בבית הפסיבי שלי...

"בטח קר בחורף", אמר הקלאסי. מסתבר שזה לא הכרחי. בנוסף, כדי להתחמם לזמן קצר הוא לא חייב להיות מלוכלך, מסריח ומזיק לסביבה.

נכון להיום, יכול להיות לנו חום בבתים שלנו לא בהכרח בגלל מזוט, גז וחשמל. אנרגיה סולארית, גיאותרמית ואפילו רוח הצטרפו בשנים האחרונות לתמהיל הישן של דלקים ומקורות אנרגיה.

בדו"ח זה, לא ניגע במערכות הפופולריות ביותר עדיין המבוססות על פחם, נפט או גז בפולין, מכיוון שמטרת המחקר שלנו היא לא להציג את מה שאנחנו כבר יודעים היטב, אלא להציג חלופות מודרניות ואטרקטיביות במונחים של הגנת הסביבה וכן חיסכון באנרגיה.

כמובן שגם חימום המבוסס על שריפה של גז טבעי ונגזרותיו הוא ידידותי למדי לסביבה. עם זאת, מנקודת המבט הפולנית, יש לו את החיסרון שאין לנו מספיק משאבים של דלק זה לצרכים ביתיים.

מים ואוויר

רוב הבתים ובנייני המגורים בפולין מחוממים על ידי מערכות דוודים ורדיאטור מסורתיות.

הדוד המרכזי ממוקם במרכז החימום או בחדר הדוודים האישי של הבניין. עבודתו מבוססת על אספקת קיטור או מים חמים דרך צינורות לרדיאטורים הממוקמים בחדרים. הרדיאטור הקלאסי - מבנה אנכי מברזל יצוק - ממוקם בדרך כלל ליד החלונות (1).

1. תנור חימום מסורתי

במערכות רדיאטורים מודרניות, מים חמים מוזרמים לרדיאטורים באמצעות משאבות חשמליות. המים החמים משחררים את החום שלהם ברדיאטור והמים המקוררים חוזרים לדוד להמשך חימום.

ניתן להחליף רדיאטורים בתנורי פאנל או קיר פחות "אגרסיביים" מבחינה אסתטית - לפעמים הם אפילו נקראים מה שנקרא. רדיאטורים דקורטיביים, שפותחו תוך התחשבות בעיצוב ובקישוט של המקום.

רדיאטורים מסוג זה קלים בהרבה במשקלם (ובדרך כלל בגודלם) מרדיאטורים עם סנפירים מברזל יצוק. נכון להיום, ישנם סוגים רבים של רדיאטורים מסוג זה בשוק, הנבדלים בעיקר במידות חיצוניות.

מערכות חימום מודרניות רבות חולקות רכיבים משותפים עם ציוד קירור, וחלקן מספקות גם חימום וגם קירור.

פגישה HVAC (חימום, אוורור ומיזוג אוויר) משמש לתיאור כל דבר ואוורור בבית. לא משנה באיזו מערכת HVAC משתמשים, מטרת כל ציוד החימום היא להשתמש באנרגיה התרמית ממקור הדלק ולהעבירה למגורים כדי לשמור על טמפרטורת סביבה נוחה.

מערכות חימום משתמשות במגוון דלקים כגון גז טבעי, פרופאן, נפט להסקה, דלק ביולוגי (כגון עץ) או חשמל.

מערכות אוויר מאולצות באמצעות תנור מפוח, המספקים אוויר מחומם לאזורים שונים בבית דרך רשת של תעלות, פופולריים בצפון אמריקה (2).

2. חדר דוודים מערכת עם זרימת אוויר מאולצת

זה עדיין פתרון נדיר יחסית בפולין. הוא משמש בעיקר במבנים מסחריים חדשים ובבתים פרטיים, לרוב בשילוב עם אח. מערכות זרימת אוויר מאולצת (כולל. אוורור מכני עם התאוששות חום) להתאים את טמפרטורת החדר במהירות רבה.

במזג אוויר קר הם משמשים כמחמם, ובמזג אוויר חם הם משמשים כמערכת מיזוג אוויר מקררת. אופייני לאירופה ופולין, מערכות CO עם תנורים, חדרי דוודים, רדיאטורים של מים וקיטור משמשים רק לחימום.

מערכות אוויר כפוי בדרך כלל גם מסננות אותן כדי להסיר אבק ואלרגנים. גם מכשירי לחות (או ייבוש) מובנים במערכת.

החסרונות של מערכות אלו הם הצורך להתקין תעלות אוורור ולשמור להן מקום בקירות. בנוסף, מאווררים לפעמים רועשים ואוויר נע עלול להפיץ אלרגנים (אם היחידה לא מתוחזקת כראוי).

בנוסף למערכות המוכרות לנו ביותר, כלומר. רדיאטורים ויחידות אספקת אוויר, יש אחרים, בעיקר מודרניים. הוא נבדל מהסקה מרכזית הידרונית וממערכות אוורור מאולצות בכך שהוא מחמם רהיטים ורצפות, לא רק את האוויר.

מחייב הנחה בתוך רצפות בטון או מתחת לרצפות עץ של צינורות פלסטיק המיועדים למים חמים. זוהי מערכת שקטה וחסכונית באנרגיה בסך הכל. הוא לא מתחמם מהר, אבל שומר על חום זמן רב יותר.

קיים גם "ריצוף רצפה", העושה שימוש במתקני חשמל המותקנים מתחת לרצפה (בדרך כלל אריחי קרמיקה או אבן). הם פחות חסכוניים באנרגיה ממערכות מים חמים ובדרך כלל משתמשים בהם רק בחללים קטנים יותר כגון חדרי אמבטיה.

סוג נוסף ומודרני יותר של חימום. מערכת הידראולית. מחממי מים מבסיס מותקנים נמוך על הקיר כך שהם יכולים לשאוב אוויר קר מתחת לחדר, ואז לחמם אותו ולהחזיר אותו פנימה. הם פועלים בטמפרטורות נמוכות יותר מאשר רבות.

מערכות אלו משתמשות גם בדוד מרכזי לחימום מים הזורמים דרך מערכת צנרת למכשירי חימום דיסקרטיים. למעשה, זוהי גרסה מעודכנת של מערכות הרדיאטור האנכיות הישנות.

רדיאטורים חשמליים וסוגים אחרים אינם נפוצים במערכות החימום הראשיות של הבית. תנורי חימום חשמלייםבעיקר בגלל עלות החשמל הגבוהה. עם זאת, הם נשארים כאופציה פופולרית לחימום משלים, למשל בחללים עונתיים (כגון מרפסות).

תנורי חימום חשמליים פשוטים וזולים להתקנה, אינם דורשים צנרת, אוורור או התקני הפצה אחרים.

בנוסף לתנורי פאנל קונבנציונליים, ישנם גם מחממי קרינה חשמליים (3) או מנורות חימום המעבירות אנרגיה לחפצים עם טמפרטורה נמוכה יותר באמצעות קרינה אלקטרומגנטית.

3. דוד אינפרא אדום

בהתאם לטמפרטורה של הגוף המקרין, אורך הגל של קרינת אינפרא אדום נע בין 780 ננומטר ל-1 מ"מ. מחממי אינפרא אדום חשמליים מקרינים עד 86% מהספק המבוא שלהם כאנרגיית קרינה. כמעט כל האנרגיה החשמלית הנאספת מומרת לחום אינפרא אדום מהלהט ונשלחת הלאה דרך הרפלקטורים.

פולין גיאותרמית

מערכות חימום גיאותרמיות - מתקדמות מאוד, למשל באיסלנד, מעוררות עניין הולך וגוברשבו תחת (IDDP) מהנדסי קידוח צוללים עוד ועוד לתוך מקור החום הפנימי של כדור הארץ.

בשנת 2009, בעת קידוח EPDM, הוא נשפך בטעות לתוך מאגר מאגמה שנמצא כ-2 ק"מ מתחת לפני כדור הארץ. כך הושגה הבאר הגיאותרמית החזקה ביותר בהיסטוריה בהספק של כ-30 מגה-וואט אנרגיה.

מדענים מקווים להגיע לרכס האמצע-אטלנטי, הרכס האמצע-אוקיינוס ​​הארוך ביותר על פני כדור הארץ, גבול טבעי בין לוחות טקטוניים.

שם, מאגמה מחממת את מי הים לטמפרטורה של 1000 מעלות צלזיוס, והלחץ גבוה פי מאתיים מהלחץ האטמוספרי. בתנאים כאלה, ניתן להפיק קיטור סופר קריטי עם תפוקת אנרגיה של 50 מגוואט, שהיא גדולה פי עשרה מזו של באר גיאותרמית טיפוסית. המשמעות תהיה אפשרות לחידוש ב-50 אלף. בתים.

אם הפרויקט יתברר כיעיל, ניתן היה ליישם פרויקט דומה במקומות אחרים בעולם, למשל ברוסיה. ביפן או בקליפורניה.

4. ויזואליזציה של מה שנקרא. אנרגיה גיאותרמית רדודה

תיאורטית, בפולין יש תנאים גיאותרמיים טובים מאוד, שכן 80% משטחה של המדינה תפוסים על ידי שלושה מחוזות גיאותרמיים: מרכז אירופה, הקרפטים והקרפטים. עם זאת, האפשרויות האמיתיות של שימוש במים גיאותרמיים נוגעות ל-40% משטחה של המדינה.

טמפרטורת המים של מאגרים אלה היא 30-130 מעלות צלזיוס (במקומות מסוימים אפילו 200 מעלות צלזיוס), ועומק ההתרחשות בסלעי משקע הוא בין 1 ל-10 ק"מ. זרימה טבעית נדירה מאוד (Sudety - Cieplice, Löndek-Zdrój).

עם זאת, זה משהו אחר. גיאותרמית עמוקה עם בארות עד 5 ק"מ, ועוד משהו, מה שנקרא. גיאותרמית רדודה, שבו נלקח חום מקור מהקרקע באמצעות מתקן קבור רדוד יחסית (4), בדרך כלל מכמה עד 100 מ'.

מערכות אלו מבוססות על משאבות חום שהן הבסיס, בדומה לאנרגיה גיאותרמית, לקבלת חום ממים או אוויר. ההערכה היא שכבר קיימים עשרות אלפי פתרונות כאלה בפולין, והפופולריות שלהם הולכת וגוברת בהדרגה.

משאבת החום לוקחת חום מבחוץ ומעבירה אותו לתוך הבית (5). צורך פחות חשמל ממערכות חימום קונבנציונליות. כשחם בחוץ, הוא יכול לפעול כמו ההפך ממזגן.

5. תכנית של משאבת חום מדחס פשוטה: 1) מעבה, 2) שסתום מצערת - או נימי, 3) מאייד, 4) מדחס

סוג פופולרי של משאבת חום מקור אוויר היא מערכת מיני מפוצלת, הידועה גם בשם ductless. הוא מבוסס על יחידת מדחס חיצונית קטנה יחסית ויחידה אחת או יותר לטיפול באוויר מקורה שניתן להוסיף בקלות לחדרים או לאזורים מרוחקים בבית.

משאבות חום מומלצות להתקנה באקלים מתון יחסית. הם נשארים פחות יעילים בתנאי מזג אוויר חמים מאוד וקרים מאוד.

מערכות חימום וקירור ספיגה הם מופעלים לא על ידי חשמל, אלא על ידי אנרגיה סולארית, אנרגיה גיאותרמית או גז טבעי. משאבת חום ספיגה פועלת באותה צורה כמו כל משאבת חום אחרת, אך יש לה מקור אנרגיה שונה והיא משתמשת בתמיסת אמוניה כחומר הקירור.

כלאיים טובים יותר

ייעול אנרגיה הושג בהצלחה במערכות היברידיות, שיכולות להשתמש גם במשאבות חום ובמקורות אנרגיה מתחדשים.

צורה אחת של המערכת ההיברידית היא משאבת חום בשילוב עם דוד עיבוי. המשאבה משתלטת חלקית על העומס בזמן שדרישת החום מוגבלת. כאשר יש צורך בחום נוסף, הדוד המעבה משתלט על משימת החימום. באופן דומה, ניתן לשלב משאבת חום עם דוד דלק מוצק.

דוגמה נוספת למערכת היברידית היא השילוב יחידת עיבוי עם מערכת תרמית סולארית. ניתן להתקין מערכת כזו גם בבניינים קיימים וגם בבניינים חדשים. במידה ובעל המתקן מעוניין בעצמאות רבה יותר מבחינת מקורות אנרגיה, ניתן לשלב את משאבת החום עם מתקן פוטו-וולטאי וכך להשתמש בחשמל שמייצר פתרונות הבית שלו לחימום.

המתקן הסולארי מספק חשמל זול להפעלת משאבת החום. עודפי חשמל המופקים מחשמל שאינם מנוצלים ישירות במבנה יכולים לשמש לטעינת סוללת הבניין או למכור לרשת הציבורית.

ראוי להדגיש כי גנרטורים מודרניים ומתקנים תרמיים מצוידים בדרך כלל ממשקי אינטרנט וניתן לשלוט בו מרחוק באמצעות אפליקציה בטאבלט או סמארטפון, לרוב מכל מקום בעולם, מה שמאפשר בנוסף לבעלי נכסים לייעל ולחסוך בעלויות.

אין דבר טוב יותר מאנרגיה תוצרת בית

כמובן שכל מערכת חימום תזדקק למקורות אנרגיה בכל מקרה. החוכמה היא להפוך את זה לפתרון החסכוני והזול ביותר.

בסופו של דבר, לפונקציות כאלה יש אנרגיה שנוצרת "בבית" במודלים הנקראים מיקרוקוגנציה () או microTPP ,

על פי ההגדרה, מדובר בתהליך טכנולוגי המורכב מייצור משולב של חום וחשמל (מחוץ לרשת) המבוסס על שימוש במכשירים המחוברים להספק קטנים ובינוניים.

ניתן להשתמש במיקרו קוגנרציה בכל המתקנים בהם יש צורך בו זמנית בחשמל ובחום. המשתמשים הנפוצים ביותר של מערכות זוגיות הם גם נמענים בודדים (6) וגם בתי חולים ומרכזי חינוך, מרכזי ספורט, בתי מלון ושירותים ציבוריים שונים.

6. מערכת אנרגיה ביתית

כיום, למהנדס החשמל הביתי הממוצע יש כבר כמה טכנולוגיות להפקת אנרגיה בבית ובחצר: שמש, רוח וגז. (ביוגז - אם הם באמת "שלהם").

אז אתה יכול לעלות על הגג, אשר אין להתבלבל עם מחוללי חום ואשר משמשים לרוב לחימום מים.

זה יכול להגיע גם קטן טורבינות רוחלצרכים אינדיבידואליים. לרוב הם מונחים על תרנים קבורים באדמה. הקטנים שבהם, בהספק של 300-600 וולט ומתח של 24 וולט, ניתנים להתקנה על גגות, בתנאי שהעיצוב שלהם מותאם לכך.

בתנאים ביתיים נמצאות לרוב תחנות כוח בהספק של 3-5 קילוואט, אשר בהתאם לצרכים, מספר המשתמשים וכו'. - צריך להספיק לתאורה, להפעלת מכשירי חשמל ביתיים שונים, משאבות מים ל-CO ולצרכים קטנים יותר.

מערכות עם תפוקה תרמית מתחת ל-10 קילוואט ותפוקה חשמלית של 1-5 קילוואט משמשות בעיקר במשקי בית בודדים. הרעיון של הפעלת "מיקרו-CHP ביתי" כזה הוא למקם את מקור החשמל והחום בתוך הבניין המסופק.

הטכנולוגיה להפקת אנרגיית רוח ביתית עדיין בשיפור. לדוגמה, טחנות הרוח הקטנות של Honeywell שמציעה WindTronics (7) עם מעטה הדומה במקצת לגלגל אופניים עם להבים מחוברים, בקוטר של כ-180 ס"מ, מייצרות 2,752 קוט"ש במהירות רוח ממוצעת של 10 מ' לשנייה. כוח דומה מוצע על ידי טורבינות Windspire עם עיצוב אנכי יוצא דופן.

7. טורבינות Honeywell קטנות המותקנות על גג בית

בין שאר הטכנולוגיות להשגת אנרגיה ממקורות מתחדשים, כדאי לשים לב אליהן ביוגז. מונח כללי זה משמש לתיאור גזים דליקים המיוצרים במהלך פירוק תרכובות אורגניות, כגון ביוב, פסולת ביתית, זבל, פסולת חקלאית ומזון חקלאי וכו'.

הטכנולוגיה שמקורה בקוגנרציה הישנה, ​​כלומר ייצור משולב של חום וחשמל בתחנות חום וכוח משולבות, בגרסתה ה"קטנה" היא צעירה למדי. החיפוש אחר פתרונות טובים ויעילים יותר עדיין נמשך. נכון לעכשיו, ניתן לזהות מספר מערכות עיקריות, כולל: מנועי הדדיות, טורבינות גז, מערכות מנועי סטירלינג, מחזור Rankine האורגני ותאי דלק.

מנוע סטירלינג ממירה חום לאנרגיה מכנית ללא תהליך בעירה אלים. אספקת החום לנוזל העבודה - גז מתבצעת על ידי חימום הקיר החיצוני של המחמם. באמצעות אספקת חום מבחוץ, ניתן לספק למנוע אנרגיה ראשונית כמעט מכל מקור: תרכובות נפט, פחם, עץ, כל סוגי הדלקים הגזים, ביומסה ואפילו אנרגיה סולארית.

מנוע מסוג זה כולל: שתי בוכנות (קרה וחמה), מחליף חום רגנרטיבי ומחלפי חום בין נוזל העבודה למקורות חיצוניים. אחד האלמנטים החשובים ביותר הפועלים במחזור הוא הרגנרטור, אשר לוקח את החום של נוזל העבודה כשהוא זורם מהחלל המחומם לחלל המקורר.

במערכות אלו מקור החום הוא בעיקר גזי פליטה הנוצרים במהלך שרפת הדלק. להיפך, החום מהמעגל מועבר למקור הטמפרטורה הנמוכה. בסופו של דבר, יעילות המחזור תלויה בהפרש הטמפרטורה בין המקורות הללו. נוזל העבודה של סוג זה של מנוע הוא הליום או אוויר.

היתרונות של מנועי סטירלינג כוללים: יעילות כללית גבוהה, רמת רעש נמוכה, חסכון בדלק בהשוואה למערכות אחרות, מהירות נמוכה. כמובן שאסור לשכוח את החסרונות, שהעיקרי שבהם הוא מחיר ההתקנה.

מנגנוני קוגנרציה כגון מחזור רנקין (התאוששות חום במחזורים תרמודינמיים) או מנוע סטירלינג דורש רק חום כדי לפעול. המקור שלו יכול להיות, למשל, אנרגיה סולארית או גיאותרמית. הפקת חשמל בדרך זו באמצעות קולט וחום זולה יותר משימוש בתאים פוטו-וולטאיים.

כמו כן, מתבצעות עבודות פיתוח תאי דלק והשימוש בהם במפעלי קוגנרציה. אחד הפתרונות החדשניים מסוג זה בשוק הוא ClearEdge. בנוסף לפונקציות ספציפיות למערכת, טכנולוגיה זו ממירה את הגז בצילינדר למימן באמצעות טכנולוגיה מתקדמת. אז אין פה אש.

תא המימן מייצר חשמל, המשמש גם להפקת חום. תאי דלק הם סוג חדש של מכשיר המאפשר להמיר את האנרגיה הכימית של דלק גזי (בדרך כלל מימן או דלק פחמימני) ביעילות גבוהה באמצעות תגובה אלקטרוכימית לחשמל וחום - ללא צורך בשריפת גז ושימוש באנרגיה מכנית, כפי שקורה, למשל, במנועים או בטורבינות גז.

אלמנטים מסוימים יכולים להיות מופעלים לא רק על ידי מימן, אלא גם על ידי גז טבעי או מה שנקרא. reformate (reforming גז) המתקבל כתוצאה מעיבוד דלק פחמימני.

מצבר מים חמים

אנו יודעים כי מים חמים, כלומר חום, יכולים להצטבר ולאחסן במיכל ביתי מיוחד למשך זמן מה. לדוגמה, לעתים קרובות ניתן לראות אותם ליד קולטי שמש. עם זאת, אולי לא כולם יודעים שיש דבר כזה מאגרי חום גדוליםכמו מצברים ענקיים של אנרגיה (8).

8. מצבר חום מצוין בהולנד

מיכלי אחסון סטנדרטיים לטווח קצר פועלים בלחץ אטמוספרי. הם מבודדים היטב ומשמשים בעיקר לניהול ביקוש בשעות השיא. הטמפרטורה במיכלים כאלה היא מעט מתחת ל-100 מעלות צלזיוס. כדאי להוסיף שלעיתים לצרכי מערכת החימום, מיכלי שמן ישנים מומרים לצברי חום.

בשנת 2015, הגרמני הראשון מגש אזור כפול. טכנולוגיה זו מוגנת בפטנט על ידי Bilfinger VAM..

הפתרון מבוסס על שימוש בשכבה גמישה בין אזור המים העליון והתחתון. משקלו של האזור העליון יוצר לחץ על האזור התחתון, כך שהמים המאוחסנים בו יכולים לקבל טמפרטורה של יותר מ-100 מעלות צלזיוס. המים באזור העליון קרים יותר בהתאם.

היתרונות של פתרון זה הם קיבולת חום גבוהה יותר תוך שמירה על אותו נפח בהשוואה למיכל אטמוספרי, ובמקביל בעלויות נמוכות יותר הכרוכות בתקני בטיחות בהשוואה לכלי לחץ.

בעשורים האחרונים, החלטות הקשורות אחסון אנרגיה תת קרקעי. מאגר מי התהום עשוי להיות מקונסטרוקציית פלסטיק מחוזקת בטון, פלדה או סיבים. מיכלי בטון נבנים על ידי יציקת בטון במקום או מאלמנטים טרומיים.

ציפוי נוסף (פולימר או נירוסטה) מותקן בדרך כלל בחלק הפנימי של ההופר כדי להבטיח אטימות דיפוזיה. שכבת בידוד החום מותקנת מחוץ למיכל. ישנם גם מבנים קבועים רק עם חצץ או חפור ישירות לתוך האדמה, גם לתוך האקוויפר.

אקולוגיה וכלכלה יד ביד

החום בבית תלוי לא רק באופן בו אנו מחממים אותו, אלא מעל הכל באופן בו אנו מגנים עליו מפני איבוד חום ומנהלים את האנרגיה שבו. המציאות של הבנייה המודרנית היא הדגש על יעילות אנרגטית, שבזכותה החפצים המתקבלים עומדים בדרישות הגבוהות ביותר הן במונחים של חיסכון ותפעול.

מדובר ב"אקו" כפול - אקולוגיה וכלכלה. ממוקם יותר ויותר מבנים חסכוניים באנרגיה הם מאופיינים בגוף קומפקטי, שבו הסיכון של מה שנקרא גשרים קרים, כלומר. אזורים של איבוד חום. זה חשוב במונחים של קבלת האינדיקטורים הקטנים ביותר לגבי היחס בין שטח המחיצות החיצוניות, הנלקחים בחשבון יחד עם הרצפה על הקרקע, לנפח המחומם הכולל.

יש לחבר משטחי חוצץ, כגון חממות, לכל המבנה. הם מרכזים את הכמות הנכונה של חום, ובו זמנית מעניקים אותו לקיר הנגדי של הבניין, שהופך לא רק לאחסון שלו, אלא גם לרדיאטור טבעי.

בחורף, סוג זה של חציצה מגן על המבנה מפני אוויר קר מדי. בפנים, העיקרון של פריסת חיץ של המקום משמש - החדרים ממוקמים בצד הדרומי, וחדרי השירות - בצפון.

הבסיס של כל הבתים החסכוניים באנרגיה הוא מערכת חימום מתאימה בטמפרטורה נמוכה. נעשה שימוש באוורור מכני עם התאוששות חום, כלומר עם מחזירים, אשר מנשיפים את האוויר ה"משומש" החוצה, שומרים על החום שלו כדי לחמם את האוויר הצח המועף לתוך הבניין.

התקן מגיע למערכות סולאריות המאפשרות לחמם מים באמצעות אנרגיה סולארית. משקיעים שרוצים לנצל עד תום את הטבע מתקינים גם משאבות חום.

אחת המשימות העיקריות שכל החומרים חייבים לבצע היא להבטיח בידוד תרמי הגבוה ביותר. כתוצאה מכך, רק מחיצות חיצוניות חמות מוקמות, שיאפשרו לגג, לקירות ולתקרות בקרבת הקרקע להיות מקדם העברת חום מתאים U.

קירות חיצוניים צריכים להיות דו-שכבתיים לפחות, אם כי מערכת תלת-שכבתית היא הטובה ביותר לתוצאות הטובות ביותר. כמו כן, מתבצעות השקעות בחלונות באיכות הגבוהה ביותר, לרוב עם שלוש זגוגיות ופרופילים מוגנים תרמית רחבים מספיק. כל חלונות גדולים הם זכותו של הצד הדרומי של הבניין - בצד הצפוני מניחים את הזיגוג בצורה נקודתית ובגדלים הקטנים ביותר.

הטכנולוגיה הולכת אפילו רחוק יותר בתים פסיבייםידוע כבר כמה עשורים. יוצרי הקונספט הזה הם וולפגנג פייסט ובו אדמסון, שב-1988 הציגו באוניברסיטת לונד את התכנון הראשון של בניין שכמעט ואינו דורש בידוד נוסף, למעט הגנה מאנרגיה סולארית. בפולין, המבנה הפסיבי הראשון נבנה בשנת 2006 בסמולץ ליד ורוצלב.

במבנים פסיביים נעשה שימוש בקרינת השמש, בהחזר חום מאוורור (התאוששות) ובכניסת חום ממקורות פנימיים כגון מכשירי חשמל ודיירים לאיזון דרישת החום של המבנה. רק בתקופות של טמפרטורות נמוכות במיוחד, נעשה שימוש בחימום נוסף של האוויר המסופק לחצרים.

בית פסיבי הוא יותר רעיון, סוג של עיצוב אדריכלי, מאשר טכנולוגיה והמצאה ספציפית. הגדרה כללית זו כוללת פתרונות בניין רבים ושונים המשלבים את הרצון למזער את הביקוש לאנרגיה - פחות מ-15 קוט"ש/מ"ר לשנה - ואיבוד חום.

כדי להשיג פרמטרים אלו ולחסוך כסף, כל המחיצות החיצוניות בבניין מאופיינות במקדם העברת חום נמוך במיוחד U. המעטפת החיצונית של הבניין חייבת להיות אטומה לדליפות אוויר בלתי מבוקרות. באופן דומה, נגרות חלונות מציגה אובדן חום נמוך משמעותית מפתרונות סטנדרטיים.

החלונות משתמשים בפתרונות שונים למזעור הפסדים כמו זיגוג כפול עם שכבת ארגון מבודדת ביניהם או זיגוג משולש. טכנולוגיה פסיבית כוללת גם בניית בתים עם גגות לבנים או בהירים המשקפים את אנרגיית השמש בקיץ במקום לספוג אותה.

מערכות חימום וקירור ירוקות הם עושים צעדים נוספים קדימה. מערכות פסיביות ממקסמות את יכולת הטבע לחמם ולקרר ללא תנורים או מזגנים. עם זאת, יש כבר מושגים בתים פעילים - הפקת עודפי אנרגיה. הם משתמשים במערכות חימום וקירור מכניות שונות המופעלות על ידי אנרגיה סולארית, אנרגיה גיאותרמית או מקורות אחרים, מה שנקרא אנרגיה ירוקה.

מציאת דרכים חדשות ליצור חום

מדענים עדיין מחפשים פתרונות אנרגיה חדשים, שהשימוש היצירתי בהם יכול לתת לנו מקורות אנרגיה חדשים יוצאי דופן, או לפחות דרכים לשחזרה ולשמר אותה.

לפני כמה חודשים כתבנו על החוק השני הסותר לכאורה של התרמודינמיקה. ניסוי פרופ. אנדראס שילינג מאוניברסיטת ציריך. הוא יצר מכשיר שבאמצעות מודול פלטייר קירר חתיכת נחושת בת תשעה גרם מטמפרטורה של מעל 100 מעלות צלזיוס לטמפרטורה הרבה מתחת לטמפרטורת החדר ללא מקור חשמל חיצוני.

מכיוון שהוא פועל לקירור, הוא חייב גם לחמם, מה שיכול ליצור הזדמנויות להתקנים חדשים ויעילים יותר שאינם דורשים, למשל, התקנת משאבות חום.

בתורם, הפרופסורים Stefan Seeleke ואנדראס Schütze מאוניברסיטת Saarland השתמשו במאפיינים אלה כדי ליצור מכשיר חימום וקירור יעיל וידידותי לסביבה המבוסס על יצירת חום או קירור של החוטים המונעים. מערכת זו אינה זקוקה לגורמי ביניים, וזה היתרון הסביבתי שלה.

דוריס סונג, עוזרת פרופסור לארכיטקטורה באוניברסיטת דרום קליפורניה, רוצה לייעל את ניהול האנרגיה של הבניין באמצעות ציפויים תרמו-מתכתיים (9), חומרים חכמים הפועלים כמו עור אנושי - מגנים באופן דינמי ומהיר על החדר מפני השמש, מספקים אוורור עצמי או במידת הצורך מבודדים אותו.

9. דוריס סונג ובי-מתכות

באמצעות טכנולוגיה זו פיתח סונג מערכת חלונות טרמוסט. כשהשמש נעה על פני השמים, כל אריח המרכיב את המערכת נע איתו באופן עצמאי, אחיד, וכל זה מייעל את המשטר התרמי בחדר.

הבניין הופך להיות כמו אורגניזם חי, המגיב באופן עצמאי לכמות האנרגיה המגיעה מבחוץ. זה לא הרעיון היחיד לבית "חי", אבל הוא שונה בכך שהוא לא דורש כוח נוסף עבור חלקים נעים. התכונות הפיזיקליות של הציפוי לבדן מספיקות.

לפני כמעט שני עשורים, נבנה מתחם מגורים בלינדאס, שבדיה, ליד גטבורג. ללא מערכות חימום במובן המסורתי (10). הרעיון לגור בבתים ללא תנורים ורדיאטורים בסקנדינביה הקרירה גרם לרגשות מעורבים.

10. אחד הבתים הפסיביים ללא מערכת חימום בלינדוס, שוודיה.

רעיון הבית נולד בו, הודות לפתרונות וחומרים אדריכליים מודרניים, כמו גם התאמה מתאימה לתנאי הטבע, הרעיון המסורתי של חום כתוצאה הכרחית מחיבור עם תשתית חיצונית - חימום, אנרגיה - או אפילו עם ספקי דלק בוטלה. אם אנחנו מתחילים לחשוב באותה צורה על החמימות בבית שלנו, אז אנחנו בדרך הנכונה.

כל כך חם, חם יותר...חם!

מילון מונחים של מחליף חום

הסקה מרכזית (CO) - במובן המודרני פירושו מתקן שבו חום מסופק לגופי חימום (רדיאטורים) הממוקמים במקום. מים, אדים או אוויר משמשים לפיזור החום. ישנן מערכות CO המכסות דירה אחת, בית, מספר בניינים ואפילו ערים שלמות. במתקנים המשתרעים על בניין בודד, המים מוזרים על ידי כוח הכבידה כתוצאה משינויי צפיפות עם הטמפרטורה, אם כי ניתן לאלץ זאת על ידי משאבה. במתקנים גדולים יותר, משתמשים רק במערכות מחזור מאולץ.

חדר דוודים - מפעל תעשייתי, שהמשימה העיקרית שלו היא ייצור של תווך בטמפרטורה גבוהה (לרוב מים) עבור רשת החימום העירונית. מערכות מסורתיות (דודים הפועלים על דלקים מאובנים) נדירות כיום. זאת בשל העובדה שיעילות גבוהה הרבה יותר מושגת עם ייצור משולב של חום וחשמל בתחנות כוח תרמיות. מצד שני, הפקת חום רק באמצעות מקורות אנרגיה מתחדשים צוברת פופולריות. לרוב, נעשה שימוש באנרגיה גיאותרמית למטרה זו, אך נבנים מתקנים טרמיים סולארים בקנה מידה גדול בהם

קולטים מחממים מים לצרכים ביתיים.

בית פסיבי, בית חסכוני באנרגיה – תקן בנייה המאופיין בפרמטרי בידוד גבוהים של מחיצות חיצוניות ושימוש במספר פתרונות שמטרתם למזער את צריכת האנרגיה במהלך הפעולה. הדרישה לאנרגיה בבניינים פסיביים היא מתחת ל-15 קוט"ש/(מ"ר·שנה), בעוד שבבתים רגילים היא יכולה להגיע אפילו ל-120 קוט"ש/(מ"ר·שנה). בבתים פסיביים ההפחתה בדרישת החום היא כה גדולה עד שלא משתמשים במערכת חימום מסורתית, אלא רק בחימום נוסף של אוויר האוורור. הוא משמש גם לאיזון ביקוש לחום.

קרינת שמש, התאוששות חום מאוורור (התאוששות), וכן רווחי חום ממקורות פנימיים כגון מכשירי חשמל או אפילו התושבים עצמם.

גזיניק (בדיבור - רדיאטור, מ-calorifère הצרפתית) - מחליף חום מים-אוויר או קיטור-אוויר, שהוא אלמנט של מערכת הסקה מרכזית. כיום, רדיאטורים פאנלים עשויים לוחות פלדה מרותכים משמשים לרוב. במערכות הסקה מרכזיות חדשות, למעשה כבר אין שימוש ברדיאטורים עם סנפירים, אם כי בחלק מהפתרונות המודולריות של העיצוב מאפשרת הוספת סנפירים נוספים, ולכן שינוי פשוט בעוצמת הרדיאטור. מים חמים או אדים זורמים דרך המחמם, שלרוב אינם מגיעים ישירות מה-CHP. המים המזינים את כל המתקן מחוממים במחליף חום עם מים מרשת החימום או בדוד, ואז עוברים למקלטי חום כמו רדיאטורים.

דוד הסקה מרכזי - מכשיר לשריפת דלק מוצק (פחם, עץ, קוק וכו'), גזי (גז טבעי, גפ"מ), מזוט (מזוט) על מנת לחמם את נוזל הקירור (בדרך כלל מים) שמסתובב במעגל CH. בשפה המקובלת, דוד הסקה מרכזי מכונה בטעות כיריים. בשונה מכבשן, שמוציא את החום שנוצר לסביבה, הדוד פולט את החום של החומר הנושא אותו, והגוף המחומם הולך למקום אחר, למשל, למחמם, שם הוא משמש.

דוד עיבוי - מכשיר עם תא בעירה סגור. דוודים מסוג זה מקבלים כמות נוספת של חום מגזי פליטה, שבדודים מסורתיים יוצאים דרך הארובה. הודות לכך, הם פועלים ביעילות גבוהה יותר, ומגיעים עד 109%, בעוד שבדגמים מסורתיים זה עד 90% - כלומר. הם משתמשים בדלק טוב יותר, מה שמתורגם לעלויות חימום נמוכות יותר. ההשפעה של עיבוי דוודים נראית בצורה הטובה ביותר בטמפרטורת גזי הפליטה. בדוודים מסורתיים, טמפרטורת גזי הפליטה היא יותר מ-100 מעלות צלזיוס, ובדודי עיבוי היא רק 45-60 מעלות צלזיוס.