Aвтономна система за две еднофамилни къщи.

[Mateev]

Електрониката за управление на една такава сложна система всъщност е много проста. Един единствен централен компютър с размерите на цигарена кутия трябва да следи N на брой термодатчика и да управлява X на брой топлинни източници или консуматори с елементарни сигнали от типа ON/OFF (по една единствена жица към всяко устройство). А всяко едно устройство може да има собствени си регулировки, може и да няма. Инсталацията ще работи и в двата случая.

На практика инсталацията дори и не се нуждае от това да знае какви са топлинните източници. Достатъчно е да знае само колко е цената на тяхната енергия и да може да им казва тръгни/спри. За останалите параметри на топлоизточниците инсталацията ще се самообучи - например каква топлинна мощност може да подава всеки един източник. Още с молбата за първото му включване централния компютър ще следи с каква скорост този източник повишава температурата и знаейки дебита, веднага ще може да изчисли, че например на вход 7 е включен източник с мощност 35 kW. Знаем и цената на тази мощност (това ще трябва да се въвежда от клавиатура), знаем и параметрите на всички останали източници, знаем и текущите енергийни нужди на консуматорите (на същия принцип) и от тук нататък трябва да се реши една оптимизационна задача, алгоритъма на която лесно може да бъде съобразен. Щрак-щрак-щрак няколко релета (или цифрови изходи) и после изчакваме известно време и отново повтаряме цикъла. Това е. Просто и лесно, а от там и надеждно.

[Mateev]

Физически инсталацията ще изглежда като N на брой топлообменници, плътно наредени един до друг в някакво помещение в сърцето на сградата, една електронно-регулируема помпа за контрол на дебита и едно табло с компютъра и UPS-a. Датчиците за температура също се намират вътре в това помещение. Външен датчик е само един - за външната температура. Има и един датчик за дебит и един топломер, ако на някой му е интересно какви топлоенергии се въртят вътре в този кръг.

Всички топлоизточници физически се намират в периферията на сградата (за лесна смяна) или дори вън от сградата (за термопомпите въздух-вода). Под сградата може да има пасивни сондажи, които могат да осигурят отоплението/охлаждането на 2-3 нейни етажа. Около сградата може да има хоризонтални серпентини. На покрива на сградата или около сградата се слагат реверсивни климатични машини. На останалото свободно пространство от покрива се слага фотоволтаична инсталация и/или топлинни колектори. И ето ти на майтап една готова енергонезависима сграда от бъдещето.

След 20 години решаваме да сложим портативен атомен реактор - ами готово. Две тръби до някой от свободните топлообменници и една жица за регулиране. След 50 години си купуваме най-съвременен топлинен източник със собствена си черна дупка в него. Ами готово - разкачаме теропомпата като морално остаряла и на нейно място закачаме черната дупка. Компютъра на сградата моментално детектира, че на вход 3 се е появил по-мощен източник и веднага включва новата мощност в сметките си.

[Mateev]

Като първи и най-важен топлоизточник могат да се използват топлинните колектори. Тяхната топлина е без пари и е хубаво когато я има (зиме или лете) да я използваме на 100%. Следват котлета на дърва, термопомпи и т.н. На най-последно място като най-скъп топлоизточник е електроенергията. Тя също може да се включи в кръга под формата на едно електрическо котле, като неговата рола ще е по-скоро аварийна - ако всичко останало се повреди или спре да работи или не му стига мощността, тогава и само тогава се включва и отоплението на ток.

Тоест цялата тази концепция освен друго ни дава и една много висока надеждност и отказоустойчивост.

[Mateev]

Остава за обсъждане цената на всичко това. Повече от ясно е, че ако разходите ги разхвърляме за период от 100 или 200 години, ще излезе че се топлим почти без пари (напр. 1 стотинка на киловат). Друг е въпроса готови ли сме да ги дадем тези пари СЕГА ????????

Тука вече се сблъскваме с психологията на българина. Той е склонен да даде луди пари за една сграда, която ще живее 100 или 200 години, но не е готов да добави например 10 или 20%, за да я подсигури енергийно за целия този период. Като цяло през този период икономията ще му излезе през носа, и то цели 10 или 20 пъти по-скъпо. Въпреки това Българина предпочита да направи тази криво-разбрана икономия. Пък после ББ бил виновен или ДКЕВР или ЕРП-тата и т.н. Българина предпочита да търси вината в другиго, вместо да се захване и сам да си реши проблемите.

[petar1]

Боже, Матеев ти явно наистина си много запален по тези термопомпи, половин нощ си писал толкова много неща по тази тема, сън не си спал , РЕСПЕКТ.Извинявай за "off-a" но просто не се сдържах Харесва ми да чета просто.Поздрави.

[estqwerty]

с огромно удоволствие изчетох всичко.

има един два дребни проблема, но по принцип съм съгласен с реда на мисли.
надявам се да погледнете на въпростите с чуство за хумор : 1. ако има начин да живеем 200 години, е по добре да продаваме него вместо термопомпи и 2 къде да събера всичката тая техника в двустайния?
иначе евала за работата. все съм си мислил че ако се прави помпа вода-вода и двата кръга са затворени - това за изхвърленето на непотрбната и доливането към системата не съм го и предполагал че съществува.

[lz1wvm]

Аз също бях се захванал да правя на едно помещение,охлаждане с въздух изпод земята,но в последствие възникнаха много въпроси,на които не можах да си отговоря.А строежа напредваше и се отказах от намеренията си.
А г-н Матеев много добре е систематизирал нещата в темата,и като решение за енергонезависима система предполагам е добро(нямам и необходимите познания,за да ккритикувам или хваля подобна концепция).Мога само да питам,не може ли тези скъпи термопомпи да се махнат,и да остане само на топлообменници с циркулационни помпи,демек с по-малко електроника.

[Mateev]

Може разбира се. Аз описах една обобщена универсална концепция, която да притежава всички възможни екстри. Ясно е че един или друг компонент може да отсъства, като това естествено ще доведе до отказ от една или друга екстра.

В единия край се намират съвременните ФИКСИРАНИ ИНСТАЛАЦИИ които след 20 години стават непотребни у трябва да се изгребват старите компоненти и да се строят изцяло нови инсталации.

В другия край е една всеобхватна и универсална концепция, която може всичко, но е доста скъпа.

И както казва народа - истината е някъде по средата. Всеки сам трябва да си направи разумен компромис между собствените му желания и собствените му дадености и възможности. Аз се опитвам да направя максимума, но това е само с цел демонстрация на един или друг начин на получаване на енергия и в името на някакъв бъдещ бизнес, ако всичко това заработи така, както го мисля. Иначе ако се опитам да усвоя всички енергии, които които ще получа от закопаните под земята съоръжения, ще трябва освен мене да топля и половината квартал. Това също на майтап, но знае ли човек - може пък за в бъдеще да разрешат свободния пазар на топлинната енергия. Тогава с кеф бих се наел да конкурирам Ковачки (той владее ТЕЦ Габрово).

[Mateev]

Искам да ви кажа за още една интересна екстра, с която се сдобиваме ако си направим пасивни сондажи.

Всички знаят, че дадена инсталация се изчислява така, щото да успее да отопли сградата дори и през най-студените зимни дни. В над 90% от времето обаче тя работи с 30-40% от мощността си. Но в този диапазон от ниски мощности тя е силно неефективна и работи с лошо КПД или лош КОП, ако говорим за термопомпи.

Въпроса е можем ли да направим точно обратното?
Можем ли да накараме инсталацията 90% от времето си да работи с висок КПД (КОП) и само в екстремни случаи да можем безопасно да удвоим или утроим нейната мощност, за да покрием малкото на брой зимни дни с температура по-ниска -20 градуса по Целзий.

Има ли такъв топлоизточник, който да дава максимално КПД при номиналната си мощност и в същото време да може безопасно да отдава 3 ПЪТИ по-голяма мощност в случай на нужда?

Оказва се че има, и това са именно пасивните сондажи. Ако вместо с вода ги напълним с пропилен-гликол, то тогава вместо до +2 градуса можем да охлаждаме земята до -50 градуса по Целзий. Тоест спокойно можем да черпим 5 ПЪТИ по-голяма мощност, и ако това се случва само няколко дни в годината, няма да се промени средногодишния баланс на енергиите и времето за възстановяване на охладената земя.

Естествено трябва да има и втора термопомпа с необходимата мощност, но като цяло идеята изглежда съблазнителна, защото с минимални инвестиции можем лесно да удвоим или утроим мощността - знае ли човек дали в бъдеще ни чака глобално затопляне или нова ледникова епоха.

Как ви изглежда това - сменяме само една течност и утрояваме мощността............

[Cin gibi]

Ами, възниква у мен следният въпрос:
Пропиленгликолът е токсичен. Вкарването му в земята /а е и хигроскопичен и неограничено разтворим във вода/ създава предпоставки за :
1.Разреждането му и постепенното му отмиване
2.Проникването му до водоносни хоризонти, и създаване риск за живота и здравето на собствениците и на съседите на тази инсталация НА МНОГО ГОЛЕМИ РАЗСТОЯНИЯ.

Та, на този фон, би трябвало, ЗАДЪЛЖИТЕЛНО да се прави супер здрава, хидравлично изпитана обвивка, в която да циркулира този многовалентен алкохол. Това-първо.
Второ, много дълбокото изстудяване на сондажа, със сигурност, ще доведе до замръзване на околосондажните води, до влошаване на топлопроводимостта на почвата поради този факт, и, в допълнение, предвид увеличаване температурната бариера за преодоляване от ТП със сигурност, ще снижи нейния хладилен коефициент а, оттам, и COP. Предполагам, че ударното претоварване на сондажа откъм топлинен поток, ако и да дава известно преимущество, ще е за /и аз се затруднявам да определя, колко/ но, много кратко време. След което, като замръзне дълбоко де що има вода наоколо, ще се получи значителен мъртъв период с извънредно занижена ефективност до почти пълна неизползваемост на сондажа. Дни, месеци или тримесечия мъртъв период представляват сериозен проблем за собственика, така мисля. И, вместо да изпишем вежди, най-много, да извадим очи.
Накратко, много сериозно бих се замислил, преди да форсирам нещата по този способ. Особено, ако наоколо /в радиус от поне 5-10 км/ се ползва вода от кладенци.

[Mateev]

Кой е казал, че леда е топлоизолатор?
Напротив - доста по-добър проводник на топлина е от обикновенната почва и от полиетилена на тръбите на сондажа. Точно замръзването на зоната около тръбата на сондажа ще доведе до по-голяма топлопроводност. Всъщност бариера се явява лошата топлопроводност на PVC тръбата, но при мене имам едно специално техническо решение, посредством което осигурявам по-голяма контактна площ. Просто все още не съм говорил за това. При мене сондажа е тръба в тръба, като външната тръба е с диаметър 75 мм. Така осигурявам 4 пъти по-голяма площ спрямо простото слагане на витка от Ф32.

Също и за пропиленгликола - не знам дали е отровен, след като се използва в кремове, пасти за зъби и т.н. Да не би да се бъркаш с етиленгликола - той наистина е отровен.

[sstoyanov]

Г-н Матеев - благодаря Ви за споделеният опит. Не са много хората, които споделят резултатите и поуките от подобни скъпоструващи експерименти на широката публика безвъзмездно.
Как сте решили проблема с кондензът, който може да се образува в сондажа?

[lz1wvm]

Тази зима асфалтът на пътя по който минавам всеки ден,се беше надигнал с около 1 педя,и площ около 6-7 квадратни метра.Стотици хора го видяха това нещо(тъй като цяла зима си седеще така),обикновенно пътната настилка потъва надолу,но повечето хора не си зададоха въпроса защо се е надигнал нагоре.При факта че това се случи около 20 декември миналата година,когато температурите бяха около -5 -10 градуса,няколко дни.Всичко това беше придружено със силен северен вятър.
Аз не знам защо се получи така,но предполагам че студения вятър е охладил дотолкова пътната настилка,че водата под него да замръзне.А там точно преди да го асфалтират(преди 3 години),имаше малка канавка,която вече я няма,защото я асфалтираха.
Но си спомням много добре какво видях на следващия ден,когато утихна вятъра.Настилката между двете платна се беше пропукала,като северната част беше се надигнала с около педя,и от там се подаваше лед,който беше се наслоил вече и по здравото южно платно.
Така че не знам дали замръзването на почвата в дълбочина,няма да предизвика структурни промени в самата нея.

[DanielDimov]

Интересна тема се е заформила

Виждам че Матеев използва понятия като "активен сондаж" и "пасивен сондаж" и ми се иска да ги уточним! В западната литература (от която така или иначе научаваме всичко ново) има понятия "closed ground loop" и "open ground loop". Моето предположение е че "активен сондаж" съответства на "open ground loop" и "пасивен" на "closed" - така ли е?

Аз бих нарекъл двата варианта на български просто "отворен" и "затворен външен контур" - мисля че по-точно описват принципната разлика м-у двете.

Другото което ме учудва е, че фирмите за термопомпи много активно препоръчват отворения външен контур! Вярно е че той дава малко по-високо КПД, но е лишен от най-огромното предимство което има затворения контур, а именно че няма нужда от обслужване. На запад където пазара на такива системи вече е развит и дори вече се е наситил почти не се използват отворени външни контури първо заради необходимото обслужване и второ защото на малко места имат условия за такъв тип инсталация. Затворения контур си е подходящ за навсякъде.

[Cin gibi]

Кой е казал, че леда е топлоизолатор?
Напротив - доста по-добър проводник на топлина е от обикновенната почва и от полиетилена на тръбите на сондажа. Точно замръзването на зоната около тръбата на сондажа ще доведе до по-голяма топлопроводност. Всъщност бариера се явява лошата топлопроводност на PVC тръбата, но при мене имам едно специално техническо решение, посредством което осигурявам по-голяма контактна площ. Просто все още не съм говорил за това. При мене сондажа е тръба в тръба, като външната тръба е с диаметър 75 мм. Така осигурявам 4 пъти по-голяма площ спрямо простото слагане на витка от Ф32.

Също и за пропиленгликола - не знам дали е отровен, след като се използва в кремове, пасти за зъби и т.н. Да не би да се бъркаш с етиленгликола - той наистина е отровен.

Относно токсичността на пропиленгликола, споделям в линка, който пуснах. Доста нещо има изписано там - линкът е към резултатите от търсене с Гугъл - но, ако там лъжат, защо се води опасен за вдишване и се забранява за пиене? А фактът, че се използва и в козметиката, си е ужасен. Вероятно, първо, защото по-трудно се резорбира през кожата, а като се мажеш с крем, си слагаш 1-2-3 куб. см., които още се и изпаряват, докато, каквото вкараш в червата... Например, човек може спокойно да си мие ръцете в етанол и дори с метанол без да се напие или да ослепее. Виж, вътрешно, става страшно. Пък хората продават и цигари, например - знаят, че са вредни, ама пуста зависимост от наркотика, купуват ли, купуват, купуват. А, щом се купува, се и произвежда.
По топлопроводността: "Обикновена почва" и "лед", вярвам, са трудно приложими за случая понятия. Работата е там, че чист лед и "чиста" почва В СЛУЧАЯ трудно биха се получили. По-вероятно, ще имаме промръзнала почва с кристали измежду сухия материал. При течна вода, както и при др. флуиди, в/у топлопроводимостта /да четем "възможността да се провежда топлина от т. А до т.Б"/ оказват сериозно влияние конвективните процеси, които, при замръзване, просто спират и няма подмяна на контактуващите с тръбата слоеве. Затова, дори без да съм експериментирал, тези моменти просто ме държат скептичен. Прочее, сетих се нещо друго: Ако тръбата е метална /херметична/, а в нея се плацика, да речем, керосин или дори етанол, дали няма да е малко по-безопасно? Просто питам.