Пасивний будинок під землею

Тема у розділі 'Строительство дома - общие вопросы', створена користувачем iome, 19 лип 2020.

  1. DINAMIT-UA

    DINAMIT-UA Заслужений майстер

    Повідомлення:
    1.752
    Симпатії:
    1.584
    Адреса:
    Україна
    @iome, На ютубі канал- colinfurze, там є декілька відео поетапного будівництва підземного бункера.
    Монтаж бункера-

    Готовий бункер-

    Економ варіант з Дніпропетровщини
     
    Останнє редагування: 23 лип 2020
    Илья Гут подобається це.
  2. iome

    iome Підмайстер

    Повідомлення:
    35
    Симпатії:
    9
    Адреса:
    м. Кропивницький
    При будь-якому будівництві багато нюансів і мороки. Навіть будинок, збудований на поверхні, більш-менш правильно, може затопити або дах зірвати. Тому й хочеться наперед все продумати, а якщо добре вийде, то й копіювати такі "бункери" можна.

    Оце дуже конструктивно.
    1.205 кг * 1.007 (кДж/(кг·°C)) / 3.6 - така енергія потрібна для нагріву 1 м³ повітря на 1°C, у Вт⋅год.
    Якщо повітря з вулиці пропустити через (ідеальний) ґрунтовий теплообмінник, то його температура стане не меншою, ніж +5°C. Якщо прийняти температуру всередині за +20°C і пропустити вхідне повітря ще й через (ідеальний) рекуператор, то його температура стане не меншою, ніж +12.5°C. Тобто, повітря залишається нагріти лише на 7.5°C.
    1.205 * 1.007 / 3.6 * 7.5 °C * 25 м³ ≈ 63 Вт - теплової потужності потрібно для підігріву повітря на одну людину.
    Враховуючи, що у приміщенні ще й побутова техніка працюватиме, це не має бути проблемою. Лише один системний блок комп'ютера близько 100 Вт тепла дає, не кажучи про якийсь бойлер. Або збільшити товщину утеплення. Якщо всередині стане надто спекотно, то грунтовий теплообмінник можна "вимкнути" (пустити повітря напряму), а якщо не допоможе, то й рекуператор.

    Ще тут подумав, що форма класичного погреба (зі сходами, а не драбиною) досить непогана. Тільки всередині ще одні прозорі двері встановити, бо сходи обігрівати ніби й не потрібно.
    І непогано було б поруч із "бункером" зробити технічний колодязь для обслуговування каналізації та ґрунтового теплообмінника (як варіант, під сходами).
     
    Останнє редагування: 23 лип 2020
  3. iome

    iome Підмайстер

    Повідомлення:
    35
    Симпатії:
    9
    Адреса:
    м. Кропивницький
    @DINAMIT-UA
    Після зварювальних робіт досить швидко бетоном залили https://youtu.be/pR493Pee6Xo .
    Порахував скільки на мій проект бетону потрібно. Якщо замовити готовий, то десь у $1000 обійдеться (дуже приблизно). Вже непогано, якщо порівнювати з вартістю інших проектів будинків. Але все одно треба ще думати: чи реально за один раз все залити, скільки це буде по ціні, порівняно з приготованим власноруч бетоном.

    Турбує те, що бетон у того colinfurze без гідроізоляції, постійно вологий буде і арматура всередині погниє. Хоча можна спробувати чимось захистити її.
    Ну й відкритий метал мені не подобається. Від найменшого підвищення вологості з нього дощ з конденсату йтиме.

    Про лисячу нору на Дніпропетровщині вже бачив колись. То якась антиреклама житла під землею, скоріше, особливо якщо коменти почитати.
     
    Останнє редагування: 23 лип 2020
  4. LVV

    LVV Прораб

    Повідомлення:
    404
    Симпатії:
    402
    Адреса:
    Закарпатська обл., Свалявський р-н
    Краще тепловий насос з вертикальними скважинами. Звичайний грунтовий теплообмінник швидко заморозить грунт навколо себе і на цьому все закінчиться, так як лід хороший теплоізолятор. Крім того промерзання грунту на більшу глибину зіпсує всю ідею з пасивним будинком під землею. Хоча це вже буде не пасивний, а активний будинок, так як треба витрачати енергію на вентилятори і насоси.
    В рекуператорах також є свої технічні ньюанси. Я кумові мізкував як зробити вентиляцію з рекуператором в 2-х кімнатній квартирі і результат: ніякого рекуператора, а тільки контрольований приток повітря.
    Більш конструктивно буде, коли порахуєте поверхні теплообміну і необхідну площу для їх розташування, обслуговування та забезпечення ел.ен. необхідного електрообладнання.
     
  5. DINAMIT-UA

    DINAMIT-UA Заслужений майстер

    Повідомлення:
    1.752
    Симпатії:
    1.584
    Адреса:
    Україна
    Останнє редагування: 24 лип 2020
  6. iome

    iome Підмайстер

    Повідомлення:
    35
    Симпатії:
    9
    Адреса:
    м. Кропивницький
    Неправильно розрахував температуру вхідного повітря після рекуператора.
    У точковому теплообміннику дійсно теоретична межа температури, до якої він може нагріти вхідне повітря є середньою між температурами вхідного і вихідного. Але якщо теплообмінник видовжити, то теоретична межа температури, до якої він зможе нагріти вхідне повітря зросте до температури у кімнаті. Тоді витрати на нагрівання вхідного повітря прямують до 0 Вт. Мабуть, найкращим був би видовжений пластинчастий теплообмінник, у якому замість металевих пластин - один шар стретч-плівки.
    [​IMG]
    1.205 * 1.007 / 3.6 * 50 * 25 ≈ 421 Вт - теплова потужність, яка потрібна для нагрівання повітря від -30°C до +20°C для однієї людини. У випадку з тепловим насосом це 100+ Вт компресор і два водяних насоси, десятки Вт кожен.
    Невже при прогоні повітря через трубу настільки споживання вентиляторів виросте, щоб це компенсувати? Вентилятори ж навіть не весь час працюватимуть, а лише коли вітру зовсім немає.
    І влітку ґрунтовий теплообмінник все одно потрібний, щоб охолоджував повітря і конденсат у ньому збирався, а не на стінах.

    З ґрунтом просто. З будь-якого можна зняти хоча б 10 Вт/м². https://o-remonte.com/uk/teploviy-nasos-dlya-opalennya-budinku/#i-6
    Треба 1.205 * 1.007 / 3.6 * 35 * 25 ≈ 295 Вт або 30 м², це ділянка 6x5м. А от з повітрям складніше, там багато залежить від турбулентних потоків, поки не знайшов хоч приблизної формули.
    Зате знайшов готове рішення http://www.geoheat.lviv.ua. Всього 3240 €.
     
    Останнє редагування: 24 лип 2020
  7. LVV

    LVV Прораб

    Повідомлення:
    404
    Симпатії:
    402
    Адреса:
    Закарпатська обл., Свалявський р-н
    Почитайте спочатку хоча б книжку "Тепломасообмін. М.М. Чепурний, Н.В. Резидент". Думаю тоді на слова про "майже 100% теплообмін з грунтом" будете дивитись з посмішкою. До того ж ви і інші технічні моменти ще не бачите.
     
    sanykrimea та iome подобається це.
  8. DINAMIT-UA

    DINAMIT-UA Заслужений майстер

    Повідомлення:
    1.752
    Симпатії:
    1.584
    Адреса:
    Україна
    @iome, Там чомусь не говорять як обслуговувати грунтовий теплообмінник від конденсату у трубах , а де волога там грибок, бактерія легіонела.
     
  9. iome

    iome Підмайстер

    Повідомлення:
    35
    Симпатії:
    9
    Адреса:
    м. Кропивницький
    Дуже дякую, цікава і корисна книжка.
    За задачею 3.2.5 (ст. 35) зробив розрахунок ґрунтового теплообмінника з металевої труби діаметром 100мм, температура стінок якої +5°C. Температура повітря на вході -30°C, а на виході +4.9°C. Довжина вийшла не така вже й велика - 37м. https://jsfiddle.net/ynbvhukq/
    Перевіряв правильність розрахунків, підставивши вхідні дані з тієї ж задачі 3.2.5.
    Сподіваюся зробити ще повноцінні калькулятори для ґрунтового теплообмінника з розпаралелених труб та для пластинчастого рекуператора.

    Якщо характеристики їхньої продукції наближаються до плаского металевого баку з каналами для проходження дощової води, то чому б і ні?
    Аби площа була достатня. Чим ґрунт відрізняється від електричного провідника? Площа перерізу росте, опір зменшується. До того ж, такі величезні об'єми ґрунту ще й теплоємність мають не маленьку.

    Які саме?

    Звичайно, що у них нахил має бути та дренажна трубка, тоді волога не має накопичуватися. Та й конденсується вона лише влітку вдень. Ночей достатньо, щоб повністю просихало.
    Тому навіть не знаю, чи потрібне їм взагалі обов'язкове періодичне обслуговування. За такі гроші можна хоч з гідрофобним антисептичним покриттям зробити. А якщо й треба буде промити, то заповнити трубу водою з миючим засобом навіть простіше, ніж обробляти внутрішні блоки кондиціонерів.
     
  10. LVV

    LVV Прораб

    Повідомлення:
    404
    Симпатії:
    402
    Адреса:
    Закарпатська обл., Свалявський р-н
    В задачі 3.2.5 йдеться про воду, в якої теплопровідність вказана 0.5865, а в повітря при тій же температурі буде 0.00251. Відповідно, якщо у випадку з водою коефіцієнт тепловіддачі получився 8248, то з повітрям у вас в кращому випадку получиться 10Вт/м2К, тобто необхідна площа теплообміну в сотні разів потрібна більша, ніж якщо би була вода.

    Я не рахував, але правильно рахувати спочатку яку кількість тепла потрібно передати повітрю з поверхні труби. У вас, при швидкості руху повітря в трубі 2м/сек і трубі діаметром 100мм, буде за годину прокачуватись 57м3. Тепер рахуйте скільки треба джоуль теплоти, щоб нагріти цю масу від -30гр.С до +5гр.С. Знаючи кількість теплоти можете знайти необхідну площу поверхні теплообмінника, а знаючи площу 1м довжини труби, знайдете необхідну довжину труби.

    Крім того, знаючи довжину труби, швидкість руху повітря, коефіцієнт опору тертям і густину повітря для певної температури, зможете знайти падіння тиску на всій довжині труби грунтового теплообмінника. Це дасть вам змогу правильно вибрати потужність вентилятора, бо може так вийти, що через велику довжину труби, а також велику кількість її перегибів(що створює ще більше падіння тиску), падіння тиску буде таким, що навіть для такого малого обєму повітря як 57м3 в годину, треба буде брати канальний вентилятор великої потужності.

    Грунти є різні, тобто з різною теплопровідністю і теплоємністю. З одного боку краще, коли в грунті менше води і проблем з гідроізоляцією менше, але тоді менша теплоємність і теплопровідність такого грунту, а отже ефективність роботи грунтового теплообмінника.
    Також краще заглиблювати теплообмінник глибше, щоб отримувати більшу плюсову температуру, але тоді механічні навантаження грунту на стінку труби більші і треба збільшувати її товщину, а отже погіршувати теплопередачу, бо збільшується тепловий опір труби, що вимагає збільшення поверхні теплообміну.
    Також якщо теплообмінник недостатньо глибоко розміщений, то замерзання грунту, яке він спричиняє, створить місток холоду, між холодним атмосферним повітрям і теплообмінником, так як теплопровідність льоду в декілька разів більша, ніж у води.
    і т.д.
     
    Останнє редагування: 26 лип 2020
    Владмир подобається це.
  11. Владмир

    Владмир Заслужений майстер

    Повідомлення:
    6.948
    Симпатії:
    7.754
    Адреса:
    Харьков
    Также задумываюсь о тепловом насосе, нужен кВт на 15.
    Может есть какой букварь, чтобы просчитать систему в первом приближении?
     
    sanykrimea подобається це.

Поділитися цією сторінкою