Рациональный конструктив каркасного дома

а можно проще? сколько надо приложить усилий сбоку чтобы каркас обшитый осб 9мм начал складываться, а гвозди начали бы прорезать осб плиты?

 

Снижение затрат на отопление дома, при отсутствии магистрального газа, является насущной задачей.
Пути снижения:
1. Хорошее утепление дома.
2. Рекуперация тепловых потерь.
3. Использование альтернативных источников тепла.

Предлагаю для рассмотрения форумчан СО бюджетного дома, на основе воздушного теплового насоса ( это бытовой кондиционер работающий в режиме отопления).

Суть идеи - использовать низкопотенциальное тепло поддомового грунта для отопления.
Плюсом - грунт является частью системы рекуперации тепла теряемого через пол и тепла
теряемого через слив горячей воды в канализацию.
Т.е. грунт выполняет также функцию теплового коллектора, аккумулирующий тепло от разных источников.


На схеме приведена воздушная СО дома на основе кондиционера. Но СО может быть и другой (водяные тёплые полы и т.п.) это не принципиально.
Для себя я выбрал бы воздушную СО.

Внутренний блок (ВБ) кондиционера располагается в доме и его вентилятор задувает тёплый воздух в подполовое пространство, откуда он через щели у плинтусов возвращается обратно в дом.
Чтобы не перегружать чертеж, фильтр и увлажнитель воздуха не показаны.

В процессе теплообмена участвует также и воздух подполья.
Как видно из схемы, наружный блок (НБ) кондиционера установлен в подполье.
При его работе воздух циркулирует через него в замкнутом объёме отдавая ему тепло получаемое от грунта и от перекрытия пола.
В грунт поступает также тепло воды сливаемое в канализацию из ванны, душа, стиральной машины и т.п.
Для этого в верхний слой грунта прикопана петля из ПНД трубы. Вода сначала протекает через неё отдавая тепло грунту и только после этого попадает в канализационную трубу.

В системе вентиляции воздух при вытяжке, поступает сначала в подпол и охладившись там только потом выбрасывается на улицу. Т.е. большая часть тепла остаётся в подполе, и через ТН возвращается обратно в дом, как и тепло от потерь через пол и сливаемой воды.

Таким образом мы получаем объединенную систему рекуперации для трёх каналов потерь + тепло поддомового грунта (альтернативный источник тепла).
Используя при этом серийный бытовой кондиционер небольшой мощности с функцией отопления и ПНД трубу диаметром 32-40 мм и длинной порядка 40-60 метров.

Допускаю, что в сильные морозы этого тепла может не хватать. Поэтому СО должна быть бивалентной с подогревом от электрического нагревателя.

Температура воздуха в подполе при работе СО должна поддерживаться в районе ноля градусов, а температура верхнего слоя грунта +1,+2°. За этими параметрами должна следить система управления кондиционером, чтобы не заморозить грунт.

В следующий раз опишу схему использования солнечной радиации для отопления в межсезонье применительно к СО описанной выше. Без дорогих солнечных коллекторов.

 

дом 10*10, по контуру 40 м трубы, это уже заглубление на 80 см. Вода пройдет этот путь за 40/0.8=50 сек. Количество тепла отданное за это время, оцените сами.
Вопрос ремонта канализации под домом, протечек с риском образования плывуна - за кадром.
Упрощая схему - сводим к внутренний блок - дует на наружный. Этоткак мотор крутит генератор, а генератор крутит мотор. Красиво, но не крутится.
В целом, рекомендую на реальных цифрах описать термобаланс. Заданы температуры дом, улица, воздкхообмен, тепловые ограждений и конкретно посчитать мощности всех тепловых потоков.

 

Для этого "проще" нужно посчитать статически неопределимую конструкцию.
Я уж не говорю о том, что производитель ОСП не приводит данных по прочности на смятие и разрыв.

 

Уважаемый stran06, не нужно делать поспешных выводов. Если есть время подумайте получше, попробуйте сами посчитать. Вам это будет не сложно с вашим образованием.

Я ведь привёл условную схему, а не монтажную. Поэтому Ваши 50сек - взяты от фонаря.
Вероятность протечек около нулевая. Потому что система самотечная, давления никакого, а ПНД трубы используются в системах водоснабжения, где давление может достигать нескольких атмосфер.
Скорость потока конечно же зависит от перепада высот, но еще и от сечения трубы.
Перепад мы можем уменьшить почти до ноля. Это не сложно. Можем поиграть и сечением на выходе. Все это не принципиальные моменты, легко решаемые.

Количество тепла зависит не только от времени, но и перепада температур, теплопроводности, площади теплообмена, характера течения и т.д.

40мм труба длиной 40м имеет площадь теплообмена с грунтом 5кв.м. Температура воды когда принимают душ около 40°С.
Труба ПНД заполнена водой постоянно, расход воды через нее ограничен притоком. А приток обусловлен тем, как сильно мы открываем кран горячей воды при помывке. Мне достаточно не более 0,1 л/сек
Объём воды в ПНД будет примерно 36 литров, значит время протока по 40 метровой трубе будет не менее 360 сек.
Если этого времени не достаточно, чтобы остыть до +2°С, то ничто не мешает нам увеличить её длину хоть до 100+ метров.

Такое упрощение, равносильно выплескиванию ребёнка с водой или передергиванию при игре в карты.

В тепловом балансе дома кроме возврата тепла ( которое конечно же менее 100%) есть ещё приток тепла от поддомового грунта ( теплонасосники при расчетах берут 10-20 вт/кв.м грунта), + потребляемая энергия ТН (можно принять 1 кВт максимальная), кроме того Вы утверждаете, что есть ещё тепло от бытовых потребителей: эл.плита,освещение, комп, и др приборы. 500 вт.

Температургые данные: грунта - +5- +10°С, увеличивается с глубиной (зависит от широты, обводненности, состава почвы), уличная- может достигать до -30-40°С.
Утепление стен можно взять 20 см ( любой хороший утеплитель) потолок до 30см, а пол хоть 10см, хоть 20 см, так как большая часть потерь возвращается обратно.
СОР для воздушного ТН можно взять 2,5 -3.0 при температуре подпола около ноля.

Считать не буду. Хотите проверить эффективность - считайте сами. Вы хорошо владеете математикой (только постарайтесь быть объективным).

П.С. Хоть это было 45 лет тому назад, но я все же получил высшее техническое образование. Поэтому намеки на вечный двигатель- это неуважение к оппоненту.

 

Норматив в канализационной трубе, на который следует ориентироваться. Будет (существенно) больше, или меньше - заиливание.

Ключевое.

 

Заиливание не смертельно. Если оно начнёт влиять на теплообмен, то периодически можно промывать под напором холодной водой или моющими средствами.

Ключевое или не ключевое, - Вы тоже не приводите расчёты в подтверждение своей позиции.

stran06, ещё мысли по поводу заиливания от неправильного уклона.
СНиПовские нормативы по уклонам даны для стоков содержащих фекальные и др.твердые фракции. Причём наполнение трубы водой не полное.

В моём случае труба полностью заполнена водой, для увеличения площади теплообмена и нулевой уклон. Скорость протока зависит только от объёма воды поступающей в теплообменник ( ПНД труба через стенки которой вода отдаёт тепло грунту)
Причём вода практически не содержит твердые частицы. Только растворенные моющие средства. А волосы или ворсинки от мочалок, вехоток или губок можно задерживать на входе сетчатым фильтром, который периодически нужно очищать.

При таком подходе врядли будет заиливание. Но если все же что-то и будет нарастать на стенках трубы, то перед отопительных сезоном нужно в обязательном порядке промыть теплообменник.

 

ИМХО по поводу применения ОСП в качестве внешней обшивки.

Я весьма критически отношусь не только к СВФ, но и использованию ОСП в качестве наружной обшивки в домах для ПМЖ.

Потому что абсолютно не уверен, что ОСП сохранит свои прочностные характеристики лет через 15-20, не говоря о 40-50 годах.

Точнее не уверен в клее скрепляющем стружку. Опыт эксплуатации ДСП (ближайший родственник ОСП) в мебели показывает что крепления со временем расшатываются. ДСП в этих местах становится трухлявым. Хотя мебель находится в тепличных условиях.

А с учётом нашего российского качества производства и суровых климатических условий, боюсь, что придётся лет через 15-20 заменять обшивку дома полностью.

В данном случае, я выбирают ЦСП для внешней обшивки.

 

Думаю многие обращали внимание на то, что зимой в солнечную погоду на крышах начинают расти сосульки. Снег на металлической кровле начинает таять и стекать. А вода замерзает на свисе крыши из-за мороза. А по весне процесс усиливается.

Причина этому солнечная радиация, которая достигает сотен ватт на кв.м. Эту энергию уже давно используют для ГВС и отопления. Но солнечные коллекторы (СК) пока ещё дорогие и не очень просты, что ограничивает их широкое применение.

Но все же эту энергию можно использовать и без дорогих СК, пусть и с невысоким КПД.
В солнечную погоду в подкровельном пространстве (особенно в районе конька) температура воздуха может достигать +10°С и выше, даже при небольшом минусе на улице.

Чтобы использовать это тепло, предлагаю схему его транспортировки в СО дома, точнее в поддомовой грунт, откуда он посредством ТН пойдет на отопление.

В подконьковом пространстве установлен водо-воздушный теплообменник (ТО) с вентилятором, который продувает через него тёплый воздух. Подогретая жидкость (незамерзайка, так как без солнца под кровлей будет минусовая температура) посредством циркуляционного насоса (Н) прокачивается через грунтовый коллектор (ГК), подогревая поддомовой грунт. Далее это тепло ТН подаётся в дом.

ГК это ПНД труба длиной порядка 100-200 м уложенная змейкой в верхнем слое поддомового грунта.

Эта же система используется и для подзарядки теплом грунта перед отпительным сезоном. Таким образом можно поднять температуру грунта до 20-25°С к октябрю месяцу и не тратиться, в первоначальный период, на отопление.

Жду конструктивной критики, а не придирки к "плохо пришитым пуговицам".

 

ага. рано, или поздно цементирует так, что просто меняем трубу. Под домом.

Все свои идеи, просчитывю максимально возможно. В отличии от.

Считать бесперспективные в моем понимании - не хочу, это задача автора.

Что нужно посчитать, оценить.
1. Промывка петли под домом.
В дом въезжает каналопромывочная машина? Или обратным ходом, вышибая раковины и ванны?
Керхером, до ближайшего поворота?
Пропихнуть шланг на 40 метров? Пробовали?
2. Провисшая петля трубы под домом, вход и выход ниже трубы. Не опорожнить.
Как законсервировать дом? Пожизненный подогрев подвала?
3. Скорость движения воды и время прохождения теплообменника.
Мойка 0.12 л/с, ванна 0.25 л/с, опорожнение ванны, 200 л, 5 минут, 0.6 л/с, площадь сечения трубы ДУ50 0.193 дм2, скорость прохождения 40-ка метров от 170 сек, до 34 сек.
Объем этих 40-ка метров - 7.7. литров.
А на 200 литров (удержать ванну в трубе), трубы нужно больше километра.
Далее, гидродинамический напор, даже на 40 метрах, может приводить к выходу воды в ванну из мойки. Тоже нужно считать.
Это нельзя было прикинуть?

3. Воздухораспределение через подполье.
Где, хотя бы прикидки, сколько дойдет до дальней комнаты?
Сколько стоит дополнительное увеличение высоты перекрытия, общей высоты дома, конструкция этого "распределителя", управление распределением? Чем это выгоднее воздуховода? Почему вентиляторщики, упорно их прокладывают?
4. Вытяжка через подвал. Рост температуры подвала. Где оценка потерь этого теплового потока, через цоколь и грунт, вследствии общего роста температуры в подполье?

Грунтовые теплообменники, несоизмеримо большего объема, к весне истощаются, посмотрите соотв. опыт.
Где оценка баланса, получения мизера из грунта в подполье, с доп. потерями вследствии обего повышения температуры подполья, за счет вложенной из розетки энергии?

Начиная с положительных среднесуточных, воздух улице, теплее подполья, где учет этого фактора?

Если Вы инженер, то что мешает лезть в детали и делать количественные оценки, хотя бы в простых вопросах?

 

stran06,

"Не верю" (К. Станиславский)
Механические частицы задерживаем сетчатым фильтром.
Мыло, шампуни, порошки для стирки, зубная паста и т.п., растворяются водой, значит не могут выпадать в осадок и уйдут в септик.
Что ещё может осаждаться на стенках трубы?
Раскройте пжл качественные и количественные параметры материала для цементации теплообменника и откуда он берётся?
Без этого нет смысла думать, как с этим бороться.

Вы ошиблись,- объём 77 литров, значит и время протока увеличится в 10 раз.
А 200 литров уместятся в 104 метрах трубы.

Спасибо, что обратили на это внимание. Хоть и мелочь, но все же требует решения.

Обратный клапан или демпферная емкость решают эту проблему.

Тёплый воздух из пола выходит по периметру дома, т.е. из щели между плинтусом и внешней стеной, тем самым обогревая холодные стены.
Считаем, что полость в полу эта единая ёмкость, где давление во всех точках практически одинакова. Так как тёплый воздух задувается туда примерно в центре дома, то поступление воздуха во все точки периметра дома также одинакова.
Эта система подачи теплого воздуха была опробована мной в моём доме и доказала свою работоспособность. Температура по комнатам отличалась не более чем на 1°С.
Мерил бытовыми термометрами, возможно это просто погрешность измерения.
Балансировка поступления теплого воздуха по комнатам производится изменением длины щели между плинтусом и стеной.

Считаю, что существенного роста температуры подвала не будет.
Во-первых, ТН (если он инверторный) постоянно транспортирует тепло поступающее в подполье в дом.
А если ТН старт-стопник, то на время остановки стабилизация температуры идёт за счёт высокой тепловой инерции грунта. Избыточное тепло воздуха идёт на нагрев грунта, откуда он вновь через ТН поступает обратно в дом.
Во-вторых, можно синхронизировать работу вытяжки с работой ТН, тем самым стабилизируя температуру в подполье.

Я достаточно хорошо информирован об отоплении ТН с грунтовыми коллекторами по ФХ.
В данном случае идёт речь, взять столько, сколько сможет дать грунт без существенной просадки температуры.

Но главное, это комплексное использование ТН, как для съёма тепла из грунта, так и для рекуперации тепловых потерь через пол, вентиляцию и сточными водами.

Это учтено системой подогрева грунта теплом солнечной радиации. У меня боле широкий температурный охват. Подогрев может идти даже при минусе на улице.

Скорее всего лень-матушка и плохое владение компьютером и не знание программ для расчёта.

 

волосы, чай, кофе, жир...
- никогда забитую раковину не видели? А на стоячей воде?

Да, сразу посчитал на метр, потом забыл. Ванна будет проходить за 5 минут. Причем первые 63% пролетит за 70 сек.

Одинакова - не будет потока. Единая полость в одном направлении - понимаю (лаги) , во всех - пол висит на антигравитации?

Да нету там тепла особо.
Еще раз, сравните с грунтовыми обменниками.
К этому, не путайте грунтовый аккумулятор, с автомобильным. В первом, огромные потери, посмотрите зональный расчет потерь потгрунту, не приток, а тепловое сопротивление.
Выкачали за пару недель запасенное с лета, потом суем туда килоджоуль, а снимаем половину, остальное лезет в "центр земли" и цоколь.
бещнапорный бак на 400 полкуба доя серых стоков, выпуск снизу, переливом, в баке теплосъемник с ЧИСТЫМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ. Бак с доступом для ревизии, чистки.
Вытащенное тепло из бака - в радиатор, через который забирает воздух наружный блок.
ТН воздуховода. Утилизируется в теплых полах и ГВ. Солнечный коллектор - первичный подогрев воды в ТА, не грунтовом, а нормальном, утепленная емкость с водой.

 

Ваша сильная сторона - это расчёты по количественной оценке обсуждаемого фактора, и выводы на их основе.
Но когда Вы без расчётов делаете оценки, то Вы рискуете сильно ошибиться, что и случилось в данном случае.

Давайте проведем сравнительный анализ по тепловым потерям для моего дома с утепленным подпольем и отмосткой и съемом тепла из подпола.И домом на СВФ с утепленным полом.
Заодно сравним объёмы утеплителя, которые требуются для обоих вариантов.

Дом возьмём 10×10м, Т- в доме 20°С, на улице - -30°С. под полом у меня 0°С, Т- грунта +1°,+2°С.
Высота цоколя-1м.
Теплопотери через стены, потолок и окна исключаем из сравнительного анализа, так как они у нас будут одинаковы.
Ваш пол утеплен толщиной 40см, значит объём утеплителя 40куб.м.
Мой пол утеплен толщиной 10см (10куб.м), цоколь -20см (8куб.м).
Площадь утепления отмостки 100кв.м, толщиной -7см (7куб.м).
Итого у меня -25куб.м, у Вас -40 куб.м

Воздухообмен 30куб.м/час на одного человека. При -30° на улице, потери на вентиляцию -0.5кВт/чел, (при 0° будет 0.2 кВт/чел).
Нужна рекуперация для снижения потерь. Анализ своей я приведу ниже, а Ваши параметры надеюсь приведёте в своём ответе.

Потери через ГВС возьмём 0.1 кВт/чел. У меня 100% рекуперация этих потерь для любого количества людей, так как вода в канализацию сливается с Т- +3- +5°С.
Как это будет решено у Вас я не знаю.

Рекуперация при вентиляции ( при -30° на улице ) у меня 50%, так как воздух на улицу выбрасывается с Т =-6,-7°С (см. схему).
http://forum.vashdom.ru/threads/racionalnyj-konstruktiv-karkasnogo-doma.55530/page-5#post-432998
На выходе НБ кондиционера температура будет -6,-7°С, если на входе 0,+1°С.
При увеличении температуры уличного воздуха уровень рекуперации повышается и достигает 100%, при -6,-7°С, а потом превышает 100%.
Как у Вас будет решен этот вопрос?

Теперь по теплопотерям через пол. Возьмём для расчётов утеплитель с коэффициентом теплопроводности 0.04.
У Вас при толщине 40см на площади 100кв.м и дельта Т= 50°, потери будут 0.5 кВт. При ноле на улице 0.2 кВт.
Хорошие показатели, но заметим, что это безвозвратные потери.

У меня при любом морозе на улице дельта Т = 20° (так как Т подпола = 0°), соответственно тепловой поток через пол составит 0.8 кВт. Но это тепло, как и потери от вентиляции и стоков, возвращаются обратно в дом посредством ТН, поэтому их нельзя считать потерями.
Потери - это только то тепло, которое уходит за пределы теплового контура, а у меня подпол находится в тепловом контуре.

Но у меня добавляются потери тепла через цоколь. При периметре 40м и высоте 1м, площадь = 40кв.м. Тепловой поток при -30° на улице, через цоколь составит 0.24 кВт.
Но даже эти мизерные потери компенсируются теплом поступающим из поддомового грунта (Мощность потока из грунта примерно 10-20 вт/кв.м.).
При повышении температуры на улице до 0°, потери через цоколь нулевые.

Ваше предположение, что будут потери через грунт ошибочны, потому что тепло не может двигаться против градиента температуры (от холодного к более тёплому).
Температуру верхнего слоя грунта поддерживаем на уровне +1-+2°С, а с увеличением глубины она растёт до +8,-+10°С.

Хотелось бы увидеть суммарные теплопотери по Вашему варианту, через пол, вентиляцию и стоки, которые я естественно не могу посчитать, незная их устройство.

У меня весь положительный эффект достигается за счёт использования серийного кондиционера с тепловой мощность 3-4 кВт, и который при этом будет потреблять э/э из сети в пределах 1.5 кВт. Сложность и стоимость их соизмерима со стоимостью мощного холодильника.
Причём обратите внимание у меня нет дорогих работ по обустройству грунтового коллектора, который необходим для ТН в СО домов.

 

Это не сложно. Можно насверлить в средней части половых лаг сквозные отверстия по всей длине лаг.
Или в местах опирания лаг на балки ростверка установить проставки высотой 30-50мм. В результате под лагами сквозные щели по всему полу.

Как я писал ранее, эта схема распределения теплого воздуха внутри конструктива пола опробована уже и доказала свою хорошую работоспособность.

stran06, Ваши доводы относительно засорения теплообменника сточных вод не убедительны

Это все попадает в сток через мойку на кухне и из посудомоечной машины.
Поэтому сток из кухни и унитаза направляется сразу в канализацию, минуя теплообменник.

Через теплообменник будут проходить стоки из душевой, ванны, умывальника и стиральной машины. На входе обязательно сетчатый фильтр, для задержания волос, ворсинок и др. механических частиц.
Наличие в этой воде моющих средств, шампуней, мыла и т.п. являются положительным фактором. Они будут постоянно промывать теплообменник.

С учётом этих соображений считаю, что теплообменник никак не может быть засорен, и будет работать практически без обслуживания.

Стоимость теплообменника из ПНД трубы невысокая. Метр трубы диаметром 50мм, 40-50 руб и потребуется её не более 100м.
Площадь теплообмена 0.157 кв.м на метр трубы, объём жидкости в метре трубы 1.52 литра, соответственно в 100м - воды будет 152 литра.

 

Сделал все как Вы рекомендовали, и задал встречные вопросы ( надеюсь на ответы).
http://forum.vashdom.ru/threads/racionalnyj-konstruktiv-karkasnogo-doma.55530/page-5#post-433103.
А в ответ тишина.... Я понимаю, что кроме Вас и ещё парочки форумчан нет никого, кто хорошо разбирается в вопросах термобаланса домов.

Такое безаппеляционное утверждение требует дальнейших доказательств, после обоснование цифрами предлагаемого мной СО дома. Или же признать, что поторопились с оценкой , которая не соответствует действительности.

Со своей стороны, я хочу ещё раз раскрыть суть (идею) СО, логическими построениями для тех, кто не любит заморачиваться формулами , расчетами и т.п.

1. Земля, это самый большой естественный тепловой аккумулятор.
Поэтому считаю ошибкой неиспользование этого низко потенциального тепла при отоплении дома.
Зимой из-за снижения поступающего тепла от солнечной радиации при сохранении радиационного излучения самой землёй, она начинает остывать и замерзать.
Под снежным покровом, а также под строениями, процесс остывания замедляется и грунт может даже иметь плюсовую температуру.
Это явление широко использовалось издревле, омшаники, утепленные хлева, тёплый подпол для хранения припасов.

Сейчас тепло земли используется при отоплении ТН с грунтовым коллектором.(ГК).
Но из-за необходимости больших мощностей ( 10-20 кВт), коллекторы получаются трудоемкими и дорогими.
Воздушные ТН просты и существенно дешевле, но при минусовых температурах их СОР резко уменьшается стремясь к 1.

В моей СО используется воздушный ТН работающий при температуре 0+ градусов, поэтому его СОР около 3, т.е. 1 кВт э/э извлекает из воздуха 2 кВт тепла. Итого в дом поступает 3 кВт.

Фактически воздух подполья является только посредником, забирая тепло от перекрытия пола и тепло поддомового грунта. Далее это суммарное тепло переносится в дом ТН.
При площади дома 100 кв.м , площадь теплообмена с воздухом составляет 200 кв.м.

Затраты э/э за отопительных сезон по моим грубым прикидкам для дома 100 кв.м:
на ГВС. 500-600 кВт*час,
на вентиляцию 3000-4000 кВт*час, для 3-4 человек.
потери через пол 1500 кВт*час.
Итого : 5000-6000 кВт*час.

В домах с ТН обычно идут на увеличение площади ГК, чтобы компенсировать эти потери. Я же предлагаю вернуть их обратно в дом, тогда ГК не нужно увеличивать.
С площади 100 кв.м поддомового грунта можно снять за отопительнвй сезон порядка 4000-5000 кВт* час тепла.
Таким образом за сезон отопления можно направить в дом около 10000 кВт*час "халявного" тепла, затратив при этом э/э из розетки 5000 кВт*час, т.е. сэкономить 30-40 тыр за сезон.
(Стоимость кондиционера среднего класса 30-50 тыр. )

2. Можно ещё больше сэкономить, если использовать для отопления энергию солнечной радиации.
Если посмотреть таблицы температуры грунта по месяцам, то видно начиная с марта-апреля (в зависимости от широты), температура верхнего слоя начинает повышаться.
Значит солнечная радиация существенно возросла, и её можно направить на отопление дома.

У меня это идёт на подогрев поддомового грунта ( чтобы не усложнять конструктив) и через него в дом.
http://forum.vashdom.ru/threads/racionalnyj-konstruktiv-karkasnogo-doma.55530/page-5#post-433030
Решения могут быть различные, главное это использование этой даровой энергии.

Все же надеюсь услышать мнение форумчан по этим вопросам.