Массивные стены дома - как суточный теплоаккумулятор.

Ага-вот и ответ по теме...
также - респект Atos и Андрей.

 

Скажите, пожалуйста, это Ваша идея или это все опробовано? Изначально был поставлен вопрос об аккумулировании тепла ночью с целью экономии энергии. В том, что вы изложили не видно экономии. Тем более, что все абстрактно: 60-90 кВт - это на комнату, на дом, какой его размер (может много или недостаточно), а сколько надо затратить, если организовать обычный режим с комфортными параметрами в течение суток, да к тому же осуществить регулирование температуры так, чтобы можно было экономить (ночью снижаем температуру -спим укрывшись, под утро - повышаем, идем на работу - снижаем, перед приходом с работы - повышаем и т.д.). Думаю, что в том варианте, который изложил Александр, так будет дешевле и комфортней. Ведь обогреватель надо не просто заложить под штукатурку, а в глубину стены. От периодической смены температуры будет периодическая деформация, трещины... Ведь даже при "запуске" теплых полов рекомендуется повышать температуру не более 5град/сутки...
Конечно, каждый волен принимать решение сам. Но во всем должен быть смысл и расчет и серьезный.

 

о каком варианте Вы пишите ?

 

Как человек немного далекий, но все таки.
Вопросы на засыпку: сколько потребуется энергии чтобы прогреть все ето ( пол, стены) чтоб потом отбирать от них тепло. Сколько надо энергии чтобы отопить указанный дом. На сколько литров в систему надо включить АККУМУЛЯТОРНЫЙ БАК.
И самое главное (мож ето я и не увидел) если нагреть конструкцию здания до 30 градусов, сколька будет температура воздуха в здании? ( наверное африка)

;)

 

Когда Александр поднял этот вопрос, то он привел фотографии и схему стен и перекрытия дома. Видно, что он не будет переделывать внутреннюю отделку. Поэтому, вариант закладки в стены обогревателя я бы на его месте не стал рассматривать. Тем более, что в таком доме будет очень не комфортно, если обогревать его только ночью. Не надо глубоко разбираться в тонкостях, чтобы понять: если хотите, чтобы средняя температура была, к примеру, 18град, то какой должна она быть в начальный и конечный моменты времени? Напомню, предполагается, что процесс неуправляемый, только нагрели ночью, а утром выключили. Легко выполнить эксперимент с кастрюлей с водой или чайником.

 

Всем спасибо за обсуждение.
Еще раз позволю себе уточнить:
Рассматривается вопрос именно как сэкономить на ночном (более дешевом) тарифе на эл.энергию.
Т. е. ночью топим, днем отключаем.
У некоторых коллег возникли вопросы по цифрам.
На последней схеме этажей дома внизу маленькая иконка, там файл с таблицей, для понимания процесса.
Еще, попытался сделать прикидочные расчеты:

Теплоемкость (КДЖ / кг • ºС):
1. Кирпичная кладка - 0,88
2. Бетона - 1,0
3. Сталь - 0,482
4. Чугун - 0,55
5. Вода - 4,18.

Тогда, 1 м³ материала может накопить следующее кол-во тепла:

при нагреве его на 1ºС

1. 1 м³ кладки: 1800кг•0,88КДЖ/кг•ºС • 1ºС=1584КДЖ/3600=0,44 КВт.
2. 1 м³ бетона: 2400кг•1,0КДЖ/кг•ºС • 1ºС=240КДЖ/3600=0,666 КВт.
3. 1 м³ стали: 7850кг•0,482КДЖ/кг•ºС • 1ºС=3784КДЖ/3600=1,051 КВт.
4. 1 м³ чугуна: 7000кг•0,55КДЖ/кг•ºС • 1ºС=3850КДЖ/3600=1,069 КВт.
5. 1 м³ воды: 1000кг•4,18КДЖ/кг•ºС • 1ºС=4180КДЖ/3600=1,16 КВт.

при нагреве его на 10ºС

1. 1 м³ кладки: 1800кг•0,88КДЖ/кг•ºС • 10ºС=1584КДЖ/3600=4,4 КВт.
2. 1 м³ бетона: 2400кг•1,0КДЖ/кг•ºС • 10ºС=240КДЖ/3600=6,66 КВт.
3. 1 м³ стали: 7850кг•0,482КДЖ/кг•ºС • 10ºС=3784КДЖ/3600=10,51 КВт.
4. 1 м³ чугуна: 7000кг•0,55КДЖ/кг•ºС • 10ºС=3850КДЖ/3600=10,69 КВт.
5. 1 м³ воды: 1000кг•4,18КДЖ/кг•ºС • 10ºС=41800КДЖ/3600=11,6 КВт.

Применительно к моему случаю, суточная потребность тепла потребует для своего накопления:

720 КВт / 4,4 = 163 000 кг кладки.
720 КВт / 6,66 = 108 000 кг бетона.
720 КВт / 11,6 = 62 000 кг воды.

Такие вот цифры у меня получились.

 

Если увеличивать перепад температур при нагревании, то необходимая масса материала будет уменьшаться.

 

Система удовлетворительно работает 4-й год.
Я об экономии ничего не говорил. Я говорю о том, что инерции может быть достаточно, чтобы до 12 часов не топить. При этом градиент температур широкий, но терпим.
Площадь застройки 125 м кв. Жилая площадь 88 м кв.
Стены 38 см полнотелый строительный кирпич М150 с заполнением швов. Перекрытия ж/б. Утепление снаружи экструзионный пенополистирол 5см. Утепление крыши 20 см минваты с межслойным изолированием и отражающей изоляцией. Остекление 2-х кам. стеклопакет.
Мощность котла 29 кВт. Топливо - сжиженный газ пропан-бутан. В среднем расход 42 литра газа в сутки при -5 на улице (издержки 23$/сутки). При -18 градусов и расход газа 60 литров в сутки (30$/сутки).

 

Если бы я начинал строительство, то также сделал бы "теплые" стены. Но обогревал бы не с такой цикличностью. Безусловно, стены, пол и потолок являются аккумулятором тепла. Поэтому утепление снаружи дома является одним из преимуществ. Для информации. У меня дом в 2 раза больше вашего. Точно также утеплен (а лучше бы 10см изолятора). Правда, поверх ж/б перекрытия стяжка из какого-то утеплителя (не знаю, купили недостроенным дом). Оказалось недостаточным и сверху положил 10см минваты. Согласен, что 20 - лучше.
Котел 38кВт, природный газ. Большая площадь - теплые полы. В этих помещениях нет батарей, но микроклимат очень комфортный. В среднем температура полов 23 - 25град (неизменная в течение суток - большая теплоемкость), батарей 40 - 50, регулируется в течение суток и каждой комнате, там где находимся постоянно - нормальная температура, где редно, естественно, ниже. Сейчас очень холодно на улице (-20 -24). Веду ежесуточный учет расхода газа. До -10 град на улице - не более 20куб. м/сутки. Сейчас увеличил температуру на выходе котла до 50град, полы - 28. Расход 30 -32град. Но в помещениях не ощущается жарко/холодно.
Самое главное - сохранение тепла.
Удачи вам.

 

Скоро налог повысят
Я бы сейчас вообще дом сверху земли не строил.
Закопался бы метров на 10 в глубину. Там температура подходящая круглый год +7. Холодная вода прямо из стены в любом месте)))Тепловой насос установил бы. Отделочные материалы позволяют сделать так, что никогда не скажешь, что ты под землей. Плазменные телевизоры вместо окон с фотографией Кремля. Заходишь на участок огурчики, помидорчики - дома нет! Стоит туалет с дверью от лифта. Налоговая приходит дома нет! Одни плюсы...

 

Мечты, мечты,
Где ваша сладость?...
А.С.Пушкин актуален и сейчас.

 

Добиться приемлемого аккумулирования тепла имея лишь кирпичные стены и водяную систему отопления довольно проблематично. В своей таблице вы перечислили теплоёмкость материала, но кроме теплоёмкости есть ещё и теплопроводность материала. Если взять кирпич то обладая довольно высокой теплоёмкостью, теплопроводность имеет довольно низкую 0,7 Вт/(м*с) и что бы, если можно так выразиться, зарядить эту стену теплом нужна довольно высокая температура теплоисточника. Если для примера взять печи применяемые для обогрева домов, то на входе в дымовую трубу в верхней её части температура дымовых газов не менее 200 градусов, система имеет очень высокий тепловой напор. Даже если учитывать большую площадь стен комнаты температура всё равно станет запредельной ещё и в силу того что с понижением температуры теплоисточника резко снижается теплоаккумулирующая способность кирпича.
Довольно высокую теплоёмкость имеет дерево 2,3 кДж/(кг*с), а вот теплопроводность, к примеру у сосны, всего 0,09 и если её вам каким то образом и удасться нагреть тепло потом она вам всё равно не отдаст. Самым приемлемым материалом для создания подобной системы пожалуй можно считать мрамор и гранит при теплоёмкости 0,88 они имеют теплопроводность соответственно 2,91 и 3,49 вт/(м*с). Но здесь классическая компоновка расположения приборов отопления не подойдёт.

 

Ошибаетесь kutzenko.sergej.
Теплопроводность кирпича достаточна с запасом в один порядок. Рассмотрим границу двух сред кирпич-воздух. Там встречаются две теплопроводности кирпича и воздуха. Так вот тепловой поток от кирпича к воздуху ничтожен и определяется в основном не теплопроводностью воздуха (воздух-изолятор), а конвекцией и температурами двух сред. Что касается теплового потока от воды к кирпичу, то здесь вообще проблем нет. Теплопроводности кирпича и воды одного порядка. Как быстро может отдать теплоту вода, так же быстро может принять эту теплоту кирпич. У нас нет проблем "очень горячей стены" так как вы по ней не ходите. Пример: киньте в костер кирпич и нагрейте до 60 градусов. И что жарко Вам от него? Нет. А почему? Да потому что вы находитесь в воздушной среде с температурой 20 градусов. И в самом лучшем случае Вы от него ощутите комфортное длинноволновое инфракрасное излучение.

 

Несколько проблем есть и решив которые можно сохранять тепло долго.
0. Минимальная и правильная посадка дома (пол дома в земле)
1. Качественное и правильное наружное утепление со всех сторон (отражение ИК тепла вовнутрь).
2. Греющие массивные стены, полы из теплоемкого теплопроводного материала (особенно внутренние)
3. Полное отсутствие окон и их замена на телевизионные панели с видеокамерами на улицу. (Цена окна = цена недорогого TV. Можно шторки для красоты повесить)
4. И наконец адаптивная моно-вентиляция (мое изобретение с мозгами барашка - ПЛК ОВЕН. От такого же микроконтроллера управление котлом, температурами стен, пола)

 

Интересно наблюдать за дискуссией. Скоро дойдем до математических выкладок. Теплоемкость, теплопроводность... Но процессы на самом деле не такие простые в этой системе. Постоянная времени нагревания стен измеряется не минутами, а часами. Поэтому оперативного вмешательства (регулирования) здесь в принципе не может быть достигнуто за малое время. И kutzenko.sergej правильно отмечает:... если можно так выразиться, зарядить эту стену теплом нужна довольно высокая температура теплоисточника. Добавлю и время. От стен, отмечает правильно Проектировщик ...Вы ощутите комфортное длинноволновое инфракрасное излучение. Но это тепло не сразу будет комфортным вдали от стены (это не наше солнышко, энергии маловато). Здесь будет "работать" конвекция, как и в случае с батареями: вблизи жарко, а вдали...От теплого пола эффект ощущается быстрее.
Я думаю, что Alehandr уже сделал вывод можно ли комфортно жить за счет аккумулирования тепла в ночное время.
Идея теплых стен, на мой взгляд, хорошая, но не по принципу: нагреть ночью и наслаждаться в остальное время, выключив нагрев. Равномерное тепло, низкая температура теплоносителя (макс. 30-40, а для батарей до 60) это безусловно хорошо.