Перед обсуждением инженерки⁠⁠

В доме не совсем обычное отопление, да и вентиляция. Но, прежде чем перейдем к их обсуждению, немного рассмотрим мифологию вокруг отопления. Пара мифов.

Но вначале, про расчетную модель.

Для расчетов, в рамках проекта, создана довольно простая модель теплообмена:

• весь год разбит на кванты по 10 мин.

• взят стандартный трехчасовой метеографик (метеоархивы с замерами уличной температуры каждые три часа), конкретно - Вологда, 2015 год (просто под руки попался)

• в каждую десятиминутку года считается экспонента нагрева (либо остывания)

• по температуре в конце десятиминутки принимается решение о включении, либо выключении печки, из метеографика берется температура следующей десятиминутки года и считается следующий квант.

• переменные: размеры дома, тепловое сопротивление пола, стен, потолка, площадь и сопротивление окон, теплоемкость дома и т.д. (см картинку ниже) - можно поиграть параметрами.

Миф, про утепляться особо смысла нет, 50% уходит в вентиляцию/окна/двери/астрал...

Еще один миф, про инерционные дома, которые "экономичны", про "инерция наше все" и т.д.

Типа преамбулы. Это уже моя песочница (теория управления), поэтому позволю себе простые, наглядные модели.

На воде, при скорости стремящейся к нулю, сила сопротивление движению тоже стремится к нулю. Работы (энергия) - это произведение силы на расстояние. Если задача причалить судно, то при околонулевых силах, затраты энергии будут тоже околонулевые и равные для причаливания океанского лайнера и байдарки.

Это с позиций физики в идеальных условиях (ну там всякие ветра, волнения - уберем сильным колдунством).

А с позиций "как оно по жизни" - для причаливания лайнера, за час ерзанья потребуется с десяток тонн соляры. А на байдарку - пара взмахов веслом.

И никаких противоречий с физикой нет, просто в реалии, никто не хочет швартовок длительностью примерно в вечность. Надо побыстрей.

А побыстрей, это управление и ОШИБКИ УПРАВЛЕНИЯ (без которых, управления не бывает). Лайнер нужно вначале разогнать (вложив бездну энергии), потом тормознуть (выкинуть вложенную энергию на подогрев моря). Потом снова разогнать и т.д. И на каждый чих - соляра ведрами.

Авто на трассе и в городе. Один вес, одно сопротивление качению, МЕНЬШЕЕ воздушное сопротивление (меньшие скорости) и бОльший расход топлива.

Потому что в городе, возникает задача управление скоростью, светофоры там, которые опускают скорость до нуля, а на последующий разгон требуется 0.5mv^2, которые у следующего светофора будут скинуты на разогрев колодок. И, замечу, чем больше масса машины, тем бОльшая разница между расходами трасса - город, тем бОльшая цена ошибок управления.

Ровно тоже, происходит в инерционных домах. У нас - разогрета плита пола, под уличную -40С. В течении суток, на улице теплеет до -10С, в доме, неизбежно станет жарко, люди открывают форточки, выбрасывая тепло, тем больше, чем больше его было запасено, т.е. чем больше теплоемкость (теплоинерция) дома.

При резком похолодании, при старте разогрева дома после какой-то консервации, возникает другая проблема, мощность источников тепла достаточная для поддержания +24С при -45С, вдруг, становится недостаточной. при каких-то -15С, слишком долго разогревается и люди в дополнение к теплым полам, лепят радиаторы.

Все это разумеется не на уровне "ой все пропало", но вполне заметные явления.

Короче, цепляю интересную табличку.

Короче выводы:

• инерция за год, нифига не наэкономила, скорей немного проиграла.

• Снижение температуры в доме, дает на треть бОльший выигрыш для утепленных домов и меньший для инерционных, 9,7%, против 6,3%.

При этом, разумеется, инерционные дома могут экономить. Но, уже не ЭНЕРГИЮ, а ФИНАНСЫ. Т.е. если топите печкой, нифига не экономите, если электро по ночному тарифу - то экономия.

Еще раз повторю. Речь не о драматических разницах в энергии. Речь скорей о комфорте.

Ну и о том, что теплые полы, позволяют немного экономить на разнице в целевой температуре. Опять таки, вопреки лозунгам зафанатевших теплопольшиков - немного. В пределах 0,5-1 градуса. Т.е., если вам с батареями комфортно при +24С, с теплым полом, будет примерно также, при +23С.

Теплоинерция и теплоАКБ.

Не синонимы. Да, к примеру, в стяжке теплого пола, можно накопить теплоэнергию. Но, это аналог АКБ, который дико течет, саморазряд у него.

Его нельзя зарядить сегодня, а использовать через неделю, когда потребовалось. Он за пару суток, разрядится в ноль, вне зависимости, нужно Вам в эти сутки тепло, или нет.

Поэтому, все же более перспективным, считаю теплоАКБ. Который, в случае хорошо утепленного дома, требуется в разы меньшей и емкости и мощности.

Ну и уже не мифы, а просто прикинем параметры и цену простейшего теплоАКБ.

Пойдем от печки (котла). Теплотворная способность дров, где-то 15 МДж/кг. Пусть в котле сгорает 5 кило дров в час. Это мощность порядка 5*15000/3600=20 кВт, с учетом КПД в воду пойдет поток 14 кВт, или 14*3600=50МДж. Нам нужно, чтоб этот залп не разорвал хомячка на куски. Ограничим диапазон нагрева в 30С (с +30С, до +60С) для пластиковой емкости.

Для нагрева литра воды на градус, нужно 4,18 кДж. На 30С - 4,18*30=125 кДж.

50 000 кДж (50МДж), нам хватит для нагрева 50000/125=400 литров воды. Еще раз, одна топка, при которой за час сгорит 5 кило сухих дров, нагреет бак в 400 л. на 30С.

Насколько хватит этой энергии? Я на примере своего дома, при -6С. Для нагрева на 30С (до +24С в доме), мне хватает мощности в 1,7 кВт. 50 МДж я сожру за 50/1.7=29,4 часа. Т.е. при -6С улицы, хватит одной топки в сутки.

Сколько может стоить такой АКБ? Ну, самый наглый вариант - 130 руб + пара дырявых бочек 200 л которые "вон там валяются" (130 руб. стоит пластиковый вкладыш в такую бочку).

Контур нагрева для теплых полов и предварительного нагрева бойлера - внаглую крутим спираль из труб теплого пола. Ну и утепление, коробка из двух-трей слоев пеноплекса 50 мм, с перехлестом швов. Грубо, если коробка 2*1*1 метр, это 10 м2, или примерно 12 тыс. за пеноплекс слоем 100 мм. Если покупать пластиковую бочку, то на 500 л, начиная с 9 тыс.

При -36С улицы, топить (греть теплоАКБ) - придется дважды в день.

Или брать бак удвоенной емкости. Который все равно придется топить дважды (с одного раза запаса дров в печке не хватит) :)

Или большой теплообменник (кубовый) и большую печку (киловатт на 30), этого хватит на сутки при серьезных морозах (одна топка в сутки).

Есть НО. Все это верно, для домов с очень малыми теплопотерями. Для плохо утепленных домов, изба, камень... - объемы теплоАКБ сразу идут в кубах. И прогреть такое, пятилитровым котлом, уже не получится, там все размеры и цены растут в логарифмической прогрессии.

Впрочем, о связи цен на инженерку с потребными мощностями, уже писал. Тепловой насос на 3 кВт - 30 тыс, на 20 кВт - поллимона, и, вот это все, что следует знать о последствиях слабого утепления..