Sa aking passive house...

"Dapat malamig sa taglamig," sabi ng klasiko. Lumalabas na hindi na kailangan. Bukod pa rito, upang manatiling mainit sa maikling panahon, hindi ito kailangang maging marumi, mabaho at makasasama sa kapaligiran.

Sa kasalukuyan, maaari tayong magkaroon ng init sa ating mga tahanan hindi naman dahil sa fuel oil, gas at kuryente. Ang solar, geothermal at maging ang wind energy ay sumali sa lumang halo ng mga panggatong at pinagmumulan ng enerhiya sa mga nakaraang taon.

Sa ulat na ito, hindi namin tatalakayin ang mga pinakasikat na sistema pa rin batay sa karbon, langis o gas sa Poland, dahil ang layunin ng aming pag-aaral ay hindi upang ipakita kung ano ang alam na namin nang husto, ngunit upang ipakita ang mga moderno, kaakit-akit na mga alternatibo sa mga tuntunin ng pangangalaga sa kapaligiran pati na rin ang pagtitipid ng enerhiya.

Siyempre, ang pag-init batay sa pagkasunog ng natural na gas at mga derivatives nito ay medyo palakaibigan din sa kapaligiran. Gayunpaman, mula sa pananaw ng Polish, mayroon itong kawalan na wala tayong sapat na mapagkukunan ng gasolinang ito para sa mga domestic na pangangailangan.

Tubig at hangin

Karamihan sa mga bahay at residential na gusali sa Poland ay pinainit ng tradisyonal na boiler at radiator system.

Ang central boiler ay matatagpuan sa heating center o indibidwal na boiler room ng gusali. Ang gawain nito ay batay sa supply ng singaw o mainit na tubig sa pamamagitan ng mga tubo sa mga radiator na matatagpuan sa mga silid. Ang klasikong radiator - cast iron vertical structure - ay karaniwang inilalagay malapit sa mga bintana (1).

1. Tradisyunal na pampainit

Sa mga modernong sistema ng radiator, ang mainit na tubig ay ipinapadala sa mga radiator gamit ang mga electric pump. Ang mainit na tubig ay naglalabas ng init nito sa radiator at ang pinalamig na tubig ay bumalik sa boiler para sa karagdagang pag-init.

Ang mga radiator ay maaaring mapalitan ng hindi gaanong "agresibo" na panel o mga pampainit sa dingding mula sa isang aesthetic na punto ng view - kung minsan sila ay tinatawag na tinatawag na. pandekorasyon radiators, binuo na isinasaalang-alang ang disenyo at dekorasyon ng mga lugar.

Ang mga radiator ng ganitong uri ay mas magaan sa timbang (at kadalasan sa laki) kaysa sa mga radiator na may mga palikpik na cast iron. Sa kasalukuyan, maraming mga uri ng mga radiator ng ganitong uri sa merkado, na naiiba pangunahin sa mga panlabas na sukat.

Maraming modernong sistema ng pag-init ang nagbabahagi ng mga karaniwang bahagi sa kagamitan sa paglamig, at ang ilan ay nagbibigay ng parehong pagpainit at pagpapalamig.

Appointment HVAC (pagpainit, bentilasyon at air conditioning) ay ginagamit upang ilarawan ang lahat at bentilasyon sa isang bahay. Anuman ang ginagamit na sistema ng HVAC, ang layunin ng lahat ng kagamitan sa pag-init ay gamitin ang thermal energy mula sa pinagmumulan ng gasolina at ilipat ito sa tirahan upang mapanatili ang komportableng temperatura ng kapaligiran.

Gumagamit ang mga sistema ng pag-init ng iba't ibang panggatong gaya ng natural na gas, propane, langis ng pampainit, biofuels (tulad ng kahoy) o kuryente.

Sapilitang paggamit ng mga sistema ng hangin hurno ng blower, na nagbibigay ng pinainit na hangin sa iba't ibang bahagi ng tahanan sa pamamagitan ng isang network ng mga duct, ay sikat sa North America (2).

2. System boiler room na may sapilitang sirkulasyon ng hangin

Ito ay medyo bihirang solusyon pa rin sa Poland. Pangunahing ginagamit ito sa mga bagong komersyal na gusali at sa mga pribadong bahay, kadalasang kasama ng fireplace. Sapilitang sistema ng sirkulasyon ng hangin (kabilang ang. mekanikal na bentilasyon na may pagbawi ng init) ayusin ang temperatura ng silid nang napakabilis.

Sa malamig na panahon, nagsisilbi silang pampainit, at sa mainit na panahon, nagsisilbi silang sistema ng pagpapalamig ng air conditioning. Karaniwan para sa Europa at Poland, ang mga sistema ng CO na may mga kalan, mga silid ng boiler, mga radiator ng tubig at singaw ay ginagamit lamang para sa pagpainit.

Ang mga forced air system ay kadalasang sinasala din ang mga ito upang alisin ang alikabok at allergens. Ang humidification (o pagpapatuyo) na mga aparato ay binuo din sa system.

Ang mga disadvantages ng mga sistemang ito ay ang pangangailangan na mag-install ng mga duct ng bentilasyon at magreserba ng espasyo para sa kanila sa mga dingding. Bilang karagdagan, kung minsan ang mga tagahanga ay maingay at ang gumagalaw na hangin ay maaaring kumalat ng mga allergens (kung ang yunit ay hindi maayos na pinananatili).

Bilang karagdagan sa mga system na pinakakilala sa amin, i.e. radiators at air supply units, may iba pa, karamihan moderno. Naiiba ito sa hydronic central heating at forced ventilation system dahil pinapainit nito ang mga kasangkapan at sahig, hindi lamang ang hangin.

Nangangailangan ng pagtula sa loob ng mga kongkretong sahig o sa ilalim ng sahig na gawa sa kahoy ng mga plastik na tubo na idinisenyo para sa mainit na tubig. Ito ay isang tahimik at pangkalahatang sistemang mahusay sa enerhiya. Hindi ito mabilis uminit, ngunit nagpapanatili ng init nang mas matagal.

Mayroon ding "floor tiling", na gumagamit ng mga electrical installation na naka-install sa ilalim ng sahig (karaniwan ay ceramic o stone tiles). Ang mga ito ay mas mababa sa enerhiya kaysa sa mga sistema ng mainit na tubig at kadalasang ginagamit lamang sa mas maliliit na espasyo gaya ng mga banyo.

Isa pa, mas modernong uri ng pagpainit. haydroliko na sistema. Ang mga baseboard na pampainit ng tubig ay naka-mount nang mababa sa dingding upang makasagap sila ng malamig na hangin mula sa ibaba ng silid, pagkatapos ay painitin ito at ibalik ito sa loob. Gumagana sila sa mas mababang temperatura kaysa sa marami.

Gumagamit din ang mga system na ito ng central boiler para magpainit ng tubig na dumadaloy sa isang piping system sa mga discrete heating device. Sa katunayan, ito ay isang na-update na bersyon ng lumang vertical radiator system.

Ang mga radiator ng electric panel at iba pang mga uri ay hindi karaniwang ginagamit sa mga pangunahing sistema ng pag-init ng bahay. mga electric heaterhigit sa lahat dahil sa mataas na halaga ng kuryente. Gayunpaman, nananatili silang isang popular na opsyon sa karagdagang pagpainit, halimbawa sa mga pana-panahong espasyo (tulad ng mga veranda).

Ang mga electric heater ay simple at murang i-install, na hindi nangangailangan ng piping, bentilasyon o iba pang mga distribution device.

Bilang karagdagan sa mga kumbensyonal na panel heater, mayroon ding mga electric radiant heater (3) o heating lamp na naglilipat ng enerhiya sa mga bagay na may mas mababang temperatura sa pamamagitan ng electromagnetic radiation.

3. Infrared heater

Depende sa temperatura ng radiating body, ang wavelength ng infrared radiation ay mula 780 nm hanggang 1 mm. Ang mga de-koryenteng infrared heater ay nagliliwanag ng hanggang 86% ng kanilang input power bilang radiant energy. Halos lahat ng nakolektang elektrikal na enerhiya ay na-convert sa infrared na init mula sa filament at ipinadala pa sa pamamagitan ng mga reflector.

Geothermal Poland

Ang mga geothermal heating system - napaka-advance, halimbawa sa Iceland, ay lumalaking intereskung saan ang mga inhinyero sa pagbabarena sa ilalim ng (IDDP) ay patuloy na bumubulusok sa panloob na pinagmumulan ng init ng planeta.

Noong 2009, habang nag-drill ng EPDM, hindi sinasadyang natapon ito sa isang magma reservoir na matatagpuan mga 2 km sa ibaba ng ibabaw ng Earth. Kaya, nakuha ang pinakamakapangyarihang geothermal well sa kasaysayan na may kapasidad na humigit-kumulang 30 MW ng enerhiya.

Inaasahan ng mga siyentipiko na maabot ang Mid-Atlantic Ridge, ang pinakamahabang mid-ocean ridge sa Earth, isang natural na hangganan sa pagitan ng mga tectonic plate.

Doon, pinapainit ng magma ang tubig sa dagat sa temperatura na 1000°C, at ang presyon ay dalawang daang beses na mas mataas kaysa sa presyon ng atmospera. Sa ilalim ng gayong mga kondisyon, posibleng makabuo ng supercritical steam na may output ng enerhiya na 50 MW, na halos sampung beses na mas malaki kaysa sa isang tipikal na balon ng geothermal. Nangangahulugan ito ng posibilidad ng muling pagdadagdag ng 50 libo. Mga bahay.

Kung ang proyekto ay naging epektibo, ang isang katulad ay maaaring ipatupad sa ibang bahagi ng mundo, halimbawa, sa Russia. sa Japan o California.

4. Visualization ng tinatawag na. mababaw na geothermal na enerhiya

Sa teorya, ang Poland ay may napakagandang geothermal na kondisyon, dahil ang 80% ng teritoryo ng bansa ay inookupahan ng tatlong geothermal na lalawigan: Central European, Carpathian at Carpathian. Gayunpaman, ang mga tunay na posibilidad ng paggamit ng geothermal na tubig ay may kinalaman sa 40% ng teritoryo ng bansa.

Ang temperatura ng tubig ng mga reservoir na ito ay 30-130°C (sa ilang mga lugar kahit 200°C), at ang lalim ng paglitaw sa mga sedimentary na bato ay mula 1 hanggang 10 km. Ang natural na pag-agos ay napakabihirang (Sudety - Cieplice, Löndek-Zdrój).

Gayunpaman, ito ay iba pa. malalim na geothermal na may mga balon hanggang 5 km, at iba pa, ang tinatawag na. mababaw na geothermal, kung saan kinukuha ang pinagmumulan ng init mula sa lupa gamit ang medyo mababaw na nakabaon na instalasyon (4), kadalasan mula sa ilang hanggang 100 m.

Ang mga sistemang ito ay batay sa mga heat pump, na siyang batayan, katulad ng geothermal energy, para sa pagkuha ng init mula sa tubig o hangin. Tinataya na mayroon nang libu-libong mga solusyon sa Poland, at ang kanilang katanyagan ay unti-unting lumalaki.

Ang heat pump ay kumukuha ng init mula sa labas at inililipat ito sa loob ng bahay (5). Kumokonsumo ng mas kaunting kuryente kaysa sa mga nakasanayang sistema ng pag-init. Kapag mainit sa labas, maaari itong kumilos bilang kabaligtaran ng air conditioner.

5. Scheme ng isang simpleng compressor heat pump: 1) condenser, 2) throttle valve - o capillary, 3) evaporator, 4) compressor

Ang isang sikat na uri ng air source heat pump ay ang mini split system, na kilala rin bilang ductless. Ito ay batay sa isang medyo maliit na panlabas na compressor unit at isa o higit pang panloob na air handling unit na madaling maidagdag sa mga silid o malalayong lugar ng tahanan.

Inirerekomenda ang mga heat pump para sa pag-install sa medyo banayad na klima. Nananatiling hindi gaanong epektibo ang mga ito sa napakainit at napakalamig na kondisyon ng panahon.

Absorption heating at cooling system hindi sila pinapagana ng kuryente, kundi ng solar energy, geothermal energy o natural gas. Ang isang absorption heat pump ay gumagana sa halos parehong paraan tulad ng anumang iba pang heat pump, ngunit ito ay may ibang pinagmumulan ng enerhiya at gumagamit ng ammonia solution bilang nagpapalamig.

Ang mga hybrid ay mas mahusay

Matagumpay na nakamit ang pag-optimize ng enerhiya sa mga hybrid system, na maaari ding gumamit ng mga heat pump at renewable energy sources.

Ang isang anyo ng hybrid system ay init pump sa kombinasyon na may condensing boiler. Ang bomba ay bahagyang tumatagal sa pagkarga habang ang pangangailangan sa init ay limitado. Kapag kailangan ng mas maraming init, ang condensing boiler ang tumatagal sa gawain sa pag-init. Katulad nito, ang isang heat pump ay maaaring isama sa isang solid fuel boiler.

Ang isa pang halimbawa ng isang hybrid na sistema ay ang kumbinasyon condensing unit na may solar thermal system. Ang ganitong sistema ay maaaring mai-install sa parehong umiiral at bagong mga gusali. Kung ang may-ari ng instalasyon ay nagnanais ng higit na kalayaan sa mga tuntunin ng mga mapagkukunan ng enerhiya, ang heat pump ay maaaring isama sa isang photovoltaic installation at sa gayon ay gamitin ang kuryente na nabuo ng kanilang sariling mga solusyon sa bahay para sa pagpainit.

Ang solar installation ay nagbibigay ng murang kuryente para mapagana ang heat pump. Ang sobrang kuryente na nabuo ng kuryente na hindi direktang ginagamit sa gusali ay maaaring gamitin para i-charge ang baterya ng gusali o ibenta sa pampublikong grid.

Ito ay nagkakahalaga ng pagbibigay-diin na ang mga modernong generator at thermal installation ay karaniwang nilagyan mga interface sa internet at maaaring kontrolin nang malayuan gamit ang isang application sa isang tablet o smartphone, kadalasan mula saanman sa mundo, na nagbibigay-daan din sa mga may-ari ng ari-arian na mag-optimize at makatipid ng mga gastos.

Walang mas mahusay kaysa sa lutong bahay na enerhiya

Siyempre, ang anumang sistema ng pag-init ay mangangailangan pa rin ng mga mapagkukunan ng enerhiya. Ang lansihin ay gawin itong pinaka-ekonomiko at pinakamurang solusyon.

Sa huli, ang mga naturang function ay may nabuong enerhiya na "sa bahay" sa mga modelong tinatawag micro cogeneration () o microTPP 🇧🇷

Ayon sa kahulugan, ito ay isang teknolohikal na proseso na binubuo ng pinagsamang produksyon ng init at kuryente (off-grid) batay sa paggamit ng maliliit at katamtamang kapangyarihan na konektado na mga aparato.

Maaaring gamitin ang micro cogeneration sa lahat ng pasilidad kung saan may sabay na pangangailangan para sa kuryente at init. Ang pinakakaraniwang gumagamit ng mga ipinares na sistema ay parehong mga indibidwal na tatanggap (6) at mga ospital at sentrong pang-edukasyon, mga sports center, hotel at iba't ibang pampublikong kagamitan.

6. Sistema ng enerhiya sa bahay

Sa ngayon, ang karaniwang household power engineer ay mayroon nang ilang mga teknolohiya para sa pagbuo ng enerhiya sa bahay at sa bakuran: solar, hangin at gas. (biogas - kung sila ay talagang "pag-aari").

Kaya maaari kang mag-mount sa bubong, na hindi dapat ipagkamali sa mga generator ng init at kung saan ay madalas na ginagamit upang magpainit ng tubig.

Maaari rin itong umabot sa maliit mga wind turbinepara sa mga indibidwal na pangangailangan. Kadalasan sila ay inilalagay sa mga palo na nakabaon sa lupa. Ang pinakamaliit sa kanila, na may lakas na 300-600 W at isang boltahe ng 24 V, ay maaaring mai-install sa mga bubong, sa kondisyon na ang kanilang disenyo ay inangkop dito.

Sa mga domestic na kondisyon, ang mga power plant na may kapasidad na 3-5 kW ay madalas na matatagpuan, na, depende sa mga pangangailangan, ang bilang ng mga gumagamit, atbp. - dapat sapat para sa pag-iilaw, pagpapatakbo ng iba't ibang kagamitan sa bahay, mga bomba ng tubig para sa CO at iba pang mas maliliit na pangangailangan.

Ang mga sistema na may thermal output sa ibaba 10 kW at isang de-koryenteng output na 1-5 kW ay pangunahing ginagamit sa mga indibidwal na sambahayan. Ang ideya sa likod ng pagpapatakbo ng naturang "home micro-CHP" ay ilagay ang parehong pinagmumulan ng kuryente at init sa loob ng tinustusan na gusali.

Ang teknolohiya para sa pagbuo ng home wind energy ay pinapabuti pa rin. Halimbawa, ang maliliit na Honeywell wind turbines na inaalok ng WindTronics (7) na may shroud na medyo kahawig ng isang gulong ng bisikleta na may mga blades na nakakabit, mga 180 cm ang lapad, ay bumubuo ng 2,752 kWh sa average na bilis ng hangin na 10 m/s. Ang katulad na kapangyarihan ay inaalok ng Windspire turbines na may hindi pangkaraniwang vertical na disenyo.

7. Maliit na Honeywell turbines na naka-mount sa bubong ng isang bahay

Kabilang sa iba pang mga teknolohiya para sa pagkuha ng enerhiya mula sa mga nababagong mapagkukunan, ito ay nagkakahalaga ng pagbibigay pansin biogas. Ang pangkalahatang terminong ito ay ginagamit upang ilarawan ang mga nasusunog na gas na ginawa sa panahon ng pagkabulok ng mga organikong compound, tulad ng dumi sa alkantarilya, basura sa bahay, dumi, basura sa industriya ng agrikultura at pagkain, atbp.

Ang teknolohiyang nagmula sa lumang cogeneration, iyon ay, ang pinagsamang produksyon ng init at kuryente sa pinagsamang init at mga planta ng kuryente, sa "maliit" na bersyon nito ay medyo bata pa. Ang paghahanap para sa mas mahusay at mas mahusay na mga solusyon ay patuloy pa rin. Sa kasalukuyan, maaaring matukoy ang ilang pangunahing sistema, kabilang ang: mga reciprocating engine, gas turbine, Stirling engine system, organic Rankine cycle, at fuel cell.

Stirling engine nagpapalit ng init sa mekanikal na enerhiya nang walang marahas na proseso ng pagkasunog. Ang supply ng init sa gumaganang likido - ang gas ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagpainit sa panlabas na dingding ng pampainit. Sa pamamagitan ng pagbibigay ng init mula sa labas, ang makina ay maaaring mabigyan ng pangunahing enerhiya mula sa halos anumang mapagkukunan: mga compound ng petrolyo, karbon, kahoy, lahat ng uri ng mga gas na panggatong, biomass at maging ang solar energy.

Kasama sa ganitong uri ng makina ang: dalawang piston (malamig at mainit), isang regenerative heat exchanger at mga heat exchanger sa pagitan ng gumaganang fluid at panlabas na pinagmumulan. Ang isa sa mga pinakamahalagang elemento na gumagana sa cycle ay ang regenerator, na kumukuha ng init ng working fluid habang dumadaloy ito mula sa pinainit patungo sa cooled space.

Sa mga sistemang ito, ang pinagmumulan ng init ay pangunahing mga maubos na gas na nabuo sa panahon ng pagkasunog ng gasolina. Sa kabaligtaran, ang init mula sa circuit ay inililipat sa mapagkukunan ng mababang temperatura. Sa huli, ang kahusayan ng sirkulasyon ay nakasalalay sa pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng mga pinagmumulan na ito. Ang gumaganang likido ng ganitong uri ng makina ay helium o hangin.

Ang mga bentahe ng Stirling engine ay kinabibilangan ng: mataas na pangkalahatang kahusayan, mababang antas ng ingay, ekonomiya ng gasolina kumpara sa iba pang mga sistema, mababang bilis. Siyempre, hindi natin dapat kalimutan ang tungkol sa mga pagkukulang, ang pangunahing kung saan ay ang presyo ng pag-install.

Mga mekanismo ng cogeneration tulad ng Ikot ng Rankine (heat recovery in thermodynamic cycles) o ang isang Stirling engine ay nangangailangan lamang ng init para gumana. Ang pinagmulan nito ay maaaring, halimbawa, solar o geothermal na enerhiya. Ang pagbuo ng kuryente sa ganitong paraan gamit ang isang kolektor at init ay mas mura kaysa sa paggamit ng mga photovoltaic cell.

Nagpapatuloy din ang gawaing pagpapaunlad mga fuel cell at ang kanilang paggamit sa mga cogeneration na halaman. Ang isa sa mga makabagong solusyon ng ganitong uri sa merkado ay ClearEdge. Bilang karagdagan sa mga function na partikular sa system, ang teknolohiyang ito ay nagko-convert ng gas sa cylinder sa hydrogen gamit ang advanced na teknolohiya. Kaya walang sunog dito.

Ang hydrogen cell ay gumagawa ng kuryente, na ginagamit din upang makabuo ng init. Ang mga fuel cell ay isang bagong uri ng device na nagbibigay-daan sa chemical energy ng isang gaseous fuel (karaniwan ay hydrogen o hydrocarbon fuel) na ma-convert nang may mataas na kahusayan sa pamamagitan ng electrochemical reaction sa kuryente at init - nang hindi nangangailangan na magsunog ng gas at gumamit ng mekanikal na enerhiya, gaya ng kaso, halimbawa, sa mga makina o gas turbine.

Ang ilang mga elemento ay maaaring pinalakas hindi lamang ng hydrogen, kundi pati na rin ng natural na gas o ang tinatawag na. reformate (reforming gas) na nakuha bilang resulta ng pagproseso ng hydrocarbon fuel.

Nagtitipon ng mainit na tubig

Alam namin na ang mainit na tubig, iyon ay, init, ay maaaring maipon at maiimbak sa isang espesyal na lalagyan ng sambahayan sa loob ng ilang panahon. Halimbawa, madalas silang makikita sa tabi ng mga solar collector. Gayunpaman, hindi alam ng lahat na mayroong isang bagay na tulad ng malaking reserba ng inittulad ng malalaking nagtitipon ng enerhiya (8).

8. Napakahusay na heat accumulator sa Netherlands

Ang mga karaniwang panandaliang tangke ng imbakan ay gumagana sa presyon ng atmospera. Ang mga ito ay mahusay na insulated at pangunahing ginagamit para sa pangangasiwa ng demand sa mga oras ng peak. Ang temperatura sa naturang mga tangke ay bahagyang mas mababa sa 100°C. Ito ay nagkakahalaga ng pagdaragdag na kung minsan para sa mga pangangailangan ng sistema ng pag-init, ang mga lumang tangke ng langis ay na-convert sa mga heat accumulator.

Noong 2015, ang unang Aleman tray ng dalawahang zone. Ang teknolohiyang ito ay patented ng Bilfinger VAM..

Ang solusyon ay batay sa paggamit ng isang nababaluktot na layer sa pagitan ng upper at lower water zone. Ang bigat ng upper zone ay lumilikha ng pressure sa lower zone, upang ang tubig na nakaimbak dito ay maaaring magkaroon ng temperatura na higit sa 100°C. Ang tubig sa itaas na bahagi ay mas malamig.

Ang mga bentahe ng solusyon na ito ay isang mas mataas na kapasidad ng init habang pinapanatili ang parehong dami kumpara sa isang tangke ng atmospera, at sa parehong oras ay mas mababang mga gastos na nauugnay sa mga pamantayan sa kaligtasan kumpara sa mga pressure vessel.

Sa nakalipas na mga dekada, ang mga desisyong nauugnay sa imbakan ng enerhiya sa ilalim ng lupa. Ang reservoir ng tubig sa lupa ay maaaring gawa sa konkreto, bakal o fiber-reinforced plastic construction. Ang mga konkretong lalagyan ay itinayo sa pamamagitan ng pagbuhos ng kongkreto sa site o mula sa mga prefabricated na elemento.

Ang isang karagdagang patong (polimer o hindi kinakalawang na asero) ay karaniwang naka-install sa loob ng hopper upang matiyak ang higpit ng pagsasabog. Ang heat-insulating layer ay naka-install sa labas ng lalagyan. Mayroon ding mga istrukturang naayos lamang gamit ang graba o direktang hinukay sa lupa, pati na rin sa aquifer.

Magkahawak-kamay ang ekolohiya at ekonomiya

Ang init sa bahay ay nakasalalay hindi lamang sa kung paano natin ito pinainit, ngunit higit sa lahat sa kung paano natin ito pinoprotektahan mula sa pagkawala ng init at pinangangasiwaan ang enerhiya sa loob nito. Ang katotohanan ng modernong konstruksiyon ay ang diin sa kahusayan ng enerhiya, salamat sa kung saan ang mga nagresultang bagay ay nakakatugon sa pinakamataas na kinakailangan kapwa sa mga tuntunin ng ekonomiya at pagpapatakbo.

Ito ay isang dobleng "eco" - ekolohiya at ekonomiya. Lalong inilalagay mga gusaling matipid sa enerhiya Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang compact na katawan, kung saan ang panganib ng tinatawag na malamig na tulay, i.e. mga lugar ng pagkawala ng init. Mahalaga ito sa mga tuntunin ng pagkuha ng pinakamaliit na mga tagapagpahiwatig tungkol sa ratio ng lugar ng mga panlabas na partisyon, na isinasaalang-alang kasama ang sahig sa lupa, sa kabuuang pinainit na dami.

Ang mga buffer surface, tulad ng mga conservatories, ay dapat na nakakabit sa buong istraktura. Tinutuon nila ang tamang dami ng init, habang sabay na ibinibigay ito sa kabaligtaran ng dingding ng gusali, na nagiging hindi lamang imbakan nito, kundi pati na rin isang natural na radiator.

Sa taglamig, pinoprotektahan ng ganitong uri ng buffering ang gusali mula sa masyadong malamig na hangin. Sa loob, ginagamit ang prinsipyo ng isang buffer layout ng lugar - ang mga silid ay matatagpuan sa timog na bahagi, at ang mga utility room - sa hilaga.

Ang batayan ng lahat ng mga bahay na matipid sa enerhiya ay isang naaangkop na sistema ng pag-init sa mababang temperatura. Ang mekanikal na bentilasyon na may pagbawi ng init ay ginagamit, i.e. may mga recuperator, na kung saan, pinalalabas ang "ginamit" na hangin, pinapanatili ang init nito upang mapainit ang sariwang hangin na hinipan sa gusali.

Ang pamantayan ay umabot sa mga solar system na nagpapahintulot sa iyo na magpainit ng tubig gamit ang solar energy. Ang mga mamumuhunan na gustong mapakinabangan nang husto ang kalikasan ay nag-i-install din ng mga heat pump.

Ang isa sa mga pangunahing gawain na dapat gawin ng lahat ng mga materyales ay upang matiyak pinakamataas na thermal insulation. Dahil dito, ang mga mainit na panlabas na partisyon lamang ang itinatayo, na magbibigay-daan sa bubong, dingding at kisame malapit sa lupa na magkaroon ng naaangkop na koepisyent ng paglipat ng init U.

Ang mga panlabas na pader ay dapat na hindi bababa sa two-ply, bagama't ang three-ply system ay pinakamainam para sa pinakamahusay na mga resulta. Ang mga pamumuhunan ay ginagawa din sa mga bintana na may pinakamataas na kalidad, kadalasang may tatlong pane at sapat na malawak na thermally protected na mga profile. Ang anumang malalaking bintana ay ang prerogative ng timog na bahagi ng gusali - sa hilagang bahagi, ang glazing ay inilalagay sa halip pointwise at sa pinakamaliit na sukat.

Ang teknolohiya ay nagpapatuloy pa mga passive na bahaykilala sa loob ng ilang dekada. Ang mga lumikha ng konseptong ito ay sina Wolfgang Feist at Bo Adamson, na noong 1988 sa Lund University ay nagpakita ng unang disenyo ng isang gusali na halos hindi nangangailangan ng karagdagang pagkakabukod, maliban sa proteksyon mula sa solar energy. Sa Poland, ang unang passive na istraktura ay itinayo noong 2006 sa Smolec malapit sa Wroclaw.

Sa mga passive na istruktura, ang solar radiation, pagbawi ng init mula sa bentilasyon (pagbawi) at pagpasok ng init mula sa mga panloob na pinagmumulan gaya ng mga electrical appliances at mga nakatira ay ginagamit upang balansehin ang pangangailangan ng init ng gusali. Sa panahon lamang ng mga partikular na mababang temperatura, ang karagdagang pag-init ng hangin na ibinibigay sa lugar ay ginagamit.

Ang isang passive na bahay ay higit pa sa isang ideya, isang uri ng disenyo ng arkitektura, kaysa sa isang partikular na teknolohiya at imbensyon. Kasama sa pangkalahatang kahulugang ito ang maraming iba't ibang solusyon sa gusali na pinagsasama ang pagnanais na mabawasan ang pangangailangan ng enerhiya - mas mababa sa 15 kWh/m² bawat taon - at pagkawala ng init.

Upang makamit ang mga parameter na ito at makatipid ng pera, ang lahat ng mga panlabas na partisyon sa gusali ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang napakababang koepisyent ng paglipat ng init U. Ang panlabas na shell ng gusali ay dapat na hindi tinatablan ng hindi nakokontrol na pagtagas ng hangin. Sa katulad na paraan, ang mga window joinery ay nagpapakita ng makabuluhang mas mababang pagkawala ng init kaysa sa mga karaniwang solusyon.

Gumagamit ang mga bintana ng iba't ibang solusyon upang mabawasan ang mga pagkalugi, tulad ng double glazing na may insulating argon layer sa pagitan ng mga ito o triple glazing. Kasama rin sa passive technology ang pagtatayo ng mga bahay na may puti o mapusyaw na kulay na bubong na sumasalamin sa solar energy sa tag-araw sa halip na sumipsip nito.

Green heating at cooling system gumawa sila ng karagdagang mga hakbang pasulong. Pina-maximize ng mga passive system ang kakayahan ng kalikasan na magpainit at magpalamig nang walang mga kalan o air conditioner. Gayunpaman, mayroon nang mga konsepto mga aktibong bahay – produksyon ng sobrang enerhiya. Gumagamit sila ng iba't ibang mechanical heating at cooling system na pinapagana ng solar energy, geothermal energy o iba pang mapagkukunan, ang tinatawag na green energy.

Paghahanap ng mga bagong paraan upang makabuo ng init

Naghahanap pa rin ang mga siyentipiko ng mga bagong solusyon sa enerhiya, ang malikhaing paggamit nito ay maaaring magbigay sa atin ng hindi pangkaraniwang mga bagong pinagkukunan ng enerhiya, o hindi bababa sa mga paraan upang maibalik at mapanatili ito.

Ilang buwan na ang nakalipas isinulat namin ang tungkol sa tila magkasalungat na pangalawang batas ng thermodynamics. experiment prof. Andreas Schilling mula sa Unibersidad ng Zurich. Gumawa siya ng isang aparato na, gamit ang isang Peltier module, pinalamig ang isang siyam na gramo na piraso ng tanso mula sa isang temperatura na higit sa 100 ° C hanggang sa isang temperatura na mas mababa sa temperatura ng silid na walang panlabas na pinagmumulan ng kuryente.

Dahil ito ay gumagana para sa paglamig, dapat din itong magpainit, na maaaring lumikha ng mga pagkakataon para sa bago, mas mahusay na mga aparato na hindi nangangailangan, halimbawa, ang pag-install ng mga heat pump.

Sa turn, ginamit ng mga propesor na sina Stefan Seeleke at Andreas Schütze mula sa Unibersidad ng Saarland ang mga pag-aari na ito upang lumikha ng isang napakahusay, environment friendly na heating at cooling device batay sa pagbuo ng init o paglamig ng mga wire. Ang sistemang ito ay hindi nangangailangan ng anumang mga intermediate na kadahilanan, na siyang kalamangan sa kapaligiran.

Nais ni Doris Soong, katulong na propesor ng arkitektura sa Unibersidad ng Southern California, na i-optimize ang pamamahala ng enerhiya sa gusali thermobimetallic coatings (9), matatalinong materyales na kumikilos tulad ng balat ng tao - pabago-bago at mabilis na pinoprotektahan ang silid mula sa araw, na nagbibigay ng self-ventilation o, kung kinakailangan, ihiwalay ito.

9. Doris Soong at bimetal

Gamit ang teknolohiyang ito, bumuo si Soong ng isang sistema mga bintana ng thermoset. Habang ang araw ay gumagalaw sa kalangitan, ang bawat tile na bumubuo sa system ay gumagalaw nang nakapag-iisa, pare-pareho kasama nito, at lahat ng ito ay nag-o-optimize ng thermal regime sa silid.

Ang gusali ay nagiging tulad ng isang buhay na organismo, na nakapag-iisa na tumutugon sa dami ng enerhiya na nagmumula sa labas. Ito ay hindi lamang ang ideya para sa isang "buhay" na bahay, ngunit ito ay naiiba sa hindi ito nangangailangan ng karagdagang kapangyarihan para sa paglipat ng mga bahagi. Ang mga pisikal na katangian ng patong lamang ay sapat na.

Halos dalawang dekada na ang nakalipas, isang residential complex ang itinayo sa Lindas, Sweden, malapit sa Gothenburg. walang mga sistema ng pag-init sa tradisyonal na kahulugan (10). Ang ideya ng pamumuhay sa mga bahay na walang mga kalan at radiator sa cool na Scandinavia ay nagdulot ng magkahalong damdamin.

10. Isa sa mga passive na bahay na walang heating system sa Lindos, Sweden.

Ang ideya ng isang bahay ay ipinanganak kung saan, salamat sa mga modernong solusyon at materyales sa arkitektura, pati na rin ang naaangkop na pagbagay sa mga natural na kondisyon, ang tradisyonal na ideya ng init bilang isang kinakailangang resulta ng koneksyon sa panlabas na imprastraktura - pag-init, enerhiya - o kahit na sa mga supplier ng gasolina ay inalis. Kung magsisimula tayong mag-isip sa parehong paraan tungkol sa init sa ating sariling tahanan, kung gayon tayo ay nasa tamang landas.

Napakainit, mas mainit...mainit!

Glosaryo ng heat exchanger

Central heating (CO) - sa modernong kahulugan ay nangangahulugang isang pag-install kung saan ang init ay ibinibigay sa mga elemento ng pag-init (radiator) na matatagpuan sa lugar. Ang tubig, singaw o hangin ay ginagamit upang ipamahagi ang init. May mga CO system na sumasaklaw sa isang apartment, isang bahay, ilang mga gusali, at maging sa buong lungsod. Sa mga pag-install na sumasaklaw sa isang gusali, ang tubig ay nagpapalipat-lipat sa pamamagitan ng gravity bilang resulta ng mga pagbabago sa density sa temperatura, bagaman maaari itong pilitin ng isang bomba. Sa mas malalaking instalasyon, tanging sapilitang sistema ng sirkulasyon ang ginagamit.

Boiler room - isang pang-industriya na negosyo, ang pangunahing gawain kung saan ay ang paggawa ng isang daluyan ng mataas na temperatura (madalas na tubig) para sa network ng pag-init ng lungsod. Ang mga tradisyonal na sistema (mga boiler na tumatakbo sa fossil fuel) ay bihira na ngayon. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mas mataas na kahusayan ay nakakamit sa pinagsamang produksyon ng init at kuryente sa mga thermal power plant. Sa kabilang banda, ang paggawa ng init gamit lamang ang mga pinagkukunan ng nababagong enerhiya ay nagiging popular. Kadalasan, ginagamit ang geothermal energy para sa layuning ito, ngunit ang malalaking solar thermal installation ay itinatayo kung saan

Ang mga kolektor ay nagpapainit ng tubig para sa mga pangangailangan sa sambahayan.

Passive house, energy saving house - isang pamantayan sa konstruksiyon na nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na mga parameter ng pagkakabukod ng mga panlabas na partisyon at ang paggamit ng isang bilang ng mga solusyon na naglalayong mabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya sa panahon ng operasyon. Ang pangangailangan ng enerhiya sa mga passive na gusali ay mas mababa sa 15 kWh/(m²·taon), habang sa mga ordinaryong bahay ay maaari pa itong umabot sa 120 kWh/(m²·taon). Sa mga passive na bahay, ang pagbawas sa pangangailangan ng init ay napakahusay na hindi sila gumagamit ng tradisyonal na sistema ng pag-init, ngunit karagdagang pag-init lamang ng hangin ng bentilasyon. Ginagamit din ito upang balansehin ang pangangailangan ng init.

solar radiation, pagbawi ng init mula sa bentilasyon (pagbawi), pati na rin ang mga natamo ng init mula sa mga panloob na pinagmumulan gaya ng mga electrical appliances o maging ang mga residente mismo.

Gzheinik (colloquially - isang radiator, mula sa French calorifère) - isang water-air o steam-air heat exchanger, na isang elemento ng isang central heating system. Sa kasalukuyan, ang mga radiator ng panel na gawa sa mga welded steel plate ay karaniwang ginagamit. Sa mga bagong central heating system, ang mga finned radiator ay halos hindi na ginagamit, bagaman sa ilang mga solusyon ang modularity ng disenyo ay nagbibigay-daan sa pagdaragdag ng higit pang mga palikpik, at samakatuwid ay isang simpleng pagbabago sa kapangyarihan ng radiator. Ang mainit na tubig o singaw ay dumadaloy sa heater, na kadalasang hindi direktang nagmumula sa CHP. Ang tubig na nagpapakain sa buong pag-install ay pinainit sa isang heat exchanger na may tubig mula sa heating network o sa isang boiler, at pagkatapos ay napupunta sa mga heat receiver, tulad ng mga radiator.

Central heating boiler - isang aparato para sa pagsunog ng solid fuel (karbon, kahoy, coke, atbp.), gas (natural gas, LPG), fuel oil (fuel oil) upang mapainit ang coolant (karaniwang tubig) na nagpapalipat-lipat sa CH circuit. Sa karaniwang pananalita, ang isang central heating boiler ay hindi wastong tinutukoy bilang isang kalan. Hindi tulad ng isang hurno, na nagbibigay ng nabuong init sa kapaligiran, ang boiler ay naglalabas ng init ng sangkap na nagdadala nito, at ang pinainit na katawan ay napupunta sa ibang lugar, halimbawa, sa isang pampainit, kung saan ito ginagamit.

condensing boiler - isang aparato na may saradong silid ng pagkasunog. Ang mga boiler ng ganitong uri ay tumatanggap ng karagdagang halaga ng init mula sa mga flue gas, na sa mga tradisyunal na boiler ay lumabas sa tsimenea. Salamat sa ito, nagpapatakbo sila nang may mas mataas na kahusayan, na umaabot hanggang 109%, habang sa mga tradisyonal na modelo ito ay hanggang sa 90% - i.e. mas mahusay silang gumagamit ng gasolina, na isinasalin sa mas mababang mga gastos sa pag-init. Ang epekto ng condensing boiler ay pinakamahusay na nakikita sa temperatura ng flue gas. Sa mga tradisyunal na boiler, ang temperatura ng mga flue gas ay higit sa 100°C, at sa condensing boiler ito ay 45-60°C lamang.