In mijn passiefhuis...

"Het moet koud zijn in de winter", zei de klassieker. Het blijkt niet nodig te zijn. Bovendien hoeft het, om korte tijd warm te blijven, niet vies, stinkend en schadelijk voor het milieu te zijn.

Op dit moment kunnen we warmte in huis hebben, niet noodzakelijkerwijs door stookolie, gas en elektriciteit. Zonne-, geothermische en zelfs windenergie hebben zich de afgelopen jaren bij de oude mix van brandstoffen en energiebronnen gevoegd.

In dit rapport gaan we niet in op de nog steeds meest populaire systemen op basis van kolen, olie of gas in Polen, omdat het doel van ons onderzoek niet is om te presenteren wat we al goed weten, maar om moderne, aantrekkelijke alternatieven te presenteren in termen van milieubescherming en energiebesparing.

Natuurlijk is verwarming op basis van de verbranding van aardgas en zijn derivaten ook heel milieuvriendelijk. Vanuit Pools oogpunt heeft het echter het nadeel dat we niet over voldoende middelen van deze brandstof beschikken voor binnenlandse behoeften.

Water en lucht

De meeste huizen en woongebouwen in Polen worden verwarmd door traditionele ketel- en radiatorsystemen.

De cv-ketel bevindt zich in de verwarmingscentrale of individuele stookruimte van het gebouw. Zijn werk is gebaseerd op de toevoer van stoom of heet water via leidingen naar radiatoren in de kamers. De klassieke radiator - gietijzeren verticale structuur - wordt meestal bij de ramen geplaatst (1).

1. Traditionele verwarming

In moderne radiatorsystemen wordt warm water met behulp van elektrische pompen naar de radiatoren gecirculeerd. Het warme water geeft zijn warmte af in de radiator en het afgekoelde water keert terug naar de boiler voor verdere verwarming.

Radiatoren kunnen vanuit esthetisch oogpunt worden vervangen door minder "agressieve" paneel- of wandverwarmers - soms worden ze zelfs de zogenaamde genoemd. decoratieve radiatoren, ontwikkeld rekening houdend met het ontwerp en de inrichting van het pand.

Radiatoren van dit type zijn veel lichter in gewicht (en meestal in grootte) dan radiatoren met gietijzeren lamellen. Momenteel zijn er veel soorten radiatoren van dit type op de markt, die voornamelijk verschillen in externe afmetingen.

Veel moderne verwarmingssystemen delen gemeenschappelijke componenten met koelapparatuur, en sommige bieden zowel verwarming als koeling.

Afspraak HVAC (verwarming, ventilatie en airconditioning) wordt gebruikt om alles en ventilatie in een huis te beschrijven. Ongeacht welk HVAC-systeem wordt gebruikt, het doel van alle verwarmingsapparatuur is om de warmte-energie van de brandstofbron te gebruiken en deze naar de woonruimten over te brengen om een ​​comfortabele omgevingstemperatuur te behouden.

Verwarmingssystemen maken gebruik van verschillende brandstoffen zoals aardgas, propaan, stookolie, biobrandstoffen (zoals hout) of elektriciteit.

Geforceerde luchtsystemen gebruiken ventilator oven, die via een netwerk van kanalen verwarmde lucht naar verschillende delen van het huis voeren, zijn populair in Noord-Amerika (2).

2. Systeemketelruimte met geforceerde luchtcirculatie

Dit is nog steeds een relatief zeldzame oplossing in Polen. Het wordt voornamelijk gebruikt in nieuwe bedrijfsgebouwen en in particuliere woningen, meestal in combinatie met een open haard. Geforceerde luchtcirculatiesystemen (incl. mechanische ventilatie met warmteterugwinning) pas de kamertemperatuur heel snel aan.

Bij koud weer dienen ze als verwarming en bij warm weer als koelairconditioningsysteem. Typisch voor Europa en Polen worden CO-systemen met kachels, stookruimten, water- en stoomradiatoren alleen gebruikt voor verwarming.

Geforceerde luchtsystemen filteren ze meestal ook om stof en allergenen te verwijderen. In het systeem zijn ook bevochtigings- (of droog)apparaten ingebouwd.

De nadelen van deze systemen zijn de noodzaak om ventilatiekanalen te installeren en daarvoor ruimte in de muren te reserveren. Bovendien maken ventilatoren soms lawaai en kan bewegende lucht allergenen verspreiden (als de unit niet goed wordt onderhouden).

Naast de ons meest bekende systemen, te weten radiatoren en luchttoevoerunits, er zijn andere, meestal modern. Het verschilt van hydronische centrale verwarming en geforceerde ventilatiesystemen doordat het meubels en vloeren verwarmt, niet alleen de lucht.

Vereist plaatsing in betonnen vloeren of onder houten vloeren van kunststof buizen die zijn ontworpen voor warm water. Het is een stil en over het algemeen energiezuinig systeem. Het warmt niet snel op, maar houdt de warmte langer vast.

Er is ook "vloertegels", waarbij gebruik wordt gemaakt van elektrische installaties die onder de vloer zijn geïnstalleerd (meestal keramische of stenen tegels). Ze zijn minder energiezuinig dan warmwatersystemen en worden meestal alleen gebruikt in kleinere ruimtes zoals badkamers.

Een andere, modernere vorm van verwarming. hydraulisch systeem. Plintboilers worden laag op de muur gemonteerd, zodat ze koude lucht van onder de kamer kunnen aanzuigen, deze vervolgens kunnen opwarmen en weer naar binnen kunnen brengen. Ze werken bij lagere temperaturen dan veel andere.

Deze systemen maken ook gebruik van een centrale boiler om water te verwarmen dat via een leidingsysteem naar afzonderlijke verwarmingstoestellen stroomt. In feite is dit een vernieuwde versie van de oude verticale radiatorsystemen.

Elektrische paneelradiatoren en andere typen worden niet vaak gebruikt in de belangrijkste verwarmingssystemen in huis. elektrische kachelsvoornamelijk door de hoge elektriciteitskosten. Ze blijven echter een populaire optie voor aanvullende verwarming, bijvoorbeeld in seizoensruimten (zoals veranda's).

Elektrische verwarmers zijn eenvoudig en goedkoop te installeren en vereisen geen leidingen, ventilatie of andere verdeelinrichtingen.

Naast conventionele paneelverwarmers zijn er ook elektrische warmtestralers (3) of warmtelampen die energie overbrengen op voorwerpen met een lagere temperatuur door elektromagnetische straling.

3. Infraroodstraler

Afhankelijk van de temperatuur van het stralingslichaam varieert de golflengte van infraroodstraling van 780 nm tot 1 mm. Elektrische infraroodstralers stralen tot 86% van hun ingangsvermogen uit als stralingsenergie. Bijna alle verzamelde elektrische energie wordt omgezet in infraroodwarmte van de gloeidraad en verder gestuurd door de reflectoren.

Geothermisch Polen

Geothermische verwarmingssystemen - zeer geavanceerd, bijvoorbeeld in IJsland, staan ​​steeds meer in de belangstellingwaar onder (IDDP) booringenieurs steeds verder in de interne warmtebron van de planeet duiken.

In 2009 kwam het tijdens het boren van een EPDM per ongeluk terecht in een magmareservoir op ongeveer 2 km onder het aardoppervlak. Zo werd de krachtigste geothermische put in de geschiedenis met een capaciteit van ongeveer 30 MW aan energie verkregen.

Wetenschappers hopen de Mid-Atlantische Rug te bereiken, de langste mid-oceanische rug op aarde, een natuurlijke grens tussen tektonische platen.

Daar verwarmt magma het zeewater tot een temperatuur van 1000°C en is de druk tweehonderd keer hoger dan de atmosferische druk. Onder dergelijke omstandigheden is het mogelijk om superkritische stoom op te wekken met een energie-output van 50 MW, wat ongeveer tien keer groter is dan dat van een typische geothermische put. Dit zou de mogelijkheid van aanvulling met 50 duizend betekenen. Huizen.

Als het project effectief blijkt te zijn, kan een soortgelijk project worden geïmplementeerd in andere delen van de wereld, bijvoorbeeld in Rusland. in Japan of Californië.

4. Visualisatie van de zgn. ondiepe geothermische energie

Theoretisch heeft Polen zeer goede geothermische omstandigheden, aangezien 80% van het grondgebied van het land wordt bezet door drie geothermische provincies: Midden-Europa, Karpaten en Karpaten. De reële mogelijkheden om geothermische wateren te gebruiken betreffen echter 40% van het grondgebied van het land.

De watertemperatuur van deze reservoirs is 30-130°C (op sommige plaatsen zelfs 200°C), en de diepte van voorkomen in afzettingsgesteenten is van 1 tot 10 km. Natuurlijke uitstroom is zeer zeldzaam (Sudety - Cieplice, Löndek-Zdrój).

Dit is echter iets anders. diepe geothermie met putten tot 5 km, en iets anders, de zogenaamde. ondiepe geothermie, waarbij bronwarmte uit de bodem wordt gehaald met behulp van een relatief ondiepe ondergrondse installatie (4), meestal van enkele tot 100 m.

Deze systemen zijn gebaseerd op warmtepompen, die net als geothermie de basis vormen voor het winnen van warmte uit water of lucht. Naar schatting zijn er al tienduizenden van dergelijke oplossingen in Polen, en hun populariteit groeit geleidelijk.

De warmtepomp haalt warmte van buiten en brengt deze naar binnen (5). Verbruikt minder elektriciteit dan conventionele verwarmingssystemen. Als het buiten warm is, kan het fungeren als het tegenovergestelde van een airconditioner.

5. Schema van een eenvoudige compressorwarmtepomp: 1) condensor, 2) smoorklep - of capillair, 3) verdamper, 4) compressor

Een populair type lucht-water warmtepomp is het mini-split systeem, ook wel bekend als ductless. Het is gebaseerd op een relatief kleine externe compressorunit en een of meer binnenluchtbehandelingsunits die eenvoudig kunnen worden toegevoegd aan kamers of afgelegen delen van het huis.

Warmtepompen worden aanbevolen voor installatie in relatief milde klimaten. Ze blijven minder effectief bij zeer warme en zeer koude weersomstandigheden.

Absorptie verwarmings- en koelsystemen ze worden niet aangedreven door elektriciteit, maar door zonne-energie, aardwarmte of aardgas. Een absorptiewarmtepomp werkt op vrijwel dezelfde manier als elke andere warmtepomp, maar heeft een andere energiebron en gebruikt een ammoniakoplossing als koelmiddel.

Hybriden zijn beter

Energieoptimalisatie is met succes gerealiseerd in hybride systemen, die ook gebruik kunnen maken van warmtepompen en hernieuwbare energiebronnen.

Een vorm van het hybride systeem is warmtepomp in combinatie met condensatieketel. De pomp neemt de belasting gedeeltelijk over terwijl de warmtevraag beperkt is. Wanneer er meer warmte nodig is, neemt de condensatieketel de verwarmingstaak over. Evenzo kan een warmtepomp worden gecombineerd met een verwarmingsketel op vaste brandstof.

Een ander voorbeeld van een hybride systeem is de combinatie condensatie-unit met zonnesysteem. Een dergelijk systeem kan zowel in bestaande als in nieuwbouw worden geplaatst. Als de eigenaar van de installatie meer onafhankelijkheid wil op het gebied van energiebronnen, kan de warmtepomp worden gecombineerd met een fotovoltaïsche installatie en zo de elektriciteit die wordt opgewekt door hun eigen huisoplossingen gebruiken voor verwarming.

De zonne-installatie levert goedkope stroom om de warmtepomp van stroom te voorzien. Overtollige elektriciteit die wordt opgewekt door elektriciteit die niet direct in het gebouw wordt gebruikt, kan worden gebruikt om de batterij van het gebouw op te laden of aan het openbare net te verkopen.

Het is de moeite waard om te benadrukken dat moderne generatoren en thermische installaties meestal zijn uitgerust internet-interfaces en kan op afstand worden bediend via een app op een tablet of smartphone, vaak overal ter wereld, waardoor eigenaren van onroerend goed verder kunnen optimaliseren en kosten kunnen besparen.

Er is niets beter dan zelfgemaakte energie

Natuurlijk heeft elk verwarmingssysteem sowieso energiebronnen nodig. De kunst is om dit de meest economische en goedkoopste oplossing te maken.

Uiteindelijk hebben dergelijke functies energie "thuis" opgewekt in zogenaamde modellen micro warmtekrachtkoppeling () of micro-energiecentrale ().

Volgens de definitie is dit een technologisch proces dat bestaat uit de gecombineerde productie van warmte en elektriciteit (off-grid) op basis van het gebruik van kleine en middelgrote aangesloten apparaten.

Micro-WKK kan worden toegepast op alle installaties waar gelijktijdig behoefte is aan elektriciteit en warmte. De meest voorkomende gebruikers van gekoppelde systemen zijn zowel individuele ontvangers (6) als ziekenhuizen en onderwijscentra, sportcentra, hotels en diverse openbare nutsbedrijven.

6. Energiesysteem voor thuis

Vandaag de dag heeft de gemiddelde huis-tuin-en-keukenmonteur al verschillende technologieën om thuis en op het erf energie op te wekken: zon, wind en gas. (biogas - als ze echt "eigen" zijn).

U kunt dus op het dak monteren, niet te verwarren met warmtegeneratoren en die meestal worden gebruikt om water te verwarmen.

Het kan ook klein worden Windturbinesvoor individuele behoeften. Meestal worden ze geplaatst op masten die in de grond zijn begraven. De kleinste, met een vermogen van 300-600 W en een spanning van 24 V, kunnen op daken worden geïnstalleerd, mits hun ontwerp daarop is aangepast.

In huishoudelijke omstandigheden worden energiecentrales met een capaciteit van 3-5 kW het vaakst gevonden, die, afhankelijk van de behoeften, het aantal gebruikers, enz. - zou voldoende moeten zijn voor verlichting, de werking van diverse huishoudelijke apparaten, waterpompen voor CO en andere kleinere behoeften.

Installaties met een thermisch vermogen onder de 10 kW en een elektrisch vermogen van 1-5 kW worden voornamelijk toegepast in individuele huishoudens. Het idee om zo'n "thuis-micro-WKK" te exploiteren, is om de bron van zowel elektriciteit als warmte in het geleverde gebouw te plaatsen.

De technologie voor het opwekken van windenergie in huis wordt nog steeds verbeterd. Zo genereren de kleine Honeywell-windturbines van WindTronics (7) met een mantel die enigszins lijkt op een fietswiel met daaraan bevestigde wieken, een diameter van ongeveer 180 cm, 2,752 kWh bij een gemiddelde windsnelheid van 10 m/s. Vergelijkbaar vermogen wordt geleverd door Windspire-turbines met een ongebruikelijk verticaal ontwerp.

7. Kleine Honeywell-turbines gemonteerd op het dak van een huis

Naast andere technologieën voor het verkrijgen van energie uit hernieuwbare bronnen, is het de moeite waard om op te letten biogas. Deze algemene term wordt gebruikt om brandbare gassen te beschrijven die worden gegenereerd tijdens de afbraak van organische verbindingen zoals rioolwater, huishoudelijk afval, mest, afval van de landbouw- en agrovoedingsindustrie, enz.

De techniek die voortkomt uit de oude warmtekrachtkoppeling, d.w.z. de gecombineerde productie van warmte en elektriciteit in warmtekrachtcentrales, in zijn "kleine" versie, is vrij jong. Er wordt nog steeds gezocht naar betere en efficiëntere oplossingen. Momenteel kunnen verschillende belangrijke systemen worden geïdentificeerd, waaronder: zuigermotoren, gasturbines, Stirling-motorsystemen, de organische Rankine-cyclus en brandstofcellen.

Stirlings motor zet warmte om in mechanische energie zonder een gewelddadig verbrandingsproces. De warmtetoevoer naar de werkvloeistof - gas wordt uitgevoerd door de buitenwand van de verwarmer te verwarmen. Door warmtetoevoer van buitenaf kan de motor worden voorzien van primaire energie uit vrijwel elke bron: aardolieverbindingen, kolen, hout, alle soorten gasvormige brandstoffen, biomassa en zelfs zonne-energie.

Dit type motor omvat: twee zuigers (koud en warm), een regeneratieve warmtewisselaar en warmtewisselaars tussen de werkvloeistof en externe bronnen. Een van de belangrijkste elementen die in de cyclus werken, is de regenerator, die de warmte van de werkvloeistof opneemt terwijl deze van de verwarmde naar de gekoelde ruimte stroomt.

In deze systemen zijn de warmtebronnen voornamelijk uitlaatgassen die worden gegenereerd tijdens de verbranding van brandstof. Integendeel, de warmte van het circuit wordt overgedragen naar de lagetemperatuurbron. Uiteindelijk hangt het circulatierendement af van het temperatuurverschil tussen deze bronnen. De werkvloeistof van dit type motor is helium of lucht.

De voordelen van Stirling-motoren zijn: hoge algehele efficiëntie, laag geluidsniveau, brandstofbesparing in vergelijking met andere systemen, lage snelheid. Natuurlijk mogen we de tekortkomingen niet vergeten, waarvan de belangrijkste de installatieprijs is.

Warmtekrachtkoppelingsmechanismen zoals Rankine-cyclus (warmteterugwinning in thermodynamische cycli) of een Stirling-motor heeft alleen warmte nodig om te werken. De bron kan bijvoorbeeld zonne- of geothermische energie zijn. Op deze manier elektriciteit opwekken met een collector en warmte is goedkoper dan met fotovoltaïsche cellen.

Er wordt ook aan ontwikkelingswerk gewerkt brandstofcellen en hun gebruik in warmtekrachtcentrales. Een van de innovatieve oplossingen van dit type op de markt is ClearEdge. Naast systeemspecifieke functies zet deze technologie het gas in de cilinder met behulp van geavanceerde technologie om in waterstof. Er is hier dus geen vuur.

De waterstofcel produceert elektriciteit, waarmee ook warmte wordt opgewekt. Brandstofcellen zijn een nieuw type apparaat waarmee de chemische energie van een gasvormige brandstof (meestal waterstof of koolwaterstof) met hoge efficiëntie kan worden omgezet door een elektrochemische reactie in elektriciteit en warmte - zonder de noodzaak om gas te verbranden en mechanische energie te gebruiken, zoals bijvoorbeeld het geval is bij motoren of gasturbines.

Sommige elementen kunnen niet alleen worden aangedreven door waterstof, maar ook door aardgas of de zogenaamde. reformaat (reformgas) verkregen als resultaat van de verwerking van koolwaterstofbrandstof.

Warmwateraccumulator

We weten dat warm water, dat wil zeggen warmte, zich enige tijd kan ophopen en opslaan in een speciale huishoudelijke container. Zo zijn ze vaak te zien naast zonnecollectoren. Het kan echter zijn dat niet iedereen weet dat er zoiets bestaat als grote warmtereservesals enorme accumulatoren van energie (8).

8. Uitstekende warmteaccumulator in Nederland

Standaard opslagtanks voor korte termijn werken bij atmosferische druk. Ze zijn goed geïsoleerd en worden vooral gebruikt voor vraagsturing tijdens piekuren. De temperatuur in dergelijke tanks ligt iets onder de 100°C. Het is de moeite waard eraan toe te voegen dat oude olietanks soms voor de behoeften van het verwarmingssysteem worden omgebouwd tot warmteaccumulatoren.

In 2015 de eerste Duitser lade met dubbele zone. Deze technologie is gepatenteerd door Bilfinger VAM..

De oplossing is gebaseerd op het gebruik van een flexibele laag tussen de bovenste en onderste waterzone. Door het gewicht van de bovenste zone ontstaat er druk op de onderste zone, waardoor het daarin opgeslagen water een temperatuur kan hebben van meer dan 100°C. Het water in de bovenste zone is navenant kouder.

De voordelen van deze oplossing zijn een hogere warmtecapaciteit bij gelijkblijvend volume in vergelijking met een atmosferische tank en tegelijkertijd lagere veiligheidskosten in vergelijking met drukvaten.

In de afgelopen decennia zijn beslissingen met betrekking tot ondergrondse energieopslag. Het grondwaterreservoir kan van beton, staal of vezelversterkte kunststof zijn. Betoncontainers worden gebouwd door ter plekke beton te storten of uit prefab elementen.

Aan de binnenkant van de trechter wordt meestal een extra coating (polymeer of roestvrij staal) aangebracht om de diffusiedichtheid te waarborgen. De warmte-isolerende laag wordt buiten de container aangebracht. Er zijn ook constructies die alleen met grind zijn bevestigd of direct in de grond zijn gegraven, ook in de watervoerende laag.

Ecologie en economie hand in hand

De warmte in een huis hangt niet alleen af ​​van hoe we het verwarmen, maar vooral van hoe we het beschermen tegen warmteverlies en hoe we de energie erin beheren. De realiteit van moderne constructie is de nadruk op energie-efficiëntie, waardoor de resulterende objecten voldoen aan de hoogste eisen, zowel op het gebied van economie als werking.

Dit is een dubbele "eco" - ecologie en economie. Steeds vaker geplaatst energiezuinige gebouwen Ze worden gekenmerkt door een compacte carrosserie, waarbij het risico van zogenaamde koudebruggen, d.w.z. gebieden van warmteverlies. Dit is belangrijk voor het verkrijgen van de kleinste indicatoren met betrekking tot de verhouding van het oppervlak van de buitenste scheidingswanden, die samen met de vloer op de grond in aanmerking worden genomen, tot het totale verwarmde volume.

Bufferoppervlakken, zoals serres, moeten aan de gehele constructie worden bevestigd. Ze concentreren de juiste hoeveelheid warmte en geven deze tegelijkertijd af aan de tegenoverliggende muur van het gebouw, die niet alleen de opslag wordt, maar ook een natuurlijke radiator.

In de winter beschermt deze vorm van buffering het gebouw tegen te koude lucht. Binnen wordt het principe van een bufferindeling van het pand gehanteerd - de kamers bevinden zich aan de zuidkant en de bijkeuken - aan de noordkant.

De basis van alle energiezuinige woningen is een passende lage temperatuur verwarmingsinstallatie. Er wordt gebruik gemaakt van mechanische ventilatie met warmterecuperatie, d.w.z. met recuperatoren die, door de "gebruikte" lucht uit te blazen, de warmte vasthouden om de verse lucht die het gebouw wordt ingeblazen te verwarmen.

De norm bereikt zonnesystemen waarmee u water kunt verwarmen met behulp van zonne-energie. Ook investeerders die optimaal willen profiteren van de natuur plaatsen warmtepompen.

Een van de belangrijkste taken die alle materialen moeten uitvoeren, is zorgen hoogste thermische isolatie. Bijgevolg worden alleen warme externe scheidingswanden geplaatst, waardoor het dak, de muren en de plafonds in de buurt van de grond een geschikte warmteoverdrachtscoëfficiënt U hebben.

Buitenmuren moeten minimaal uit twee lagen bestaan, hoewel een systeem met drie lagen het beste is voor het beste resultaat. Er wordt ook geïnvesteerd in ramen van de hoogste kwaliteit, vaak met drie ruiten en voldoende brede thermisch beschermde profielen. Grote ramen zijn het voorrecht van de zuidkant van het gebouw - aan de noordkant is de beglazing eerder puntsgewijs en in de kleinste maten geplaatst.

Technologie gaat nog verder passieve huizenal tientallen jaren bekend. De bedenkers van dit concept zijn Wolfgang Feist en Bo Adamson, die in 1988 aan de universiteit van Lund het eerste ontwerp presenteerden van een gebouw dat bijna geen extra isolatie nodig heeft, behalve bescherming tegen zonne-energie. In Polen werd in 2006 de eerste passiefconstructie gebouwd in Smolec bij Wroclaw.

In passieve constructies worden zonnestraling, warmteterugwinning uit ventilatie (terugwinning) en warmte-input van interne bronnen zoals elektrische apparaten en bewoners gebruikt om de warmtevraag van het gebouw in evenwicht te brengen. Alleen tijdens periodes van bijzonder lage temperaturen wordt extra verwarming van de aangevoerde lucht gebruikt.

Een passiefhuis is meer een idee, een soort architectonisch ontwerp, dan een specifieke technologie en uitvinding. Deze algemene definitie omvat veel verschillende gebouwoplossingen die de wens combineren om de energievraag - minder dan 15 kWh/m² per jaar - en warmteverlies te minimaliseren.

Om deze parameters te bereiken en te besparen, worden alle externe scheidingswanden in het gebouw gekenmerkt door een extreem lage warmteoverdrachtscoëfficiënt U. De buitenschil van het gebouw moet ondoordringbaar zijn voor ongecontroleerde luchtlekken. Evenzo vertoont raamschrijnwerk aanzienlijk minder warmteverlies dan standaardoplossingen.

De ramen maken gebruik van verschillende oplossingen om verliezen te minimaliseren, zoals dubbele beglazing met daartussen een isolerende argonlaag of driedubbele beglazing. Passieve technologie omvat ook het bouwen van huizen met witte of lichtgekleurde daken die zonne-energie in de zomer reflecteren in plaats van absorberen.

Groene verwarmings- en koelsystemen ze zetten verdere stappen vooruit. Passieve systemen maximaliseren het vermogen van de natuur om te verwarmen en af ​​te koelen zonder kachels of airconditioners. Er zijn echter al concepten actieve huizen – productie van overtollige energie. Ze maken gebruik van verschillende mechanische verwarmings- en koelsystemen aangedreven door zonne-energie, aardwarmte of andere bronnen, de zogenaamde groene energie.

Nieuwe manieren vinden om warmte op te wekken

Wetenschappers zijn nog steeds op zoek naar nieuwe energieoplossingen, waarvan het creatieve gebruik ons ​​buitengewone nieuwe energiebronnen zou kunnen opleveren, of op zijn minst manieren om deze te herstellen en te behouden.

Een paar maanden geleden schreven we over de schijnbaar tegenstrijdige tweede wet van de thermodynamica. experiment prof. Andreas Schilling van de Universiteit van Zürich. Hij creëerde een apparaat dat met behulp van een Peltier-module een stuk koper van negen gram koelde van een temperatuur boven de 100°C tot een temperatuur ver onder kamertemperatuur zonder externe stroombron.

Omdat het werkt om te koelen, moet het ook verwarmen, wat kansen kan creëren voor nieuwe, efficiëntere apparaten waarvoor bijvoorbeeld geen warmtepompen hoeven te worden geïnstalleerd.

De professoren Stefan Seeleke en Andreas Schütze van de Universiteit van Saarland hebben op hun beurt deze eigenschappen gebruikt om een ​​zeer efficiënt, milieuvriendelijk verwarmings- en koelapparaat te creëren op basis van de opwekking van warmte of koeling van de aangedreven draden. Dit systeem heeft geen tussenliggende factoren nodig, wat het milieuvoordeel is.

Doris Soong, assistent-professor architectuur aan de Universiteit van Zuid-Californië, wil het energiebeheer van gebouwen optimaliseren met thermobimetalen coatings (9), intelligente materialen die werken als menselijke huid - beschermen de kamer dynamisch en snel tegen de zon, zorgen voor zelfventilatie of, indien nodig, isoleren.

9. Doris Soong en bimetalen

Met behulp van deze technologie ontwikkelde Soong een systeem thermohardende ramen. Terwijl de zon langs de hemel beweegt, beweegt elke tegel waaruit het systeem bestaat onafhankelijk en uniform mee, en dit alles optimaliseert het thermische regime in de kamer.

Het gebouw wordt als een levend organisme, dat zelfstandig reageert op de hoeveelheid energie die van buiten komt. Dit is niet het enige idee voor een "levend" huis, maar het verschilt doordat het geen extra vermogen nodig heeft voor bewegende delen. Alleen de fysische eigenschappen van de coating zijn voldoende.

Bijna twee decennia geleden werd een wooncomplex gebouwd in Lindas, Zweden, in de buurt van Göteborg. zonder verwarmingsinstallaties in de traditionele zin (10). Het idee om in het koele Scandinavië in huizen zonder kachels en radiatoren te wonen, veroorzaakte gemengde gevoelens.

10. Een van de passiefhuizen zonder verwarmingssysteem in Lindos, Zweden.

Het idee van een huis werd geboren waarin, dankzij moderne architecturale oplossingen en materialen, evenals een passende aanpassing aan natuurlijke omstandigheden, het traditionele idee van warmte als een noodzakelijk resultaat van verbinding met externe infrastructuur - verwarming, energie - of zelfs met brandstofleveranciers werd geëlimineerd. Als we ook zo gaan denken over de warmte in ons eigen huis, dan zijn we op de goede weg.

Zo warm, warmer...heet!

Woordenlijst warmtewisselaars

Centrale verwarming (CO) - in moderne zin een installatie waarbij warmte wordt toegevoerd aan verwarmingselementen (radiatoren) die zich in het pand bevinden. Water, stoom of lucht worden gebruikt om de warmte te verdelen. Er zijn CO-systemen voor één appartement, een huis, meerdere gebouwen en zelfs hele steden. In installaties die een enkel gebouw overspannen, wordt water gecirculeerd door zwaartekracht als gevolg van dichtheidsveranderingen met temperatuur, hoewel dit kan worden geforceerd door een pomp. In grotere installaties worden alleen geforceerde circulatiesystemen gebruikt.

Boiler room - een industriële onderneming met als hoofdtaak de productie van een medium op hoge temperatuur (meestal water) voor het stadsverwarmingsnet. Traditionele systemen (ketels op fossiele brandstoffen) zijn tegenwoordig zeldzaam. Dit komt doordat met de gecombineerde productie van warmte en elektriciteit in warmtekrachtcentrales een veel hoger rendement wordt behaald. Aan de andere kant wint de productie van warmte met uitsluitend hernieuwbare energiebronnen aan populariteit. Meestal wordt hiervoor aardwarmte gebruikt, maar er worden grootschalige thermische zonne-installaties gebouwd waarin

collectoren verwarmen water voor huishoudelijke behoeften.

Passiefhuis, energiezuinig huis – een constructiestandaard die wordt gekenmerkt door hoge isolatieparameters van externe scheidingswanden en het gebruik van een aantal oplossingen gericht op het minimaliseren van het energieverbruik tijdens bedrijf. De energievraag in passiefgebouwen ligt onder de 15 kWh/(m²·jaar), terwijl deze in conventionele woningen zelfs kan oplopen tot 120 kWh/(m²·jaar). Bij passiefhuizen is de vermindering van de warmtevraag zo groot dat er geen gebruik wordt gemaakt van een traditioneel verwarmingssysteem, maar alleen van bijverwarming van de ventilatielucht. Het wordt ook gebruikt om de warmtevraag in evenwicht te brengen.

zonnestraling, warmteterugwinning uit ventilatie (terugwinning), maar ook warmtewinsten uit interne bronnen zoals elektrische apparaten of zelfs bewoners zelf.

Gzeinik (in de volksmond - een radiator, van Franse calorifère) - een water-lucht- of stoom-lucht-warmtewisselaar, die een onderdeel is van een centraal verwarmingssysteem. Momenteel worden paneelradiatoren van gelaste staalplaten het meest gebruikt. In nieuwe centrale verwarmingssystemen worden radiatoren met vinnen praktisch niet meer gebruikt, hoewel in sommige oplossingen de modulariteit van het ontwerp de toevoeging van meer vinnen mogelijk maakt, en dus een eenvoudige wijziging van het radiatorvermogen. Door de heater stroomt heet water of stoom, die meestal niet rechtstreeks uit de WKK komen. Het water dat de gehele installatie voedt, wordt in een warmtewisselaar opgewarmd met water uit het verwarmingsnet of in een boiler en gaat vervolgens naar warmteontvangers, zoals radiatoren.

Centrale verwarmingsketel - een apparaat voor het verbranden van vaste brandstof (steenkool, hout, cokes, enz.), gasvormig (aardgas, LPG), stookolie (stookolie) om het koelmiddel (meestal water) dat in het CV-circuit circuleert, te verwarmen. In de volksmond wordt een cv-ketel ten onrechte een kachel genoemd. In tegenstelling tot een oven, die de opgewekte warmte afgeeft aan de omgeving, geeft de ketel de warmte af van de substantie die de warmte draagt, en het verwarmde lichaam gaat naar een andere plaats, bijvoorbeeld naar een verwarming, waar het wordt gebruikt.

condenserende ketel - een apparaat met een gesloten verbrandingskamer. Dergelijke ketels krijgen een extra hoeveelheid warmte uit rookgassen, die bij traditionele ketels via de schoorsteen naar buiten komen. Hierdoor werken ze met een hogere efficiëntie, tot 109%, terwijl dit bij traditionele modellen tot 90% is - d.w.z. ze gebruiken brandstof beter, wat zich vertaalt in lagere stookkosten. Het effect van condensatieketels komt het best tot uiting in de rookgastemperatuur. Bij traditionele ketels is de temperatuur van de rookgassen meer dan 100°C en bij condensatieketels slechts 45-60°C.