În casa mea pasivă...

„Trebuie să fie frig iarna”, a spus clasicul. Se pare că acest lucru nu este necesar. În plus, nu trebuie să fie murdar, mirositor sau dăunător mediului pentru a vă menține cald pentru o perioadă.

În prezent, putem avea căldură în casele noastre nu neapărat datorită păcurului, gazului și electricității. Energia solară, geotermală și chiar eoliană s-au alăturat vechiului mix de combustibili și surse de energie în ultimii ani.

În acest raport nu vom atinge cele mai populare sisteme din Polonia pe bază de cărbune, păcură sau gaz, deoarece scopul studiului nostru nu este de a prezenta ceea ce știm deja bine, ci de a prezenta alternative moderne, atractive din punct de vedere al punctului. din perspectiva protecției mediului, precum și a economiilor de energie.

Desigur, încălzirea bazată pe arderea gazelor naturale și a derivatelor sale este, de asemenea, destul de ecologică. Totuși, din punct de vedere polonez, are dezavantajul că nu avem resurse suficiente din acest combustibil pentru nevoile casnice.

Apa si aerul

Cele mai multe case și blocuri de apartamente din Polonia sunt încălzite cu sisteme tradiționale de boiler și radiatoare.

Centrala centrală este situată în centrul de încălzire sau în camera cazanului individual al clădirii. Funcționarea acestuia se bazează pe alimentarea cu abur sau apă caldă prin conducte către caloriferele amplasate în încăperi. Un radiator clasic - un design vertical din fontă - este de obicei amplasat lângă ferestre (1).

1. Incalzitor traditional

În sistemele moderne de radiatoare, apa caldă este circulată către calorifere cu ajutorul pompelor electrice. Apa caldă își renunță căldura în calorifer, iar apa răcită se întoarce în cazan pentru încălzire suplimentară.

Radiatoarele pot fi înlocuite cu încălzitoare cu panouri sau perete care sunt mai puțin „agresive” din punct de vedere estetic - uneori chiar sunt numite așa-numite. calorifere decorative proiectate ținând cont de designul și decorarea spațiilor.

Radiatoarele de acest tip sunt mult mai ușoare în greutate (și de obicei în dimensiune) decât radiatoarele cu aripioare din fontă. În prezent, pe piață există multe tipuri de radiatoare de acest tip, care diferă în principal prin dimensiunile exterioare.

Multe sisteme de încălzire moderne au componente comune cu echipamentele de răcire, iar unele asigură atât încălzire, cât și răcire.

Numire HVAC (încălzire, ventilație și aer condiționat) este folosit pentru a descrie totul și ventilația dintr-o locuință. Indiferent de sistemul HVAC utilizat, scopul tuturor echipamentelor de încălzire rămâne să folosească energia termică dintr-o sursă de combustibil și să o transfere în spațiul de locuit pentru a menține o temperatură ambientală confortabilă.

Sistemele de încălzire folosesc o varietate de combustibili, cum ar fi gazul natural, propanul, uleiul de încălzire, biocombustibili (cum ar fi lemnul) sau electricitatea.

Utilizarea sistemelor de aer forțat cuptor cu zid, care furnizează aer încălzit în diferite zone ale casei printr-o rețea de conducte, sunt populare în America de Nord (2).

2. Sistem camera cazanelor cu circulatie fortata a aerului

Aceasta este încă o soluție relativ rară în Polonia. Este folosit în principal în clădiri comerciale noi și case private, de obicei în combinație cu un șemineu. Sisteme de circulație forțată a aerului (incl. ventilatie mecanica cu recuperare de caldura) reglează foarte repede temperatura camerei.

Pe vreme rece ele servesc drept încălzitor, iar pe vreme caldă devin un sistem de răcire a aerului condiționat. Sistemele de CO tipice pentru Europa și Polonia cu cuptoare, cazane, radiatoare cu apă și abur sunt utilizate numai pentru încălzire.

Sistemele de aer forțat le filtrează de obicei și pentru a îndepărta praful și alergenii. Sistemul include si dispozitive de umidificare (sau uscare).

Dezavantajele acestor sisteme sunt necesitatea de a instala canale de ventilație și de a le rezerva spațiu în pereți. În plus, ventilatoarele sunt uneori zgomotoase, iar aerul în mișcare poate răspândi alergeni (dacă unitatea nu este întreținută corespunzător).

Pe lângă sistemele care ne sunt cele mai familiare, de ex. calorifere si unitati de alimentare cu aer, mai sunt si altele, majoritatea moderne. Se deosebește de sistemele de încălzire centrală hidrică și de aer forțat prin faptul că încălzește mobilierul și podelele, nu doar aerul.

Necesită montarea conductelor de plastic pentru apă caldă în interiorul pardoselilor din beton sau sub podele din lemn. Este un sistem silențios și eficient din punct de vedere energetic. Nu se încălzește repede, dar păstrează căldura mai mult timp.

Exista si "tigla" care foloseste instalatii electrice instalate sub pardoseala (de obicei gresie sau gresie). Sunt mai puțin eficiente din punct de vedere energetic decât sistemele de apă caldă și sunt de obicei folosite doar în spații mici, cum ar fi băile.

Un alt tip de încălzire, mai modern. sistem hidraulic. Încălzitoarele hidronice cu plinte sunt instalate jos pe perete, astfel încât să poată aspira aer rece de sub încăpere, apoi să-l încălziți și să-l returneze înapoi înăuntru. Ele funcționează la temperaturi mai scăzute decât multe.

Aceste sisteme folosesc, de asemenea, un cazan central pentru a încălzi apa, care curge printr-un sistem de conducte către unități de încălzire discrete. În esență, aceasta este o versiune actualizată a vechilor sisteme de radiatoare verticale.

Radiatoarele cu panouri electrice și alte tipuri nu sunt utilizate de obicei în sistemele primare de încălzire a casei. încălzitoare electriceîn principal din cauza costului ridicat al energiei electrice. Cu toate acestea, ele rămân o opțiune populară pentru încălzirea suplimentară, de exemplu în spațiile sezoniere (cum ar fi verandele).

Încălzitoarele electrice sunt simple și ieftine de instalat și nu necesită instalarea de țevi, ventilație sau alte dispozitive de distribuție.

Pe lângă panourile de încălzire convenționale, există și încălzitoare electrice radiante (3) sau lămpi de căldură care transferă energie obiectelor la o temperatură mai scăzută prin radiații electromagnetice.

3. Încălzitor cu infraroșu

În funcție de temperatura corpului emițător, lungimea de undă a radiației infraroșii variază de la 780 nm la 1 mm. Încălzitoarele electrice cu infraroșu emit până la 86% din puterea lor de intrare sub formă de energie radiantă. Aproape toată energia electrică colectată este convertită în căldură din radiația infraroșie a filamentului și trimisă mai departe prin reflectoare.

Polonia geotermală

Sistemele de încălzire geotermală – foarte avansate, de exemplu în Islanda, prezintă un interes din ce în ce mai mareunde inginerii de foraj (IDDP) se adâncesc din ce în ce mai mult în sursa de căldură internă a planetei.

În 2009, în timp ce fora pentru IDDP, s-a vărsat accidental într-un rezervor de magmă situat la aproximativ 2 km sub suprafața Pământului. Astfel, s-a obţinut cea mai puternică sondă geotermală din istorie, cu o capacitate de circa 30 MW de energie.

Oamenii de știință speră să ajungă la Mid-Atlantic Ridge, cea mai lungă creasta mijlocie a oceanului de pe Pământ, o graniță naturală între plăcile tectonice.

Acolo, magma încălzește apa de mare la o temperatură de 1000 ° C, iar presiunea este de două sute de ori mai mare decât presiunea atmosferică. În astfel de condiții, este posibil să se genereze abur supercritic cu o putere de energie de 50 MW, care este de aproximativ zece ori mai mare decât o sondă geotermală tipică. Aceasta ar însemna posibilitatea reaprovizionării cu 50 de mii. Case.

Dacă proiectul ar fi eficient, unul similar ar putea fi implementat în alte părți ale lumii, de exemplu, în Rusia. în Japonia sau California.

4. Vizualizarea așa-zisului energie geotermală de mică adâncime

Teoretic, Polonia are condiții geotermale foarte bune, întrucât 80% din teritoriul țării este ocupat de trei provincii geotermale: Europa Centrală, Subcarpatică și Carpatică. Cu toate acestea, posibilitățile reale de utilizare a apelor geotermale privesc 40% din teritoriul țării.

Temperatura apei acestor rezervoare este de 30-130°C (în unele locuri chiar 200°C), iar adâncimea de apariție în rocile sedimentare este de la 1 la 10 km. Ieșirea naturală este foarte rar (Sudetes – Cieplice, Lędek-Zdrój).

Totuși, acesta este altceva geotermal adânc cu puțuri de până la 5 km, și altceva, așa-zisul. geotermal de mică adâncime, în care sursa de căldură este preluată din pământ folosind o instalație îngropată relativ superficială (4), de obicei de la câțiva până la 100 m.

Aceste sisteme se bazează pe pompe de căldură, care sunt o bază similară cu energia geotermală pentru producerea căldurii din apă sau aer. Se estimează că există deja zeci de mii de astfel de soluții în Polonia, iar popularitatea lor crește treptat.

Pompa de căldură preia căldură din exterior și o transferă în interiorul casei (5). Consumă mai puțină energie electrică decât sistemele convenționale de încălzire. Când este cald afară, poate acționa ca opusul aerului condiționat.

5. Diagrama unei pompe de căldură cu compresor simplu: 1) condensator, 2) supapă de accelerație - sau capilară, 3) evaporator, 4) compresor

Un tip popular de pompă de căldură cu sursă de aer este sistemul mini-split, cunoscut și sub numele de fără conducte. Se bazează pe o unitate de compresor extern relativ mică și una sau mai multe unități interne de tratare a aerului care pot fi adăugate cu ușurință în încăperi sau zone îndepărtate ale casei.

Pompele de căldură sunt recomandate pentru instalarea în climat relativ blând. Acestea rămân mai puțin eficiente în condiții de vreme foarte caldă și foarte rece.

Sisteme de incalzire si racire cu absorbtie Acestea nu sunt alimentate cu energie electrică, ci cu energie solară, energie geotermală sau gaz natural. O pompă de căldură cu absorbție funcționează în același mod ca orice altă pompă de căldură, dar are o sursă de energie diferită și folosește o soluție de amoniac ca agent frigorific.

Hibrizii sunt mai buni

Optimizarea energiei este realizată cu succes în sistemele hibride, care pot utiliza și pompe de căldură și surse regenerabile de energie.

O formă a sistemului hibrid este pompa de căldură in combinatie cu boiler in condensare. Pompa preia parțial sarcina în timp ce cererea de căldură este limitată. Când este nevoie de mai multă căldură, centrala în condensare preia sarcina de încălzire. La fel, o pompă de căldură poate fi combinată cu un cazan cu combustibil solid.

Un alt exemplu de sistem hibrid este combinația unitate de condensare cu unitate solară. Un astfel de sistem poate fi instalat atât în ​​clădirile existente, cât și în cele noi. Daca proprietarul instalatiei doreste o mai mare independenta in ceea ce priveste sursele de energie, pompa de caldura poate fi combinata cu o instalatie fotovoltaica si astfel sa foloseasca pentru incalzire energia electrica generata de solutiile proprii ale locuintei.

Instalația solară oferă energie electrică ieftină pentru alimentarea pompei de căldură. Excesul de energie electrică generată de energia electrică care nu este utilizată direct în clădire poate fi utilizată pentru încărcarea bateriei clădirii sau vândută la rețeaua publică.

Merită subliniat faptul că generatoarele moderne și instalațiile termice sunt de obicei echipate interfețe de internet și poate fi controlat de la distanță folosind o aplicație de pe o tabletă sau smartphone, adesea de oriunde în lume, ceea ce permite proprietarilor de proprietăți să optimizeze și să economisească costurile.

Nu există nimic mai bun decât energia creată de sine

Desigur, orice sistem de încălzire va avea nevoie în orice caz de surse de energie. Trucul este să o faci cea mai economică și mai ieftină soluție posibilă.

În cele din urmă, astfel de funcții au energie generată „acasă” în modelele numite micro cogenerare () sau microcentrala ,

Conform definiției, acesta este un proces tehnologic constând în producția combinată de energie termică și electrică (off-grid) bazată pe utilizarea dispozitivelor conectate de putere mică și medie.

Microcogenerarea poate fi utilizată la toate instalațiile în care există o nevoie simultană de energie electrică și căldură. Cei mai obișnuiți utilizatori ai sistemelor pereche sunt atât destinatarii individuali (6), cât și spitalele și centrele educaționale, centrele sportive, hoteluri și diverse utilități publice.

6. Sistem energetic de acasă

Astăzi, lucrătorul mediu de energie la domiciliu are deja mai multe tehnologii pentru generarea de energie acasă și în curte: solar, eolian și gaz. (biogaz – dacă sunt cu adevărat „proprii”).

Așa că le puteți instala pe acoperiș, care nu trebuie confundate cu generatoarele de căldură și care sunt cel mai des folosite pentru încălzirea apei.

Poate ajunge și la mici turbine eolienepentru nevoi individuale. Cel mai adesea ele sunt așezate pe catarge îngropate în pământ. Cele mai mici dintre ele, cu o putere de 300-600 W și o tensiune de 24 V, pot fi instalate pe acoperișuri, cu condiția ca designul lor să fie adaptat acestui lucru.

In conditii casnice se intalnesc cel mai des centrale electrice cu o capacitate de 3-5 kW, in functie de necesitati, numarul de utilizatori etc. – ar trebui să fie suficient pentru iluminat, funcționarea diverselor aparate electrocasnice, pompe de apă pentru CO și alte nevoi mai mici.

Sistemele cu o putere termică sub 10 kW și o putere electrică de 1-5 kW sunt utilizate în principal în gospodăriile individuale. Ideea din spatele unui astfel de „micro-CHP acasă” este de a plasa o sursă atât de electricitate, cât și de căldură în interiorul clădirii care este furnizată.

Tehnologia energiei eoliene la domiciliu încă se îmbunătățește. De exemplu, turbinele eoliene mici Honeywell oferite de WindTronics (7), cu o carcasă care amintește oarecum de o roată de bicicletă cu palete atașate, de aproximativ 180 cm în diametru, produc 2,752 kWh la o viteză medie a vântului de 10 m/s. Turbinele Windspire cu un design vertical neobișnuit oferă o putere similară.

7. Mici turbine Honeywell instalate pe acoperișul unei case

Printre alte tehnologii pentru obținerea energiei din surse regenerabile, merită să acordați atenție biogaz. Acest termen general este folosit pentru a descrie gazele inflamabile produse în timpul descompunerii compușilor organici, cum ar fi ape uzate, deșeuri menajere, gunoi de grajd, deșeuri din industria agricolă și agroalimentară etc.

Tehnologia derivată din vechea cogenerare, adică producția combinată de căldură și electricitate în centrale termice și electrice combinate, în versiunea sa „mică”, este destul de tânără. Căutarea unor soluții mai bune și mai eficiente este încă în desfășurare. În prezent, se pot distinge mai multe sisteme majore, inclusiv: motoare cu piston, turbine cu gaz, sisteme de motoare Stirling, ciclu organic Rankine și celule de combustibil.

Motor Stirling transformă căldura în energie mecanică fără un proces de ardere violent. Căldura este furnizată fluidului de lucru – gaz – prin încălzirea peretelui exterior al încălzitorului. Datorită furnizării de căldură din exterior, motorul poate fi alimentat cu energie primară din aproape orice sursă: compuși petrolieri, cărbune, lemn, toate tipurile de combustibili gazoși, biomasă și chiar energie solară.

Acest tip de motor include: două pistoane (rece și cald), un schimbător de căldură regenerativ și schimbătoare de căldură între fluidul de lucru și sursele externe. Unul dintre cele mai importante elemente care funcționează în ciclu este regeneratorul, care preia căldura fluidului de lucru pe măsură ce acesta curge din spațiul încălzit în spațiul răcit.

În aceste sisteme, sursa de căldură este în principal gazele de eșapament generate în timpul proceselor de ardere a combustibilului. În schimb, căldura din circuit este transferată la o sursă de temperatură scăzută. În cele din urmă, eficiența circulației depinde de diferența de temperatură dintre aceste surse. Fluidul de lucru al acestui tip de motor este heliul sau aerul.

Avantajele motoarelor Stirling includ: eficiență generală ridicată, nivel scăzut de zgomot, economie de combustibil în comparație cu alte sisteme, turație redusă. Desigur, nu trebuie să uităm de dezavantaje, dintre care principalul este prețul de instalare.

Mecanisme de cogenerare precum Ciclul Rankine (recuperarea căldurii în cicluri termodinamice) sau motorul Stirling necesită doar căldură pentru a funcționa. Sursa sa poate fi, de exemplu, energia solară sau geotermală. Generarea de energie electrică în acest fel folosind un colector și căldură este mai ieftină decât utilizarea energiei fotovoltaice.

Lucrările de dezvoltare sunt, de asemenea, în curs celule de combustibil și utilizarea lor în centralele de cogenerare. Una dintre soluțiile inovatoare de acest tip de pe piață este ClearEdge. Pe lângă funcțiile specifice sistemului, această tehnologie transformă gazul din butelie în hidrogen folosind o tehnologie avansată. Deci nu există ardere aici.

Celula cu hidrogen produce energie electrică, care este, de asemenea, folosită pentru a produce căldură. Pilele de combustie sunt un nou tip de dispozitiv care convertește energia chimică a unui combustibil gazos (de obicei hidrogen sau hidrocarburi) printr-o reacție electrochimică în energie electrică și căldură cu eficiență ridicată - fără a fi nevoie să ardă gaz și să folosească energie mecanică, așa cum este caz, de exemplu, în motoare sau turbine cu gaz.

Unele elemente pot fi alimentate nu numai cu hidrogen, ci și cu gaz natural sau așa-numitele. reformat (gaz reformat) obținut din prelucrarea combustibililor cu hidrocarburi.

Acumulator de apa calda

Știm că apa fierbinte, adică căldura, poate fi acumulată și stocată pentru o perioadă de timp într-un recipient special de uz casnic. De exemplu, ele pot fi văzute adesea lângă colectoarele solare. Cu toate acestea, nu toată lumea poate ști că există așa ceva ca rezerve mari de căldură, ca niște acumulatori uriași de energie (8).

8. Stocare excelentă a căldurii în Țările de Jos

Rezervoarele standard de stocare pe termen scurt funcționează la presiunea atmosferică. Sunt bine izolate și sunt utilizate în principal pentru a regla cererea în orele de vârf. Temperatura în astfel de rezervoare este puțin sub 100°C. Merită adăugat că uneori, pentru nevoile sistemului de încălzire, rezervoarele vechi de ulei sunt transformate în acumulatori de căldură.

În 2015, prima navă germană a fost lansată la Nürnberg. tavă cu două zone. Această tehnologie este brevetată de Bilfinger VAM..

Soluția se bazează pe utilizarea unui strat flexibil între zonele de apă superioare și inferioare. Greutatea zonei superioare creează presiune asupra zonei inferioare, astfel încât apa depozitată în aceasta poate avea o temperatură mai mare de 100°C. Apa din zona superioară este în mod corespunzător mai rece.

Avantajele acestei soluții sunt o capacitate termică mai mare menținând în același timp același volum în comparație cu un rezervor atmosferic, și în același timp costuri mai mici asociate standardelor de siguranță în comparație cu recipientele sub presiune.

În ultimele decenii, deciziile legate de stocarea subterană a energiei. Rezervorul de stocare a apelor subterane poate fi construit din beton, oțel sau plastic armat cu fibre. Containerele din beton sunt construite prin turnarea betonului pe șantier sau folosind elemente prefabricate.

Un strat suplimentar (polimer sau oțel inoxidabil) este de obicei instalat pe interiorul buncărului pentru a asigura etanșeitatea difuziei. Stratul de termoizolație este instalat pe exteriorul containerului. Există și structuri ancorate doar cu pietriș sau săpate direct în pământ, tot în acvifer.

Ecologia și economia mână în mână

Căldura dintr-o casă depinde nu numai de modul în care o încălzim, ci în primul rând de modul în care o protejăm de pierderile de căldură și gestionăm energia din ea. Realitatea construcției moderne este accentul pus pe eficiența energetică, astfel încât obiectele rezultate să îndeplinească cele mai înalte cerințe atât din punct de vedere economic, cât și din punct de vedere al funcționării.

Vorbim despre dublu „eco” - ecologie și economie. Se pune din ce în ce mai mult clădiri eficiente energetic Se caracterizează printr-un corp compact, în care există riscul unor așa-numite punți reci, adică. locuri de pierdere a căldurii. Acest lucru este important în legătură cu obținerea celor mai mici indicatori privind raportul dintre suprafața pereților despărțitori exterioare, care sunt luate în considerare împreună cu parterul, și volumul total încălzit.

Suprafețele tampon, cum ar fi serele, ar trebui să fie atașate întregii structuri. Acestea concentrează cantitatea necesară de căldură, transferând-o simultan pe peretele opus al clădirii, care devine nu numai stocarea acesteia, ci și un radiator natural.

Iarna, acest tip de tamponare protejează clădirea de aerul prea rece. În interior, se utilizează principiul unei amenajări tampon a spațiilor - camerele sunt situate pe partea de sud, iar încăperile utilitare sunt în nord.

Baza tuturor caselor eficiente din punct de vedere energetic este un sistem adecvat de încălzire la temperatură joasă. Se folosește ventilația mecanică cu recuperare de căldură, adică cu recuperatoare, care, suflând aer „usat”, își păstrează căldura pentru a încălzi aerul proaspăt suflat în clădire.

Standardul ajunge la sisteme solare care permit încălzirea apei folosind energia solară. Investitorii care doresc să profite din plin de natură instalează și pompe de căldură.

Una dintre sarcinile principale pe care trebuie să le îndeplinească toate materialele este să furnizeze cea mai mare izolare termica. În consecință, se ridică numai pereții despărțitori exterioare calde, ceea ce va permite acoperișului, pereților și podelelor din apropierea solului să aibă coeficientul de transfer termic U corespunzător.

Pereții exteriori ar trebui să aibă cel puțin două straturi, deși un sistem cu trei straturi este cel mai bun pentru cele mai bune rezultate. Se investește și în ferestre de cea mai bună calitate, adesea cu trei geamuri și profile termice suficient de largi. Orice ferestre mari sunt apanajul laturii de sud a clădirii; pe latura de nord, geamurile sunt amplasate mai degrabă la punct și la cele mai mici dimensiuni.

Tehnologia merge chiar mai departe case pasive, cunoscut de câteva decenii. Creatorii acestui concept sunt Wolfgang Feist și Bo Adamson, care în 1988 la Universitatea Lund au prezentat primul design al unei clădiri care nu necesită practic nicio izolație suplimentară, în afară de protecția împotriva energiei solare. În Polonia, prima structură pasivă a fost construită în 2006 în Smolec, lângă Wroclaw.

În proiectele pasive, radiația solară, recuperarea căldurii din ventilație (recuperare) și câștigurile de căldură din surse interne, cum ar fi aparatele și ocupanții, sunt utilizate pentru a echilibra cererea de căldură a clădirii. Numai în perioadele cu temperaturi deosebit de scăzute este utilizată încălzirea suplimentară a aerului furnizat incintei.

Casa pasivă este mai mult o idee, un anumit design arhitectural, decât o tehnologie și o invenție specifică. Această definiție generală include multe soluții diferite de construcție care combină dorința de a minimiza cererea de energie - mai puțin de 15 kWh/m² pe an - și pierderile de căldură.

Pentru a realiza astfel de parametri și economii, toate partițiile exterioare din clădire sunt caracterizate printr-un coeficient de transfer termic U extrem de scăzut. Învelișul exterior al clădirii trebuie să fie impermeabil la scurgerile de aer necontrolate. De asemenea, tâmplăria pentru ferestre prezintă pierderi de căldură semnificativ mai mici decât soluțiile standard.

Ferestrele folosesc diverse soluții pentru a minimiza pierderile, cum ar fi geamurile duble cu un strat izolator de argon între ele sau geamurile triple. Tehnologia pasivă include, de asemenea, construirea de case cu acoperișuri albe sau deschise la culoare, care reflectă energia solară în timpul verii, în loc să o absoarbă.

Sisteme ecologice de încălzire și răcire fac pasi mai departe. Sistemele pasive maximizează capacitatea naturii de a încălzi și răci fără cuptoare sau aer condiționat. Cu toate acestea, conceptele există deja case active – producerea de energie în exces. Ei folosesc o varietate de sisteme mecanice de încălzire și răcire alimentate cu energie solară, energie geotermală sau alte surse, așa-numita energie verde.

Găsirea unor noi modalități de a genera căldură

Oamenii de știință încă caută noi soluții energetice, a căror utilizare creativă ne-ar putea oferi noi surse extraordinare de energie sau cel puțin modalități de a o restaura și conserva.

Acum câteva luni am scris despre a doua lege a termodinamicii, aparent contradictorie. experiment de prof. Andreas Schilling de la Universitatea din Zurich. El a creat un dispozitiv care, folosind un modul Peltier, a răcit o bucată de cupru de nouă grame de la o temperatură de peste 100°C la mult sub temperatura camerei fără o sursă externă de alimentare.

Deoarece răcește, trebuie și să se încălzească, ceea ce ar putea crea oportunități pentru dispozitive noi, mai eficiente, care nu necesită pompe de căldură, de exemplu.

La rândul lor, profesorii Stefan Seeleke și Andreas Schütze de la Universitatea Saarland au folosit aceste proprietăți pentru a crea un dispozitiv de încălzire și răcire extrem de eficient, prietenos cu mediul, bazat pe eliberarea de căldură sau răcirea firelor antrenate. Acest sistem nu necesită factori intermediari, ceea ce este avantajul său de mediu.

Doris Sung, profesor asistent la Școala de Arhitectură de la Universitatea din California de Sud, dorește să optimizeze managementul energetic al clădirii cu acoperiri termobimetalice (9), materiale inteligente care actioneaza ca pielea umana - protejeaza dinamic si rapid incaperea de soare, asigurand auto-ventilatie sau, daca este necesar, izoland-o.

9. Doris Sung și benzi bimetalice

Folosind această tehnologie, Sung a dezvoltat un sistem ferestre termorigide. Pe măsură ce soarele se mișcă pe cer, fiecare țiglă care alcătuiește sistemul se mișcă independent, uniform cu ea, iar toate acestea optimizează condițiile termice din cameră.

Clădirea devine ca un organism viu, care reacționează independent la cantitatea de energie care vine din exterior. Aceasta nu este singura idee pentru o casă „vii”, dar este diferită prin faptul că nu necesită putere suplimentară pentru piesele mobile. Numai proprietățile fizice ale acoperirii sunt suficiente.

În urmă cu aproape două decenii, un complex rezidențial a fost construit în Lindas, Suedia, lângă Göteborg. fara sisteme de incalzire în sensul tradiţional (10). Ideea de a trăi în case fără sobe sau calorifere în Scandinavia răcoroasă a evocat sentimente amestecate.

10. Una dintre casele pasive fără sistem de încălzire din Lindos, Suedia.

S-a născut ideea unei case în care, datorită soluțiilor și materialelor arhitecturale moderne, precum și adaptării adecvate la condițiile naturale, ideea tradițională de căldură ca rezultat necesar al comunicării cu infrastructura externă - încălzire, energie - sau chiar cu furnizorii de combustibil a fost eliminată. Dacă începem să gândim la fel despre căldura din propria casă, atunci suntem pe drumul cel bun.

Atât de cald, mai cald... fierbinte!

Glosar schimbător de căldură

Încălzire centrală (CO) – în sens modern, înseamnă o instalație în care căldură este furnizată elementelor de încălzire (radiatoare) amplasate în încăperi. Apa, aburul sau aerul sunt folosite pentru a distribui căldura. Există sisteme de CO care acoperă un apartament, o casă, mai multe clădiri și chiar orașe întregi. În instalațiile care se întind pe o singură clădire, apa este circulată prin gravitație ca urmare a modificărilor densității odată cu schimbările de temperatură, deși acest lucru poate fi forțat de o pompă. Instalațiile mai mari folosesc numai sisteme de circulație forțată.

Sala cazanelor – o întreprindere industrială a cărei sarcină principală este producerea unui mediu de temperatură înaltă (cel mai adesea apă) pentru rețeaua de încălzire a orașului. Sistemele tradiționale (cazanele care funcționează pe combustibili fosili) sunt rare astăzi. Acest lucru se datorează faptului că se obține o eficiență mult mai mare cu producția combinată de căldură și energie în centralele termice. Pe de altă parte, producția de căldură folosind doar surse regenerabile de energie câștigă popularitate. Energia geotermală este folosită cel mai des în acest scop, dar se construiesc din ce în ce mai mult instalații solare termice mari în care

colectoarele incalzesc apa pentru nevoile casnice.

Casă pasivă, casă de economisire a energiei – un standard de construcție caracterizat prin parametrii ridicati de izolare a pereților despărțitori exterioare și utilizarea unui număr de soluții menite să minimizeze consumul de energie în timpul funcționării. Cererea de energie în clădirile pasive este sub 15 kWh/(m²·an), în timp ce în casele convenționale poate ajunge chiar și la 120 kWh/(m²·an). În casele pasive, reducerea cererii de căldură este atât de mare încât nu folosesc un sistem tradițional de încălzire, ci doar încălzirea suplimentară a aerului de ventilație. De asemenea, este folosit pentru a echilibra cererea de căldură.

radiația solară, recuperarea căldurii din ventilație (recuperare) și câștigurile de căldură din surse interioare, cum ar fi aparatele electrice sau chiar ocupanții înșiși.

Gzeinik (colocvial - radiator, din francezul calorifère) - un schimbător de căldură apă-aer sau abur-aer, care este un element al sistemului de încălzire centrală. In prezent, radiatoarele cu panou cel mai des folosite sunt cele realizate din placi de otel sudate. In sistemele de incalzire centrala noi practic nu se mai folosesc calorifere cu aripioare, desi in unele solutii modularitatea designului permite adaugarea mai multor aripioare, ceea ce inseamna o simpla modificare a puterii radiatorului. Încălzitorul trece apă caldă sau abur, care de obicei nu provine direct de la o centrală de cogenerare. Apa care alimentează întreaga instalație este încălzită într-un schimbător de căldură cu apă din rețeaua de încălzire sau într-un cazan, iar apoi curge către receptoarele de căldură, precum caloriferele.

Cazan de incalzire centrala – un dispozitiv de ardere a combustibilului solid (cărbune, lemn, cocs etc.), gazos (gaz natural, GPL), păcură (mazut) în scopul încălzirii lichidului de răcire (de obicei apă) care circulă în circuitul de încălzire centrală. În limbajul obișnuit, un cazan de încălzire centrală este numit incorect o sobă. Spre deosebire de un cuptor, care degajă căldura generată mediului înconjurător, un cazan degajă căldura substanței care o poartă, iar corpul încălzit se duce în alt loc, de exemplu, la un încălzitor, unde este folosit.

Cazan în condensare – un dispozitiv cu camera de ardere închisă. Cazanele de acest tip primesc căldură suplimentară din gazele de ardere, care în cazanele tradiționale ies prin coș. Datorită acesteia, ele funcționează cu o eficiență mai mare, ajungând până la 109%, în timp ce la modelele tradiționale este de până la 90% - adică. Ei folosesc mai bine combustibilul, ceea ce se traduce prin costuri mai mici de încălzire. Efectul cazanelor în condensare este cel mai bine văzut de temperatura gazelor de ardere. În cazanele tradiționale, temperatura gazelor arse este mai mare de 100°C, iar în cazanele în condensare este de doar 45-60°C.