К нам, землянам, летит до 1,5 Квт. лучистой солнечной энергии на 1 кв.м. Эта энергия в виде различного спектра света и различного электромагнитного излучения. До 500 вт. от поступившей энергии остается в верхних слоях атмосферы. Это, в основном, происходящие процессы создания защитного озонового слоя, и другие энергоемкие процессы создания и защиты атмосферы. Оставшийся 1 Квт. солнечной энергии приходит на 1 кв.м земной поверхности, в полдень, в безоблачный день. Ежегодно, в средней широте России один кв.м поверхности «обласкан Солнцем» 1 Миллионом ватт.часов энергии, эквивалентной к электричеству. Как жаль, что в течении года солнечная активность, конечно же неравномерна. Нам бы ее побольше зимой, в морозную стужу! А может попробовать накопить ее, «солнечную ласку», летом для зимы, чтобы зимой не жечь дрова, газ, уголь?! Не забывая конечно же, что в первую очередь мы, Россияне должны научиться экономить его, - тепло из энергии.
Аккумулирование сезонного летнего тепла для отопления зимой – это очень привлекательная идея и реализация такого решения могла бы привести к красивым энергетически последствиям, особенно в России. Как нигде у нас такая желанная и холодная зима. А для всего мирового потребления энергоресурсов это мало актуально. Самая привлекательная концепция использования энергии Солнца, в настоящее время, это прямое преобразование в электричество при помощи полупроводниковых солнечных элементов. Электричество – это удобный продукт, который можно перемещать и использовать в любой точке мира. Но пока этот процесс преобразования дороговат. Да и аккумулировать электричество в объемах десятков Мвт.ч не реально, можно только продать ее, электроэнергию, аккумулируя деньги, чтобы зимой «прогреваться из розетки».
Каким же должен быть аккумулятор солнечной энергии для отопления, например, поселка или одного жилого дома? Во-первых, безопасным, никаких взрывоопасных солей и высоких температур. Максимальные температуры близкие к эксплуатационным 40-60градусов. Во-вторых, удобных в эксплуатации и простым в изготовлении. В-третьих, мало затратным, чтобы появилась экономическая целесообразность замены дров, газа, угля.
Самое привлекательно рабочее тело для аккумулирования значительных величин тепловой энергии является вода. Простым решением может быть покрытый теплозащитным, светопрозрачным элементом озеро, пруд, бассейн с теплоизоляцией. Вода хорошо прогревается солнечным излучением, тепло водой легко подвести к потребителю по трубопроводу, вода общедоступна, мы про воду все знаем, как нам кажется. Тепловой аккумулятор по эквиваленту к электричеству на 10 Мвт.ч, с перепадом температур 20-60 град будет иметь объем в 250 куб.м. У меня появились некоторые технологические проблемы при строительстве такого бассейна под домом.
Очень привлекателен в качестве аккумулирующего вещества воск-парафин. Удельная теплоемкость парафина на фазе плавления в 14 раз превышает удельную теплоемкость воды. Его много – это продукт перегонки нефти, оптовые цены на парафин от 30 руб/кг. Есть технологические проблемы отвода тепла от рабочего тела, но это также может быть вода в трубопроводе.
Но самое доступное рабочее тело для аккумулирования тепла – это все же грунты. Пронизывая грунты трубопроводом с водой, легко достичь в результате теплообмен с потребителем. Грунты различны по составу. Удельная теплоемкость к объему меньше чем у воды в 1,5-4 раза, но доступность грунта, технологичность работ очень привлекательны для целей изготовления аккумулятора тепла больших объемов. Такой аккумулятор тепла для массива из нескольких домов, с глубиной «протапливания» до 3 метров с максимальной температурой до 40 град. (температура теплых полов), - это уже потенциально возможный объект!
Всем известен способ сезонного аккумулирования в грунтах тепла-холода. Это лед в погребе под слоем соломы и летом "студеный квас из погреба". А наша северная вечная мерзлота? На нижней поверхности мерзлоты устойчивый пограничный слой с температурой +10 град. от недр, и 0 град. от мерзлоты. И это из года в год. Это к суждению, что тепло «уйдет в недра».
Проект-идея: «Полукрытый каток». Зимой – естественная заморозка грунта специальным способом, чтобы еще и кататься в мае, июне, а может и круглое лето. А ведь для парка Горького в Москве такое дорогое оборудование используют, что у нас своего холода мало! Да и вообще, северный замороженный, зимний лед надо ж/д транспортом на юга летом отправлять! Ведь чтобы заморозить им 100 м.куб льда нужно около 8 Мвт.ч энергии по эквиваленту к электричеству.

выращивайте дрова, запасайте энергию солнца.

Здесь в разделе есть ссылка на работающий объект в Канаде (Альберта). Дико переразмеренное (по европейским меркам) поле солнечных коллекторов греет сезонный аккумулятор тепла в виде поляны с огромным количеством часто расположенных скважин.

Мне было бы интересно увидеть технико-экономические показатели этой системы и тогда можно попробовать пересчитать на наши реалии...

Других успешно реализованных проектов по сезонной аккумуляции тепла я не знаю. Уважаемый топикстартер, слишком много букафф , Вы бы лучше привели ссылки на работающие объекты.

Недавно участвовал в конференции по тепловым насосам - там был доклад "Отопление коттеджа 150м.кв в Киеве от солнца". Расчетный объем аккумулятора с фазовым переходом - 320 м.куб. Об экономике никто спросить не решился...
Михаил

Опоздали, однако лет на 10...
http://www.katki.net/vink6.html

320 кубов - не так уж страшно. 10х10х3,2м. Это подвал. Экономика интересна, но не менее интересна и техника. Один из главных для меня вопросов - как обеспечить теплоизоляцию аккумулятора на весь холодный сезон, чтобы теплопотери хотя бы не превышали полезное (используемое) тепло.

Немного экономики. В 1 куб.м грунта можно аккумулировать, в среднем, 1Мвт.ч, по эквиваленту к электричеству. Это с дельтой 50-20=30 град. например, для обогрева помещения теплыми полами. Для губинных скважин с шагом 1,5м себестримость до 1 тыс.р за метр приглубинах бурения до 40м. Технологически, руками можно такое сооружение мастырить глубиной до 2м. А можно объединиться с соседями, и покрыть теплоизоляцией смежные участки. Теплоизоляция - пенополистирол 10-20см с ценой 1000 руб\куб. А дальше каждый считает, кто сколько платит за отопление (дрова, уголь, газ, электричество) умноженное на разумный срок окупаемости.
Я пробовал и воду, и парафин, и грунт все варианты имеют свою практическую перспективу.

Да. старая тема: кому клопами пахнет, а кому коньяком ... А может стоит задуматься, что грунт это прежде всего почва? И что дельта 30С это наверное не всему живому понравится? И что наверное возникнут какие-то не просчитанные последствия увеличения амплитуды сезонных температурных колебаний "грунтов"? Может не надо так резко? Сейчас геозонды работают в диапазоне температур близком к естественному 0-12. Хватает вроде. А покрывать всю землю полистиролом - зачем?

Пора создавать движение которое боролось бы с варварским и бесхозяйственным использованием, солнечной, ветровой, геотермальной и т.д. энергии.

религиозное движение

Такое уже есть
http://www.dlsc.ca/index.htm

нажмите на термометр

можно иронизировать, конечно, по поводу разного рода движений, но у меня сын растет и мне - не все равно.

А как изолировать это сооружение с боков и снизу? Какая реально должна быть теплоизоляция, чтобы потери за отопительный сезон (200...250 дней) свести к минимуму?

Аккумулятор надо строить на отшибе. Конструкцию - продумать (поверх теплоизоляции - газон?). Не так все страшно если с умом.
Во-во, именно об этом я и говорил. Хочу знать одну-единственную цифру - сколько процентов энергии теряется в накопителе? Увидеть хотя бы распределение температур в грунте за пределами поляны...

Еще примеры?

Грунты сбоков оязательная изоляция. Снизу появляется установившийся пограничный слой, для различных грунтов различные по размеру. Пример, вечная мерзлота, для конкретного места всегда на определенной глубине +/- 20см.
Можно считать и кпд аккумулирования. Если по прибору вы имеете значение поступивших калорий, то потери это через теплоизоляцию, для пенополистирола 20см я взял 0,2вт/м2.град. При границе сгрунтом сбоку это 5град, граница на улице "под снегом" это 0 град, при границе на улице "на ветру" это -11 град в течении 3 зимних месяцев, при границе с полом дома это "положительные потери".

Интересно, как изолировать скважинное поле сбоку?


Отопительный сезон намного дольше. Даже если исключть межсесонье (октябрь, апрель), когда тепловой баланс может быть нулевым, остается пять месецев, в течение которых придется жить автономно.

Здесь есть небольшое описание этой системы

Thermochemical Energy Storage Systems:
Modelling, Analysis and Design

Судя по всему это здесь
http://goo.gl/maps/N0cD

Еще вид на нагреватели
http://goo.gl/maps/YWbC

Да полноте сразу про экономику Москвы, мне бы хоть реализоваться в масштабах небольшого загородного массива, там и вылезут непредсказуемые, научным сообществом, проблемы. Уж, такая неприятность - мыши, которые так коварно "жрут" пенополистирол...

Вроде при изменении температуры на 1 градус 1-го м. куб. грунта имеем 1 квт.\ч. или я не прав?

Для сухого рыхлого песка это 250-300 втч/куб.град, для известняка - монолита 800 втч\куб.град,
вода 1160 втч\куб.град

Energy Storage

Можно купит ь дом в Drake Landing Solar Community $369,500 это много или нет ?
http://www.welist.com/listings/view/48165

Для сухого рыхлого песка это 250-300 втч/куб.град, для известняка - монолита 800 втч\куб.град,
вода 1160 втч\куб.град

Т.е.при дельте 30 град. имеем от от 9 до 24 квт.\час., или от 0,09 до 0,24 Мвт., а не 1Мвт. тепла, Вы согласны?

Да, конечно же 1-2 Мвт.ч это для 100 куб.м. Извините за приписку.

Ну тогда идем дальше. Объем грунта прихоящийся на одну скважину 70 м.куб.,температура грунта +5 град. нагревать Вы предлагаете до +50 град.т.е. на 45 град. (температура теплоносителя при этом должна быть минимум +55 град.) при охлаждении на 30 град. имеем от 0,6 до 1,68 Мвт. При годовом потреблении 40 Мвт. дома площадью 200м.кв. и при КПД системы 50% остальное можете посчитать сами.

Вот моя концепция. Во-первых, объединяясь с соседями можно значительно сократить краевой эффект потерь, во-вторых можно использовать солнечную активность и октября, ноября и немного от зимних месяцев, в-третьих, 40 Мвт.ч на сезон для дома 200кв.м можно уменьшить в два раза, все же есть уже технологии строительства теплых домов.

Есть один интересный момент - в этих домах воздушное отопление

Drake Landing Solar Community in Okotoks, Alberta

Drake Landing Solar Community Animation

Iroha, спасибо за ссылки на анимацию. Я их работы наблюдаю уже 4 года, сам занимаюсь этой тематикой много лет. Solarhous. И также, как они "funding partners", и пришел к выводу, как ни выпячивай - почти никому у нас это не надо - у нас много леса, мазута, угля и газа...!

"Очень теплый дом имеет теплоотдачу 3 квт при перепаде температуры внутри-вне в 30 град."

Т.е. расчетная температура для отопления -8град. в России это Сочи.

"Знал бы прикуп ....".

Остальные фантазии комментировать не хочется.

Разве только обратить внимание на "предложение соинвестору".

Средняя температура 3-х зимних месяцев -11 град, остальных 3-х в отопительный сезон -3 град. Знал бы прикуп, жил бы в Сочи - договаривать надо...

А я уже все сказал. И если такие проек..жекты принимаютв Сколково , то мне жаль "соинвесторов".

я такие ( с теплоаккумуляторами) еще в сети находил, в основном в Германии по моему. А на отдельный дом оценку производили, чего и сколько нужно ?

Я делал меньшим размером на 40 куб.м. под домом с теплоизоляцией с 6 сторон. Бассейн с водой - 280 тыс.руб, объем с грунтом - 80 тыс.руб

Эскизик можете прислать ?

А в России есть объекты по типу Drake Landing Solar Community, с веб мониторингом ?
На мой взгляд больший интерес проявляют, когда есть реальные объекты, которые можно руками потрогать.

Ну прямо уже и с веб трансляцией? Мне не известно. Я вижу в этом объекте множество потенциально патентоспособных технологических решений и, поэтому, если и кто-то реализует такой проект, то всячески скрывает это. Канадцы, о тех технологических решениях, которые публиковались на их сайте 4 года назад, сегодня и не упомянуют.
Гору осилит идущий.

закрытость вовсе не способствует спросу.лично мне идея нравит ца.

До повсеместного спроса надо довести идею до технологической документации. Моя цель - выложить такую документацию в инете. а пока первый этап: после первой пробы и получение результата: "ух ты, получилось" хочу обсудить с профессионалами о теоретической возможности. У меня был пример, когда за мою инновационную идею я получил множество критических тумаков, а когда реализовал физически - ...

Этот проект выставлен на инновационный конкурс
http://konkurs.interra-forum.ru/projects/page7.html
Там есть немного экономики. Буду рад Вашим комментариям на представлении этого проекта "Аккумулирование Солнца для зимнего обогрева"

На мой взгляд, одним из оптимальных решений есть связка водно-ледового теплоак. (ТА) и теплового насоса (ТН). ТН работает при температурах около 0С( кристализация воды), на фазовом переходе он может выкачать тепла соотв. количеству от горячей воды при ее охлаждении от 80С до 0С.
Выгода- отсутствие теплоиз.ТА.
Если получающийся лед складировать на лето, то сильно уменьш. расходы на кондиционирование и хранение продуктов.

В теории (концептуально) разумное и рабочее решение.
На практике возникнут проблемы хотя и чисто технологические, но серьезные, и главая - устройство аккумулятора таким образом, чтобы ТН как раз работал при температурах около нуля. Да, не стОит забывать о том, что стоимость аккумулятора не должна быть сильно дороже стоимости того же скважинного поля и свойства не хуже.

ТН будет эфф.(с большим СОР) работать с водой любых плюсовых температур, которая у нас будет помещена, например, в подвале. Причем можем осуществлять кругооборот вода- лед-вода, если стоит задача экономии или запрета сброса использованной воды.
Стоимость ТА будет определяться только стоим. нетеплоизол. емкости. Единственное тут надо решить вопрос с конструкцией теплообменика на котором образуется лед.

Для чего делают две емкости ?

1. Одна большая ёмкость - сложнее и дороже двух маленьких. (как вариант)
2. Меньше перемешивается теплоноситель в емкостях, сохраняется стратификация по температуре. (В накопителях она нужна)
3. Резервирование - если одна потечет, система не остановится

Спасибо.

Емкости - это наверно хорошо. Но, на начало отопительного сезона в ноябре нужно саккумулировать до 10 Мвт.ч тепловой энергии для очень теплого дома. Такая емкость - это слишком дорогое удовольствие. Если стоит задача аккумулирования малых эапасов тепловой энергии, то емкость на несколько кубов - это нормальное решение.

Чему должна быть равна емкость этих баков ,
емкости земляного аккумулятора или что то другое?

В баках краткосрочный запас тепла, то есть для сглаживания в пределах суток-других. В скважином поле - сезонный. Отсюда и расчет

Нашел более подробную схему