний анализ конкретного частного дома
    по многим параметрам. Он точный, позволяет просчитать массу вариантов и выбрать
    оптимальный. Но, по непонятным для меня причинам, такая методика не заинтересовала
    основную массу Кулибиных.
    И теперь о новой ветке.
    Она только организовалась и там одни новички.
    Я не хочу в самом начале лезть в "чужой монастырь со своим устав0м".
    Если расчеты, которые буду выкладывать и объяснять, будут непонятны для основной
    массы Кулибиных и они дружно будут молчать, то я принесу только вред.
    Но не дремлют тролли, они быстро заполнят нишу и объяснят все и всем на своем языке.
    Тема будет заблокирована.
    ..................................................
    Что Я предлагаю.
    Первое - если участники ветки пожелают, то я могу продемонстрировать возможности
    ТММ и просчитать любые интересующие их варианты повышения энергоэффективности
    собственных частных домов. Сложностей для себя здесь Я не вижу.
    Все зависит только от самих Кулибиных.
    Главное не навредить НОВИЧКАМ.
    Второе - как народ предлагает сообща решать проблему сотрудничества.
     
    Бриар подобається це.

Поділитися цією сторінкою