Ηλιακή Θέρμανση - Μύθος ή πραγματικότητα?

[CONSTANTINOS]

Το πιθανότερο Dimis είναι να μην κατάλαβα εγώ.[8)]
Όταν ο Pirate γράφει "Η κατοικία βγάζει 8.000 Kcal/h θερμικό φορτίο" μου εξηγείται τι σημαίνει;


Κώστας.

[Pirate]

Δεν σημαίνει απολύτως τίποτα Constantinos. Είναι ένα θερμικό φορτίο, θα έλεγα μικρό για την ελληνική πραγματικότητα και τα σώματα που θα έβγαιναν, κάθε έμπειρος υδραυλικός θα αρνούταν να τα τοποθετήσει ως μικρά!
Θα μπορούσε η κατοικία αυτή να βγάλει ακόμα και 6.000 θερμ. αλλά πέσαμε σε ιδιόρυθμο ιδιοκτήτη και έβαλε στον αρχιτέκτονα όρο ότι δεν ξέρει τι λέει ο κανονισμός, αυτός θα βάλει ξύλινα κουφώματα δίχως τσιμούχες διότι θέλει το σπίτι του να αναπνέει και να μην είναι κλεισμένο μέσα σε νάυλον. Αλλά εμάς όμως δεν μας αφορούν οι παραξενιές του ιδιοκτήτη και τι ακριβώς συμφώνησε με τον αρχιτέκτονα. Βρήκαμε μία κατάσταση και τη συνεχίζουμε. Θα μπορούσε βέβαια κάποιος μηχανολόγος να πει ότι αφού βλέπω αυτή την «παρατυπία» δεν αναλαμβάνω τη μελέτη και να φύγει αλλά τώρα τι να κάνουμε; Να χάσουμε τη δουλειά και μαζί και την ευκαιρία να φτιάξουμε μία ωραία ηλιακή υποβοήθηση με πίνακες και προχωρημένους υπολογισμούς;

Ξεκινάμε τους υπολογισμούς:

1. Επιλογή βασικών θερμοκρασιών σχεδιασμού συστήματος: tin, Δt.
Σε απλή περίπτωση που δεν είχαμε ηλιακή υποβοήθηση τότε αμφότερες οι δύο αυτές θερμοκρασίες: tin (θερμοκρασία νερού εισόδου στο σώμα) & Δt (θερμοκρασιακή διαφορά εισόδου/εξόδου νερού προς/από το σώμα) θα τις επέλεγα 80° & 15° αντίστοιχα. Τώρα με την παράμετρο της ηλιακής υποβοήθησης αυτές θα τις επέλεγα: 60° & 20° αντίστοιχα. Αυτό βέβαια σημαίνει αύξηση του μεγέθους του σώματος σε σχέση με αυτό που θα ήταν στην συνθήκη 80/65/21 κατά 115%! Και εδώ γεννιέται ένα θέμα! Το πρώτο θέμα του πονήματος: ο μηχανολόγος υποχρεούται να ενημερώσει τον ιδιοκτήτη σύμφωνα με την παρακάτω λογική:
Θέμα 1ο. Πόσο θα υπερδιαστασιολογήσω τα θερμαντικά σώματα;
Κύριε Κώστα, καταθέτετε αυτή τη στιγμή ένα μεγάλο ποσό στην ηλιακή ενέργεια και φυσικά θα θέλατε να έχετε έναν καλό συντελεστή απόδοσης και ναι μεν με την ενδοδαπέδιο σύστημα αυτό γίνεται από μόνο του αλλά με τα θερμαντικά σώματα θέλει ιδιαίτερη μελέτη το πράγμα. Όσο μεγαλώνουμε την εγκατεστημένη θερμαντική επιφάνεια τόσο μεγαλώνει και ο συντελεστής απόδοσης. Συνεπώς αν πάμε να κάνουμε ηλιακή υποβοήθηση σε σώματα που έχουν εξαχθεί με τη λογική του λέβητα πετρελαίου ή αερίου, τότε ο βαθμός που θα πάρουμε θα είναι πολύ μικρός και απογοητευτικός. Άρα ξεκινάμε εξυπαρχής με έναν συντελεστή υπερδιαστασιολόγησης σωμάτων βάσει του οποίου θα εξαχθούν και οι βαθμοί απόδοσης έτσι ώστε ο κύριος Κώστας να γνωρίζει πολύ καλά τι δίνει και τι πρόκειται να πάρει!
Γι' αυτούς που θα βιασθούν να πουν «δεν χρειάζεται υπερδιαστασιολόγηση σωμάτων» απαντώ ήδη ότι ο πίνακας θα εξετάσει 4 με 5 τιμές υπερδιαστασιολόγησης και φυσικά θα υπάρχει και η μηδενική.
.............
Συνεχίζεται

Στίγμα Μαστροκαπετάνιου

[CONSTANTINOS]

quote:Originally posted by CONSTANTINOS
Όταν ο Pirate γράφει "Η κατοικία βγάζει 8.000 Kcal/h θερμικό φορτίο" μου εξηγείται τι σημαίνει;
Κώστας.

Τα ανωτέρω πάντως δεν εξηγούν την απορία μου. Όταν χρησιμοποιούμε τον όρο "θερμικό φορτίο 8.000 Kcal/h" εννοούμε τις απώλειες;...και εφόσον εννοούμε "απώλειες" τότε αυτές είναι για 0 βαθμούς εξωτερική;....οπότε για εξωτερική +14 ( και θερμοκρασία χώρου +21 ) αυτές γίνονται 8000/21*7=2.666,67 Kcal/h;
Ναί ή όχι;

Κώστας.

[Pirate]

quote:Originally posted by CONSTANTINOS
Ναί ή όχι;

Μαθηματικά: Όχι.
Πρακτικά: Ναι.

Και λέμε Μαθηματικά όχι διότι οι θερμικές απώλειες δεν βγαίνουν με γνώμονα μόνο την εξωτερική θερμοκρασία αλλά συνυπολογίζονται και άλλες θερμοκρασίας γειτονικών χώρων. Αν το μοναδικό Δt ήταν μόνο η εσωτερική μείον την εξωτερική εκεί το θεωρούσες ως κοινό παράγοντα οπότε θα μπορούσες κάποια στιγμή να το αλλάξεις κατά το δοκούν και να έχεις το αποτέλεσμα με μία αναλογία.
Στην πράξη όμως οι διαφορά που προκύπτει από το μαθηματικό νούμερο έως το extrapolated είναι πολύ μικρή οπότε για εκτιμήσεις προσφέρεται αυτή η λογική.


Στίγμα Μαστροκαπετάνιου

[Pirate]

Συνέχεια εκ του ποστ: 10/3 ώρα 9:15
-----------------------------------
Ποστάρω πίνακα υπερδιαστασιολόγησης των σωμάτων σε σχέση με τη λειτουργία: 80°/65°/21°:

0% ________________________ 82°/62°/21° ή 80°/65°/21°
25% ________________________ 75°/55°/21°
50% ________________________ 69°/49°/21°
75% ________________________ 65°/45°/21°
100% _______________________ 61°/41°/21°

Από τις τρεις θερμοκρασίες που διαχωρίζονται με την κάθετο η πρώτη αφορά την θερμοκρασία εισόδου νερού στο σώμα, η δεύτερη την θερμοκρασία εξόδου από το σώμα και η τρίτη την θερμοκρασία του χώρου που είναι το σώμα.

Έχει μεγάλη σημασία η επιλογή της σωστής τριάδας. Όσο πιο κάτω κατεβαίνουμε τόσο περισσότερο εκμεταλλευόμαστε την ηλιακή ενέργεια. Από την άλλη όμως έχουμε το μειονέκτημα ότι αυξάνουμε κατά το ποσοστό της πρώτης στήλης τη θερμαντική επιφάνεια των σωμάτων. Μπρος γκρεμός και πίσω ρέμα! Τι κάνουμε;
Συναποφασίζουμε! Θα μου προτείνει τόσο ο Dimis, όσο ο Γρηγόρης αλλά και ο Κώστας (έχει σημασία ιδιαίτερη ο Κώστας διότι θα το δει από την πλευρά του πελάτη και όχι του μηχανολόγου.) με ποια τριάδα θα αρχίσω ούτως ώστε να επιλέξουμε τα σώματα και στη συνέχεια να συνεχίσουμε.

Τώρα πάμε στα πιο δύσκολα. (Dimi φαντάζομαι ότι έμαθες τον τρόπο να με καταλαβαίνεις και έπεσα λίγο από τον Νίτσε προς τον Παπαδιαμάντη ας πούμε ). Διαβάστε προσεχτικά μία και δύο και τρεις φορές. Εδώ είναι όλη η ουσία.
Ας κάνουμε δύο ακραία παραδείγματα. Ας επιλέξουμε την πρώτη τριάδα και στη συνέχεια την τελευταία τριάδα (ήτοι προσαυξήσεις σωμάτων: 0% & 100%) να δούμε τι θα βγει:

1. Πρώτη τριάδα στο 0%. Βρισκόμαστε σε στιγμή λειτουργίας της εγκατάστασης π.χ. 50% που σημαίνει ότι έξω επικρατεί μία θερμοκρασία ~10°. Η αντιστάθμιση θα κατεβάσει την θερμοκρασία εισαγωγής στους 57° ενώ η θερμοκρασία επιστροφής θα είναι στους 47°. Τη στιγμή εκείνη Θα πρέπει εγώ να διαθέτω στο θερμοδοχείο μου νερό θερμοκρασίας μεγαλύτερης αυτής της επιστροφής ήτοι των 47°. Ας πούμε να διαθέτω 55° ούτως ώστε να στέλνω νερό από το δοχείο μου στην επιστροφή του λέβητα και να παίρνω πίσω στο δοχείο το νερό που επιστρέφει από το σώμα θερμοκρασίας 47°. Επειδή η συνολική παροχή του νερού στα σώματα θα είναι 8000/20 = 400 l/h τότε σε μία ώρα θα έχω πάρει 400 Χ (55 - 47) = 3,7 kWh ενέργεια από το θερμοδοχείο. Αν έχω όμως μία συλλεκτική επιφάνεια 40 τ.μ. τότε σε μία ηλιόλουστη ημέρα του Ιανουαρίου περιμένω να πάρω κάπου 65 kWh ενέργεια και αν δώσω τις 10 στο boiler ZNX θα μου μείνουν ~55 kWh που σημαίνει ότι πρέπει να τις αποθηκεύσω στο θερμοδοχείο. Τώρα ήλθε η ώρα του υπολογισμού του όγκου του θερμοδοχείου με βάση την θερμοκρασία επιστροφής των 47° και της αποθήκευσης των 55°. Άρα πόσος όγκος θερμού νερού χρειάζεται για να αποθηκεύσει ενέργεια 55 kWh βάσει των δύο αυτών θερμοκρασιών; Ο όγκος βρίσκεται αμέσως: είναι V = (55 X 860)/(55 - 47) = ~ 5.900 lit. !! Τεράστιος όγκος! Θα μειώσουμε την συλλεκτική επιφάνεια στα 2/3 ώστε να δεχθούμε ένα θερμοδοχείο της τάξης των 4.000 λιτ. Τη στιγμή όμως που μπαίνουμε στην δαπάνη αυτή δεν είναι σωστό να τσουρουτέψουμε την συλλεκτική επιφάνεια από τα 40 τ.μ. στα 25 τ.μ.!
Για να δούμε όμως τι παίζεται αν κατέβουμε στην τελευταία τριάδα υπερδιαστασιολόγησης των σωμάτων ήτοι στο 100%

2. Τελευταία τριάδα στο 100%: Οι ίδιες παραδοχές όπως και παραπάνω αλλά τώρα με άλλη θερμοκρασία εισαγωγής και άλλη επιστροφής στα σώματα. Και συγκεκριμένα: η αντιστάθμιση θα φέρει το νερό σε συνθήκες: θερμοκρασία εισαγωγής: 44° & επιστροφής: 34°. Για λόγους συγκρισιμότητας με τη προηγούμενη παραδοχή διατηρώ το 55° μόνο που τώρα ο όγκος του θερμοδοχείου είναι άλλος: V = (55 X 860)/(55 - 34) = ~ 2.250 lit
Δεν θα βάλω τόσο μικρό θερμοδοχείο. Θα βάλω 4.000 λιτ. και θα κατεβάσω τη θερμοκρασία αποθήκευσης από τους 55° στους 45° Μεγαλειώδης κίνηση διότι θα αυξήσω κατά μεγάλο ποσοστό την απόδοση του ηλιακού συλλέκτη!

Υ.Σ.
Τώρα πώς τα κατάφερες ρε μάστορα (στον Γρηγόρη απευθύνομαι) και μέσα από τόσους σκληροτράχηλους υπολογισμούς καταφέραμε και βγάλαμε τον όγκο του θερμοδοχείου τον ίδιον, πράγματι πέφτω από τα σύννεφα!!
Πρόσεξε μη κομπάσεις γιατί θα σε βάλω να γράψεις τα επόμενα....

Dimi, Γρηγόρη, Κώστα και οιοσδήποτε άλλος: περιμένω να συμφωνήσουμε με ποια τριάδα θα παίξουμε ώστε να πάμε στα επόμενα. Από κει ξεκινά ο μίτος της Αριάδνης.


Στίγμα Μαστροκαπετάνιου

[nyannaco]

Αν και δεν μου κάθεται καλά η υποβοήθηση με τα σώματα, αν για κάποιο λόγο αποφάσιζα να το κάνω, πολύ δύσκολα θα δεχόμουνα σώματα μεγαλύτερα από αυτά που προκύπτουν με 69°/49°/21°... 50% προσαύξηση είναι ήδη πολύ. Η ψήφος μου λοιπόν είναι 69°/49°/21°.

Νίκος

[CONSTANTINOS]

Επιβεβαιώνω με τα μπακαλοτέφτερά μου ότι η αντιστάθμιση θα στείλει τις ανωτέρω αναγραφόμενες θερμοκρασίες και στις 2 περιπτώσεις. Η διαφορά 1 βαθμού που βρίσκω είναι ανάξια λόγου.

Συμφωνώ με τον Νίκο για περαιτέρω διερεύνηση της περίπτωσης με 0% και της περίπτωσης με 50% προσαύξηση των σωμάτων ως εφικτή κατάσταση.

Δεν έχω πειστεί για τον υπολογισμό καθώς και το μέγεθος του θερμοδοχείου.
Συγκεκριμένα Pirate σημειώνεις:
Αν έχω όμως μία συλλεκτική επιφάνεια 40 τ.μ. τότε σε μία ηλιόλουστη ημέρα του Ιανουαρίου περιμένω να πάρω κάπου 65 kWh ενέργεια και αν δώσω τις 10 στο boiler ZNX θα μου μείνουν ~55 kWh που σημαίνει ότι πρέπει να τις αποθηκεύσω στο θερμοδοχείο. Τώρα ήλθε η ώρα του υπολογισμού του όγκου του θερμοδοχείου με βάση την θερμοκρασία επιστροφής των 47° και της αποθήκευσης των 55°. Άρα πόσος όγκος θερμού νερού χρειάζεται για να αποθηκεύσει ενέργεια 55 kWh βάσει των δύο αυτών θερμοκρασιών; Ο όγκος βρίσκεται αμέσως: είναι V = (55 X 860)/(55 - 47) = ~ 5.900 lit. !! Τεράστιος όγκος!
Να διευκρινίσω. Για πιό λόγο να αποθηκεύσω κάτι το οποίο μπορεί να πάει από την παραγωγή στην ζήτηση άμεσα; Η ενέργεια των 55 kWh δεν θα παραχθεί σε μια στιγμή αλλά κατά την διάρκεια της ηλιοφάνειας δηλ. στις περίπου 6-7 ώρες της συγκεκριμένης ημέρας του Ιανουαρίου. Με δικούς μου υπολογισμούς ( αδημοσίευτους φυσικά ) η μισή ενέργεια μπορεί να πάει άμεσα πρός χρήση ( μιας και έχουμε εξωτερική θερμοκρασία +10 και χρειαζόμαστε 4000 θερμίδες περίπου ) και η υπόλοιπη μισή ενέργεια όντως να αποθηκευτεί.

Κώστας.

[nyannaco]

Κώστα, πώς το εννοείς το "άμεσα"; Ασφαλώς όχι περνώντας μόνιμα το νερο του λέβητα από τους συλλέκτες, έτσι; Αρα χρειάζεσαι ένα εναλλάκτη που να αποδίδει τη θερμότητα στο νερό της θέρμανσης χωρίς τη μεσολάβηση θερμοδοχείου.. είναι εφικτό όμως; Σίγουρα δεν καταργούμε το θερμοδοχείο, αφού θα υπάρχουν και περίοδοι που οι συλλέκτες αποδίδουν στιγμιαία περισσότερο από τη ζήτηση της θέρμανσης, και δεν θέλουμε να χάσουμε την πλεονάζουσα ενέργεια. Χρησιμοποιώντας όμως και θερμοδοχείο και εναλλάκτη, περιπλέκεται πολύ το σύστημα και ο αυτοματισμός. Δεν λέω ότι δεν γίνεται, αλλά δεν είμαι και σίγουρος ότι είναι εφικτό (όντας αποδοτικό). Επίσης δεν έχω πειστεί για τη σκοπιμότητα, δεδομένου ότι και με το θερμοδοχείο μόνο (χωρίς εναλλάκτη) πάλι εκμεταλλευόμαστε όλη την ενέργεια που θα πάρουμε από τους συλλέκτες, απλώς με διαφορετική κατανομή στο χρόνο. Το πλεονέκτημα των μη απωλειών από το θερμοδοχείο με τη χρήση εναλλάκτη θεωρώ ότι αντισταθμίζεται από την αποφυγή της πολυπλοκότητας και του επιπλέον κόστους.

Νίκος

[gregori]

Αφού ο Καπετάνιος θέλει να κάνει την μελέτη του με σώματα θεωρώ ότι καλύτερη περίπτωση είναι να το κάνει με το 100% που μπορεί να θεωρήσει κανείς ότι είναι πιο κοντά στις θερμοκρασίες που λειτουργεί η ενδοαδαπέδια που συστήνεται για ηλιακή υποβοήθηση. Αν και δεν ξέρω πόσο μας ενδιαφέρει αν είναι με σώματα η με δαπέδια...το dt μας ενδιαφέρει και εγώ θα πρότεινα να είναι 50-40=10 για να είμαστε πιο κοντά στην πραγματικότητα.

http://udravlikos.gr

[CONSTANTINOS]

"Άμεσα" εννοώ το εξής: Η ενέργεια των 55 kWh είναι η συνολική ενέργεια που θα έχω αποκτήσει έως τις 17:00 περίπου. Το άθροισμα. Παράλληλα όμως στις 09:00 - 10:00 - 11:00 - 12:00 - 13:00 - 14:00 - 15:00 - 16:00 - 17:00 ζητώ ενέργεια για χρήση αδιάλειπτα δεδομένου ότι έξω έχει +10 βαθμούς θερμοκρασία. Άρα δεν χρειάζομαι κάτι τόσο μεγάλο. Θα το χρειαζόμουν εάν η εξωτερική ήταν +21 οπότε η ζήτηση είναι μηδέν ( αυτό το ενδεχόμενο είμαι σίγουρος ότι θα αναπτυχθεί ενδελεχώς αργότερα [8D] ). Δηλαδή αφού στις 7 ώρες ( 09:00-17:00 ) συλλογής ηλιακής ενέργειας θα έχω 55 kWh αυτό σημαίνει ότι στις 10:00 έχω 55kWh/7ώρες=7,86 kWh/ανά ώρα ήτοι 6759 θερμίδες. Από τις 09:00 όμως έως τις 10:00 σύμφωνα με τα νούμερα του παραδείγματος έχω ζήτηση 4190 θερμίδες, οπότε για αποθήκευση στις 10:00 πάνε μόνο οι υπόλοιπες 2,99 kWh=2569 θερμίδες διότι μόνο αυτές περισσεύουν και τίποτε άλλο.
Ξανατονίζω ότι θεωρώ δεδομένη την ταυτόχρονη ζήτηση. Το σενάριο να μην υπάρχει ζήτηση θα το δούμε αργότερα. Εξάλλου η τηλεοπτική σαιζόν τελειώνει στις αρχές Ιουνίου.

Κώστας.