Ηλιακή Θέρμανση - Μύθος ή πραγματικότητα?

[dimis]

Παρακαλώ να μην γράφετε πράγματα άσχετα από το θέμα. Υπάρχουν ήδη πολλά topic όπου αναλύονται πλήρως τα περί αποσβέσεως μιας εγκατάστασης, τα περί οφέλη του πλανήτη κλπ. Στο παρών topic προσπαθώ να επισημάνω και να "ψαρέψω" από τους επιστήμονες του forum κυρίως θεωρητικά και μετά να επεκταθούμε σε τεχνικά θέματα.
Τώρα αν το ΚΑΠΕ δεν γράφει σωστά πράγματα (πάνω στα οποία βασίστηκα και κάνω τα ερωτήματα μου) τους έχω καλέσει ήδη να υποστηρίξουν τα γραφόμενα τους. Δεν ξέρω αν το κάνουν αλλά δεν το θεωρώ σωστό να αμφισβητούνται δημοσιεύματα τους εν αγνοία τους.

Φίλε Pirate γράφεις:
Ένα σπίτι 100 m² απαιτεί κατά μέσο όρο και σε ημερήσια βάση 100 kWh ενέργεια για θέρμανση και γύρω στις 12 kWh για ζεστό νερό δίχως μπεκ και αντλίες και υδρομασάζ και αποδέλοιπα διότι εκεί μπορεί να πάμε ως τις 40 kWh!
1 m² συλλεκτικής επιφάνειας θα δώσει περ. 1,2 έως 1,8 kWh.
Τώρα το ερώτημα είναι πλέον θέμα πρακτικής αριθμητικής:
100+12=112 kWh Χ 40% = 45 kWh. Που σημαίνει: 30 m² συλλεκτικής επιφάνειας.


Έτσι επειδή προκλήθηκα, σήμερα σύνδεσα τον καυστήρα μου με ένα μπετονάκι των 20 λίτρων. Πριν από λίγο (8 η ώρα το βράδυ) ο καυστήρας μπλοκάρισε από έλλειψη πετρελαίου. Σήμερα ήταν η πιο κρύα μέρα του φετινού χειμώνα (θα έρθουν και περισσότερες κρύες μέρες). Βέβαια ο καυστήρας δεν σταμάτησε επί 12ωρο και ο χώρος έχει μια θερμοκρασία 22 βαθμούς (ο οκτάμηνος εγγονός γάρ ). Τα 20 λίτρα πετρέλαιο αποδίδουν 200.000 Kcal ήτοι 232 KWh. Σύμφωνα με τα γραφόμενα σου αν το σπίτι μου ήταν 100 m², σήμερα έπρεπε να καταναλώσω 161 KWh (144 m² σπίτι και το αποτέλεσμα βγήκε με την απλή μέθοδο των τριών). Επειδή το σπίτι μου είναι τελείως αμόνωτο (κυρίως από την πλάκα όπου είναι και οι περισσότερες απώλειες) θα λάβω το παραπάνω αποτέλεσμα που δίνεις ως τελείως σωστό.

Επομένως καταλήγουνε επιτέλους σε κάποιο συμπέρασμα. Και αυτό είναι ότι για κάθε 1m² κατοικίας (σχετικά καλά μονωμένης) απαιτούνται για θέρμανση και ζεστό νερό χρήσης 1 kWh ενέργεια που για να την αποκτήσουμε από τον ήλιο απαιτείται 1 m² συλλεκτικής επιφάνειας περίπου (πρακτικά αδύνατο όπως γράψαμε παραπάνω στο να καλύψουμε πλήρως τις ανάγκες μας από την ηλιακή και μόνο ενέργεια). Έχοντας σαν δεδομένο ότι θέλουμε να καλύψουμε το 40% της ενέργειας από τον ήλιο, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι για κάθε m² κατοικίας απαιτείται 0,3 m² συλλεκτικής επιφάνειας και αν θέλουμε να καλύψουμε το 30% της ενέργειας από τον ήλιο καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι για κάθε m² κατοικίας απαιτείται 0,224 m² συλλεκτικής επιφάνειας (αν πάρουμε σαν δεδομένο ότι 1 m² συλλεκτικής επιφάνειας θα δώσει περ. 1,5 kWh.)
Σωστά μέχρι εδώ?




http://levitostasia.net

[Pirate]

Σωστά μέχρις εδώ αν και έχω κάποιες παρατηρήσεις όσον αφορά το νούμερο 232 kWh που έβγαλες. Είναι λανθασμένο για δύο λόγους: ο ένας ότι πήρες 20 λίτρα πετρέλαιο άρα και 20 κιλά (ενώ είναι κάπου 17 κιλά) και ο δεύτερος πήρες την ανώτερη θερμογόνο δύναμη των 10.000 Kcal/kg. Για να μη πονοκεφαλιάζουμε προσπάθησε να θυμάσαι ένα συντελεστή που τον χρησιμοποιώ χρόνια και είναι: είτε 0,115 lit/kWh είτε το αντίστροφο 8,7 kWh/lit.
Συνεπώς: 20 λιτρ Χ 8,7 = 174 kWh. Τα έκαψες! Αν ήσουν 100 τ.μ. θα έκαιγες 174 Χ 100 /140 =124 kWh. Επειδή δε είσαι αμόνωτος έχεις γύρω στο 25% πρόσθετη κατανάλωση. Οπότε αν ήσουν μονωμένος θα ήθελες: 124 / 1,25 = 99,2 kWh. Εντάξει εγώ είπα 100!
Αυτός είναι ο υπολογισμός.

Για τις άλλες σου προσεγγίσεις συμφωνώ.
Τώρα πάμε παρακάτω μάστορα...


Στίγμα Μαστροκαπετάνιου

[Andreas G]

Για τον υπολογισμό ενός ηλιακού συστήματος αυτό που μας ενδιαφέρει είναι η ετήσιες ενεργειακές απαιτήσεις σε θέρμανση και Ζ.Ν.Χ. (ΜWh/έτος) και όχι η στιγμιαία απώλεια (kW).
Αρχικά είναι τελείως λάθος το να προσπαθείς να ορίσεις τις απώλειες ενός χώρου με βάση τον όγκο του, αφού κάθε χώρος έχει τελείως διαφορετικά χαρακτηριστικά με εάν άλλο (μόνωση, προσανατολισμός, ανοίγματα, γειτνίαση με θερμαινόμενους χώρους ή όχι ... κλπ ... κλπ ). Ακόμα όμως και για λόγους (υπερβολικής) απλοποίησης αν δεχθούμε ότι αντιστοιχίζουμε όγκο με kW και πάλι το μέγεθος αυτό από μόνο του δεν έχει κάτι σημαντικό να μας πει. Το μέγεθος αυτό είτε οριστεί από τον απλοποιημένο συσχετισμό όγκου-απωλειών είτε ακόμα και αν υπολογιστεί από πλήρη μηχανολογική μελέτη το μόνο που ορίζει είναι η μέγιστη στιγμιαία απώλεια ενός κτηρίου (πχ για συνθήκες 0C εξωτερική - 20oC εσωτερική). Οι συνθήκες αυτές όμως είναι οι ακραίες για κάθε περιοχή και άρα οι πραγματικές απώλειες είναι μικρότερες (ανάλογα με την πραγματική εξωτερική θερμοκρασία).
Το μέγεθος λοιπόν βάση του οποίου πρέπει να γίνει η διαστασιολόγηση του συστήματος είναι το ετήσιο θερμικό φορτίο του χώρου (ΜWh/έτος). Για να βρεθεί το ετήσιο θερμικό φορτίο ενός χώρου θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί η μέθοδος τον βαθμοημερών (βαθμοημέρα είναι ο αριθμός που δείχνει την διαφορά μιας θερμοκρασίας αναφοράς από την μέση θερμοκρασία περιβάλλοντος μιας ημέρας- Υπάρχουν πίνακες βαθμοημερών αωα μήμα ανάλογα με την κλιματολογική ζώνη της κάθε πόλης).
Στην συνέχεια θα πρέπει να υπολογιστεί το ετήσιο θερμικό κέρδος του ηλιακού συστήματος βάση ειδικών υπολογισμών (π.χ μέθοδος F-Chart) και στη συνέχεια να συγκριθούν τα δύο μεγέθη (ετήσιο θερμικό φορτίο χώρου - ετήσιο θερμικό κέρδος του ηλιακού) ώστε να προκύψει το ποσοστό κάλυψης.
Για τον λόγω αυτό και όλους του πίνακες του ΚΑΠΕ δεν αναφέρετε πουθενά σε kW αλλά μόνο σε ΜWh/έτος.


Μηχανολόγος & Αεροναυπηγός Μηχανικός

[dimis]

Σωστές οι παρατηρήσεις σου Pirate. Υπολόγισα θερμογόνο δύναμη πετρελαίου ανά λίτρο και όχι ανά κιλό (που είναι κάπου 9.800 kcal/κιλό)

Συμπέρασμα 1ον λοιπόν : Ένα σπίτι 100 m² απαιτεί κατά μέσο όρο και σε ημερήσια βάση 100 kWh ενέργεια για θέρμανση και γύρω στις 12 kWh για ζεστό νερό. Ας στρογγυλέψουμε την πρόσθεση σε 100 kWh. Και σύμφωνα με τους παραπάνω υπολογισμούς και έχοντας σαν ζητούμενο την κάλυψη κατά 30% της ενέργειας από τον ήλιο οδηγούμαστε στην επιλογή 20 m² συλλεκτών (με δεδομένο ότι 1 m² συλλεκτικής επιφάνειας θα δώσει 1,5 kWh

Δοχείο αποθήκευσης

Το συνηθισμένο εύρος για τον όγκο του δοχείου είναι περίπου 50-100 lt/m2 (λίτρα ανά m2 συλλέκτη). Σύμφωνα με αυτόν τον ορισμό και έχοντας υπόψιν το παραπάνω παράδειγμα της κατοικίας των 100 m² χρειαζόμαστε ένα δοχείο 1000-2000 lt. Η διαφορά αυτή είναι μεγάλη. Γιατί 2000 lt και όχι 1000 lt ? Από τι εξαρτάται αυτή η διαφορά? τι θα πετύχουμε με ένα των 1000 lt και τι με ένα των 2000 lt?


http://levitostasia.net

[TasosT]

Παρεμβαινοντας στα προηγουμενα....

Οι καυστηρες εχουν καποιες απολειες της ταξης του 10-15%,
Οποτε: 0.115 lt πετρελαιου/kWh δια 0.9 = 0.128 lt πετρελαιου/kWh χρησημης ενεργειας.

Αν ενα τμ συλλεκτη δινει ~1.5 kWh ανα μεση χειμονιατικη ημερα χρησημη ενεργεια (στα σωματα του καλοριφερ και στο ΖΝΧ) τοτε εχουμε
εξοικονομηση = 0.19 lt πετρελαιου ανα ημερα ανα τμ συλεκτη.

Συμφωνειτε με αυτα τα νουμερα να παμε παρακατω?

Τασος

[Pirate]

Οπα! Να τος! Πανεπιστημιακός νους με θεωρητική κατάρτιση! Μόλις εχθές έγραφα:
«Ρε παιδιά, ρε παιδιά είναι καθηγητές! Έχω μέσα στο σόι μου πολλούς από δαύτους! Δεν είναι άσχετοι αλλά σκέφτονται με ένα τρόπο που σου έρχεται να πέσεις από την Ακρόπολη! Κάθε φορά που πιάνουμε επιστημονική συζήτηση μετά από 10 λεπτά επέρχεται αδιέξοδο! Έχουμε συμφωνήσει να μιλάμε για το θέατρο και για ταξίδια, πάντως όχι για τη Φυσική ή ακόμα παραπέρα ήτοι ηλιακή ενέργεια, καύσιμα, θερμοδυναμική, ρευστομηχανική (πα-πα-πα-πα δεν λέμε καλύτερα για ποδόσφαιρο

Φίλε Ανδρεα Καλώς όρισες! Δεν θα πέσω από την Ακρόπολη! Στον ουρανό σε γύρευα και στη γη σε βρήκα. Να μη μιλάω μόνο θεωρητικά...
Ήθελα κάποιον να μας την μπει θεωρητικά ώστε όλοι οι συνάδελφοι να νοιώσουν τι σημαίνει καθηγητής μηχανολόγος και τι μάχιμος μπαρουτοκαπνισμένος μηχανολόγος.
Είναι απαραίτητη και η φωνή του θεωρητικού και χαίρομαι ιδιαίτερα διότι το forum αυτό σε λίγο θα πετάξει αν πάει έτσι!
Καλώς ήλθες Ανδρέα!

Έχεις δίκιο σε ό,τι είπες! Μόνο που εμείς εδώ δεν πάμε να χαράξουμε την ενεργειακή γραμμή της κυβέρνησης. Αυτό το κάνουν άλλοι. Ξεκινάμε και κάνοντας εκτιμήσεις προσπαθούμε να βγάλουμε ένα συμπέρασμα χοντρικό πόσο περίπου ενέργεια καταναλώνει ένα μέσο σπίτι με μία 4μελή οικογένεια σε θέρμανση και ζεστό νερό. Ουδεμία αμφιβολία για τα Γιάννενα και την Αθήνα. Άντε το πολύ-πολύ δίχως να ξεφυλίζω τους πίνακες βαθμοημερών και με κοιτάζει στραβά ο πελάτης να πω 1,2 kWh/m² & ημέρα αντί για 1,00 kWh/m² & ημέρα. Θα πέσω πολύ έξω λες; Θα μπορώ να έχω στην τσάντα μου και τη λίστα με τις βαθμοημέρες ανά πόλη και να αρχίσω να ψάχνω, να βγάλω τον μέσο όρο, τρεις έντεκα-τρεις δώδεκα, ο πελάτης να με κοιτάει περίεργα και στο τέλος αφού χαρούμενος πετάξω το σωστό νούμερο 1,22 το βρήκα! να με κοιτάζει στραβά ότι τον παπάριασα! Ο κόσμος φίλε Αντρέα δεν σου δίνει περιθώριο να σεκφθείς την ώρα που σε ρωτάει. Ή έχεις τα νούμερά σου οργανώσει και του απαντάς σωστά και ατάκα ή όντως τον παπαριάζεις. Το τρίτο δεκαδικό ψηφίο δεν τον αφορά. Δεν τον αφορά ούτε το πρώτο!

Επίσης εδώ γίνεται μία ολόκληρη συζήτηση που θα σου σύστηνα να διαβάσεις και τα άλλα καυτά topics από την αρχή. Είναι πολύ πράγμα αλλά αξίζει τον κόπο.

Υ.Σ.
Για ενέργεια μιλάμε. Τα kW πού τα είδες;

Στίγμα Μαστροκαπετάνιου

[TasosT]

Θα ελεγα οτι ο πιο μπακαλιστικος τροπος για να μετρησεις τις αναγκες θερμανσης ενος σπιτιου ειναι ειτε να βαλεις μετρητη στη παροχη του καυσιμου, ειτε θερμιδομετρητη στο νερο του κασυτηρα και καθημερινως να καταγραφεις τα νουμερα.
Αν μπορεις να καταγραψεις και εξωτερικες θερμοκρασιες, ισως να βγαλεις καποια ακρη για τις απολειες θερμοτητας του σπιτιου, πολυ προσεγκιστικα βεβαια.

Μηπως κατα τυχη υπαρχουν μετρητες που καταγραφουν τιμες σε τακτα χρονικα διαστηματα?

Τασος

[Pirate]

Τάσο το 0,115 lit/kWh εμπεριέχει όλες τις απώλειες. Μπορείς να το πάρεις στο πιάτο!
Φτιάξε τον συλλογισμό σου στο χαρτί και μετά τον κάνουμε on-line αφού πρώτα βεβαιωθείς καλά! Και κάτι ακόμα: το 1,5 kWh/m² δεν είναι μόνο χειμερινή τιμή. Παίρνε την ακόμα και τον Ιούνιο με την προϋπόθεση ότι η κλίση σου είναι σταθερά 45°

Dimi εδώ είμαι:
Το ερώτημα που θέτεις είναι σημαντικότατο! Προσωπικά ποτέ δεν δέχθηκα αυτό τη προσέγγιση που την βλέπω να κυκλοφορεί ήτοι: 50 - 100 lit/m². Εδώ πρέπει κατ' αρχήν να καταλάβουμε καλά τι προσφέρουν τα θερμοδοχεία και στη συνέχεια θα βρούμε και τον σωστό όγκο τους. Οι περισσότεροι νομίζουν ότι το ξέρουν αλλά δεν το ξέρουν όλο το μάθημα! Λείπει κάτι από το τέλος...
Το θερμοδοχείο δεν είναι μόνο αποθήκευση! Κάνει και κάτι ακόμα πολύ σημαντικό: ο όγκος του διατηρεί την θερμοκρασία του νερού έτσι ώστε να συνυπάρχουν και οι δύο παρακάτω προϋποθέσεις:
Σημειώνω ότι οι ορολογίες είναι δικές μου και μη τις γκουγκλάρετε γιατί θα απογοητευθείτε.
1) Η θερμοκρασία του νερού να είναι ή να έχει φτάσει σε τιμή εκμεταλλεύσιμη. Δηλαδή στην επιθυμητή θερμοκρασία εκμετάλλευσης. π.χ. 40° νερό δεν μου κάνει. Μου κάνει 45°
2) Η θερμοκρασία του νερού να διατηρείται χαμηλά κοντά στην επιθυμητή θερμοκρασία εκμετάλλευσης διότι αν ανέβει περισσότερο τότε θα μειωθεί η συναλλαγή μεταξύ συλεκτών και δεξαμενής! Δηλαδή η θερμοκρασία του νερού να μην ανεβεί πάνω από την επιθυμητή θερμοκρασία συναλλαγής.

Σε κάθε σύστημα φίλε Dimi πρέπει πρώτα να ορισθούν αυτές οι δύο θερμοκρασίες. Εφόσον ορισθούν τότε ξεκινάς με δεδομένη την επιφάνεια και δίχως πλέον να χρησιμοποιείς τον συντελεστή 1,5 kWh/m² & ημέρα αλλά βάζοντας σε κίνηση έναν προσομειωτή (Le George's emulation Chart έχω την εντύπωση ότι δεν υπάρχει διαθέσιμος στο διαδίκτυο) να βγάλεις για 4 εποχές του χρόνου και άλλες 10 τυχαίες μία μέση τιμή όγκου θερμοδοχείου!
Μάστορα θα το βγάλω το δοχείο και θα δείξω και τις τιμές! Θα με περιμένεις να γυρίσω από την Πάρο. Αν με φάει η καταιγίδα της Παρασκευής τότε θα στο στείλω με κάποιο τρόπο από τον άλλο κόσμο!

(Αχ τα δαχτυλάκια μου σήμερα πάνε βροχηδόν! έλεος πια)


Στίγμα Μαστροκαπετάνιου

[miltos]

Το θέμα λοιπόν είναι να βρούμε τη χρυσή τομή.

Μικρό Boiler μικρή αποθήκευση.
Μεγάλο Boiler δύσκολο ζέσταμα.

Η ενέργεια είναι πιο εύκολα εκμεταλεύσιμη όταν την έχω σε μεγάλη θερμοκρασία. Δηλαδή είναι καλύτερα να πάρω ένα δοχείο 1000lt και να του δώσω +20C παρά να πάρω ένα δοχείο 2000lt και να του δώσω +10C. Και στις 2 περιπτώσεις παίρνω 20000kcall. Όμως πιο εύκολα θα εκμεταλευτώ το πιο ζεστο νερό.

Από την άλλη, με δεδομένα τετραγωνικά συλλεκτών και με ίδια αρχική θερμοκρασία στο δοχείο, πιο πολύ ενέργεια τραβάει από τους συλλέκτες το μεγάλο δοχείο. Αν το 1000άρι πάει +40, το 2000αρο θα πάει +22.

Χαμός!

____________________
Μ' αρέσουν οι παρατηρήσεις... Διορθώνομαι!

[DDD]

εγώ πάντως θα έλεγα να ξαναδιαβάσουμε αυτά που γράφει ο Αντρέας με τον οποίο συμφωνώ απόλυτα. Οπως έγραψα παραπάνω, μόνο σε ετήσια βάση έχει νόημα να μελετούμε την εξοικονόμηση ενέργειας από ηλιακά υποβοηθούμενο σύστημα θέρμανσης. Οι αναλογίες που ανέφερα και γω σχετικά με m2 με kwh & lt όγκου βοηθούν μεν να έχει κανείς μια ένδειξη και άποψη αλλά θεωρώ πως είναι επικίνδυνο να τις χρησιμοποιεί κανείς σαν τυφλοσούρτη ως de facto για τους λόγους που ανέφερε ο Αντρέας.