реклама:

Аккумулятор тепла

Тема в разделе "Тепловые аккумуляторы и методы накопления тепла", создана пользователем Никита, 17 июн 2015.

?

Полностью ли раскрыты общие вопросы темы?

  1. Да, вполне достаточно информации для выбора схемы ТА

    0 голосов
    0,0%
  2. Нет, не достаточно. (опишите чего не хватает)

    0 голосов
    0,0%
Можно выбрать сразу несколько вариантов.
  1. Никита

    Никита Житель форума

    Симпатии:
    247
    Из:
    москва
    Хочу создать тему по еще одному модулю системы солнечной тепловой системы - Теплоаккумулятору (ТА). Думаю, что тут можно обсуждать различные конструкции как жидкостных, так и других (твердотельных) вариантов. Подобное уже обсуждалось в различных темах и наверняка затерялось в многочисленных страницах, а тут все будет нагляднее.

    Жидкостные ТА
    Входы/выходы гидрострелки нарисованы схематично и должны быть расчитаны по соответствующим методикам.
    Снимок экрана 2015-11-30 в 21.06.40.png

    Разница между открытыми и закрытыми ТА сводится к возможности использования давления в объеме ТА, а значит ограничения контакта рабочей жидкости с кислородом. Основное преимущество - уменьшение коррозии металлических элементов конструкции. Об этом имеет смысл говорить, если таковые элементы в конструкции присутствуют: емкости, теплообменники, силовые элементы внутри теплоносителя, выполненные из черного металла.
    Коррозии можно избежать, используя нержавеющую сталь и медь для теплообменников, а также полимерные оболочки для емкости самого ТА (полипропилен, полиэтилен, жидкие герметики).

    Преимущества
    - Экономия места - можно расположить в подвале, не загромождая полезный объем.
    - Экономичность изготовления
    - Отсутствие сварных работ
    - Нет необходимости использования крана и помощников (все можно сделать одному)
    - Контур байпаса можно использовать как часть дополнительного грунтового ТА снаружи бетонного кольца.
    - Возможность изготовления емкости практически любого объема (чем больше емкость тем больше ее инерционность - больше автономии без солнца. Разумеется при соответствующей пиковой мощности поля СК)

    Утепление
    На сегодня обнаружил три способа утепления колодца ТА:
    1) ЭППС снаружи бетонного кольца. Плиты укладываются на стенки котлована, склеиваются между собой (клея выбор богатый) и используются как наружная опалубка.

    2) Внутри бетонного кольца выкладываются блоки из пеностекла.

    3) Утепление колодца при помощи грунтового ТА, располагаемого снаружи колодца на расстоянии не более 50 см от стенки кольца.

    Материал
    В подавляющем случае это листовая сталь 3-5 мм в зависимости от объема резервуара. В редких случаях кому-то удается приобрести емкость из нержавейки.

    Форма
    По форме емкость представляет собой вытянутый вертикальный цилиндр с соотношением диаметра к высоте 1/2 или 3. Это необходимо для формирования в толще воды теплых и холодных слоев для более эффективной работы системы.
    Верхняя крышка по возможности приваривается встык по оси, что дает большую прочность металла на разрыв (емкость же работает под давлением), а для этого края крышки по радиусу завальцовываются в сторону оси резервуара (крышка выгибается внутрь). Как вариант - усиление плоской крышки швеллером, ребрами наружу.
    Дно возможно сделать плоским с усилением треугольными косынками по внешней стороне, формируя тем самым подошву для установки на фундамент.
    http://house4u.com.ua/forum/threads/svarka-baka.131/page-4#post-5943

    Врезки для теплообменников и датчиков
    Для датчиков делаются глухие врезки на боковой части резервуара на необходимом уровне из трубы, близкого диаметра с самим датчиком. Для увеличения теплового контакта можно использовать теплопроводящую пасту.
    Врезка для теплообменников может производиться как сбоку, так и сверху.

    Про давление
    http://house4u.com.ua/forum/threads/teplovoj-akumuljator-i-davlenie.135/

    Нашел вот такую информацию по выбору объема ТА для использования его с котлом: "Есть различные методики расчета рекомендуемого объема буферной емкости. Расчеты и практика показывают, что объем бака должен быть не менее 25 литров на 1 кВт. мощности твердотопливного котла. Оптимальный объем обычно в два раза больше – 50 литров на 1 кВт. С баком - аккумулятором тепла, имеющим оптимальный объем, периодичность топки котла в отопительный сезон составит один раз в 1-3 дня."

    В литературе указывается минимальный объем ТА исходя из площади коллекторного поля: На 20 кв м коллекторов с высокоселективным абсорбером (10 шт) рекомендуется объем ТА - 1 куб м. При этом обеспечивается эффективность работы зимой и в межсезонье. Летом необходимо предусмотреть возможность сброса лишнего тепла (грунт, бассеин и др.)
    Для повышения автономии серьезные производители используют гораздо большие объемы. При этом теплообменник делается сегментированным (разбивается на участки Верх/Середина/Дно или Верх/Дно). В этом случае получаем изменяемый активный объем поверхностного горячего слоя, с которого происходит съем и использование тепла, а оставшийся объем работает как буфер-накопитель. При таком подходе отпадает необходимость в сбросе лишнего тепла - оно остается в нижней части ТА.
    Второе преимущество - нижние слои тоже остаются достаточно прогретыми и общая теплоемкость такого ТА позволяет достаточно легко справляться с отсутствием солнца в несколько дней.
    http://sol-dom.com.ua/text/solnechniy_dom_v_germanii/
    Объем этой емкости 42 куб м!
    Суть идеи в том, что посредством дополнительных приемов можно увеличить теплоемкость ТА, но при этом не раздувая объем до запредельных размеров.

    Пробовали обсуждать эту тему, но она так и застопорилась, но тем не менее, думаю, что овчинка стоит выделки. Остановлюсь пока на парафине. Раскопаю подробнее и выложу в этот спойлер.

    Второй вариант - использовать грунт, как буфер-накопитель. Тема еще развивается и проводятся расчеты, но уже первые данные показывают ее состоятельность и эффективность. Отдельно в спойлере про грунтовый ТА

    Раскрою подробнее тему по нержавеющей гофре.
    Гофротруба из нержавеющей стали хорошо подходит для теплообменника. Обладает следующими положительными качествами:
    - За счет криволинейной поверхности увеличена площадь контакта теплоносителя.
    - Толщина стенки минимальна и почти не препятствует передаче тепла.
    - Гофрированная поверхность превращает ламинарный поток в турбулентный - лучше перемешивает теплоноситель, а значит увеличивает теплоотдачу.
    - Не ржавеет - долгий срок службы.

    Из отрицательных качеств стоит упомянуть большое гидравлическое сопротивление, а значит вместо одной трубы лучше использовать 2-3-4 параллельных равной длины (расчетная длина делится на равные сегменты и укладывается параллельными ветками через распределительный коллектор).
    Еще один фактор - гальваническая пара с медью. Этот вопрос еще изучается, но в любом случае активность процесса ниже чем при случае медь/алюминий. Если магистральные трубы из стали, то проблема сама собой исключается. Фиттинги для соединения лучше выбирать хромированные.

    Для расчета мощности теплообменника необходимо знать его площадь. Вот расчетные данные для диаметра 15 и 20 мм:
    Посмотреть вложение 2048
    Встречающиеся в продаже отклонения +-1 мм можно списать в погрешность.
    Ссылка на описание сравнения Гофры против Меди:
    http://house4u.com.ua/forum/threads/teploobmennik.9/#post-164
    Вот таблица по основным характеристикам гофры, предоставленная @NoMore :
    Посмотреть вложение 2049
    Калькулятор в экселе для расчета мощности теплообменника из гофры:
    https://www.forumhouse.ru/threads/273191/

    Фитинг без прокладки

    Фитинг с силиконовой прокладкой

    Как развальцевать гофру при помощи вальцевателя Кофулсо

    teplovoi-nasos-svoimi-rukami-3.jpg 905-m.jpg
    Материал трубы ПНД - дешево и практично!

    Как говорилось выше, их не так эффективно использовать как основные, ввиду их большой инерционности и относительно большим потерям в сравнении с хорошо утепленными жидкостными резервуарами.

    Предварительные расчеты и консультации показали, что опорным параметром для расчета габаритов ТАГ можно считать грунтовый цилиндр радиусом 50 см вокруг трубы с теплоносителем. В итоге получаем шаг расположения труб 1 метр, как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной, если используются несколько слоев.

    Запишу сюда для справки данные по мощности для тепловых насосов
    В мануале для расчета теплового насоса нашел следующее:
    Сухая песчаная почва 10-15 Вт/кв.м
    Влажная песчаная почва 15-20 Вт/кв.м
    Сухая глинистая почва 20-25 Вт/кв.м
    Влажная глинистая почва 25-30 Вт/кв.м
    Почва с грунтовыми водами 30-35 Вт/кв.м
    НО ЭТО ДЛЯ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ!
     
    Последнее редактирование: 10 янв 2016
    aleks60.28 и Семеныч нравится это.
  2. Никита

    Никита Житель форума

    Симпатии:
    247
    Из:
    москва
    Вот нашел у себя файл. На ФорумХаусе обсуждали тему воздушных грунтовых коллекторов и поделились данными в виде таблицы в экселе. Я ее визуализировал и получилась интересная штука. Может немного кривовато в отношении датировки, но все равно впечатляет.
     

    Вложения:

    • Грунт.png
      Грунт.png
      Размер файла:
      89,2 КБ
      Просмотров:
      121
  3. Никита

    Никита Житель форума

    Симпатии:
    247
    Из:
    москва
    Снимок экрана 2015-12-20 в 8.32.06.png

    Снимок экрана 2015-12-20 в 9.23.31.png
    В своей схеме по отоплению
    http://house4u.com.ua/forum/threads/kombinirovannoe-otoplenie-voda-vozdux.98/
    я решил использовать грунтовый теплообменник для сброса лишнего тепла и одновременного предварительного подогрева входящего в вентиляцию воздуха. Думаю, мне не очень нужны серьезные расчеты для этого, но поинтересовался методикой подобных вещей для тепловых насосов (принцип же тот же). http://solarsoul.net/gruntovye-teploobmenniki-dlya-geotermalnogo-teplovogo-nasosa

    В связи со спецификой вопроса в моем случае, подумал, что может быть есть смысл класть трубы в два слоя, перекрывая землей 0,5-0,7 метра? Получится, что объем земляных работ будет меньше в 2 раза, а пласт земли с более-менее нормальным откликом будет толще.
    --- Добавлено, 17 июн 2015 ---
     

    Вложения:

    Последнее редактирование: 20 дек 2015
    Garik, Семеныч и bazil19 нравится это.
  4. lukas

    lukas Новичок

    Симпатии:
    0
    Из:
    м.Сокаль
    Привіт всім !!
    Сиджу вже більше місяця на цьому сайті, і на думався теж мати систему сонячної енергії.
    Вирішив почати з акумуляційного баку. Дістався мені бак з нержавійки приблизно на 300л. і також два радіатори з кондиціонерів.
    І тепер мене мучить питання чи ставити їх в ролі теплообмінника? чи здати на метал і купити з нержавійки.
     

    Вложения:

  5. house4u

    house4u Администратор Команда форума

    Симпатии:
    995
    Из:
    Одесса
    Мой совет, сдать на металл, и купить нержавейку! У них сильно большое гидравлическое сопротивление.
     
    Garik и bazil19 нравится это.
  6. Garik

    Garik Житель форума

    Симпатии:
    428
    Из:
    Vitebsk
    Привет всем!
    Через Х месяцев, весь алюминий станет белым порошком. И покроет гальвоническим слоем всё пространство вокруг.
    Если будут в воде соли, то будет сильный батарейный эффект.
    Всем удачи!
     
    Dok и bazil19 нравится это.
  7. Никита

    Никита Житель форума

    Симпатии:
    247
    Из:
    москва
    Давно уже смотрю на пеностекло. Оказывается в бывшем СССР было всего два завода, а остался один - в Гомеле.
    https://obl-ceram.ru/catalog/foamed_glass/
    Вот как пример цены - 1 м3 стоит около 260$
    Блоки плотностью 110 кг/м3 имеют теплопроводность 0,040 - 0,045 Вт/м*К. Для сравнения у ЭППС - 0,033.
    Преимущества - нулевая паропроницаемость для образцов с закрытыми порами, прочность на сжатие - до 40 т/м2, не гниет, не подвергается воздействию грибка, микроорганизмов, кислот. Срок эксплуатации не ограничен при температуре до 400 градусов.

    Вот думаю такой штукой утеплять колодец под ТА. Срезать у прямоугольных блоков углы до "полутрапеции" на уровне половины толщины и клеить на мастику (для них есть серия материалов для склейки и герметизации)
     
  8. Никита

    Никита Житель форума

    Симпатии:
    247
    Из:
    москва
    Гофра.png Посчитал площадь гофры для двух диаметров.
     
  9. sgordienko

    sgordienko Интересующийся

    Симпатии:
    7
    Из:
    киев
    Последнее редактирование: 21 сен 2015
  10. Никита

    Никита Житель форума

    Симпатии:
    247
    Из:
    москва
    Последнее редактирование: 23 сен 2015
  11. agere

    agere Житель форума

    Симпатии:
    108
    Из:
    Lutsk, Ukraine
    Надеюсь, это не меняет сути картины - но все же там изображены графики прогрева для жидкостного( трубы в скважинах) а не воздушного контура. В посте №36 вышеупомянутой ветки:
    http://house4u.com.ua/forum/threads/sezonnyj-akkumuljator-teplovoj-ehnergii.145/page-2#post-7580
    писал об этом. Аналогии не совсем применимы для воздуха и воды - разница в теплоемкости около 800 раз и тогда вентиляторы для прокачки из 30-40 ваттных превращаются в пожирателей киловаттов.
    P.S. На сайте автора вышеупомянутого грунтового сезонного ТА http://solar-house.ucoz.com/load/re...nabzhenija_dlja_uchebnogo_korpusa_10/3-1-0-51
    есть масса статей, одна из них "Kомплексная система отопления и горячего водоснабжения для учебного корпуса №10"
    http://solar-house.ucoz.com/load/0-0-0-51-20
    там в файле Диплом. досх на 68 странице (раздел 2.1) есть расчет сезонного грунтового ТА.
     
    Последнее редактирование: 22 сен 2015
  12. agere

    agere Житель форума

    Симпатии:
    108
    Из:
    Lutsk, Ukraine
    Присмотрел еще интересный материал на сайте автора из Днепропетровска Страшко В.В. žžпро дом с сезонным теплоаккумулятором (начало стройки 2007 год ):
    http://solar-house.ucoz.com/_ld/0/24_Strashko___.pdf
    фото про ту же стройку(нашел в интернет архиве):
    https://web.archive.org/web/20120301130253/http://photo.online.ua/solar-at/albums/8
    Там параметры гигантские просто: объем=2710м3, масса 4650 т, емкость - 5752 МДж на градус(1,6 МВт на градус или 187 м кубических газа на градус). Таким образом коллекторное поле аналогичное т.House4u будет более 40 дней прогревать его на 1 градус.
    Есть в проекте компоненты по типу решений-задумок т. Никита + те которые импонируют мне. Как то: предпрогрев(предохлаждение) воздуха на входе в дом в подземном коллекторе, потом прогрев
    (охлаждение) воздуха с помощью фанкойла жидкостью циркул. в подземном СТА , деление СТА на зоны(стратификация), рекуператор воздушный, теплые полы. Есть и то чего хотелось бы избежать в применении - тепловой насос(затраты финансов).
    Постараюсь найти чем там дело закончилось, стройка и работа инж. систем как в итоге происходит.
     
    Последнее редактирование: 22 сен 2015
    Никита нравится это.
  13. Никита

    Никита Житель форума

    Симпатии:
    247
    Из:
    москва
    Да, грандиозная штука. Я так понял, что он именно насосом все обогревает. С такой площадью крыши ему бы панелей туда насажать и было бы счастье. Но в 2007 году эта тема не так развита была. А так, вообще вижу, что задумка у меня в правильном направлении изначально была)) Про стратификацию грунта это хорошая мысль. У меня что-то подобное заложено, только не оформлена она (мысля) до конца была, а теперь сформировалась более ясная картина.
    Интуитивно Сделал петлю теплообменника в двух слоях (картинка вверху темы), только хотел воду гонять из нижнего слоя наверх, но в итоге получается, что наоборот нужно! Потому что тогда будет прогреваться верхний слой, а нижний подогреваться и как бы изолировать верхний от потерь в грунт (потому что температурный градиент уже не будет таким выраженным "дельта будет меньше", а значит и потери меньше!). Плюс получаем не такую большую температуру на выходе петли, что хорошо для входа СК и хорошо для кондиционирования дома летом!
     
  14. agere

    agere Житель форума

    Симпатии:
    108
    Из:
    Lutsk, Ukraine
    Еще от того же источника:
    http://solar-house.ucoz.com/index/solnechnoe_otoplenie/0-16
    там присутствует столь понравившаяся т. Никита картинка про прогрев сезонного ТА с годами...
    При этом тепловой насос упомянут только в роли резервного источника.
    P.S. Так же видны скриншоты программы для расчетов параллельных или подобных тем что ведутся в ветке про матмодели, было бы неплохо их получить(хоть демоверсии). Там есть № моб. телефона Автора, я как то звонил(весной) но номер не отвечал...
    P.P.S. Панели на крыше дома 2007 года присутствуют в количестве 160 м квадратных, причем Авторской разработки(профиль из алюминия с каналами и под воздух и под жидкость одновременно, в позних версиях суперкомбинация - с СБ поклееными поверху, на тот же профиль). Похоже просто на 6-7 лет проектом стартанули раньше чем подоспел спрос.
     
    Последнее редактирование: 22 сен 2015
  15. Никита

    Никита Житель форума

    Симпатии:
    247
    Из:
    москва
    Интересные расчеты. Тем более, что удельные теплопотери у меня примерно такие же (50 Вт/м кв). Внизу график мощности по месяцам на сколько я понял. Это видимо солнечный коллектор, который у нее планируется из профиля самой крыши делать? И из него выходит, что зимой и летом его мощность отличается всего в 2 раза. Вполне себе приятный показатель. Я весь диплом не читал, но по диаметрам труб можно сделать вывод, что теплоноситель там воздух?
     
  16. agere

    agere Житель форума

    Симпатии:
    108
    Из:
    Lutsk, Ukraine
    Почитал немного Диплом.
    Мощность по месяцам в Дипломе ( с учетом охлаждения от ветра и т. п.) - таблица 1.8. Там 1-й месяц от 7- го в 6.5 раз по приходу энергии разнятся а не в 2 раза.
    Про теплоноситель в трубах явно не просматривается, но если дельта вход-выход СТА 4 градуса всего-похоже не воздух :) Добавлено: по тексту есть многократное упоминание про жидкий теплоноситель в каналах профиля.
    Профиль они продвигают собственной разработки:
    ТЕПС.JPG
     
    Последнее редактирование: 23 сен 2015
    kivik71 и Никита нравится это.
  17. Никита

    Никита Житель форума

    Симпатии:
    247
    Из:
    москва
    Круто. Не знал о таком. Спасибо за разъяснения.
     
  18. agere

    agere Житель форума

    Симпатии:
    108
    Из:
    Lutsk, Ukraine
    Писал об этом в P.P.S. к посту №14 здесь, похоже информация в приписках-"хвостах" к сообщениям не пробивается к читателю. Т. kivik исследует возможности гибридизации СК+СБ похоже, в той же приписке говорилось про профиль с каналами где поверху приклеивали СБ и был суперпрофиль тепло+электро.
    Работы по созданию таких профилей в те года( 2005-2007 ) получили первые места в конкурсе патентов.
    Плохо у них не было селективных покрытий. Похоже профиля даже мелкими сериями выпускали, но дело не заладилось.
     
  19. Никита

    Никита Житель форума

    Симпатии:
    247
    Из:
    москва
    Да. Это видел. Первопроходцам как всегда тяжело. Денег на раскрутку нужно очень много. Да и не в чести зеленые технологии, пока нефть есть. Китайцы вот только молодцы.
    Так. Тема уходит немного в сторону)))) Я все больше утверждаюсь в том, что размер имеет значение! Будет у меня ТА на воде на 8-9 кубов и под домом ТАг - площадью 36 квадратов (48 кубов + грунт между петлями, тоже около 48 кубов)
     
    agere нравится это.
  20. kivik71

    kivik71 Житель форума

    Симпатии:
    74
    Из:
    Екатеринбург
    А почему не рассматривается такой вариант: ТА на воде, в грунте и сверху теплица?
     
    agere нравится это.
реклама:

Поделиться этой страницей