Аккумулирование тепловой энергии в подземных резервуарах (TTES)

25.12.2011

Публикация по дому Haus R128 Вернера Собека кратко описывала сезонное тепловое аккумулирование энергии. В доме Собека медные трубопроводы вдоль потолков поглощают летом избыточное тепло и передают его в хорошо теплоизолированный резервуар - теплоаккумулятор. Зимой собранное тепло рециркулируется для обогрева дома. Несмотря на то, что идея аккумулирования тепла, взамен сжигания топлива не нова, мы считаем ее очень перспективной. Мы отмечаем рост числа проектов успешно использующих сезонное хранение тепла при снижении количества или полном отказе от традиционных нагревателей.

Одним из первых реализованных проектов использования сезонного хранения тепла был Солнечный Дом №1 построенный в Массачусетском Технологическом Институте в 1940 г. Этот проект, включал в себя маленький дом и большой резервуар ниже уровня пола, который использовался для обогрева здания круглый год. Солнечные коллекторы на крыше использовались для нагрева воды в резервуаре. Не очень изящное, но экономически обоснованное решение.

 

 

В течение 1988-1996 г.г. Международное Энергетическое Агенство - IEA реализовало ряд демонстрационных проектов для мониторинга концепций сезонного хранения тепла.

Немецкий Nullheizenergiehaus (дом с нулевым подогревом) в Берлине – Шпандау, использующий 20 куб термоизолированный резервуар, который нагревался объединенной системой солнечных коллекторов на крыше.

Скандинавский пассивный дом.

После 3 лет строительства больше чем 25 отдельных пассивных зданий в Ирландии Scandinavian Homes Ltd. в Голуэе в настоящее время имеется возможность обеспечение солнечными коллекторами 100 % отопления и ГВС, требующейся для дома пассивного типа для одной семьи. 

Этот «супер - пассивный дом» проектировался так, что все необходимое отопление и ГВС обеспечивается солнечным нагревом. В этом проекте используется подземная емкость 23 куб м с толщиной теплоизоляции 400-600 мм по внешней поверхности, что дает возможность обеспечить среднее значение теплопотерь U=0,059 Вт/м? град.

Требование по отоплению для теплоизолированного дома - 15 кВт час/м?/год, и для нашего теплоизолированного пассивного дома высшего качества- 7.5 кВтчас/м?/год. : У пассивных 150 m2 домов будет ежегодное потребление тепла 2250 кВт час/год; суперпассивная версия дома будет нуждаться в 1125 кВт час/год. Добавьте горячую воду ГВС, нагрев которой рассчитан в пределах 2190 кВт час/год для типичной семьи из 4-х человек. Суммарно для нагрева теплоизолированного дома требуется 4440 кВт час/год; для пассивного дома высшего качества требуется 3315 кВт час/год.

Требования к солнечным коллекторам: Предположим, что потери тепла в системе хранения 50 % что дает необходимую энергию нагрева 4440 x 2 = 8880 кВт час/год, требуемых для простого пассивного дома, и 3315 x 2 = 6630 кВт час/год для супер- пассивного дома. Вакуумные солнечные коллектора площадью1.8 м? на модуль производят 586 кВт час/м?/год согласно тесту шведского государственного испытательного учреждения Statens Provningsanstalt. (Тесты были сделаны со Стокгольмскими погодными данными на 59N широте). Голуэй расположен на 53N широта. Это означает, что требуется 8880 / 586 = 15.2 м? - площадь коллектора для пассивного дома и 6630 / 586 = 11.3 м? площадь коллектора для супер- пассивного дома.

Стандартный 300л теплоизолированный резервуар №1 для суточного хранения тепла, расположенный в подсобке связан теплообменником с солнечными коллекторами на крыше.

Большой подземный резервуар, - резервуар №2, связан с домом теплоизолированной 160-миллиметровой гибкой дренажной трубой. Эта водопропускная труба содержит, в общей сложности пять предварительно теплоизолированных 20-миллиметровых нержавеющих труб..

Большой резервуар оборудован экраном, сделанным из бетонных блоков в центре резервуара. Этот экран сидит на перемычке в 200 мм от основания и достигает высоты 1500 мм от основания. Теплообменник солнечного тепла расположен в основании на одной стороне экрана, и две катушки теплообменников разгрузки расположены около вершины в другой стороне экрана. Приоритет нагрева маленького резервуара №1 для ГВС. Коллектора на крыше нагревают воду в 300-литровом резервуаре №1. В этом резервуаре используется стандартный кольцевой теплообменник. Когда в этом резервуаре достигается температура 65°C , сток воды переключается клапаном, для подогрева подземного Резервуара №2.

Дом оборудован минимальным количеством PEX труб для подогрева пола. Одна ветка на 60 м. в подсобке, другая ветка на 60 м. под этажом душевой наверху и еще одна ветка на 60 м. разделена между ванной и соседний комнатой на первом этаже. Общая длина 180 м. Дополнение к теплому полу служит тепловентилятор VEAB, установленный в системе воздушного отопления комнат. Вид в подсобке: внутренняя емкость Резервуар№1 на 300л для нагрева от коллекторов (суточное хранение тепла), тепловентилятор для воздушного отопления и пр.

Отзывы, вопросы-ответы

Ваш вопрос/отзыв/комментарий:

Вы можете оценить работу специалиста: