пятница, 17 апреля 2015 г.

Бетонный теплоаккумулятор


Mendeleev
08.12.2009, 15:15
Появилась идея использовать массу бетона под ногами для благих целей, ведь если сделать цементно-песчаную стяжку (плотность по СНиП 1800 кг/м3) толщиной 10 см, то например при площади пола 200 м2, то получится довольно внушительная масса бетона весом 36 тонн, причём 1 тонна при разнице температур 20 градусов запасает 4.8 кВт*ч энергии или 0.88 кВт*час на один квадратный метр такого пола.

Идея соблазняет своей простотой, ведь достаточно просто забетонировать электронагревательный кабель, при этом отпадает необходимость в насосе, ёмкостей для хранения теплоносителя и трубопроводной арматуре, правда для сравнения нужно ещё учитывать стоимость дополнительного цементно-песчаного раствора.

Если принять расход тёпла для дома с ограждениями, утеплёнными до Rо=2.8 равным 50 Вт*ч на метр квадратный отапливаемой площади, то для покрытия теплопотерь, например, в течении 18 часов (интересно при 3-х зонном электросчётчике) нужно запастись 0.9 кВт*час. Из голого расчёта получается, что запасённого тепла хватит.

Из недостатков сразу очевидно, что для такой системы нужна довольно большая выделенная мощность, так для дома 200 м2, потребуется 40 кВт.
murava
08.12.2009, 15:35
Этот подход верен, но имеет некоторые ньюансы:

1. Теплоемкость бетона в отличии от воды весьма невелика
2. Возникает вопрос как хранить это тепло ибо нагнать в бетон - легко, но удержать - невозможно. Вы не сможете разумно управлять процессом отдачи тепла в помещение и натолкнетесь на проблему "временных провалов" в отоплении.
3. Аккумуляция на бетоне и конструкциях - далеко не такое дешевое удовольствие даже не смотря на видимую простоту и отсутсвие гидравлических примочек.
Mendeleev
08.12.2009, 16:13
2. Возникает вопрос как хранить это тепло ибо нагнать в бетон - легко, но удержать - невозможно. Вы не сможете разумно управлять процессом отдачи тепла в помещение и натолкнетесь на проблему "временных провалов" в отоплении.

В этом пункте я с Вами согласен.
Нужно более детально всё подсчитать, а то может так получиться, что такой простой бетонный теплоаккумулятор будет расходовать тепло слишком быстро и температура в течени суток будет гулять от + 35 до + 18.

В остальном, малая теплоёмкость компенсируется гораздо большей массой.
Только не совсем понял, почему такая система будет «не дешевой»?
IesuiT
08.12.2009, 18:06
Насколько нужно утеплить бетон внизу и с боков, чтоб он отдавал тепло только в помещение?
korund
08.12.2009, 19:24
Такую систему отопления мы применили в четырех построенных домах.
Один из примеров: на 90кв.м. пола 1-го этажа уложено нагревательных кабелей общей мощностью 12,5 кВт и залиты 12см бетона, пол снизу утеплен 10см пенопласта, трехтарифный учет эл.энергии,- отопление включается только ночью.
Дом - каркасный, 1,5этажа, в стенах утеплителя - до 20см, мансарда- 25см.
За прошлую зиму ни в одном из домов не наблюдалось падение температуры больше, чем на 2градуса за день.
Фундаменты во всех случаях - свайные с ростверком. Можно было сделать ТА- он-же плита-фундамент, тем самым увеличив обьем ТА, но "дело новое,- сразу не сообразили".
Фото "этих самых" домов,- у меня в подписи.
Удачи!
Sopa
08.12.2009, 19:37
может всё таки так проще?!:beer:
поставить трёхтарифный и сделать весь первый этаж в тёплых полах, при дешевом тарифе накапливать тепло (в полах и стенах), в пик отключаться, а при единице поддерживать минимальную комфортную температуру, то вполне можно сократить расход % н[вполне можно сократить расход % на 40. А это уже 15 грн на эл-ве.
AndrejKiev
08.12.2009, 21:05
Любой теплоемкий материал в пределах ограждающих конструкций является теплоаккумулятором, но очень "неправильным". Все эти тонны бетона и кирпича делают дом теплоинерционным, что есть очень здорово, и вся прелесть этого заключается в ПОСТОЯНСТВЕ КОМФОРТНОЙ температуры при значительных резких изменениях теплового баланса дома. (то ли греть перестали, то ли мороз ударил резко) Т.е. рабочий отрезок рабочих температур такого ТА очень узок. Прелесть классического "вынесенного" ТА - это дозирование тепла поступающего внутрь дома.
Mendeleev
08.12.2009, 21:47
Насколько нужно утеплить бетон внизу и с боков, чтоб он отдавал тепло только в помещение?
По моим грубым прикидкам оптимально утеплить внизу слоем пенопласта 15 см, а по бокам не столь важно.
Mendeleev
08.12.2009, 21:50
Такую систему отопления мы применили в четырех построенных домах.

Спасибо за интересную информацию! :)
Вообще, перепад 2 градуса за сутки это очень мало, наверное потому что дом слишком сильно утеплён, для меня лично и 5 градусов вполне было бы комфортно.
Mendeleev
08.12.2009, 21:52
может всё таки так проще?!:beer:
поставить трёхтарифный и сделать весь первый этаж в тёплых полах, при дешевом тарифе накапливать тепло (в полах и стенах), в пик отключаться, а при единице поддерживать минимальную комфортную температуру, то вполне можно сократить расход % н[вполне можно сократить расход % на 40. А это уже 15 грн на эл-ве.
Я не вижу большой сложности залить стяжку не 4 см, а 10.
Если же использовать ночной тариф 0.4, то стоимость энергии получается, примерно такая как и газа.
Купуйте украинське ;)
Mendeleev
08.12.2009, 22:02
Т.е. рабочий отрезок рабочих температур такого ТА очень узок.
Вы имеете ввиду, что при теплоёмких внутренностях трудно быстро регулировать температуру в широких диапазонах (например, быстро разогреть дом)?
Николай_serv
08.12.2009, 22:10
...
Если же использовать ночной тариф 0.4, то стоимость энергии получается, примерно такая как и газа.
Купуйте украинське ;)

ну не особо, у читывая что на 1 м3 газа нужно 12 квт эл.энергии? 22*0,4=0,09 грн/квт *12 = 1.056 грн.
У меня 1 куб газа = около 0,52 грн. разница в 2 раза.
Расчет в грубых цифрах.
правда неизвестно что будет с ценой на газ после нового года?
S_Vladimir_79
08.12.2009, 22:30
Такая система имеет право на жизнь. И используется в ней два вида терморегуляторов, один из которых учитывает наружную температуру воздуха, другой внутри помещения: воздуха и пола.
ну не особо, у читывая что на 1 м3 газа нужно 12 квт эл.энергии? 22*0,4=0,09 грн/квт *12 = 1.056 грн.
У меня 1 куб газа = около 0,52 грн. разница в 2 раза.
Расчет в грубых цифрах.
правда неизвестно что будет с ценой на газ после нового года?
Для нашего газа - это максимум 8-9 кВт по электричеству. Нет там столько Дж.
Я когда-то считал, что при ТА электрическим теплым полом дом, который бы теоретически потреблял бы больше 2500м3 газа в год, по расходу электричества выходит на один уровень с газом.
Mendeleev
08.12.2009, 22:35
ну не особо, у читывая что на 1 м3 газа нужно 12 квт эл.энергии? 22*0,4=0,09 грн/квт *12 = 1.056 грн.
У меня 1 куб газа = около 0,52 грн. разница в 2 раза.
Расчет в грубых цифрах.
правда неизвестно что будет с ценой на газ после нового года?
Теплотворная способность метана в наших бытовых трубах 35000-37000 кДж/м3.
Тогда при КПД котла 0.85 из одного куба получится в среднем 8.5 кВт*час, что будет стоить 6 коп. за кВт*час.
Тариф для частных домов с электрическим отоплением 18.72 коп. кВт*час, или 7.5 коп. кВт*час при 3-х зонном ночном тарифе.
Как видите разница незначительная.
AndrejKiev
09.12.2009, 07:11
Вы имеете ввиду, что при теплоёмких внутренностях трудно быстро регулировать температуру в широких диапазонах (например, быстро разогреть дом)?

Я имею ввиду то, что хоть и масса большая, но дельта запасаемых температур малая, а попытка "вкачать" тепла побольше приведет к "Ташкенту". У меня весь первый этаж ~ 10 См бетона на ЭПС и с теплым полом. Хорошо чувствуется инерционность осенью-весной, при отключенном отоплении. Когда через большие окна днем дом набирает ~2 градуса, а за ночь их отдает. Думаю, что в бумажным домике было бы не так.
Mendeleev
09.12.2009, 09:57
Я имею ввиду то, что хоть и масса большая, но дельта запасаемых температур малая, а попытка "вкачать" тепла побольше приведет к "Ташкенту".
Это да. Обычную стяжку пола ведь не разогреешь до +90.

А у Вас теплый пол чем греется?
AndrejKiev
09.12.2009, 14:00
Это да. Обычную стяжку пола ведь не разогреешь до +90.

А у Вас теплый пол чем греется?

водой. У меня 5кВт лимит по 220.
Kimura
09.12.2009, 15:43
Этот подход верен, но имеет некоторые ньюансы:

1. Теплоемкость бетона в отличии от воды весьма невелика
2. Возникает вопрос как хранить это тепло ибо нагнать в бетон - легко, но удержать - невозможно. Вы не сможете разумно управлять процессом отдачи тепла в помещение и натолкнетесь на проблему "временных провалов" в отоплении.
3. Аккумуляция на бетоне и конструкциях - далеко не такое дешевое удовольствие даже не смотря на видимую простоту и отсутсвие гидравлических примочек.
А почему удержать невозможно ? Еще как возможно - -теплоизоляция рулит - воду теплоизолом не удержать а бетон завернуть в несколько слоев качественной теплоизоляции -вполне реально. Я просто не представляю как энергию запасенную в бетоне потом назад возвращать. КПД - будет очень низкий и медленный..
Mendeleev
09.12.2009, 15:51
Я просто не представляю как энергию запасенную в бетоне потом назад возвращать. КПД - будет очень низкий и медленный..
Согласен с Вами. Если накрыть бетон теплоизоляцией, например, 2 см ЭППС, то он будет отдавать тепло относительно медленно, но потери резко возрастут, можно разве что для компенсации изолировать бетон снизу слоем пенопласта 40 см, но это жесть :)
murava
09.12.2009, 17:58
А почему удержать невозможно ? Еще как возможно - -теплоизоляция рулит - воду теплоизолом не удержать а бетон завернуть в несколько слоев качественной теплоизоляции -вполне реально. Я просто не представляю как энергию запасенную в бетоне потом назад возвращать. КПД - будет очень низкий и медленный..


Удержать практически невозможно - отток тепла неконтролируемый. Ну попробуйте нагреть пол и заставить его не остыть хотя бы сутки.

А про КПД - помилуйте, он почти 100%ный. Сколько пол запас тепла - столько и отдаст за минусом потерь через ограждения. Это вопрос просто времени, и на этот процесс Вы повлиять никак не можете (кроме накрыть пол ковром)

Эти системы отлично работают в установленном режиме, но при динамических изменениях входных условий: резкое похолодание, мороз, потепление - они почти неконтролируемы и выбиваются из графика в огромных рамках.
Kimura
09.12.2009, 18:56
Удержать практически невозможно - отток тепла неконтролируемый. Ну попробуйте нагреть пол и заставить его не остыть хотя бы сутки.

А про КПД - помилуйте, он почти 100%ный. Сколько пол запас тепла - столько и отдаст за минусом потерь через ограждения. Это вопрос просто времени, и на этот процесс Вы повлиять никак не можете (кроме накрыть пол ковром)

Эти системы отлично работают в установленном режиме, но при динамических изменениях входных условий: резкое похолодание, мороз, потепление - они почти неконтролируемы и выбиваются из графика в огромных рамках.
Верю Вашему опыту. Но как же Вы будете отбирать назад тепло ?
murava
09.12.2009, 20:39
Отбирать -никак. Ждать пока остынет :) Тут только добровольно, принудить бетонную стяжку к чему-то как-то сложно :)
Mendeleev
09.12.2009, 21:19
Эти системы отлично работают в установленном режиме, но при динамических изменениях входных условий: резкое похолодание, мороз, потепление - они почти неконтролируемы и выбиваются из графика в огромных рамках.
Резкое потепление заметьте не самый страшный вариант, если конечно, жаба не удавит киловатты в форточку выкинуть.

А вот с резким похолоданием дела действительно плохи. По моим прикидкам, 50-ти тонный кусок бетона, дня три будет входить в стационарный режим.
korund
10.12.2009, 07:15
Теплотворная способность метана в наших бытовых трубах 35000-37000 кДж/м3.
Тогда при КПД котла 0.85 из одного куба получится в среднем 8.5 кВт*час, что будет стоить 6 коп. за кВт*час.
Тариф для частных домов с электрическим отоплением 18.72 коп. кВт*час, или 7.5 коп. кВт*час при 3-х зонном ночном тарифе.
Как видите разница незначительная.

Именно на такие расчеты я опирался, когда рассчитывал систему эл. отопления с аккумуляцией.
И, думаю, не ошибся. Хотя газ проходит с упомянутыми мною домами совсем рядом, мы посчитали, что отопление на газу не будет дешевле (учитывая затраты по установке).
По поводу резкого похолодания: такого-же резкого перепада температуры внутри дома НЕ БУДЕТ. Т.к. все таки и дом утеплен (не коробка из-под ТВ), и если начнется интенсивное охлаждение пола (ТА), то датчик, который расположен близко к поверхности, среагирует быстрее (чуствительность 0,5градуса), чем вы почувствуете разницу.

То Менделеев:
перепад температуры в 5градусов, думаю, многовато,- будет сильно ощущаться, ИМХО. (Я настолько привык к терморегулятору, что ощущаю перепад в 1градус)
И еще: не помню, чей пост,- теплоизоляцией ТА по бокам (со стороны цоколя не надо пренебрегать, как поступил я в своем доме,- теперь зимой прогреваю отмостку.

Удачи!
korund
10.12.2009, 07:24
Резкое потепление заметьте не самый страшный вариант, если конечно, жаба не удавит киловатты в форточку выкинуть.

А вот с резким похолоданием дела действительно плохи. По моим прикидкам, 50-ти тонный кусок бетона, дня три будет входить в стационарный режим.

Все зависит от мощности системы: 28т бетона при мощности отопления в 12,5 кВт "входят в режим" около суток, примерно за такое-же время нагревается моя банька,- 12т бетона при 6,2кВт.
Напомню: речь идет о каркасных конструкциях.

Удачи!
Kimura
10.12.2009, 11:13
Отбирать -никак. Ждать пока остынет :) Тут только добровольно, принудить бетонную стяжку к чему-то как-то сложно :)
Тю я же понял что обсуждалась идея не теплого пола а именно бетонной подушки необыкновенной толщины и идея использовать ее как хранилище температуры с пожеланием потом отбора из нее в систему отопления нужных Джоулей... Тю так так - -это прост о теплый пол... С вариациями по инертности, толщине и теплоотдаче...Холодной водички закачали - и она быстренько так остыла...
Mendeleev
10.12.2009, 13:07
Холодной водички закачали - и она быстренько так остыла...
Тогда другое дело, в таком варианте, конечно, тепло можно отобрать без проблемм.
Но такая система уже ближе к водяному аккумулятору, тем более у водяного суммарная площадь (а значит дешевле утеплить) и объём значительно меньше.
Mendeleev
10.12.2009, 16:07
Все зависит от мощности системы: 28т бетона при мощности отопления в 12,5 кВт "входят в режим" около суток, примерно за такое-же время нагревается моя банька,- 12т бетона при 6,2кВт.
Вы конечно абсолютно правы, если мощность отопления будет достаточно большая, то и разогреть плиту можно сравнительно быстро.

Не могли бы Вы поделиться своими знаниями и опытом – как проще всего автоматизировать такую систему отопления, то есть, какие именно для этого нужны устройства?
korund
10.12.2009, 16:19
... тем более у водяного суммарная площадь (а значит дешевле утеплить) и объём значительно меньше.

Во-во!:Bravo: Медленно подходим к самому интересному вопросу. (для меня, по крайней мере)

можно сделать водяной ТА:
ПЛЮСЫ: меньше обьем, а значит, и кол-во утеплителя
МИНУСЫ: надо кипятиь, ШОБ не завонялась, и ваще, может сбежать вся ТА в землю :):o

а можно и бетонный с совмещением функции фундаментной плиты и ТА:
ПЛЮСЫ: подходит для любой почвы, экономия на фундаменте, никуда не убежит (типа, в землю)
МИНУСЫ: бетон дороже, чем вода (хотя если посчитать стоимость емкости под 10-20-30 кубов воды....:\"\": в общем, не даром будет), система менее инерционна, чем водяная, такой-же теплоемкости.

Удачи!
korund
16.12.2009, 07:51
Вы конечно абсолютно правы, если мощность отопления будет достаточно большая, то и разогреть плиту можно сравнительно быстро.

Не могли бы Вы поделиться своими знаниями и опытом – как проще всего автоматизировать такую систему отопления, то есть, какие именно для этого нужны устройства?

В наш "стандартный" набор входят:
-Многотарифный счетчик, запрограмированный на ТРИ тарифа (ДВА тарифа не выгодно), само собой, если большая мощность, то ТРЁХфазный.
-Кабельная система отопления ("теплый пол") с термостатом, имеющим возможность работать с датчиком температуры пола
-Магнитный пускатель (контактор) соответствующий суммарной мощности кабелей (дабы не ставить на каждый кабель отдельный термостат)
-Укладку кабеля производим по армосетке (поверх теплоизоляции пенопластом лучше сделать черновую стяжку, а потом класть сетку, чтоб предотвратить перегрев пенопласта в случае выхода из строя датчика температуры пола)
-шаг укладки кабеля от 5 до 10 см (в среднем 7,5). шаг можно увеличить, но упадет мощность системы, => и увеличится время прогрева.
-Стяжка по ТП, естественно, делается "плавающая".

УСЁ, вроде.

Удачи!
Mendeleev
17.12.2009, 00:01
В наш "стандартный" набор входят:
-Многотарифный счетчик, запрограмированный на ТРИ тарифа (ДВА тарифа не выгодно), само собой, если большая мощность, то ТРЁХфазный.
-Кабельная система отопления ("теплый пол") с термостатом, имеющим возможность работать с датчиком температуры пола
-Магнитный пускатель (контактор) соответствующий суммарной мощности кабелей (дабы не ставить на каждый кабель отдельный термостат)
-Укладку кабеля производим по армосетке (поверх теплоизоляции пенопластом лучше сделать черновую стяжку, а потом класть сетку, чтоб предотвратить перегрев пенопласта в случае выхода из строя датчика температуры пола)
-шаг укладки кабеля от 5 до 10 см (в среднем 7,5). шаг можно увеличить, но упадет мощность системы, => и увеличится время прогрева.
-Стяжка по ТП, естественно, делается "плавающая".
Спасибо за ценную информацию! Позвольте ещё один вопрос :)

Вы применяли в системе датчик учитывающий температуру на улице?
korund
17.12.2009, 07:28
Вы применяли в системе датчик учитывающий температуру на улице?

Нет, не применял. Объясню почему.

Во-первых, я с таким датчиком достаточно много "поизвращался", подключив его к своему газовому котлу, который у меня также работает на ТП.
Две недели испытаний от этого дачика сходили с ума и котел, и я. Хоть датчик и был расположен в тени, не на ветру и т.д. (по Инструкции), систему постоянно от него "колбасило": днем чуть потеплело, котел вырубился,- вечером похолодало, а полы холодные.
По всей видимости, наружный датчик есть смысл использовать при радиаторной системе отопления (+ в том, что датчик зачастую идет нахаляву с котлом)

Во-вторых, при установке комнатного термостата сразу почувствовался комфорт (термостат реагирует на изменения температуры в доме на 0,5градуса)
Что интересно, появился еще и комфорт душевный: котел стал меньше "жрать" газа.

ОтакЭ.

Удачи!
korund
17.12.2009, 07:35
И еще, забыл добавить очень существенное дополнение к своему предпоследнему посту:

-очень существенной экономии эл.энергии при многотарифном учете можно добиться с помощью ЧАСОВ. Это типа такой контактор, который подает напругу на потребителей в строго установленное ему время.
Для ГВС в коттеджах мы пару раз использовали 300-литровые эл.бойлеры, которые, естественно, дешевле нагревать в ночное время.
Реально, 300л воды в 80градусов хватает с запасом на семью из 3-4чел.

Удачи!
abalov
28.04.2011, 07:52
Добрый день,не знаю в какой теме лучше написать свой вопрос,может кто подскажет,решил сделать теплоакумулятор под домом уже выкопал яму под теплоаккумулятор,залил опалубку,купил австротерма 50 мм,пенополистирола 40 мм,дополнительно взял фальги 0,05 мм и трубы нержавейки 800 м.Буду делать теплоаккумулятор на 60 кубов бетона,с 8 контурами трубы по 100 м .Остался один маленький вопрос ,каким видом бетона это всё залить???Подскажите пожалуйста?
Ростислав
28.04.2011, 13:02
видимо максимально пластичного, т.е. нужен пластификатор
korund
29.04.2011, 05:57
.....дополнительно взял фальги 0,05 мм.....

А это уже лишнее: фольга имеет свойство отражать ИК лучи только на границе двух сред (т.е. если она висит в воздухе). При непосредственном контакте с бетоном получается непосредственная теплопередача.

Если собираетесь заливать ТА бетоном из миксера, то насчет пластификатора не беспокойтесь,- он там уже будет: на ЖБИ его добавляют по рецептуре. Единственное, что нужно указать при заказе бетона - его подвижность, чтобы была возможность его хорошо уложить.

Про армирующую сетку, надеюсь, не забыли?

Трубу, я так понимаю, ф20 взяли, раз контура по 100м.п. будут?

И вся эта плита, наверное, будет выполнять роль фундамента?

Удачи!
Sigma
29.05.2011, 12:49
в максимально термоинерционном доме жил в черногории....каменные стены в пол метра создают идеальную прохладу летом. и ни в одном доме построенном таким образом не видел кондиционеров. их роль выполняет плющ или просто деревья, затеняющие фасад. кроме отопления надо думать о прохладе летом. на юге украины это весьма актуально. я согласен что камень далеко не экономный вариант. допустим односторонние термоблоки, утепленные кирпичные дома, утепленные дома из ракушечника могут помочь выполнить задачу теплоемкости. я думаю что заливка большого бетона в фундамент и перекрытия имеют достаточно сильные ограничения прежде всего здравым смыслом. аккумулироваться в стенах тепло будет косвенным способом. а в полу можно и с использованием нагревательных кабелей либо труб.

ведь даже ytong производит не только газобетон плотностями примерно 400-600. он производит также теплоизоляционные блоки мультипор и конструкционные силикатные блоки силка. присутствие таких материалов в рамках одной компании приводит к мысли что это имеет серьезный смысл.
жаль что у нас не производят что то подобное. я думаю это имеет право на жизнь так как обеспечивает большую термоинерционность чем газобетон марки 400 при одинаковой теплоизоляции

извините что не в теме про стены, но я так думаю

0 коммент.:

Отправить комментарий