Коллекторная система отопления двухэтажного дома: Коллекторная система отопления частного двухэтажного дома

Содержание

Коллекторная система отопления частного двухэтажного дома

При радиаторном отоплении есть много способов подключения приборов: верхнее, нижнее, диагональное, боковое, подключение с внутренней циркуляцией. Более предпочтительным считается вариант с нижней подводкой. При его использовании есть возможность скрыть трубы в плинтусе или в полу. В коллекторной разводке трубы к радиаторам поступают от единого раздаточного узла и тоже прячутся. Здесь используют трубы металлополимерные, стальные, медные или пропиленовые.

Что представляет собой коллекторная система отопления

Для отопительной схемы дома удобной считается коллекторная система отопления или ее комбинации с однотрубной и двухтрубной системой. В центральной части дома ставят коллектор или прячут его в специальный шкаф. От коллектора трубы проводят к радиаторам. Обязательно нужна принудительная циркуляция с помощью насосов. Такая система обеспечивает регулярный нагрев за счет того, что температура воды на входе и выходе из системы мало отличается.

Коллекторные схемы отопления делают сейчас только для одно- и двухтрубных горизонтальных разводок.

Коллекторы устанавливают на основной стояк на каждом этаже. Он них идут подающие и обратные трубопроводы к каждому радиатору. Недостатком этой системы есть длина трубопровода.

Коллектор – металлический предмет в виде гребенки, имеющий выводы для подключения отопительных приборов. Длину коллектора можно наращивать, если требуются дополнительные тепловые кольца. Выводы подключения коллектора к отопительным трубам оснащаются отсекающими или регулировочными кранами. Еще на коллектор можно установить счетчик тепла.

Преимущества коллекторной системы

Особенности коллекторной разводки:

  • легкая балансировка системы;
  • отсутствие соединений в полу;
  • необходимость выделения места для коллекторного блока;
  • высокая стоимость.

Если в частном многоэтажном доме установлена коллекторная система отопления, то на каждый этаж при потребности можно перекрыть подачу тепла. Аналогично, в любом помещении есть возможность отдельно включить тепловое отопление.

При возникновении аварии можно быстро и оперативно отключить участок, который нужно отремонтировать. Через коллекторную систему есть возможность подключать и систему напольного водяного отопления и радиаторы обогрева.

Недостатки, которые имеет коллекторная система отопления – высокая стоимость разводки. Нужен насос для циркуляции, а также большое количество труб, которые идут отдельно к каждому радиатору. Трудоемкая сборка коллекторной системы, что тоже выливается в дополнительные деньги.

Несколько рекомендаций по установке:

  • Для одинаковой температуры тепловые кольца должны иметь примерно одинаковую длину.
  • Для избавления от воздуха на каждый радиатор нужно установить кран или на коллектор автоматический воздухоотводчик. Возможна установка двух вариантов.
  • На любой отвод коллектора можно поставить запорную арматуру в виде шаровых кранов. В таком случае есть возможность перекрыть любой радиатор, не создав неудобства другим приборам.
  • Вместе с оформлением проекта дома нужно учитывать, где будет коллекторная система отопления в этом помещении.

Учитывая преимущества отопления дома с помощью коллекторной системы, приходим к итогам: если вы имеете собственный дом на несколько этажей или только его проектируете, у вас есть достаточно средств, можно установить такое отопление. Несмотря на сложность установки, оно послужит надежно

несколько десятков лет. А при необходимости экономии можно не отапливать помещения, которые не используются.

Проект отопления двухэтажного дома — виды схем и способов подключения

В процессе оборудования системы отопления, перед владельцем двухэтажного дома возникает ряд задач. В первую очередь собственнику предстоит выбрать оптимальный проект отопления двухэтажного дома, отталкиваясь от особенностей планировки здания, имеющихся в распоряжении финансов и доступности определенного вида топлива. Шаг за шагом, реализуя систему обогрева, которую предусматривает схема отопления двухэтажного частного дома, владелец получит возможность эффективного и равномерного прогрева всех ключевых и вспомогательных комнат в здании на протяжении всего холодного времени года.

Чаще всего, делая отопление под ключ, подрядчики отдают предпочтение водяной системе обогрева, однако в зависимости от внешних условий и пожеланий владельцев в основу контура может быть поставлен электрический котел или дровяная печь. При этом типичная базовая схема отопления частного двухэтажного строения, в процессе работы подрядчиков, адаптируется специалистами под нужды конкретного дома. Грамотно внесенные в проект отопления коррективы позволят добиться максимально эффективной работы контура и избежать поломок системы в будущем.

Особенности схемы

Стандартная система отопления двухэтажного дома подразумевает использование традиционных элементов. Они осуществляют подогрев теплоносителя, его циркуляцию и передачу тепла. Элементы отопительной системы монтируются согласно указаниям схемы системы отопления двухэтажного дома, составленной теплотехниками заранее с учетом тепловой потребности дома.

Основными элементами схемы являются:

  • котел или печь;
  • система трубопроводов;
  • батареи;
  • регуляторы и датчики;
  • запорная арматура и фитинги.

Грамотно подобрав элементы по мощности и назначению, собственник добьется того, что система отопления частного двухэтажного дома будет реализована на высшем уровне и позволит устанавливать оптимальный микроклимат в помещении в считанные минуты.

Выбор схемы

В настоящий момент специалисты предлагают воспользоваться несколькими перспективными схемами.

Схемы отличаются способом разводки трубопроводов, использованием различных типов подключения радиаторов, особенностями циркуляции теплоносителя и вариантами расположения стояков.

Поскольку все дома отличаются планировкой, площадью и степенью изоляции, то схема системы отопления двухэтажного частного дома должна выбираться в индивидуальном порядке.

Какой тип подключения радиаторов выбрать?

Сегодня чаще всего используются однотрубная и двухтрубная схемы подключения. Стоит рассмотреть их более подробно.

Однотрубная схема

Однотрубная разводка отопления в двухэтажном доме пользовалась популярностью в те годы, когда топливо стоило дешево, а найти материал для оборудования контура не всегда представлялось возможным. Однотрубная схема подключения предполагает отсутствие обратных стояков, в виду этого на ее реализацию нужно затратить гораздо меньшее количество труб и фитингов. Однако экономия на материалах не компенсируется эффективностью схемы. Такая схема не позволяет регулировать температуру отдельных батарей в контуре и на практике показывает себя как недостаточно функциональная и примитивная разводка отопления.

Двухтрубная схема

Более предпочтительной считается двухтрубная схема подключения радиаторов отопления в двухэтажном доме, которая предполагает исключение всех недостатков однотрубной схемы.

Конечно, для реализации такого проекта потребуются большие затраты на покупку материалов и оплату труда монтажников, однако трудоемкость работ по подключению радиаторов оправдается экономичностью и функциональностью системы.

Особенностью схемы является подвод к каждому радиатору трубопровода с горячим теплоносителем, который после остывания отводится по обратке.

Двухтрубные системы отопления горизонтальная разводка которых является более предпочтительней и требует наличия утепленного стояка, в настоящий момент являются оптимальными схемами для частных домов. Они обеспечивают равномерный нагрев и плавное остывание теплоносителя, а также позволяют регулировать температуру каждого радиатора, подсоединенного к контуру, и оснащенного терморегулятором.

Варианты разводки

Автономное отопление двухэтажного коттеджа схемы которого можно скачать в сети, может предполагать верхнюю и нижнюю разводку трубопроводов. Поскольку в частном двухэтажном доме имеется чердак и цокольный этаж, то собственник может выбрать любую из предложенных разводок.

Если собственник решил задействовать чердак, то подача теплоносителя через верхнюю разводку будет производиться в установленные стояки, а затем – в радиаторы. Если собственником выбрана нижняя разводка системы отопления, то подача подогретого теплоносителя из котла осуществляется снизу, то есть из цокольного помещения.

Лучевая схема

Эффективная лучевая система отопления двухэтажного дома предлагает собственникам отказаться от традиционной прокладки трубопроводов вдоль стен. Такое конструкционное решение способствует быстрому остыванию теплоносителя и является проблемой при обогреве большого двухэтажного дома. Вместо этого, схема лучевой системы рекомендует использовать для обогрева несколько отдельных контуров, при этом трубопроводы укладываются не вдоль стен, а по полу.

Корректно смонтированная система лучевого обогрева имеет ряд преимуществ:

  1. оптимальное распределение подогретого теплоносителя по контуру;
  2. возможность проведения быстрого ремонта без отключения всех приборов отопления;
  3. снижение гидравлических потерь;
  4. использование в процессе монтажа минимального количества угловых соединений;
  5. возможность регулирования температуры в каждом контуре.

Коллекторная схема

Современные проекты отопления частного двухэтажного дома могут предложить собственникам воспользоваться коллекторной схемой подключения приборов. Ее принцип состоит в двухтрубном поэтажном подключении радиаторов, при этом трубопроводы, соединяющие элементы контура могут быть скрыты под напольным покрытием, подоконниками или под потолком. Схема может корректироваться в зависимости от планировки дома

. Единственным неизменным условием является монтаж отопительного котла на первом этаже, а расширительного бака для компенсации уровня давления теплоносителя – на втором этаже.

Собственники выбирают коллекторный вариант подключения радиаторов по нескольким причинам:

  • возможность установки регулировочных клапанов на каждый отопительный прибор;
  • скрытая разводка трубопроводов, которая не портит интерьер помещения;
  • наличие всего одного вертикального стояка, который отходит от котла;
  • равномерный прогрев теплоносителя, поступающего в радиаторы на первом и втором этаже.

Тип циркуляции теплоносителя

Схема обогрева может предусматривать принудительную и естественную циркуляцию теплоносителя. Как правило, самотечная система отопления двухэтажного частного дома схема которой составляется индивидуально, по многим показателям проигрывает системе обогрева с принудительной циркуляцией. Поэтому владельцы частных домов используют дополнительное оборудование, такое как электрический циркуляционный насос, для нагнетания давления в контуре. Насос обеспечивает лучшую производительность контура и эффективный разнос тепла по системе радиаторов.

Окончательный выбор

Однозначного ответа на вопрос: какая схема отопления дома является более предпочтительной, не существует. Собственникам стоит помнить, что проектирование отопления частного двухэтажного дома – это сугубо индивидуальный процесс, который зависит от ряда внешних условий и факторов. Поэтому им необходимо подобрать схему, которая удовлетворит потребности дома в тепле и не ударит по карману огромными затратами на покупку материалов.

Какой может быть схема отопления двухэтажного дома

Обеспечение комфортного проживания в частном доме во многом зависит от эффективности выбранной системы отопления. Она должна не только поддерживать в помещениях нужную температуру воздуха, но и отличаться простотой в эксплуатации и минимальными расходами на функционирование и обслуживание.

Одним из востребованных способов обогрева в частном секторе является водяная система отопления двухэтажного дома, принцип работы которой заключается в циркуляции по трубам теплоносителя, нагреваемого с помощью котла. В качестве энергии для его работы могут использоваться различные виды топлива.

Основные отличия схем отопления

В зависимости от конструктивных особенностей схема отопления двухэтажного дома может быть:

  • однотрубной;
  • двухтрубной;
  • коллекторной.

Стояки при этом располагаются горизонтально или вертикально, а разводка выполняется по нижней или верхней схеме, исходя из расположения подающего трубопровода. Перемещение теплоносителя осуществляется с попутным магистральным движением или по тупиковой схеме.

К наиболее экономичному относится вариант, при котором стояки располагаются горизонтально, поскольку в этом случае радиаторы каждого этажа подключаются к своему стояку. Такой способ позволяет сэкономить материал и отличается меньшей трудоемкостью, но характеризуется образованием воздушных пробок.

Различие верхней и нижней разводок заключается в подаче воды в сеть коммуникации. В первом случае теплоноситель для систем отопления первоначально направляется по вертикальному стояку на чердак и только потом поступает к приборам обогрева по подводящим трубам, а во втором — подача нагретой жидкости происходит сразу из помещения, где находится электрокотел для отопления. Однако установку расширительного бака необходимо осуществлять в наивысшей точке сети инженерных коммуникаций, независимо от схемы разводки.

Особенности однотрубной схемы отопления

однотрубная схема отопления

При монтаже системы обогрева по однотрубной схеме все выбранные радиаторы отопления соединяются последовательно друг с другом в единую цепь, проходя по которой вода отдает тепло и охлажденная поступает обратно по стоякам подачи. Температура носителя в отопительных приборах на нижнем этаже меньше, чем наверху, что вызывает необходимость увеличивать количество секций радиаторов.

Однотрубная схема отопления двухэтажного дома обходится дешевле, но она осложняет регулировку температуры и контроль движения носителя, поскольку не позволяет перекрывать сеть обогрева частично.

Характеристики двухтрубной схемы отопления

двухтрубная схема отопления

Затратнее, но и значительно эффективнее является двухтрубная схема, суть которой заключается в том, что каждая батарея подключается к подающей общей трубе в индивидуальном порядке с помощью подводки. Охлажденный теплоноситель отводится также по собственному отводу. Такая схема позволяет осуществлять регулировку температуры в помещениях и отключать ненужные приборы, что в результате экономит значительные средства.

Чтобы прогреть систему отопления, которая выполнена по двухтрубной схеме отопления частного дома, при естественной циркуляции, требуется довольно продолжительное время. Для ускорения процесса и равномерного распределения теплоносителя устанавливается циркуляционный насос для системы отопления. Это также позволяет сместить расширительный бак с чердака на верхний этаж.

Отопление деревянного дома может осуществляться и при естественной циркуляции теплоносителя.

Особенности коллекторной системы

Устройство системы отопления с использованием коллекторной разводки более затратное и трудоемкое, чем выполнение однотрубной или двухтрубной схемы. Это следует учитывать, выполняя проектирование отопления таким способом.

В случае установки коллектора предоставляется возможность осуществлять монтаж коммуникаций со скрытой проводкой труб, которые размещают под потолком или подоконниками. Отопление дома своими руками при коллекторной системе можно проводить на одном или обоих этажах. При этом обогревательный котел устанавливают на первом этаже, а расширительный бак — на втором.

Запорную арматуру, как и коллекторы, размещают в специальных нишах или шкафах, расположенных на каждом этаже.

Преимуществом коллекторной схемы отопления является возможность контролировать температуру в каждом контуре автономно, независимо от остальных элементов сети. Однако трудоемкость и значительные затраты делают этот способ организации обогрева помещений менее популярным.

Для второго этажа стояки желательно размещать непосредственно вблизи самого отопительного котла.

Итоги

Наиболее целесообразной для обогрева двухэтажного дома является двухтрубная схема с принудительной циркуляцией теплоносителя, при которой стояки располагаются вертикально, а разводка может быть как верхней, так и нижней. Однотрубная — экономичнее и отличается большим гравитационным напором, но имеет меньшую температуру носителя. Коллекторная система кроме громоздкости требует значительных затрат при монтаже.

Исчерпывающее видео по схемам отопления:

Пассивный солнечный дом с двухэтажной стеной-тромбом

В Нью-Джерси парень по имени Дуг Келбо спроектировал (и переселил свою семью в) пассивный дом на солнечных батареях, который не только уютен зимой и прохладен летом, но и эстетически приятен в придачу!

Да, Вирджиния, дом с солнечным отоплением и охлаждением может быть красивым. Это, среди прочего, было тем, что пытался доказать архитектор Дуглас Келбо, когда он спроектировал и построил совершенно новый дом на солнечных батареях для своей семьи в Принстоне, штат Нью-Джерси, и это видно!

Главный элемент дизайна двухуровневого дома — как вы можете видеть в галерее изображений — это массивная обращенная на юг «коллекторная стена», сделанная из заливного бетона толщиной 15 дюймов, выкрашенная в черный цвет и облицованная площадью 600 квадратных метров. ножки из стеклопакета.(Два слоя стекла устанавливаются в алюминиевые каналы тепличного типа, установленные на расстоянии 6 дюймов от плиты.) Этот пассивный коллектор не только обогревает дом с тремя спальнями зимой и помогает охладить его летом, но и придает эстетическую привлекательность. структура в целом, чего до недавнего времени не хватало в слишком многих проектах домов на солнечной энергии.

Как работает стена коллектора дома с солнечным отоплением

На схеме конструкции дома лучи низкого зимнего солнца (1) падают на стеклянные поверхности стены коллектора почти перпендикулярно и (2) легко проходят сквозь бетонную плиту (3), что, поскольку она окрашенный в черный цвет, поглощает немного больше тепловой энергии, чем отражает.А поскольку стекло прозрачно для света, но непрозрачно для тепла, около двух третей тепла, излучаемого пластиной, остается внутри коллектора.


ОК. Когда воздух между стеклом и бетоном нагревается, он поднимается (4), втягивая холодный воздух в стену коллектора через вентиляционные отверстия в полу (5) на обоих двух этажах дома. Затем нагретый солнцем воздух выходит через вентиляционные отверстия (6) у потолка обоих этажей в различные комнаты дома, где он смешивается с более холодным воздухом, опускается и в конечном итоге снова втягивается обратно через коллектор.

(Благодаря регулируемой заслонке посередине солнечной стены каждый этаж дома можно обогревать независимо. Без заслонки большая часть теплого воздуха, создаваемого стеклобетонным «обогревателем», будет идти прямо в комнаты наверху .)

Ночью массивная плита, которая весь день впитывала солнечное тепло, излучает БТУ во все важные комнаты дома, от спален наверху и кабинета до единственной обширной «жилой зоны» внизу. (Дуг мудро устроил кладовую, половину ванны и формальный вход вдоль «задней» — или северной — стороны жилища, чтобы защитить жилые помещения от холода.)

Вот и все. Это в двух словах о солнечной системе отопления Kelbaugh!

Три источника дополнительного тепла

Гигантская коллекторная стена, сколь бы огромна она ни была, тем не менее обеспечивает дом Дуга «только» от 2/3 до 3/4 его зимних потребностей в отоплении. Таким образом, семья Келбоу полагается на три дополнительных источника тепла, чтобы сделать свой дом пригодным для жилья в холодную пасмурную погоду.

Основная «резервная система» жилища состоит из газовой печи с горячим воздухом, активируемой термостатом, расположенной в небольшом подвале.Это устройство стоит 58 000 БТЕ / час. мощность подается на оба этажа дома через систему каналов и регистров, залитых в бетонную стену южного коллектора.

Келбоу также получают дополнительное тепло от дровяного камина Heatilator в гостиной на нижнем этаже. Однако, поскольку камин сжигает теплый воздух и всасывает холодный наружный воздух в дом, Дуг считает, что на самом деле это может иметь отрицательный эффект на нагрев конструкции. (Тем не менее, камин действительно обеспечивает локальный комфорт.И это конечно эстетично!)

В передней части здания находится небольшая оранжерея, которая переходит в гостиную на нижнем этаже, тем самым расширяя полезную площадь пола и обеспечивая дополнительное дневное тепло. (Толстый бетонный пол теплицы, как и внешняя поверхность стены коллектора, окрашен в черный цвет, чтобы увеличить коэффициент поглощения тепла.)

Из этих трех источников дополнительного тепла газовая печь — безусловно — используется больше всего.

Зимой тепло, летом прохладно

Даже в жаркий душный июльский день в доме Келбо комфортно.(Я знаю … Я посетил Дуга и его жену именно в такой день!) Одна из причин этого в том, что свет высокого летнего солнца, в отличие от лучей низкого зимнего солнца, падает на стену коллектора под косым углом. (8) и в значительной степени «отскакивает». (Примечание: высокие летние лучи Оле Сола гораздо более прямо падают на крышу навесной оранжереи Келбо и имеют тенденцию превращать маленькую оранжерею в неудобно первоклассную солнечную печь в это время года, если навес скатывается … жалюзи не раскрываются.)


Четыре небольших электровентилятора (9) в карнизе главного здания отводят горячий воздух, который действительно накапливает в коллекторе. Однако, по словам Дуга, эти вентиляторы редко нужно включать, поскольку — если вентиляционные отверстия открыты — естественный «эффект дымохода» нагретого воздуха между стеклом и бетонными стенами имеет тенденцию одновременно очищать коллектор и перекрестную вентиляцию. дом, втянув прохладный воздух с северной стороны конструкции.

Кроме того, бетон стены коллектора, который имеет тенденцию улавливать (и удерживать) более холодный ночной воздух, вносит некоторый вклад в охлаждение дома в июле и августе.

Изоляция

Дуг повысил эффективность отопления и охлаждения своего дома, набив три каркасных стены и крышу здания «целлюлозным волокном, полученным из переработанных газет» (это измельченные и обработанные переработанные газеты, ребята). В целом, было использовано достаточно изоляции для достижения R-фактора 18-20 для стен из грубо распиленной кедровой фанеры и 40 для крыши. Кроме того, вокруг фундамента резиденции Келбо был уложен слой пенополистирола толщиной в один дюйм и глубиной два фута.

Опыт Келбо в их солнечном доме

Дуг и Мэг Келбо предпочитают прохладный дом, и это в значительной степени то, что они получили в первую зиму (1975-76) в своем новом доме. (Средняя температура внизу составляла 63 градуса по Фаренгейту, наверху — 67 градусов.) Они пережили сезон с 4500 градусами в день в относительном комфорте, хотя и при затратах всего лишь 108 долларов (топливо для резервной печи), что намного дороже. от того, что от 500 с лишним долларов им пришлось бы отапливать такой же по размеру дом в Принстоне без солнечной энергии!

Самой крупной проблемой середины зимы, с которой столкнулись Дуг и Мэг в своем новом доме, были чрезмерные потери тепла через теплицу.(Более трети всех сбежавших БТУ ушло через прикрепленный навес.) Дуг полагает, что он почти сократил эту потерю вдвое, однако теперь, когда он преобразовал единственный слой стекла, который был в исходных стенах и крыше подразделения, в двойной. остекление.

Келбоу также отметили прошлой зимой, что температура внутри теплицы часто колебалась на 25 градусов от полудня до вечера. Дуг планирует позаботиться об этом, установив в питомнике заполненные водой пятигаллонные бочки, выкрашенные в черный цвет, которые будут служить комбинированными радиаторами и опорами для растений.

Затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание

Примерно единственные эксплуатационные расходы, связанные с установкой нагрева / охлаждения Келбо (помимо затрат на резервную печь), — это стоимость электроэнергии, необходимой для работы четырех небольших вентиляторов карниза. И это немного.

Точно так же расходы на техническое обслуживание должны быть почти нулевыми, поскольку (исключая случайное повреждение стекла) солнечная стена может работать безупречно не менее 100 лет.

Стоимость строительства немного сложнее определить, поскольку «система» солнечного отопления фактически является неотъемлемой частью общего дизайна дома.По оценке Дуга (который выступал в качестве своего собственного генерального подрядчика), его дом с солнечным обогревом и охлаждением, вероятно, стоил на 8–9 000 долларов больше, чем строительство обычного дома сопоставимого размера и качества. Таким образом, период окупаемости «солнечной» части дома с учетом роста цен на топливо для отопления на 10 процентов в год в течение следующих нескольких десятилетий (довольно безопасная ставка) составляет около 13 лет.

Плюсы и минусы

Безусловно, подход Дуга Келбо к солнечному нагреву и охлаждению имеет некоторые ограничения, которые невозможно преодолеть.Например: емкость системы аккумулирования тепла намного меньше, чем у установок, в которых используется теплоаккумулятор в воде или камнях. Гигантскую «коллекторную стену» из стекла и бетона невозможно добавить к существующему жилью, по крайней мере, непросто. Строитель должен, выбирая этот конкретный дизайн дома, довольствоваться линейной планировкой с востока на запад (чтобы массивная стена коллектора сооружения была обращена на юг).

Тем не менее, установка Дуга предлагает впечатляющее количество преимуществ:

  • Долгая жизнь, наверное, больше века.
  • Более низкие начальные, эксплуатационные и эксплуатационные расходы, чем у многих «активных» систем солнечного отопления.
  • Система не только охлаждает дом, но и нагревает его.
  • Стенка коллектора самоочищается и зимой работает более эффективно, чем летом. (Фактически, это наиболее эффективно, когда на земле есть снежное покрывало, отражающее дополнительный солнечный свет в коллектор.)
  • Солнечное отопление интегрировано в дизайн здания. (Это не из-за какой-то надстройки Руба Голдберга.)
  • Немногочисленные движущиеся части системы не важны. (Вся установка никогда не становится бесполезной, когда выходит из строя деталь стоимостью 5,00 долларов.)
  • Подобный дом можно построить в отдаленном месте, где нет электричества.
  • Все это относительно просто построить и понять.
  • И это эстетично.

Заключение

Если вас, как и Келбоу, «довели до стены» из-за высоких затрат на топливо и / или инженерных (и дорогостоящих) сложностей «активных» систем солнечного отопления, возможно, вам следует построить свой следующий дом на основе этого.Таким образом, вы сможете удовлетворить свои практические потребности в энергоэффективном жилище и, в то же время, удовлетворить ваши потребности в просторном, современном доме с солнечным отоплением, который (да, Вирджиния) красив!


Первоначально опубликовано: январь / февраль 1977 г.

Как обогреть открытую планировку | Руководства по дому

При небольшом количестве внутренних стен открытый этаж может создать сквозняк и холод в доме, поэтому крайне важно тщательно продумать варианты отопления.Согревайтесь от всех доступных источников тепла, включая лучистое тепло, древесное тепло, солнечные и геотермальные системы отопления, которые могут лучше подходить к просторному дизайну вашего дома. Как и в случае с любым существующим домом или новостройкой, сообщите о своей идее отопления местным строительным властям и инженеру-теплотехнику.

Лучистое тепло

Тепло поднимается. Трубы с горячей водой, проложенные вдоль балок или через бетонные плиты пола, сохранят тепло в доме с ног до головы. Трубы из сшитого полиэтилена (PEX) являются сегодня типичным выбором, поскольку 50-летний срок службы медных труб превышает срок службы медных труб как минимум вдвое, сообщает Radiant Floor Co.Распространенным вариантом является прокладка труб от резервуара для горячей воды через систему полов, но для более просторного открытого дома, например, со сводчатыми потолками, можно использовать дровяной или электрический бойлер или водонагреватель по запросу. более эффективным. Специально разработанные трубы бывают разных размеров для домов разного размера — чем больше окружность трубы, тем больше воды они удерживают, тем больше выделяется тепла.

Дровяные, пеллетные или гибридные системы отопления

Если стены не мешают, хороший выбор — дровяной обогреватель или обогреватель на пеллетах.Пеллетные печи предлагают решение для чистого горения. Если вы ищете потрескивание пылающего огня, дровяной камин или дровяная печь — лучший источник тепла для открытой планировки этажа. Некоторые гибридные дровяные печи являются экологически чистыми и используют дрова, а также другие источники тепла, такие как пропан, газ или электричество. Дополнительный источник тепла позволяет вам уйти на день или дольше, зная, что ваши растения не пострадают и температура в вашем доме будет поддерживаться. Включите резервный источник и протолкните тепло через общую систему воздуховодов, пока вы не вернетесь.

Солнечное отопление

Солнечная энергия может обогревать дома несколькими различными способами, в том числе с использованием солнечных жидкостных коллекторов. По сути, нагретые солнцем трубы змеятся с крыши в специальный резервуар, в котором собирается нагретая вода или гликоль. Оттуда тепло отводится, например, через систему принудительной вентиляции или теплый пол. Коллекторы воздуха дают вам еще один вариант отопления на солнечной энергии. Короче говоря, теплопоглощающая черная металлическая пластина воздухозаборника установлена ​​на южной внешней стене.Воздуходувки помогают передавать тепло от пропитанной солнцем пластины во внутреннее пространство. Обычно воздушные коллекторы обогревают комнаты только на южной стороне, но при открытой планировке эта система может быть вашим экологически чистым решением для обогрева.

Тепловые насосы

Стандартные тепловые насосы, так сказать, забирают воздух. Они превращают холодный воздух в теплый или теплый воздух в холодный с помощью хладагента. Геотермальные или наземные тепловые насосы берут тепло, которое естественным образом накапливается под землей — солнце согревает землю — и используют его в процессе обогрева или охлаждения.В климате, где не наблюдаются резкие перепады температур, дом открытой планировки является идеальным кандидатом для установки теплового насоса.

Ссылки

Ресурсы

Биография писателя

Лорна Хордос — владелец домашнего бизнеса и писатель-фрилансер. Она пишет дружеские, разговорные статьи о бизнесе, доме и образе жизни для Bizfluent, azcentral, Daltile, Marazzi, Lowes, Philips Lighting, WordPress.com и многих других изданий.

Устойчивое развитие | Бесплатный полнотекстовый | Устойчивая интеграция солнечной системы отопления в частный дом в условиях климата Центральной Европы — пример

Рисунок 1. Принципиальная схема установки.

Рисунок 1. Принципиальная схема установки.

Рисунок 2. Принцип солнечной системы отопления.

Рисунок 2. Принцип солнечной системы отопления.

Рисунок 3. Наличие энергии излучения пучка для солнечных коллекторов с разными типами осей слежения на каждый месяц года во Вроцлаве, Польша.

Рисунок 3. Наличие энергии излучения пучка для солнечных коллекторов с разными типами осей слежения на каждый месяц года во Вроцлаве, Польша.

Рисунок 4. Схематический разрез и модель небольшой интеграции коллектора и дома в вертикальном расположении: ( a ) на первом этаже и ( b ) на первом этаже.

Рисунок 4. Схематический разрез и модель небольшой интеграции коллектора и дома в вертикальном расположении: ( a ) на первом этаже и ( b ) на первом этаже.

Рисунок 5. Схематический план и модель небольшой интеграции коллектора и дома в горизонтальном расположении: ( a ) полное покрытие фасада, ( b ) частичное покрытие и ( c ) небольшое покрытие.

Рисунок 5. Схематический план и модель небольшой интеграции коллектора и дома в горизонтальном расположении: ( a ) полное покрытие фасада, ( b ) частичное покрытие и ( c ) небольшое покрытие.

Рисунок 6. Схема и модель разделения коллектора непрозрачной перегородкой: ( a ) полное введение коллектора в твердое тело, ( b ) частичное введение, ( c ) выброс из твердого тела на высоте пола , и ( d ) выброс из твердого тела на уровне первого этажа.

Рисунок 6. Схема и модель разделения коллектора непрозрачной перегородкой: ( a ) полное введение коллектора в твердое тело, ( b ) частичное введение, ( c ) выброс из твердого тела на высоте пола , и ( d ) выброс из твердого тела на уровне первого этажа.

Рисунок 7. Схематический разрез и модель разделения коллектора прозрачной перегородкой: ( a ) полное введение коллектора в твердое тело, ( b ) частичное введение, ( c ) выброс из твердого тела на высоте пола , и ( d ) выброс из твердого тела на уровне первого этажа.

Рисунок 7. Схематический разрез и модель разделения коллектора прозрачной перегородкой: ( a ) полное введение коллектора в твердое тело, ( b ) частичное введение, ( c ) выброс из твердого тела на высоте пола , и ( d ) выброс из твердого тела на уровне первого этажа.

Рисунок 8. Схема интеграции коллектора в функциональную систему: ( a ) полное введение коллектора в твердое тело, ( b ) частичное введение, ( c ) выброс из твердого тела на высоте пола, и ( d ) выброс из твердого тела на уровне первого этажа.

Рисунок 8. Схема интеграции коллектора в функциональную систему: ( a ) полное введение коллектора в твердое тело, ( b ) частичное введение, ( c ) выброс из твердого тела на высоте пола, и ( d ) выброс из твердого тела на уровне первого этажа.

Рисунок 9. Схема интеграции коллектора в дополнительную зону: ( a ) расширение корпуса по вертикали, ( b ) расширение корпуса по горизонтали и ( c ) расширение корпуса по горизонтали с изменением положения коллектора .

Рисунок 9. Схема интеграции коллектора в дополнительную зону: ( a ) расширение корпуса по вертикали, ( b ) расширение корпуса по горизонтали и ( c ) расширение корпуса по горизонтали с изменением положения коллектора .

Рисунок 10. Схема интеграции коллектора как внутренней отделки: ( a ) внутри дома на первом этаже, ( b ) на первом этаже рядом со стеклянным фасадом и ( c ) на первом этаже.

Рисунок 10. Схема интеграции коллектора как внутренней отделки: ( a ) внутри дома на первом этаже, ( b ) на первом этаже рядом со стеклянным фасадом и ( c ) на первом этаже.

Рисунок 11. Схематический план и модель небольшой степени интеграции между кроватью и домом: ( a ) частичное покрытие восточного фасада, ( b ) частичное покрытие южного фасада, ( c ) частичное покрытие западный фасад и ( d ) частичное покрытие северного фасада.

Рисунок 11. Схематический план и модель небольшой степени интеграции между кроватью и домом: ( a ) частичное покрытие восточного фасада, ( b ) частичное покрытие южного фасада, ( c ) частичное покрытие западный фасад и ( d ) частичное покрытие северного фасада.

Рисунок 12. Схематический разрез, план и модель объединения станины вмонтированной в землю: ( a ) под домом и ( b ) под коллектором.

Рисунок 12. Схематический разрез, план и модель объединения станины вмонтированной в землю: ( a ) под домом и ( b ) под коллектором.

Рисунок 13. Схематический разрез, план и модель расположения койки на первом этаже дома: ( а ) койка примыкает к трем сторонам дома, ( b ) койка примыкает к двум сторонам дома. дом, ( c ) место для хранения кроватей внутри дома и ( d ) место для хранения кроватей, расположенное в центре.

Рисунок 13. Схематический разрез, план и модель расположения койки на первом этаже дома: ( а ) койка примыкает к трем сторонам дома, ( b ) койка примыкает к двум сторонам дома. дом, ( c ) место для хранения кроватей внутри дома и ( d ) место для хранения кроватей, расположенное в центре.

Рисунок 14. Схема расположения спального места на двух этажах дома: ( a ) спальное место примыкает к трем сторонам дома, ( b ) спальное место примыкает к двум сторонам дома, ( c ) спальное место внутри дома и ( d ) спальное место, расположенное в центре.

Рисунок 14. Схема расположения спального места на двух этажах дома: ( a ) спальное место примыкает к трем сторонам дома, ( b ) спальное место примыкает к двум сторонам дома, ( c ) спальное место внутри дома и ( d ) спальное место, расположенное в центре.

Рисунок 15. Схема экспозиции кроватного хранилища в функциональном расположении: ( a ) кровать-хранилище примыкает к трем сторонам дома, ( b ) кровать-хранилище примыкает к двум сторонам дома, ( c ) кровать кладовая внутри дома, и ( d ) койка, расположенная в центре.

Рисунок 15. Схема экспозиции кроватного хранилища в функциональном расположении: ( a ) кровать-хранилище примыкает к трем сторонам дома, ( b ) кровать-хранилище примыкает к двум сторонам дома, ( c ) кровать кладовая внутри дома, и ( d ) койка, расположенная в центре.

Рисунок 16. Схема функционального использования ящика для кровати: ( a ) непрямая интеграция с лестницей и возможность использования ящика для кровати по вертикали, ( b ) косвенная интеграция с лестницей и использование места для хранения кровати на этаж, ( c ) полная интеграция с лестницей в центральной планировке и ( d ) полная интеграция с лестницей и открытой частью здания.

Рисунок 16. Схема функционального использования ящика для кровати: ( a ) непрямая интеграция с лестницей и возможность использования ящика для кровати по вертикали, ( b ) косвенная интеграция с лестницей и использование места для хранения кровати на этаж, ( c ) полная интеграция с лестницей в центральной планировке и ( d ) полная интеграция с лестницей и открытой частью здания.

Рисунок 17. Сравнение моделей вариантов, выбранных для энергетического анализа: ( a ) анфиладный дом, ( b ) дом с открытым пространством и ( c ) существующий дом.

Рисунок 17. Сравнение моделей вариантов, выбранных для энергетического анализа: ( a ) анфиладный дом, ( b ) дом с открытым пространством и ( c ) существующий дом.

Рисунок 18. Графики изменения температуры хранения постели в течение года и метеорологических параметров.

Рисунок 18. Графики изменения температуры хранения постели в течение года и метеорологических параметров.

Рисунок 19. Распределение теплопотерь от постельного накопителя по трем вариантам здания в течение года.

Рисунок 19. Распределение теплопотерь от постельного накопителя по трем вариантам здания в течение года.

Рисунок 20. Покрытие потребности в отоплении за счет тепловых потерь в случае трех вариантов интеграции системы и здания.

Рисунок 20. Покрытие потребности в отоплении за счет тепловых потерь в случае трех вариантов интеграции системы и здания.

Рисунок 21. Визуализация дома-анфилады: ( a ) юго-западная сторона и ( b ) северо-восточная сторона.

Рисунок 21. Визуализация дома-анфилады: ( a ) юго-западная сторона и ( b ) северо-восточная сторона.

Рисунок 22. Визуализация открытого пространства дома: ( a ) юго-восточная сторона и ( b ) юго-западная сторона.

Рисунок 22. Визуализация открытого пространства дома: ( a ) юго-восточная сторона и ( b ) юго-западная сторона.

Рисунок 23. Визуализация существующего дома: ( a ) юго-восточная сторона и ( b ) северо-восточная сторона.

Рисунок 23. Визуализация существующего дома: ( a ) юго-восточная сторона и ( b ) северо-восточная сторона.

Таблица 1. Избранные свойства наполняющих материалов для постели (на основе [28,29]). Таблица 1. Избранные свойства наполняющих материалов для постели (на основе [28,29]). 9057 9057 9057 9057 Cobble 9057 .8
Материал Коэффициент заполнения хранилища Плотность Удельная теплоемкость (масса) Удельная теплоемкость (объемная) Затраты на материалы
м 3 / м 3 905 м 3 кДж / кг · K кДж / м 3 · K Евро / кг
Керамический и строительный Керамический кирпич 0.9 1620 0,84 1360,8 0,11
Клинкерный кирпич 0,9 2140 0,84 1797,6 0,19 0,19 1789,2 0,39
Пустотелый кирпич 1,0 735 0,84 617,4 0,12
Минерал 2800 0,75 2100,0 0,07
Дробленый Гранит 0,7 2800 0,75 2100,0 0,057 0,80 2160,0 0,05

Таблица 2. Оценка вариантов интеграции солнечного концентрирующего коллектора.

Таблица 2. Оценка вариантов интеграции солнечного концентрирующего коллектора.

Вариант интеграции коллектора 9069 Здание в соответствии с номерами на иллюстрации 905 9057 f 5 Изменить в кубе внутри 9057 9057 9057 + 3 9057 9057 + м при дневном свете комнаты 9057
Варианты интеграции коллектора со зданием
1 2 3 4 5 6 7
Объем оценки Критерии оценки 4a, 5a 4b, 5b 6a 7d 8a 9ac Архитектура a Спроектированное здание + + + + +
b Существующее здание +
c Небольшая степень интеграции n + +
d Большая степень интеграции + + + + +
e Включено в массив дома + + + +
+ + +
g Видимость / экспозиция внутри + +
h Раздельное строительство + +
Функция i Влияние на функционально-пространственную систему + + + +
с внутренней интеграцией + + + +
k Для использования вне помещений
Комфортное освещение л Сохранение южной ориентации основных комнат + + + + + +
+ + + + + +
Эксплуатация c ollector n Корпус + + + + + +
o Простой доступ для периодической очистки + + +

Таблица 3. Оценка вариантов интеграции спального места и постройки.

Таблица 3. Оценка вариантов интеграции спального места и постройки.

Вариант интеграции кровати Хранение вместе со зданием в соответствии с номерами на иллюстрации f 9057 — 9057 + внутри с внутренней стороны — 9057 9057 9057 спальное место расположение основных комнат 9057 9057 —
Варианты интеграции кроватного хранилища со зданием
1 2 3 4 5 6 7
Объем оценки Критерии оценки 11a 12a 12b 13a 13d 15a 16d Архитектура a Спроектированное здание + + + + + +
b Существующее здание — 9057 —
c Небольшая степень интеграции ion + + +
d Большая степень интеграции + +
e Включен в массив дома + + + +
+ +
г Изменение внутренней кубатуры +
h Нейтральный / невидимый внутри + + +
i Виден на первом этаже + + + +
j 3 — внутри дома + +
k Открывается внутри за счет изменения материала + + + + + + +
л Снаружи из-за изменения материала + + + +
+ +
Функция n Влияние на функционал и спа система + + + + +
o Функциональная интеграция с интерьером + +
p Внутреннее использование + + +
Свет + + + + +
r Ограниченное дневное освещение в комнатах + +
Эксплуатация койки s Доступность зоны обслуживания извне + + + +
t Доступность сервисной зоны изнутри + + +

Таблица 4. Системные параметры для 3 рассмотренных вариантов.

Таблица 4. Системные параметры для 3 рассмотренных вариантов.

9057 905 × 6 м 5 9057 Система слежения за солнцем одноосный
Вариант Enfilade House Open Space House Существующий дом
Параметры
Размер зеркала 4.5 × 7 м
Соотношение концентраций 21,6 24,8 27,9
Рабочая среда Воздух
Массовый расход 0,0173 кг / с
Концентратор
Профили параболический
Оптическая эффективность 0,90
Стекло пропускание 0.88
Отражение 0,85
Поглотитель
Длина 6 м
Диаметр 0,1 м
9057 9057 9057 Селективное покрытие поверхности
Коэффициент излучения 0,12
Ширина ребра, высота 0,003 × 0,04 м
Количество слоев один
Стеклопроницаемость 0.98
Коэффициент излучения 0,88
Наружный диаметр 0,11 м
Склад в горной породе
Размеры 1 × 3,5 × 4,5 м 1 × 3,5 × 4,5 м 9057 2,5 × 2,5 × 4,5 м × 3 × 3 м
Утеплитель Минеральная вата, толщиной 1 м
Масса наполнителя 29,106 кг 28,875 кг 49,896 кг
Гранит
Коэффициент заполнения 0.7

Пассивный солнечный дизайн — устойчивость

Под пассивным солнечным дизайном понимается использование солнечной энергии для обогрева и охлаждения жилых помещений за счет воздействия солнца. Когда солнечный свет попадает в здание, строительные материалы могут отражать, пропускать или поглощать солнечное излучение. Кроме того, тепло, производимое солнцем, вызывает движение воздуха, которое можно предсказать в спроектированных помещениях. Эти основные реакции на солнечное тепло приводят к элементам дизайна, выбору материалов и размещению, которые могут обеспечить эффекты нагрева и охлаждения в доме.

В отличие от активных систем солнечного отопления, пассивные системы просты и не требуют значительного использования механических и электрических устройств, таких как насосы, вентиляторы или электрические средства управления для перемещения солнечной энергии.

Основы проектирования пассивных солнечных батарей

Полная пассивная солнечная конструкция состоит из пяти элементов:
Изображение предоставлено EERE

  • Диафрагма / коллектор: Большая стеклянная поверхность, через которую солнечный свет проникает в здание. Проемы должны быть обращены в пределах 30 градусов от истинного юга и не должны быть затенены другими зданиями или деревьями со стороны 9а.м. до 15:00 ежедневно в отопительный сезон.
  • Абсорбер: Твердая затемненная поверхность накопительного элемента. Поверхность, которая может быть кирпичной стеной, полом или емкостью для воды, находится на прямом пути солнечного света. Солнечный свет, падающий на поверхность, поглощается в виде тепла.
  • Тепловая масса: Материалы, которые сохраняют или накапливают тепло, выделяемое солнечным светом. В то время как поглотитель представляет собой открытую поверхность, термическая масса — это материал под этой поверхностью и за ней.
  • Распределение: Метод, с помощью которого солнечное тепло циркулирует от точек сбора и хранения в разные части дома. Строго пассивная конструкция будет использовать исключительно три естественных режима теплопередачи — теплопроводность, конвекцию и излучение. В некоторых случаях для распределения тепла по дому могут использоваться вентиляторы, воздуховоды и воздуходувки.
  • Элемент управления: Свесы крыши можно использовать для затенения области проема в летние месяцы. Другие элементы, которые контролируют недостаточный и / или перегрев, включают электронные датчики, такие как дифференциальный термостат, который сигнализирует вентилятору о включении; работающие форточки и заслонки, разрешающие или ограничивающие тепловой поток; жалюзи с низким коэффициентом излучения; и навесы.

Пассивное солнечное отопление

Целью пассивных систем солнечного отопления является улавливание солнечного тепла внутри элементов здания и отвод этого тепла в периоды отсутствия солнца, а также поддержание комфортной температуры в помещении. Два основных элемента пассивного солнечного отопления — это стекло, обращенное на юг, и термальная масса для поглощения, хранения и распределения тепла. Есть несколько разных подходов к реализации этих элементов.

Прямое усиление

Фактическая жилая площадь представляет собой солнечный коллектор, поглотитель тепла и систему распределения.Стекло, выходящее на южную сторону, пропускает солнечную энергию в дом, где она ударяет по каменным полам и стенам, которые поглощают и накапливают солнечное тепло, которое излучается обратно в комнату в ночное время. Эти термомассы обычно имеют темный цвет, чтобы поглощать как можно больше тепла. Тепловая масса также снижает интенсивность жары в течение дня, поглощая энергию. Емкости с водой внутри жилого помещения можно использовать для хранения тепла. Однако, в отличие от кирпичной кладки, вода требует тщательно спроектированной структурной опоры, и поэтому ее сложнее интегрировать в дизайн дома.Система прямого усиления использует 60-75% солнечной энергии, падающей на окна. Чтобы система прямого усиления работала хорошо, необходимо изолировать тепловую массу от внешней температуры, чтобы предотвратить рассеивание накопленного солнечного тепла. Потеря тепла особенно вероятна, когда тепловая масса находится в прямом контакте с землей или с наружным воздухом, который имеет более низкую температуру, чем желаемая температура массы.

Indirect Gain
Тепловая масса расположена между солнцем и жилым пространством.Тепловая масса поглощает падающий на нее солнечный свет и переносит его в жилое пространство за счет теплопроводности. Система косвенного усиления будет использовать 30-45% солнечной энергии, падающей на стекло, прилегающее к тепловой массе.

Стена тромба в Зайонском туристическом центре в национальном парке Зайон в штате Юта. Стена тромба — это две нижние панели самого нижнего уровня стекла. Изображение любезно предоставлено NREL

Самая распространенная система непрямого усиления — стена тромба. Тепловая масса, кирпичная стена толщиной 6-18 дюймов, расположена непосредственно за однослойным или двухслойным стеклом, обращенным на юг, которое устанавливается на расстоянии примерно 1 дюйма или меньше перед поверхностью стены.Солнечное тепло поглощается темной внешней поверхностью стены и сохраняется в массе стены, откуда излучается в жилое пространство. Солнечное тепло проникает сквозь стену, достигая ее задней поверхности ближе к вечеру или ранним вечером. Когда температура в помещении падает ниже температуры поверхности стены, в комнату излучается тепло.

Управляемые вентиляционные отверстия в верхней и нижней части стены аккумулирования тепла позволяют теплу конвекционно проходить между стеной и стеклом в жилое пространство. Когда форточки закрываются на ночь, жилое пространство нагревается лучистым теплом от стены.

Пассивное солнечное охлаждение

Пассивные солнечные системы охлаждения работают за счет уменьшения нежелательного притока тепла в течение дня, обеспечения немеханической вентиляции, обмена теплого внутреннего воздуха на более прохладный внешний воздух, когда это возможно, и сохранения прохлады ночи до умеренных теплых дневных температур. Самые простые системы пассивного солнечного охлаждения включают выступы или шторы на окнах, выходящих на южную сторону, тени деревьев, тепловую массу и поперечную вентиляцию.

Оттенок

Конструкция свеса для затенения.Диаграмма любезно предоставлена ​​Центром солнечной энергии в Аризоне. Более крутая стрелка показывает угол падения солнечных лучей летом, а более мелкая стрелка указывает угол зимой.

Чтобы уменьшить нежелательное поступление тепла летом, все окна должны быть затенены навесом или другими приспособлениями, такими как навесы, ставни и решетки. Если навес на окне, выходящем на южную сторону, выступает на половину высоты окна, солнечные лучи будут блокироваться летом, но все равно будут проникать в дом зимой.Во время восхода и заката солнце находится низко над горизонтом, поэтому выступы на окнах, выходящих на восток и запад, не так эффективны. Если охлаждение является серьезной проблемой, постарайтесь свести к минимуму количество окон, выходящих на восток и запад. Для притенения таких окон можно использовать растительность. Ландшафтный дизайн в целом можно использовать для уменьшения нежелательного поступления тепла летом.

Тепловая масса
Тепловая масса используется в конструкции с пассивным охлаждением для поглощения тепла и умеренного повышения внутренней температуры в жаркие дни.Ночью тепловую массу можно охладить с помощью вентиляции, чтобы на следующий день она была готова снова поглотить тепло. Можно использовать одну и ту же тепловую массу для охлаждения в жаркое время года и обогрева в холодное время года.

Вентиляция
Естественная вентиляция поддерживает температуру в помещении, близкую к температуре наружного воздуха, поэтому это эффективный метод охлаждения только тогда, когда температура в помещении равна или выше температуры наружного воздуха. Климат определяет лучшую стратегию естественной вентиляции.

В местах, где дует ветер и днем ​​требуется вентиляция, открывайте окна на той стороне здания, которая обращена к ветру, и на противоположной стороне, чтобы создать поперечную вентиляцию. При проектировании разместите окна в стенах, выходящие на преобладающий ветерок и противоположные стены. Стены крыльев также можно использовать для создания вентиляции через окна в стенах, перпендикулярных преобладающим ветрам. Сплошная вертикальная панель размещается перпендикулярно стене, между двумя окнами. Он ускоряет естественную скорость ветра за счет разницы давлений, создаваемой стенкой крыла.

В таком климате, как Новая Англия, где ночные температуры обычно ниже, чем дневные, сосредоточьтесь на том, чтобы приносить прохладный ночной воздух, а затем закрывать дом для горячего наружного воздуха в течение дня. Механическая вентиляция — это один из способов подачи прохладного воздуха в ночное время, но конвективное охлаждение — другой вариант.

Конвективное охлаждение
Самая старая и простая форма конвективного охлаждения предназначена для подачи холодного ночного воздуха снаружи и вытеснения горячего внутреннего воздуха.Если преобладают ночные бризы, то высокое вентиляционное отверстие или открытое с подветренной стороны (стороне, противоположной ветру) пропускают горячий воздух под потолком. Низкие вентиляционные отверстия на противоположной стороне (сторона, обращенная к ветру) будут пропускать прохладный ночной воздух, чтобы заменить горячий воздух.

В местах, где нет сильных ветров, все еще можно использовать конвективное охлаждение путем создания тепловых труб. Тепловые дымоходы спроектированы с учетом того, что теплый воздух поднимается вверх; они создают теплую или горячую зону воздуха (часто за счет солнечной энергии) и имеют высокое выходное отверстие для выхлопных газов.Горячий воздух выходит из здания через высокое вентиляционное отверстие, а более холодный воздух втягивается через нижнее вентиляционное отверстие.

Есть много разных подходов к созданию эффекта теплового дымохода. Один из них — солярий, выходящий на юг, с вентиляцией наверху. Воздух забирается из жилого помещения через соединительные нижние вентиляционные отверстия и выводится через верхние вентиляционные отверстия солярия (верхние вентиляционные отверстия из солярия в жилое пространство и все работающие окна должны быть закрыты, а тепловая стена солярия должна быть затемнена).

СОЛНЕЧНАЯ ДИАГРАММА

— The New York Times

Архитектор / Себестоимость системы отопления — Джефферсон Б. Райли, архитектор из фирмы Мур Гровер Харпер, Эссекс, Коннектикут 06426. (203) 767-0101. Дом: 125 000 долларов (1979 г.) Система: 5 000 долларов Дом площадью 2700 квадратных футов с высокой степенью теплоизоляции состоит из трех смежных деревянных каркасных конструкций, от одного до трех этажей, которые поднимаются на скалистый склон холма. Солнечное тепло улавливается очень большими окнами на южной стороне и мансардными окнами на крутых крышах.Ночью тепловые драпировки задернуты, чтобы предотвратить потерю тепла через стеклопакеты. (5000 долларов, приписываемые пассивным солнечным элементам в доме, включают 2000 долларов стоимости тепловых штор.) В солнечные зимние дни южная часть дома с большими окнами собирает солнечную энергию, а избыточное тепло отводится на северную сторону дома. Небольшая дровяная печь на кухне и топка с горячим воздухом, работающая на жидком топливе, обеспечивают резервное тепло. Летом лиственные деревья вокруг дома покрыты листвой и создают тень для больших окон.В будущем активные солнечные коллекторы горячего воздуха будут размещены на крыше, чтобы уменьшить зависимость от резервного масла. — Харрисон Фрэкер, архитекторы, 729 Александер-роуд, Принстон, Нью-Джерси, 08540. (609) 452-8235. Дом: 110 000 долларов (1978) Система: 5 285 долларов США

Этот двухэтажный каркасный дом имеет резервуары для воды, встроенные в южную стену на первом этаже и размещенные под световым люком на северной стороне здания. Светоотражающие устройства, в том числе ночная изоляция на алюминиевой основе для окон, увеличивают солнечное излучение, проходящее через стекло и поглощаемое водой.Каменный пол опирается на толстую, хорошо изолированную бетонную плиту, которая обеспечивает накопление тепла для прямого солнечного излучения, проникающего через южные окна на втором этаже. Еще одним фактором экономии энергии является то, что здание находится на склоне, а северная сторона частично находится под землей. В солнечные дни резервуары для воды поглощают, накапливают и излучают тепло по мере необходимости. Одна водная стена состоит из 260 квадратных футов изоляционного стекла над южной стеной, заполненной вертикальными трубами с водой. Трубки из прозрачного стекловолокна пропускают в дом приятный рассеянный свет.Еще один резервуар для воды расположен под вертикальным световым люком на северной стороне здания. Кроме того, солнечная энергия, проходящая через окна второго этажа, выходящие на юг, поглощается и излучается каменным полом. Резервная система отопления — электрическое отопление плинтуса. Ночью внешние тепловые жалюзи закрываются над окнами и световым люком, что сводит к минимуму потери тепла. — Дональд Ватсон, архитектор. Box 401, Guilford, Conn. 06437. (203) 453-6388. Дом: 65 000 долларов (1976 г.) Система: 11 600 долларов США. Двухэтажный дом в форме соляной коробки площадью 2 000 квадратных футов хорошо изолирован, с большинством окон, выходящих на юг.Солнечные коллекторы, доминирующие над южной половиной крыши, обеспечивают горячее водоснабжение и обогрев помещений. Стены имеют толщину шесть дюймов (обычные стены имеют толщину 4 дюйма) и заполнены изоляцией. Построен на грант для демонстрации солнечной энергии от Федерального департамента жилищного строительства и городского развития. Воздух нагревается в коллекторах площадью 370 квадратных футов на крыше, а затем направляется прямо в дом. Избыточное тепло хранится в подвале, где бункер с 1536 кубическими футами камней обеспечивает аккумулирование тепла.В качестве резервного используется масляная горелка. Летом кондиционер охлаждает камни ночью, чтобы обеспечить некоторое снижение температуры воздуха, циркулирующего в хранилище на следующий день. — Hart Development Corporation, 5808 River Drive, Lorton, VA 22079. (703) 339-5590. Дом: 77 000 долларов (1977) Система: 1776 долларов Точно следует широко копируемому проекту (подходящему для холодного климата), предложенному архитектором Уэйном Шиком из Совета по малым домам в Университете Иллинойса в 1976 году. Современный дом площадью 1680 квадратных футов имеет стенки двойной толщины и вдвое больше обычно используемой изоляции.Стеклопакеты ориентированы на юг; северная экспозиция минимальна, и на восточной и западной сторонах не используются окна, чтобы исключить солнечное излучение летом. Двусторонний тамбур выполняет роль шлюза. Прямое солнечное излучение из окон, выходящих на юг, и резервная печь с горячим воздухом, работающая на жидком топливе, являются двумя основными источниками тепла. Дом настолько хорошо изолирован и герметичен, что также улавливает окружающее тепло от людей, домашних животных, плиты, сушилки для одежды и других приборов, общая сумма которых равна мощности печи среднего размера.Как и в любом доме, расход топлива будет варьироваться в зависимости от того, насколько тщательно люди закрывают двери вестибюлей, задергают изолирующие шторы и эксплуатируют отопительное оборудование. Единственное отличие состоит в том, что расход топлива будет более сильно колебаться в домах с повышенной теплоизоляцией, которые в большей степени зависят от участия владельцев. — Buffalo Homes, RD 1, Box 209, Riegelsville, PA. 18077 (215) 346-8004. Дом: 85 000 долларов (1975 г.) Система: 10 000 долларов Этот «дом в доме» площадью 2400 квадратных футов имеет удвоенные северную и южную стены, двухэтажную теплицу на южной стороне, которая действует как солнечный коллектор, и бетонную плиту внутри. подвал для хранения лишнего тепла.Двойные стены хорошо изолированы, а воздушное пространство в один фут между стенами увеличивает изоляционные свойства. С внешней стороны крыша расширена, чтобы закрыть оранжерею, которая изолирована от жилых помещений несколькими раздвижными стеклянными дверями. Западная и восточная стены имеют толщину в шесть дюймов и хорошо изолированы. Для летнего охлаждения наружный воздух втягивается в подвал через большой подземный воздуховод. Когда воздух проходит через этот канал длиной 60 футов, он естественным образом осушается и охлаждается окружающей землей.Солнечное тепло собирается в теплице и циркулирует между сдвоенными стенами плотно закрытого дома и в конечном итоге передает тепло бетонной плите в подвале. Ночью плита излучает тепло внутри каркаса здания. Кроме того, в доме эффективно улавливается тепло окружающей среды от приборов и людей; две небольшие дровяные печи используются для поддержки солнечной системы. (Местные строительные нормы и правила требовали установки полной системы отопления, но владельцы еще не использовали свои электрические обогреватели на плинтусах.) В других домах с двойной стенкой используются обычные масляные, газовые или электрические резервные обогреватели. — Группа проектирования укрытий, бокс 66, Стоуни-Ран, Пенсильвания, 19557 (215) 756-6112. Дом: 125 000 долларов без ветряной мельницы (1979) Система: 12 500 долларов Двухэтажный дом площадью 2086 квадратных футов, выходящий на юг, с северной стороной, полностью вырытой в холме. Восточная и западная стены засыпаны землей, а крыша покрыта двухфутовой ландшафтной землей. С восточной стороны есть пристроенная (также подземная) арена. Из кухни первого этажа открывается двухэтажная солнечная теплица.Пол, стены и крыша залиты бетоном. Длинный узкий бетонный дом имеет внешнюю изоляцию, позволяющую бетону сохранять солнечную энергию от южных окон. Листы из бутилкаучука с расчетным сроком службы более 100 лет обеспечивают гидроизоляцию. Нет восточных, западных или северных окон, но все комнаты выходят на южную сторону. Внутри солнечной теплицы солнечный свет согревает стену из бетонных блоков, которая, в свою очередь, излучает тепло в интерьер дома. Кроме того, большие окна также обеспечивают прямое солнечное отопление.Дровяная печь и электрические змеевики в бетонном полу обеспечивают резервное тепло. Все электричество в энергонезависимом доме обеспечивает ветряная мельница. По словам архитектора, без ветряной мельницы резервное отопление обошлось бы в 264 доллара в прошлом году (при электричестве 5 центов за киловатт-час) или потребовалось бы два деревянных шнура для печи. — Solar Design Associates, Conant Road, Lincoln, Mass. 01773. (617) 259-0350. Дом: 225 000 долларов (оценка 1980 г.) Система: 120 000 долларов, фотоэлектрические коллекторы 6000 долларов, солнечная горячая вода 5 000 долларов, другие солнечные элементы Всего: 131 000 долларов Этот полностью электрический, на солнечной энергии, суперизолированный дом имеет коллекторы на крыше для горячего водоснабжения. и фотоэлектрические коллекторы, которые напрямую преобразуют солнечный свет в электричество.Двухэтажный дом площадью 3100 квадратных футов имеет плотно загерметизированные двойные стены, заполненные изоляцией. Окна выходят преимущественно на южную сторону; все окна двойные или тройные. Все входные двери имеют тамбур, что снижает проникновение холодного воздуха. Первый уровень дома частично засыпан землей до умеренных перепадов температур. По оценкам, 60 процентов потребностей в отоплении будет обеспечиваться за счет прямого солнечного излучения через южные окна. Эффективный тепловой насос воздух-воздух, который работает как кондиционер в обратном направлении, является резервной системой отопления.Фотоэлектрическая система с коллекторами, которые непосредственно преобразуют солнечное излучение в электричество, была разработана и установлена ​​лабораторией Линкольна Массачусетского технологического института. Фотоэлектрические коллекторы занимают 1000 квадратных футов площади крыши и должны обеспечивать все потребности в электроэнергии в течение дня. Для хранения излишков электроэнергии на месте не предусмотрено, так как днем ​​легче продать электроэнергию коммунальному предприятию, а затем выкупить ее обратно ночью. —

Солнечные тепловые коллекторы — У.S. Управление энергетической информации (EIA)

Отопление солнечной энергией

Люди используют солнечную тепловую энергию для многих целей, включая нагрев воды, воздуха, внутренних помещений зданий и выработку электроэнергии. Существует два основных типа солнечных систем отопления: пассивных систем и активных систем .

Пассивное солнечное отопление помещения происходит, когда солнце светит через окна здания и согревает интерьер.Конструкции зданий, которые оптимизируют пассивное солнечное отопление (в северном полушарии), обычно имеют окна, выходящие на юг, которые позволяют солнцу светить на поглощающие солнечное тепло стены или полы в здании зимой. Солнечная энергия поглощается строительными материалами и нагревает внутренние помещения зданий за счет естественного излучения и конвекции. Оконные выступы или шторы блокируют попадание солнца в окна летом, чтобы в здании было прохладно.

Активные солнечные системы отопления имеют коллекторы для нагрева текучей среды (воздуха или жидкости) и вентиляторы или насосы для перемещения текучей среды через коллекторы, где она нагревается, во внутреннюю часть здания или в систему аккумулирования тепла, где тепло выпускается и возвращается в коллектор для повторного нагрева.В активных солнечных водонагревательных системах обычно есть резервуар для хранения воды, нагретой солнечными батареями.

Солнечные коллекторы либо неконцентрирующие, либо концентрирующие

Неконцентрирующие коллекторы — Площадь коллектора (область, которая задерживает солнечное излучение) совпадает с площадью поглотителя (площадью, поглощающей солнечную энергию / излучение). Системы солнечной энергии для нагрева воды или воздуха обычно имеют неконцентрирующие коллекторы. Плоские коллекторы являются наиболее распространенным типом неконцентрирующих коллекторов для воды и отопления помещений в зданиях и используются, когда достаточно температуры ниже 200 ° F.

  • Плоская металлическая пластина, улавливающая и поглощающая солнечную энергию
  • Прозрачная крышка, которая пропускает солнечную энергию через крышку и снижает потери тепла от поглотителя
  • Слой изоляции на задней части поглотителя для уменьшения потерь тепла

Солнечные водонагревательные коллекторы имеют металлические трубки, прикрепленные к поглотителю.Жидкий теплоноситель прокачивается через трубы абсорбера для отвода тепла от абсорбера и передачи тепла воде в резервуаре для хранения. Солнечные системы для нагрева воды в бассейне в теплом климате обычно не имеют крышек или изоляции для абсорбера, а вода из бассейна циркулирует из бассейна через коллекторы и обратно в бассейн.

Солнечные системы воздушного отопления используют вентиляторы для перемещения воздуха через плоские коллекторы внутрь зданий.

Концентрирующие коллекторы — Площадь, задерживающая солнечное излучение, больше, иногда в сотни раз больше, чем площадь поглотителя.Коллектор фокусирует или концентрирует солнечную энергию на поглотителе. Коллектор обычно перемещается в течение дня, чтобы поддерживать высокую степень концентрации на поглотителе. Солнечные тепловые электростанции используют концентрирующие системы солнечных коллекторов, поскольку они могут производить высокотемпературное тепло, необходимое для выработки электроэнергии.

Последнее обновление: 9 декабря 2020 г.

Пример двух пассивных домов, обогреваемых солнечным коллектором и тепловым насосом

76 ПРИЛОЖЕНИЕ B.ТЕПЛОВЫЙ НАСОС — ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

15

Tekniske spesi kasjoner

• Super Saver funksjon — alt tappevann

varmes opp med varmepumpen.

• Tilleggsvarmen slår inn kun ved

behov

• To varmevekslere istedenfor én

• Эффективная помощь до -20 ° C

• COP = 4,0 (температура + 7 ° C

9000ur2 vanntemperatur)

• Inntil 80 ° C varmtvann kun med

varmepumpen

• Antibakteriell funksjon — temp.

поднимается до 70 ° C и используется

Toshiba kWsmart harmange viktige produktfordeler

1) Бетингелсер для получения противоположных данных до установки оборудования: Температура: 7 ° C / 6 ° C. Vanntilførsel: 30 ° C — Отпаривание от ванны до 35 ° C. Размер: 5 метров (ingen høydeforskjell)

2) Бетингелсер для различных данных до изменения температуры: Температура: 7 ° C / 6 ° C. Vanntilførsel: 9 ° C — Отпаривание от ванны до 65 ° C. Kjølerørlengde: 5 метров (ingen høydeforskjell)

3) Lydtrykkverdi gjelder ved 1 метр fri avstand uten re eksjon.

4) Увеличивайте размер спирали для пассивного хуслинга.

Innedel modellbetegnelse: HWS-603XWH-E oppvarming og tappevann, HWS-603XW-E tappevann, HWS-603XH-E oppvarming

Utedel modellbetegnelse: HWSinn-603H-E

кВт Мощность

Effektfaktor — oppvarming / tappevann COP 4,00 / 3,30

Avgitt varme / effectfaktor ved utetemperatur: Oppvarming 35 ° C 1) Tappevann 65 ° C 2)

250C kW / COP 6,92 / 6,18 6, 32 / 4,14

160C 6,28 / 4,81 6,13 / 3,68

70C 6,00 / 4,00 6,00 / 3,30

20C 6,00 / 3,10 6 , 00 / 2,70

— 70C 4,10 / 2,30 4,90 / 2,30

— 150C 3,40 / 1,90 3,50 / 1,80

Driftsområde utetemperatur 0C -20 til 43

Lydtrykk innedel 3) / utedel 3) дБ (A) 33/50

Kompressortype — Dobbel rullestempel

Maks rørlengde (innedel — utedel) meter 15

Maks расходомер høydeforskjell (innedel — utedel) 10

Maks rørlengde (innedel — varmtvannsbereder) счетчик 5

Spenningstilførsel для varmepumpe (innedel) V / ~ / Гц 230/1 / 50

Indenedelikring A 16 dybde — vekt мм — кг 770/500/280 — fra 30 — 43

Utedel — høyde / bredde / dybde — vekt мм — кг 550/780/290 — 38

kWsmart varmtvannsbereder 200 литров 300 литров 4)

Materiale резервуар / изолятор рустфри / полиуретановый скум рустфри / полиуретановый скум

Макс.trykk bar 9 9

Spenningstilførsel — sikring V / ~ / Hz — A 230/1/50 — 10 230/1/50 — 16

Effekt el.kolbe kW 2 3

Mål — høyde / bredde / dybde мм — кг 1470/596/620 — 62 1900/596/620 — 82

kWsmart Modul 1 эл.кассетт 6,0 кВт 9,0 кВт

Vannvolum литр 9 9

Spenningstilførsel В / ~ / Гц 230/3/50 eller 400/3 + N / 50 сом 6,0 кВт

Sikring 230/400 ВА 16/10 25/16

Макс.trykk bar 9 9

Mål — høyde / bredde / dybde — vekt мм — кг 600/500/280 — 22 600/500/280 — 22

kWsmart Modul 2 komplett varmesentral el.kassett 6,0 kW

Vannvolum литр 11

Spenningstilførsel В / ~ / Гц 230/3/50 эллер 400/3 + N / 50

Sikring 230/400 ВА 16/10

Макс. trykk bar 2,5

Mål — høyde / bredde / dybde — vekt мм — кг 1110/500/280 — 51

Reléboks для укладки на tilleggsvarme

Opptil 9 кВт и выше для варминга, или 3 кВт для varmtvannsbeholder

Bryter for manuell styring av el.kolbe i varmtvannsbereder.