در خانه منفعل من ...

کلاسیک گفت: "در زمستان باید سرد باشد." معلوم می شود که این لازم نیست. به علاوه، لازم نیست کثیف، بدبو یا مضر برای محیط زیست باشد تا مدتی شما را گرم نگه دارد.

در حال حاضر، ما می توانیم گرما را در خانه های خود داشته باشیم نه لزوما به لطف نفت کوره، گاز و برق. انرژی خورشیدی، زمین گرمایی و حتی بادی در سال‌های اخیر به ترکیب قدیمی سوخت‌ها و منابع انرژی پیوسته‌اند.

در این گزارش ما هنوز به محبوب ترین سیستم ها در لهستان مبتنی بر زغال سنگ، نفت کوره یا گاز اشاره نمی کنیم، زیرا هدف از مطالعه ما ارائه آنچه قبلاً به خوبی می دانیم نیست، بلکه ارائه جایگزین های مدرن و جذاب از نقطه نظر است. از نظر حفاظت از محیط زیست و همچنین صرفه جویی در انرژی.

البته گرمایش مبتنی بر احتراق گاز طبیعی و مشتقات آن نیز کاملاً سازگار با محیط زیست است. با این حال، از دیدگاه لهستان، این عیب را دارد که ما منابع کافی از این سوخت را برای نیازهای داخلی نداریم.

آب و هوا

اکثر خانه ها و ساختمان های آپارتمانی در لهستان با سیستم های سنتی دیگ بخار و رادیاتور گرم می شوند.

دیگ مرکزی در مرکز گرمایش یا دیگ بخار انفرادی ساختمان قرار دارد. عملکرد آن بر اساس تامین بخار یا آب گرم از طریق لوله ها به رادیاتورهای واقع در اتاق ها است. رادیاتور کلاسیک - طرح عمودی چدنی - معمولاً در نزدیکی پنجره ها قرار دارد (1).

1. بخاری سنتی

در سیستم های رادیاتور مدرن، آب گرم با استفاده از پمپ های الکتریکی به رادیاتورها گردش می کند. آب داغ گرمای خود را در رادیاتور از دست می دهد و آب خنک شده برای گرم شدن بیشتر به دیگ باز می گردد.

رادیاتورها را می توان با بخاری های پانلی یا دیواری جایگزین کرد که از نظر زیبایی شناختی کمتر "تهاجمی" هستند - گاهی اوقات حتی به اصطلاح به آنها می گویند. رادیاتورهای تزئینی با در نظر گرفتن طراحی و دکوراسیون محل طراحی شده اند.

رادیاتورهای این نوع از نظر وزن (و معمولاً در اندازه) بسیار سبک تر از رادیاتورهایی با پره های چدنی هستند. در حال حاضر انواع زیادی از این نوع رادیاتورها در بازار وجود دارد که عمدتاً در ابعاد خارجی متفاوت هستند.

بسیاری از سیستم های گرمایش مدرن اجزای مشترکی با تجهیزات سرمایشی دارند و برخی هم گرمایش و هم سرمایش را فراهم می کنند.

انتصاب HVAC (گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع) برای توصیف همه چیز و تهویه در یک خانه استفاده می شود. صرف نظر از اینکه از کدام سیستم HVAC استفاده می شود، هدف تمام تجهیزات گرمایشی استفاده از انرژی حرارتی از منبع سوخت و انتقال آن به فضای زندگی برای حفظ دمای محیط راحت است.

سیستم های گرمایشی از سوخت های مختلفی مانند گاز طبیعی، پروپان، روغن گرمایشی، سوخت های زیستی (مانند چوب) یا برق استفاده می کنند.

سیستم های هوای اجباری با استفاده از فر با آشلرکه هوای گرم را از طریق شبکه ای از کانال ها به مناطق مختلف خانه می رساند، در آمریکای شمالی محبوب هستند (2).

2. سیستم دیگ بخار با گردش هوای اجباری

این هنوز یک راه حل نسبتا نادر در لهستان است. این در درجه اول در ساختمان های تجاری جدید و خانه های شخصی، معمولا در ترکیب با یک شومینه استفاده می شود. سیستم های گردش هوای اجباری (شامل تهویه مکانیکی با بازیابی حرارت) دمای اتاق را خیلی سریع تنظیم کنید.

در هوای سرد به عنوان بخاری عمل می کنند و در هوای گرم به سیستم تهویه مطبوع خنک کننده تبدیل می شوند. سیستم های CO معمولی برای اروپا و لهستان با کوره، دیگ بخار، رادیاتور آب و بخار فقط برای گرمایش استفاده می شود.

سیستم های هوای اجباری معمولاً آنها را فیلتر می کنند تا گرد و غبار و آلرژن ها را از بین ببرند. این سیستم همچنین شامل دستگاه‌های مرطوب‌کننده (یا خشک‌کننده) است.

از معایب این سیستم ها نیاز به نصب کانال های تهویه و رزرو فضا برای آنها در دیوارها می باشد. علاوه بر این، فن ها گاهی اوقات پر سر و صدا هستند و هوای متحرک می تواند باعث انتشار آلرژن ها شود (اگر دستگاه به درستی نگهداری نشود).

علاوه بر سیستم هایی که بیشتر برای ما آشنا هستند، i.e. رادیاتورها و واحدهای تامین هوا، سایرین، عمدتا مدرن وجود دارد. تفاوت آن با سیستم های گرمایش مرکزی هیدرونیک و هوای اجباری در این است که مبلمان و کف را گرم می کند، نه فقط هوا را.

نیاز به نصب لوله های پلاستیکی برای آب گرم در داخل کف های بتنی یا زیر کف های چوبی. این یک سیستم بی صدا و به طور کلی کارآمد انرژی است. به سرعت گرم نمی شود، اما گرما را برای مدت طولانی تری حفظ می کند.

همچنین "کاشی کف" وجود دارد که از تاسیسات الکتریکی نصب شده در زیر کف (معمولاً کاشی های سرامیکی یا سنگی) استفاده می کند. آنها نسبت به سیستم های آب گرم مصرف انرژی کمتری دارند و معمولاً فقط در فضاهای کوچک مانند حمام استفاده می شوند.

نوع دیگری از گرمایش مدرن تر. سیستم هیدرولیک. بخاری های هیدرونیک پایه پایه روی دیوار نصب می شوند تا بتوانند هوای خنک را از زیر اتاق بیرون بکشند، سپس آن را گرم کرده و دوباره به داخل برگردانند. آنها در دماهای پایین تر از بسیاری دیگر کار می کنند.

این سیستم ها همچنین از یک دیگ مرکزی برای گرم کردن آب استفاده می کنند که از طریق یک سیستم لوله کشی به واحدهای گرمایش گسسته جریان می یابد. در اصل، این یک نسخه به روز شده از سیستم های قدیمی رادیاتور عمودی است.

رادیاتورهای تابلویی برقی و انواع دیگر معمولاً در سیستم های گرمایش خانه اولیه استفاده نمی شوند. بخاری برقیعمدتا به دلیل هزینه بالای برق است. با این حال، آنها همچنان گزینه ای محبوب برای گرمایش تکمیلی هستند، به عنوان مثال در فضاهای فصلی (مانند ایوان ها).

نصب بخاری برقی ساده و ارزان است و نیازی به نصب لوله، تهویه یا سایر وسایل توزیع ندارد.

علاوه بر بخاری‌های پانلی معمولی، بخاری‌های تابشی الکتریکی (3) یا لامپ‌های حرارتی نیز وجود دارند که انرژی را به اجسام در دمای پایین‌تر از طریق انتقال می‌دهند. تابش الکترومغناطیسی.

3. بخاری مادون قرمز

بسته به دمای بدن ساطع کننده، طول موج تابش مادون قرمز از 780 نانومتر تا 1 میلی متر متغیر است. بخاری های مادون قرمز الکتریکی تا 86 درصد از توان ورودی خود را به عنوان انرژی تابشی ساطع می کنند. تقریباً تمام انرژی الکتریکی جمع آوری شده از تابش مادون قرمز رشته به گرما تبدیل می شود و بیشتر از طریق بازتابنده ها ارسال می شود.

لهستان زمین گرمایی

سیستم های گرمایش زمین گرمایی – بسیار پیشرفته، برای مثال در ایسلند، مورد توجه فزاینده ای هستندکه در آن مهندسان حفاری (IDDP) بیشتر و بیشتر در منبع گرمای داخلی سیاره تحقیق می کنند.

در سال 2009، در حین حفاری برای IDDP، به طور تصادفی به مخزن ماگما در حدود 2 کیلومتری زیر سطح زمین ریخت. بدین ترتیب قدرتمندترین چاه زمین گرمایی تاریخ با ظرفیت حدود 30 مگاوات انرژی به دست آمد.

دانشمندان امیدوارند به خط الراس میانی اقیانوس اطلس، طولانی ترین خط الراس میان اقیانوسی روی زمین، مرز طبیعی بین صفحات تکتونیکی برسند.

در آنجا، ماگما آب دریا را تا دمای 1000 درجه سانتیگراد گرم می کند و فشار آن دویست برابر بیشتر از فشار اتمسفر است. در چنین شرایطی امکان تولید بخار فوق بحرانی با توان خروجی 50 مگاوات وجود دارد که تقریباً ده برابر چاه زمین گرمایی معمولی است. این به معنای امکان پر کردن 50 هزار نفر است. خانه ها.

اگر قرار بود این پروژه موثر واقع شود، می‌توان مشابه آن را در سایر نقاط جهان، به عنوان مثال، در روسیه اجرا کرد. در ژاپن یا کالیفرنیا

4. تجسم به اصطلاح. انرژی زمین گرمایی کم عمق

از نظر تئوری، لهستان دارای شرایط زمین گرمایی بسیار خوبی است، زیرا 80 درصد از خاک این کشور توسط سه استان زمین گرمایی اشغال شده است: اروپای مرکزی، ساب کارپات و کارپات. با این حال، امکانات واقعی استفاده از آب های زمین گرمایی، 40 درصد از خاک کشور را در بر می گیرد.

دمای آب این مخازن 30-130 درجه سانتیگراد (در برخی نقاط حتی 200 درجه سانتیگراد) و عمق وقوع در سنگهای رسوبی از 1 تا 10 کیلومتر است. خروجی طبیعی بسیار نادر است (Sudetes – Cieplice، Lędek-Zdrój).

با این حال این چیز دیگری است زمین گرمایی عمیق با چاه تا 5 کیلومتر، و چیز دیگری، به اصطلاح. زمین گرمایی کم عمق، که در آن گرمای منبع با استفاده از تاسیسات مدفون نسبتا کم عمق (4) معمولاً از چند تا 100 متر از زمین گرفته می شود.

این سیستم ها بر پایه پمپ های حرارتی هستند که پایه ای مشابه انرژی زمین گرمایی برای تولید گرما از آب یا هوا هستند. تخمین زده می شود که در حال حاضر ده ها هزار راه حل از این دست در لهستان وجود دارد و محبوبیت آنها به تدریج در حال افزایش است.

پمپ حرارتی گرما را از بیرون می گیرد و به داخل خانه منتقل می کند (5). نسبت به سیستم های گرمایشی معمولی برق کمتری مصرف می کند. وقتی بیرون گرم است، می تواند برخلاف تهویه مطبوع عمل کند.

5. نمودار پمپ حرارتی کمپرسور ساده: 1) کندانسور، 2) دریچه گاز - یا مویرگی، 3) اواپراتور، 4) کمپرسور

یک نوع محبوب پمپ حرارتی منبع هوا، سیستم مینی اسپلیت است که به عنوان بدون کانال نیز شناخته می شود. این دستگاه بر اساس یک واحد کمپرسور خارجی نسبتاً کوچک و یک یا چند واحد هواساز داخلی است که به راحتی می توان آن را به اتاق ها یا مناطق دورافتاده خانه اضافه کرد.

پمپ های حرارتی برای نصب در آب و هوای نسبتا معتدل توصیه می شود. آنها در شرایط آب و هوایی بسیار گرم و بسیار سرد کارایی کمتری دارند.

سیستم های گرمایش و سرمایش جذبی آنها با برق کار نمی کنند، بلکه با انرژی خورشیدی، انرژی زمین گرمایی یا گاز طبیعی کار می کنند. یک پمپ حرارتی جذبی تقریباً مانند هر پمپ حرارتی دیگری عمل می کند، اما منبع انرژی متفاوتی دارد و از محلول آمونیاک به عنوان مبرد استفاده می کند.

هیبریدها بهتر هستند

بهینه سازی انرژی با موفقیت در سیستم های هیبریدی به دست می آید که می توانند از پمپ های حرارتی و منابع انرژی تجدید پذیر نیز استفاده کنند.

یکی از اشکال سیستم هیبریدی این است پمپ گرما در ترکیب با دیگ چگالش. پمپ تا حدی بار را می گیرد در حالی که تقاضای گرما محدود است. هنگامی که حرارت بیشتری مورد نیاز است، دیگ چگالشی وظیفه گرمایش را بر عهده می گیرد. به همین ترتیب، یک پمپ حرارتی را می توان با یک دیگ بخار سوخت جامد ترکیب کرد.

نمونه دیگری از سیستم هیبریدی ترکیبی است واحد چگالش با واحد خورشیدی. چنین سیستمی را می توان هم در ساختمان های موجود و هم در ساختمان های جدید نصب کرد. اگر صاحب تاسیسات از نظر منابع انرژی استقلال بیشتری می خواهد، پمپ حرارتی را می توان با یک تاسیسات فتوولتائیک ترکیب کرد و در نتیجه از برق تولید شده توسط راه حل های خود خانه برای گرمایش استفاده کرد.

نصب خورشیدی برق ارزانی را برای تامین انرژی پمپ حرارتی فراهم می کند. مازاد برق تولید شده توسط برق که مستقیماً در ساختمان استفاده نمی شود می تواند برای شارژ باتری ساختمان استفاده شود یا به شبکه عمومی فروخته شود.

شایان ذکر است که ژنراتورهای مدرن و تاسیسات حرارتی معمولا مجهز به رابط های اینترنتی و می توان آن را از راه دور با استفاده از یک برنامه کاربردی روی تبلت یا تلفن هوشمند، اغلب از هر جای دنیا، کنترل کرد، که به مالکان املاک اجازه می دهد تا هزینه ها را بهینه کنند و صرفه جویی کنند.

هیچ چیز بهتر از انرژی خودساخته نیست

البته هر سیستم گرمایشی در هر صورت نیاز به منابع انرژی خواهد داشت. ترفند این است که آن را به مقرون به صرفه ترین و ارزان ترین راه حل ممکن تبدیل کنید.

در نهایت، چنین عملکردهایی انرژی تولید شده "در خانه" در مدل هایی به نام تولید همزمان میکرو () یا نیروگاه میکرو ()

طبق تعریف، این یک فرآیند تکنولوژیکی است که از تولید ترکیبی انرژی حرارتی و الکتریکی (خارج از شبکه) بر اساس استفاده از دستگاه های متصل با توان کم و متوسط ​​تشکیل شده است.

در تمامی تأسیساتی که نیاز همزمان به برق و گرما وجود دارد می توان از میکروکوژنراسیون استفاده کرد. رایج ترین کاربران سیستم های جفتی، هم گیرندگان فردی (6) و هم بیمارستان ها و مراکز آموزشی، مراکز ورزشی، هتل ها و خدمات عمومی مختلف هستند.

6. سیستم انرژی خانه

امروزه، یک کارگر معمولی انرژی خانه در حال حاضر چندین فناوری برای تولید انرژی در خانه و حیاط دارد: خورشیدی، باد و گاز. (بیوگاز – اگر واقعاً «خود» باشند).

بنابراین می توانید آنها را روی سقف نصب کنید که نباید با مولدهای حرارتی اشتباه گرفته شوند و اغلب برای گرم کردن آب استفاده می شوند.

همچنین می تواند به کوچکی برسد توربین های بادیبرای نیازهای فردی اغلب آنها را روی دکل های مدفون در زمین قرار می دهند. کوچکترین آنها با توان 300-600 وات و ولتاژ 24 ولت می تواند بر روی پشت بام ها نصب شود، مشروط بر اینکه طراحی آنها با این امر سازگار باشد.

در شرایط خانگی، بسته به نیاز، تعداد کاربران و غیره، نیروگاه هایی با ظرفیت 3-5 کیلو وات بیشتر یافت می شود. - باید برای روشنایی، کارکرد انواع لوازم خانگی، پمپ آب برای CO و سایر نیازهای کوچکتر کافی باشد.

سیستم های با توان حرارتی کمتر از 10 کیلو وات و توان الکتریکی 1 تا 5 کیلو وات عمدتاً در خانه های فردی مورد استفاده قرار می گیرند. ایده پشت چنین "میکرو-CHP خانگی" قرار دادن منبع برق و گرما در داخل ساختمانی است که تامین می شود.

فناوری انرژی بادی خانگی هنوز در حال بهبود است. به عنوان مثال، توربین‌های بادی کوچک Honeywell ارائه شده توسط WindTronics (7)، با بدنه‌ای که تا حدودی یادآور چرخ دوچرخه با پره‌های متصل، با قطر حدود 180 سانتی‌متر است، 2,752 کیلووات ساعت با سرعت متوسط ​​باد 10 متر بر ثانیه تولید می‌کنند. توربین های بادگیر با طراحی عمودی غیر معمول قدرت مشابهی را ارائه می دهند.

7. توربین های هانیول کوچک نصب شده بر روی پشت بام خانه

از دیگر فناوری‌های به دست آوردن انرژی از منابع تجدیدپذیر، قابل توجه است بیوگاز. این اصطلاح عمومی برای توصیف گازهای قابل اشتعال تولید شده در هنگام تجزیه ترکیبات آلی مانند فاضلاب، زباله های خانگی، کود دامی، ضایعات کشاورزی و صنایع کشاورزی و مواد غذایی و غیره استفاده می شود.

فن آوری حاصل از تولید همزمان قدیمی، یعنی تولید ترکیبی گرما و برق در نیروگاه های ترکیبی گرما و برق، در نسخه "کوچک" آن کاملاً جوان است. جستجو برای راه حل های بهتر و موثرتر هنوز ادامه دارد. در حال حاضر، چندین سیستم اصلی را می توان متمایز کرد، از جمله: موتورهای پیستونی، توربین های گازی، سیستم های موتور استرلینگ، چرخه رانکین آلی و سلول های سوختی.

موتور استرلینگ گرما را بدون فرآیند احتراق شدید به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. گرما به سیال کار - گاز - با گرم کردن دیواره بیرونی بخاری تامین می شود. به لطف تامین گرما از خارج، موتور می تواند انرژی اولیه را تقریبا از هر منبعی تامین کند: ترکیبات نفتی، زغال سنگ، چوب، انواع سوخت های گازی، زیست توده و حتی انرژی خورشیدی.

این نوع موتور شامل: دو پیستون (سرد و گرم)، مبدل حرارتی احیا کننده و مبدل های حرارتی بین سیال کار و منابع خارجی است. یکی از مهمترین عناصری که در چرخه کار می کند، احیا کننده است که گرمای سیال عامل را در جریان جریان از فضای گرم شده به فضای سرد می گیرد.

در این سیستم ها، منبع گرما عمدتاً گازهای خروجی اگزوز تولید شده در طی فرآیندهای احتراق سوخت است. در عوض، گرما از مدار به یک منبع با دمای پایین منتقل می شود. در نهایت، بازده گردش به اختلاف دمای بین این منابع بستگی دارد. سیال کار این نوع موتورها هلیوم یا هوا می باشد.

مزایای موتورهای استرلینگ عبارتند از: راندمان کلی بالا، سطح صدای کم، مصرف سوخت نسبت به سایر سیستم ها، سرعت کم. البته نباید معایبی را فراموش کرد که اصلی ترین آنها قیمت نصب است.

مکانیسم های تولید همزمان مانند چرخه رانکین (بازیابی گرما در سیکل های ترمودینامیکی) یا موتور استرلینگ برای کار کردن فقط به گرما نیاز دارد. منبع آن می تواند برای مثال انرژی خورشیدی یا زمین گرمایی باشد. تولید برق از این طریق با استفاده از کلکتور و گرما ارزان تر از استفاده از فتوولتائیک است.

کار توسعه نیز در حال انجام است سلول های سوختی و استفاده از آنها در نیروگاه های تولید همزمان. یکی از راه حل های نوآورانه از این نوع در بازار است ClearEdge. این فناوری علاوه بر عملکردهای خاص سیستم، گاز موجود در سیلندر را با استفاده از فناوری پیشرفته به هیدروژن تبدیل می کند. بنابراین هیچ احتراق در اینجا وجود ندارد.

سلول هیدروژنی الکتریسیته تولید می کند که برای تولید گرما نیز استفاده می شود. سلول های سوختی نوع جدیدی از دستگاه ها هستند که انرژی شیمیایی یک سوخت گازی (معمولا سوخت هیدروژن یا هیدروکربن) را از طریق یک واکنش الکتروشیمیایی به الکتریسیته و گرما با راندمان بالا تبدیل می کنند - بدون نیاز به سوزاندن گاز و استفاده از انرژی مکانیکی. به عنوان مثال، در موتورها یا توربین های گازی.

برخی از عناصر را می توان نه تنها با هیدروژن، بلکه با گاز طبیعی یا به اصطلاح تغذیه کرد. ریفرمیت (گاز اصلاح شده) که از فرآوری سوخت های هیدروکربنی به دست می آید.

انباشته آب گرم

می دانیم که آب گرم یعنی گرما را می توان برای مدتی در ظرف مخصوص خانگی جمع کرد و نگهداری کرد. به عنوان مثال، اغلب آنها را می توان در کنار کلکتورهای خورشیدی دید. با این حال، همه نمی دانند که چنین چیزی وجود دارد ذخایر گرمایی زیادمانند انباشته های انرژی عظیم (8).

8. ذخیره سازی حرارت عالی در هلند

مخازن استاندارد ذخیره سازی کوتاه مدت در فشار اتمسفر کار می کنند. آنها به خوبی عایق بندی شده اند و عمدتاً برای تنظیم تقاضا در ساعات اوج مصرف استفاده می شوند. دما در چنین مخازنی کمی زیر 100 درجه سانتیگراد است. شایان ذکر است که گاهی اوقات برای نیاز سیستم گرمایشی، مخازن نفت قدیمی را به ذخیره ساز حرارت تبدیل می کنند.

در سال 2015 اولین کشتی آلمانی در نورنبرگ به آب انداخته شد. سینی دو ناحیه ای. این فناوری توسط Bilfinger VAM ثبت شده است.

راه حل مبتنی بر استفاده از یک لایه انعطاف پذیر بین مناطق آب بالا و پایین است. وزن ناحیه بالایی باعث ایجاد فشار بر روی ناحیه پایینی می شود، به طوری که آب ذخیره شده در آن می تواند دمایی بیش از 100 درجه سانتی گراد داشته باشد. آب در ناحیه بالایی به نسبت سردتر است.

از مزایای این محلول می توان به ظرفیت حرارتی بالاتر و در عین حال حفظ همان حجم در مقایسه با مخزن اتمسفر و در عین حال هزینه کمتر مرتبط با استانداردهای ایمنی در مقایسه با مخازن تحت فشار اشاره کرد.

در دهه های اخیر، تصمیمات مربوط به ذخیره انرژی زیرزمینی. مخزن ذخیره آب زیرزمینی ممکن است از بتن، فولاد یا پلاستیک تقویت شده با الیاف ساخته شود. ظروف بتنی با ریختن بتن در محل یا با استفاده از عناصر پیش ساخته ساخته می شوند.

یک پوشش اضافی (پلیمر یا فولاد ضد زنگ) معمولاً در داخل قیف نصب می شود تا از سفتی انتشار اطمینان حاصل شود. لایه عایق حرارتی در قسمت بیرونی ظرف نصب می شود. همچنین سازه هایی وجود دارد که فقط با شن لنگر انداخته شده اند یا مستقیماً در زمین و همچنین در آبخوان حفر شده اند.

اکولوژی و اقتصاد دست به دست هم داده اند

گرما در یک خانه نه تنها به نحوه گرم کردن آن، بلکه در درجه اول به نحوه محافظت از آن در برابر اتلاف گرما و مدیریت انرژی در آن بستگی دارد. واقعیت ساخت و ساز مدرن تاکید بر بهره وری انرژی است، به طوری که اشیاء به دست آمده بالاترین نیازها را هم از نظر اقتصادی و هم از نظر عملکرد برآورده می کنند.

ما در مورد "اکو" دوگانه - اکولوژی و اقتصاد صحبت می کنیم. به طور فزاینده ای قرار می گیرد ساختمان های کارآمد انرژی آنها با یک بدنه فشرده مشخص می شوند که در آن خطر پل های به اصطلاح سرد وجود دارد، یعنی. مکان های از دست دادن گرما این در رابطه با به دست آوردن کمترین شاخص ها در رابطه با نسبت مساحت پارتیشن های خارجی که همراه با طبقه همکف در نظر گرفته می شود به کل حجم گرم شده مهم است.

سطوح بافر، مانند باغ ها، باید به کل سازه متصل شوند. آنها مقدار مورد نیاز گرما را متمرکز می کنند و همزمان آن را به دیوار مقابل ساختمان منتقل می کنند که نه تنها ذخیره سازی آن، بلکه یک رادیاتور طبیعی نیز می شود.

در زمستان، این نوع بافر ساختمان را از هوای بیش از حد سرد محافظت می کند. در داخل، از اصل طرح بندی بافر محل استفاده می شود - اتاق ها در سمت جنوبی قرار دارند و اتاق های ابزار در شمال قرار دارند.

اساس همه خانه های کم مصرف، سیستم گرمایش مناسب با دمای پایین است. تهویه مکانیکی با بازیابی گرما استفاده می شود، یعنی با ریکپراتورها، که با دمیدن هوای استفاده شده به بیرون، گرمای خود را برای گرم کردن هوای تازه وارد شده به ساختمان حفظ می کنند.

این استاندارد به سیستم های خورشیدی می رسد که اجازه می دهد آب با استفاده از انرژی خورشیدی گرم شود. سرمایه گذارانی که می خواهند از طبیعت بهره کامل ببرند، پمپ های حرارتی نیز نصب می کنند.

یکی از وظایف اصلی که همه مواد باید انجام دهند، تهیه است بالاترین عایق حرارتی. در نتیجه، تنها پارتیشن‌های خارجی گرم ساخته می‌شوند که به سقف، دیوارها و کف‌های نزدیک زمین اجازه می‌دهد ضریب انتقال حرارت مناسب U را داشته باشند.

دیوارهای خارجی باید حداقل دو لایه باشند، اگرچه یک سیستم سه لایه برای بهترین نتایج بهترین است. همچنین سرمایه گذاری روی پنجره هایی با بالاترین کیفیت، اغلب با سه جداره و پروفیل های حرارتی به اندازه کافی گسترده انجام می شود. هر پنجره بزرگ در انحصار ضلع جنوبی ساختمان است؛ در ضلع شمالی، لعاب نسبتاً نقطه‌ای و در کوچک‌ترین اندازه‌ها قرار می‌گیرد.

فناوری از این هم فراتر می رود خانه های منفعل، برای چندین دهه شناخته شده است. خالقان این مفهوم Wolfgang Feist و Bo Adamson هستند که در سال 1988 در دانشگاه لوند اولین طرح ساختمانی را ارائه کردند که عملاً به هیچ عایق اضافی دیگری به جز محافظت در برابر انرژی خورشیدی نیاز ندارد. در لهستان، اولین سازه غیرفعال در سال 2006 در Smolec در نزدیکی Wroclaw ساخته شد.

در طرح‌های غیرفعال، تابش خورشید، بازیابی گرما از تهویه (بازیابی) و دریافت گرما از منابع داخلی مانند لوازم خانگی و ساکنین برای متعادل کردن تقاضای حرارتی ساختمان استفاده می‌شود. تنها در دوره‌هایی با دمای بسیار پایین، گرمایش اضافی هوا به محل استفاده می‌شود.

خانه منفعل بیشتر یک ایده، یک طراحی معماری خاص است تا یک فناوری و اختراع خاص. این تعریف کلی شامل بسیاری از راه حل های ساختمانی مختلف است که تمایل به حداقل رساندن تقاضای انرژی - کمتر از 15 کیلووات ساعت بر متر مربع در سال - و تلفات گرما را با هم ترکیب می کند.

برای دستیابی به چنین پارامترها و صرفه جویی، تمام پارتیشن های خارجی در ساختمان با ضریب انتقال حرارت بسیار پایین U مشخص می شوند. پوسته بیرونی ساختمان باید در برابر نشت های هوای کنترل نشده نفوذناپذیر باشد. به همین ترتیب، نازک کاری پنجره نسبت به محلول های استاندارد تلفات حرارتی کمتری را نشان می دهد.

پنجره ها از راه حل های مختلفی برای به حداقل رساندن تلفات استفاده می کنند، مانند شیشه دوجداره با یک لایه آرگون عایق بین آنها یا شیشه سه جداره. فناوری غیرفعال همچنین شامل ساخت خانه هایی با سقف های سفید یا رنگ روشن است که انرژی خورشیدی را در تابستان به جای جذب آن منعکس می کند.

سیستم های گرمایش و سرمایش سبز آنها گام های بیشتری رو به جلو برمی دارند. سیستم های غیرفعال توانایی طبیعت را برای گرم کردن و خنک کردن بدون کوره یا تهویه مطبوع به حداکثر می رساند. با این حال، مفاهیم در حال حاضر وجود دارد خانه های فعال - تولید انرژی اضافی آنها از انواع سیستم های گرمایشی و سرمایشی مکانیکی استفاده می کنند که با انرژی خورشیدی، انرژی زمین گرمایی یا سایر منابع تغذیه می شوند که اصطلاحا به آنها انرژی سبز می گویند.

یافتن راه های جدید برای تولید گرما

دانشمندان هنوز در جستجوی راه حل های جدید انرژی هستند که استفاده خلاقانه از آنها می تواند منابع جدید و خارق العاده ای از انرژی یا حداقل راه هایی برای بازیابی و حفظ آن به ما بدهد.

چند ماه پیش در مورد قانون دوم ترمودینامیک به ظاهر متناقض نوشتیم. آزمایش توسط پروفسور آندریاس شیلینگ از دانشگاه زوریخ او دستگاهی ساخت که با استفاده از یک ماژول Peltier، یک قطعه 100 گرمی مس را از دمای بیش از XNUMX درجه سانتیگراد تا بسیار کمتر از دمای اتاق بدون منبع تغذیه خارجی خنک می کرد.

از آنجایی که خنک می‌شود، باید گرم شود، که می‌تواند فرصت‌هایی را برای دستگاه‌های جدید و کارآمدتر که برای مثال به پمپ‌های حرارتی نیاز ندارند، ایجاد کند.

به نوبه خود، پروفسور Stefan Seeleke و Andreas Schütze از دانشگاه زارلند از این ویژگی ها برای ایجاد یک دستگاه گرمایشی و خنک کننده بسیار کارآمد و سازگار با محیط زیست بر اساس انتشار گرما یا خنک کننده سیم های رانده استفاده کردند. این سیستم به هیچ عامل واسطه ای نیاز ندارد که مزیت محیطی آن است.

دوریس سانگ، استادیار دانشکده معماری دانشگاه کالیفرنیای جنوبی، می‌خواهد مدیریت انرژی ساختمان را با پوشش های حرارتی فلزی (9)، مواد هوشمندی که مانند پوست انسان عمل می کنند - به طور پویا و سریع از اتاق در برابر نور خورشید محافظت می کنند و تهویه خود را فراهم می کنند یا در صورت لزوم آن را عایق می کنند.

9. دوریس سانگ و نوارهای دو فلزی

سانگ با استفاده از این فناوری سیستمی را توسعه داد پنجره های ترموست. همانطور که خورشید در سراسر آسمان حرکت می کند، هر کاشی که سیستم را تشکیل می دهد، به طور مستقل و یکنواخت با آن حرکت می کند و همه اینها شرایط حرارتی اتاق را بهینه می کند.

ساختمان مانند یک موجود زنده می شود که به طور مستقل به مقدار انرژی وارد شده از خارج واکنش نشان می دهد. این تنها ایده برای یک خانه "زنده" نیست، اما از این جهت متفاوت است که برای قطعات متحرک نیازی به نیروی اضافی ندارد. خواص فیزیکی پوشش به تنهایی کافی است.

تقریباً دو دهه پیش، یک مجتمع مسکونی در لینداس، سوئد، نزدیک گوتنبرگ ساخته شد. بدون سیستم گرمایش به معنای سنتی (10). ایده زندگی در خانه های بدون اجاق گاز یا رادیاتور در اسکاندیناوی سرد، احساسات متفاوتی را برانگیخت.

10. یکی از خانه های غیرفعال بدون سیستم گرمایشی در لیندوس سوئد.

ایده خانه ای متولد شد که در آن، به لطف راه حل ها و مصالح مدرن معماری و همچنین سازگاری مناسب با شرایط طبیعی، ایده سنتی گرما به عنوان نتیجه ضروری ارتباط با زیرساخت های خارجی - گرمایش، انرژی - یا حتی با تامین کنندگان سوخت حذف شد. اگر در مورد گرما در خانه خودمان هم همینطور فکر کنیم، در مسیر درستی هستیم.

خیلی گرم، گرمتر... گرم!

واژه نامه مبدل حرارتی

گرمایش مرکزی (CO) - در مفهوم امروزی، به معنای تاسیساتی است که در آن گرما به عناصر گرمایشی (رادیاتورها) واقع در اتاق ها تامین می شود. برای توزیع گرما از آب، بخار یا هوا استفاده می شود. سیستم های CO وجود دارد که یک آپارتمان، یک خانه، چندین ساختمان و حتی کل شهرها را پوشش می دهد. در تأسیساتی که در یک ساختمان قرار دارند، آب در نتیجه تغییرات چگالی با تغییرات دما، توسط گرانش به گردش در می‌آید، اگرچه این می‌تواند توسط یک پمپ وادار شود. تاسیسات بزرگتر فقط از سیستم های گردش اجباری استفاده می کنند.

اتاق بویلر - یک شرکت صنعتی که وظیفه اصلی آن تولید یک محیط با دمای بالا (اغلب آب) برای شبکه گرمایش شهری است. امروزه سیستم های سنتی (دیگ های بخار که با سوخت های فسیلی کار می کنند) نادر هستند. این به این دلیل است که راندمان بسیار بالاتری با تولید ترکیبی حرارت و برق در نیروگاه های حرارتی حاصل می شود. از سوی دیگر، تولید گرما تنها با استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر در حال افزایش است. انرژی زمین گرمایی اغلب برای این منظور استفاده می شود، اما تاسیسات حرارتی خورشیدی بزرگ به طور فزاینده ای ساخته می شوند که در آنها

کلکتورها آب را برای نیازهای خانگی گرم می کنند.

خانه منفعل، خانه صرفه جویی در انرژی - یک استاندارد ساخت و ساز که با پارامترهای عایق بالای پارتیشن های خارجی و استفاده از تعدادی راه حل با هدف به حداقل رساندن مصرف انرژی در حین کار مشخص می شود. تقاضای انرژی در ساختمان های غیرفعال کمتر از 15 کیلووات ساعت در (متر مربع · سال) است، در حالی که در خانه های معمولی می تواند به 120 کیلووات ساعت در (متر مربع · سال) برسد. در خانه های غیر فعال، کاهش تقاضای گرما به حدی است که از سیستم گرمایش سنتی استفاده نمی کنند، بلکه فقط از گرمایش اضافی هوای تهویه استفاده می کنند. همچنین برای متعادل کردن تقاضای گرما استفاده می شود.

تشعشعات خورشیدی، بازیابی گرما از تهویه (بازیابی) و دریافت گرما از منابع داخلی مانند وسایل برقی یا حتی خود ساکنین.

گزینیک (به صورت محاوره ای - رادیاتور، از calorifere فرانسوی) - مبدل حرارتی آب-هوا یا بخار-هوا، که عنصری از سیستم گرمایش مرکزی است. در حال حاضر، رایج ترین رادیاتورهای پانلی که از صفحات فولادی جوش داده شده ساخته شده اند، هستند. در سیستم‌های گرمایش مرکزی جدید، رادیاتورهای پره‌دار عملاً دیگر مورد استفاده قرار نمی‌گیرند، اگرچه در برخی راه‌حل‌ها مدولار بودن طراحی اجازه می‌دهد تا پره‌های بیشتری اضافه شود، که به معنای تغییر ساده در قدرت رادیاتور است. بخاری آب گرم یا بخار را عبور می دهد که معمولاً مستقیماً از یک کارخانه CHP نمی آید. آب تامین کننده کل تاسیسات در یک مبدل حرارتی با آب از شبکه گرمایش یا در یک دیگ گرم می شود و سپس به گیرنده های حرارتی مانند رادیاتورها جریان می یابد.

دیگ حرارت مرکزی - وسیله ای برای سوزاندن سوخت جامد (زغال سنگ، چوب، کک و غیره)، گاز (گاز طبیعی، LPG)، سوخت نفت کوره (مازوت) به منظور گرم کردن مایع خنک کننده (معمولاً آب) در گردش در مدار گرمایش مرکزی. در اصطلاح رایج، دیگ گرمایش مرکزی به اشتباه اجاق گاز نامیده می شود. بر خلاف کوره که گرمای تولید شده را به محیط می دهد، دیگ بخار گرمای ماده حامل آن را می دهد و جسم گرم شده به مکان دیگری مثلاً به بخاری می رود و در آنجا از آن استفاده می شود.

دیگ چگالش - دستگاهی با محفظه احتراق بسته. بویلرهای این نوع گرمای اضافی را از گازهای دودکش دریافت می کنند که در دیگ های سنتی از طریق دودکش خارج می شود. به لطف این، آنها با راندمان بالاتری کار می کنند و به 109٪ می رسد، در حالی که در مدل های سنتی تا 90٪ - یعنی. آنها از سوخت بهتر استفاده می کنند که به هزینه های گرمایشی کمتر منجر می شود. اثر دیگ های چگالشی با دمای گاز دودکش بهتر دیده می شود. در دیگ های سنتی دمای گاز دودکش بیش از 100 درجه سانتی گراد و در دیگ های چگالشی تنها 45-60 درجه سانتی گراد است.