Je leden a venku je zima. Ale jaro se brzy blíží a na mysl přicházejí myšlenky na to, co byste chtěli v zemi dělat. V první letní mimosezóně jsem byl zaneprázdněn nákupem potřebných přístrojů – nářadí, čerpací stanice a sekačky. Ve druhém jsem se staral o normální plot (měli jsme pak vratký řetěz). Nyní – třetí, a především se obávám, že ve venkovském domě není žádné topení. A nejraději bych na něm strávila vánoční svátky ☹.
Důležité: dnes nepíšu o tom, co se udělalo, ale o tom, co je třeba udělat. To vše jsou stále projekty v mé hlavě a na papíře a budu velmi vděčný za konstruktivní kritiku nápadů.
Anamnéza
Budeme se bavit o vytápění, a proto jsou důležité technické detaily. Takže mám dvoupatrovou chatu. První patro je ze dřeva 150 mm s izolací z minerální vlny 50 mm uvnitř a 50 mm vně. Pásový základ, izolace podlahy je také provedena na minerální vlně, 100 mm. Celková plocha prvního patra je 35–40 metrů. Přistavená terasa není zateplená, její plocha je 45 čtverečních. Má kuchyň. Druhé patro je podkrovní a také není zatepleno, jeho plocha je něco málo přes 25 metrů. Tím pádem musím zateplit terasu a druhé patro, přičemž nemám jistotu, že mi na ně v letošní sezóně dosáhnou ruce (to je taky hodně peněz).
Vytápění je také . k dispozici. Mezi dvěma ze tří pokojů v přízemí jsou holandská kamna, která dobře vytápí celé patro. Je pravda, že při teplotě na ulici -5 stupňů je k tomu třeba zahřívat po dobu 4 hodin. Místnosti se prohřívají samozřejmě nerovnoměrně a kamna vyžadují hodně starostí (dřeva je také hodně, ale palivové brikety používám častěji, mám je rád). Je zde i ohřev vody. Bývalí majitelé ho ale dlouho nepoužívali, byl sesbírán z borového lesa a z jednoho druhu starého elektrokotle nefunguje dobře. Proto toto vše nemilosrdně zničím.
Nemůžu si vzpomenout.
. jeden z komentářů k úplně prvnímu, úvodnímu příspěvku o chytré dači. GSM relé bohužel funguje pouze jako spínač. Pravděpodobně za pár let nasbírám dostatek zkušeností, abych podle teploměru určil, jak je dača zmrzlá. Termostaty se mi ale zdají spolehlivější. Proto bude vyžadován systém složitější než jedno relé nebo dokonce několik takových zařízení.
No, ani nepřemýšlím o tom, že bych povolil otevřené pálení v mém domě v mé nepřítomnosti.
Plyn není a nebude (zjistit). Proto se mohu topit pouze elektřinou. Plyn z tlakové láhve, kotle na naftu nebo tuhá paliva nelze uvažovat, protože.
Cíl je jednoduchý. Vytvořte topný systém, který bude schopen v zimě udržet v dači teplotu +5 stupňů a ohřát ji na přijatelných +20 – +23 v těch pár dnech, kdy přijedu na daču. Hlavní otázka, která mi (zatím) čelí, je proto:
Kotel nebo konvektory?
Tuto otázku jsem prakticky (ale ne úplně, mám ještě měsíc a půl na rozmyšlenou) rozhodl ve prospěch konvektorů. Proč:
celkový příkon kotle a konvektorů je přibližně stejný a náklady na teplo budou přibližně stejné, přičemž konvektory ponechávají více prostoru pro “manévrování”;
vytápění kotlem vyžaduje vybudování poměrně vážného inženýrského systému, který si nejlépe objednají odborníci. Konvektory navíc vyžadují mnohem méně investic;
Celková plocha domu je něco málo přes 75 m25. metrů. Přitom XNUMX metrů padá na druhou, ještě neizolovanou podlahu, jejíž vytápění budu organizovat snad ani ne letos. Kromě toho je třeba vést nahoru, podle mysli, druhý okruh ohřevu vody;
Mám pokoje v prvním patře, které jsou nerovnoměrně vytápěné. Dva z nich lze vytápět kamny na dřevo, zatímco třetí zůstává studený. Navíc uvažuji o vytápění i prosklené terasy. A to vše bude vyžadovat diferencované řízení výkonu, které je velmi obtížné organizovat pomocí kotle;
Podle součtu faktorů jsou v mém případě konvektory jak účinnější, tak levnější než kotel. A hlavně je to jednodušší. Je to jednodušší i proto, že soustavu konvektorů mohu budovat postupně (s tím, že ji měním podle zkušeností s používáním) a v systému ohřevu vody je třeba předem počítat s vodním kamenem – a to mě zaráží.
Jsou to jen konvektory?
V každém případě jsem původně chtěl (a nadále chci) doplnit hlavní vytápění teplými podlahami. Za prvé, ukazuje se, i když relativní, ale nadbytečné. A za druhé se mi líbí samotný nápad. Podlaha navíc není moc, ale potřebuje facelift, takže můžete spojit dvě radosti.
Pro moje podmínky je vhodná pouze filmová infra podlaha. Všechny ostatní odrůdy jsou instalovány v betonovém lití, což v dřevěném domě není možné. Vzhledem k tomu, že je nutné jej pokládat pouze na místa bez nábytku, nebude schopen prostor plně vytopit. Ale určitě to přidá pohodlí.
Požadovaný výkon
S výpočtem potřebného výkonu konvektorů je vše celkem jednoduché. Googlování ukázalo, že pro ně potřebuji alokovat téměř 7 kW. Mám je. Další 4 kW budou vyžadovat teplou podlahu, přičemž se vezme v úvahu skutečnost, že bude instalována pouze na místech bez nábytku. Celkem bylo do domu přivedeno 15 kW a zůstala i malá rezerva, ale je třeba si uvědomit, že se bavíme o maximální spotřebě energie. Chápeme, že v ty dny, kdy nejsme na dači (a plánujeme k ní v zimě přijet jen občas a na pár dní), je úkolem topení udržet minimálně +5 stupňů.
(Mimochodem podotýkám, že náklady na takové vytápění jsou stále problém a o tom, jak je snížit, napíšu samostatně).
infrastruktura
Při výměně elektroinstalace a štítu v domě jsem předem vyvedl tři samostatné fáze (pak se předpokládalo, že všechny půjdou do kotle). Ve štítu jsou ovládány pouze společným spínačem a ochranu pro ně udělám v samostatném panelu – RCD pro každou fázi a 16A automaty pro každý spotřebitel. Zbývá pouze vypočítat rozdělení výkonu po fázích.
S tímto výpočtem je jistá potíž – každá z místností vyžaduje jiný výkon. Navíc je nerovnoměrně rozložen ve fázích, s přihlédnutím k dalším spotřebičům.
Udělal jsem předběžné výpočty, když jsem loni na jaře navrhoval nový elektrický panel, ale myslím si, že to bude muset být předěláno – na jedné fázi je zavěšeno příliš mnoho zátěže. Budu proto vděčný především za rady specialistů v energetice.
Možné scénáře využití chytrého vytápění
Není v nich žádná originalita.
První – “лето“. Vše je velmi jednoduché – topení je vypnuté. (Možnost 1A – “za studena“. To se děje ve středním pruhu a v tomto případě můžete jednoduše zapnout na chvíli několik konvektorů v oddělených místnostech se zaměřením na aktuální počasí).
Druhý – “jsem ve městě“. Teplota v místnosti musí být udržována na kladné teplotě 5 stupňů. Současně by během dne mělo topení fungovat „za minimální mzdy“ a od 23 do 7 hodin (noční sazba) můžete zvýšit výkon.
Třetí scénář jejsem na chatě“. V prostorách je udržováno +22 stupňů, přičemž je zohledněno teplo poskytované kamny a podlahovým vytápěním.
Управление
V řídicím systému je těžké přijít s něčím novým a originálním – může být založeno na termostatech. Zároveň mám v úmyslu udělat co nejjednodušší řídicí systém pro podlahové vytápění – bude plnit pomocné funkce. Ale pro každý případ zvolím systémy s možností vzdáleného přístupu.
S konvektory si ale musíte pohrát.
V přízemí mám malé místnosti a nepotřebují výkonné konvektory. Podle mých výpočtů bude stačit jeden na 1000 wattů a tři na 500 wattů. Na terasu bude potřeba mnohem více – zde je také plocha zasklení pevná, takže pokládám několik konvektorů o celkovém výkonu 2 nebo dokonce 2,5 kW. Napájení pro každý z prostor bude organizováno prostřednictvím samostatného elektrického vedení a na každém z nich musí být instalovány regulační termostaty.
Nechci používat konvektory s vestavěnými termostaty. V recenzích jsou často nadáváni: jejich termostaty zpravidla nejsou příliš spolehlivé a teplota se měří pouze kolem nich. Proto – lež. Proto jsem zvolil samostatné termostaty pro každou místnost.
Zvažuji několik možností současně.
Ovládací termostaty, které jsou instalovány na elektrickém vedení. Argumenty pro – pohodlí a spolehlivost, proti – cenu. Stojí asi 8 tisíc rublů a jejich použití okamžitě zvýší rozpočet projektu.
Termostaty HIPER IoT Thermostat S1. V jejich prospěch – pohodlí, lze je umístit na každý konvektor (v mém případě – na každou místnost) a relativně nízkou cenu. Mínus – fungují na principu “zapnuto-vypnuto”, doženou teplotu na požadovanou hodnotu a následně vypnou. Příliš se mi to nelíbí – spotřeba energie se může stát neovladatelnou. Je pravda, že je možné ovládat každý konvektor samostatně, pokud potřebujete do místnosti umístit další. Ve prospěch této možnosti – a nejjednodušší škálování (v případě potřeby).
Dobrý HIPER IoT Thermostat S1 elementární jednoduchost. Jediné, co je třeba zvážit, je, že by měl být dostatečně daleko od konvektoru, proto je pro něj potřeba zvolit topidlo s dostatečně dlouhým napájecím kabelem. Teplotní čidlo na termostatu by mělo být ve výšce 1–1,2 metru od úrovně podlahy. HIPER IoT Thermostat S1 není vhodné umisťovat k oknu nebo na parapet. To vše je nutné k tomu, aby přístroj mohl správně odečítat teplotu v místnosti a udržovat ji na úrovni, kterou potřebujete.
Příkon připojeného výkonu je 3 kW, stačí pro jakýkoli konvektor, vyhovuje i proudová síla – 16 A. Termostat můžete ovládat jak pomocí tlačítek na pouzdře, tak přes aplikaci. Schéma ovládání je také naprosto jednoduché – nastavíme teplotní rozsah např. do +5 až +10 stupňů a v místnosti je teplo. Jedeme do země – a před časem změníme režim).
Třetí možnost je nejdražší. Nainstalujte invertorové termostaty do elektrického vedení pro každou místnost a při připojování použijte chytré zásuvky HIPER IoT PL03. V tomto případě budu mít možnost ovládat jednotlivé konvektory s přihlédnutím nejen k teplotě v místnosti, ale také k denní době, a využívat tedy výhod nočního tarifu. Volba zásuvky je velmi jednoduchá: je dimenzována na jmenovitý proud 16 A a zátěž 3,6 kW. Spotřeba připojených zařízení by měla být o 30 % nižší než podporovaná, ale zásuvka má solidní rezervu.
Existovala i čtvrtá možnost – použít termostaty namontované na din-liště ve štítu. Ale odmítl jsem to, protože s jejich pomocí můžete ovládat pouze celé elektrické vedení, kromě toho budete muset samostatně připojit teplotní senzory.
Myslím, že jsem musel přehlédnout některé další možnosti ovládání topení. Těším se na konstruktivní kritiku v komentářích.
Morální
Tentokrát to nebude žádná morálka. Protože vše popsané jsou pouze plány, které ještě nebyly potvrzeny zkušenostmi.
Fráze „geotermální energie“ ve většině lidí vyvolává asociace s Islandem, gejzíry a sopkami, někdo si vzpomene na průmyslově rozvinutá ložiska termálních vod na Kamčatce v Dagestánu na území Stavropol. Geotermální energie však není jen průmyslové měřítko, ale také geotermální vytápění soukromého sektoru. Například ve skandinávských zemích je tepelnými čerpadly vytápěno asi 1,5 milionu domů a podobné projekty se realizují i v Rusku. Rozumíme tomu, jak technologie vytápění podzemním teplem funguje, v jakých formách je realizována a jak je efektivní.
Geotermální vytápění: jak to funguje
První domy vytápěné teplem Země začaly vznikat před 50 lety; dnes je lze nalézt po celém světě, od Kanady po Nový Zéland.
Provoz zařízení využívajícího tepelnou energii podloží je založen na využití inverzního Carnotova cyklu, který popisuje kruhové procesy výměny tepla. Takový termodynamický systém funguje díky rozdílu teplot jeho součástí; Princip je již dlouho úspěšně implementován v chladničkách a klimatizacích.
Chcete-li spustit geotermální vytápění doma, musíte zorganizovat systém, který bude shromažďovat teplo z půdy (nebo vody) a přenášet jej do okruhu vytápění domu. Podzemní teplo se vyrábí kdekoli na světě a geotermální vytápění se úspěšně realizuje v Rusku, například v Moskevské oblasti. Zajímavé je, že okruh funguje tak, že v létě funguje jako klimatizace a v zimě jako zdroj vytápění.
V hloubce šesti metrů začíná zóna, kde teplota zůstává stabilní po celý rok. Zůstává na úrovni průměrné roční teploty atmosféry v dané oblasti; v mírných oblastech je + 15 ° C, pod roste. Pro sběr podzemní tepelné energie se používá okruh (výměník tepla). Jedná se o potrubí, které je namontováno pod zemí nebo pod vodou. K organizaci vytápění ze země se používají následující metody:
- ve vertikální studni. Možnost vhodná pro malé plochy. V blízkosti domu jsou vrtány dva geotermální vrty, každý 80-90 m, v každém je umístěna geotermální sonda. Tepelné čerpadlo zvedá ohřátou vodu, ta prochází výměníkem tepla a odevzdává teplo do vnitřního okruhu domu. Vertikální okruh se vyznačuje nejvyšší energetickou účinností a životností.
- S horizontálním kolektorovým zařízením. Metoda je vhodná pro velké plochy. Pro získání správně fungujícího kolektoru jsou pomocí bagru připraveny rýhy o hloubce 2-2,5 m, kde jsou položeny HDPE (polyetylenové) trubky. Plocha místa, ze kterého bude odebíráno teplo, je úměrná ploše bydlení.
- Na dně rybníka. Vodorovný kolektor (sondy horizontálního typu) se instaluje na dno, pokud má nádrž dostatečné rozměry (plochu a hloubku) a je umístěna blízko domu. Metoda také vykazuje dobrou energetickou účinnost.
- Použití nemrznoucí směsi. V dostatečné hloubce (75 m a více) se ponoří nádoba naplněná nemrznoucí kapalinou. Ohřátá kapalina je zvedána tepelným čerpadlem a dodává energii do výměníku tepla a poté se vrací do podzemí pro další cyklus.
Výhody a nevýhody technologie
Geotermální vytápění domu, jehož princip nezahrnuje spalování paliva, je z pohledu moderních představ o ekologické bezpečnosti ideální. Geotermální topný systém poskytuje svým majitelům následující výhody:
- Bezpečnost ve všech oblastech: absence škodlivých emisí, což je důležité pro zdraví majitelů, jejich mazlíčků, pro životní prostředí a také požární bezpečnost.
- S nedostatkem paliva odpadá potřeba jeho nákupu (sklizně), dodávky a skladování.
- Ekonomický přínos. Síly přírody pracují zdarma. Utrácíte pouze za nákup a instalaci systému a během provozu – za elektřinu pro tepelné čerpadlo. Přitom v regulovaném systému připadá na každý 1 kW vynaložený na provoz čerpadla asi 3,5-4 kW vytěžené ze země.
- Kompaktní rozměry. Velikost hlavního okruhu je skryta pod zemí (voda), v domě bude potřeba nainstalovat pouze čerpadlo a není k tomu potřeba samostatná kotelna.
- Dostupnost. Zařízení lze instalovat kdekoli. Jedinou podmínkou pro zahájení prací je přítomnost elektřiny v domě.
- Multifunkčnost. Když je zima, systém funguje na vytápění, když je teplo, funguje na chlazení.
- Dlouhá životnost. Technologicky správná instalace zaručí dlouhodobý provoz. Geotermální okruh je spolehlivě chráněn zemí a životnost tepelných čerpadel je 25-30 let.
Majitelé, kteří nedůvěřují geotermálnímu vytápění soukromého domu, uvádějí následující argumenty:
- Na přípravu systému k provozu musíte vynaložit značné náklady: nákup čerpadla, další materiály, instalace vnějších a vnitřních okruhů. Zařízení bude stát 8-10krát více než podobná plynová zařízení.
- Geotermální systém není autonomní. Aby to fungovalo, na každé 4 kW tepelné energie bude potřeba spotřebovat 1 kW elektřiny.
- Úroveň přenosu tepla je nižší než u tradičních technologií. Například okruh, který jde do hloubky 20-30 m, vydává pouze 40 W tepla na lineární metr.
- Dlouhá doba návratnosti. V průměru přesahuje 10-15 let, přičemž průměrný plynový kotel (do 12 kW) bude splácet asi 5 let.
Jak nainstalovat geotermální vytápění
Instalace geotermálního topného systému zahrnuje tři fáze:
- Na místě probíhají vrtné a montážní práce.
- Zařízení a tepelné čerpadlo jsou zakoupeny a dodány.
- Vnější a vnitřní obrysy jsou namontovány. Jsou připojeny přes tepelné čerpadlo, poté se provede uvedení do provozu.
Horizontální, vertikální a podvodní okruhy mají své vlastní instalační vlastnosti: Horizontální trubkový výměník tepla je položen pod zámrznou hloubkou. Pokud je podzemní voda vysoká, je organizován pískový polštář, jsou přijata opatření k vyrovnání zvedání, deformace a vytlačování obrysu.
Délka horizontálního výměníku je určena výpočtem: 40 m potrubí na 1 kW tepelné energie. Takový systém může vyžadovat pevnou plochu (až 2,5 akrů) a budete muset přijít na to, jak jej použít později, protože nemůžete stavět budovy s podzemním základem nebo sázet stromy nad výměníkem tepla.
Vertikální podzemní okruh je téměř o třetinu účinnější než horizontální protějšek. Hloubka vrtu se vypočítá z poměru 10-30 m potrubí na 1 kW (v závislosti na vlastnostech hornin). Pokud se ukáže, že hloubka je příliš velká a není ekonomicky proveditelná, lze vytvořit několik malých vrtů, které dají dohromady požadovaný výkon.
Je možné uspořádat podvodní okruh za předpokladu, že nádrž je umístěna maximálně sto metrů od domu a v zimě nezamrzne. Chcete-li získat 1 kW tepelné energie, budete muset položit 35 m potrubí. I když se budete muset postarat o kotevní balast, abyste zabránili plavání a ochraně na ledové hraně, podvodní okruh bude z hlediska nákladů nejlevnější.
Současné systémy jsou nastaveny tak, aby poskytovaly ohřev na 50 °C, protože speciální výpočty ukázaly, že tato možnost je nejúčinnější. Důsledkem omezení je použití v domech s vytápěním ze země především ne obvyklými radiátory, ale podlahového vytápění nebo vzduchového (parního) vytápění.
Popis videa
O návratnosti tepelného čerpadla v následujícím videu:
Nejdůležitější znaky
Geotermální vytápění je perspektivní, ale podceňovaný systém pro soukromé domy. Může být organizován třemi způsoby: ve vertikální studni, ve formě horizontálního podzemního kolektoru nebo pod vodou.
Podzemní vytápění je cenově výhodné; Maximálního efektu instalace lze dosáhnout použitím podlahového vytápění. Systém funguje celoročně: v zimě vytápí prostory a v létě snižuje teplotu vzduchu, čímž odpadá potřeba klimatizace. Mnoho majitelů venkovských domů nespěchá, aby si vybrali technologii šetrnou k životnímu prostředí kvůli vysokým nákladům na nákup a instalaci zařízení.
