model cieplny DOMU- praktyczne zastosowanie

[Szaruś]

oczywiscie ze moge to zasymulowac, ale trzeba tu zaznaczyc, ze wewnetrzne spelniaja bardzo wazna role i trzeba te zagadnienie akumulacyjnosci zawsze rozpatrzywac calosciowo

najlepiej jak podasz mi ile m2 scian wewnetrznych(nie liczac z dwoch stron tylko z jednej) planujesz zrobic, jaka grubosc , jaki material itd, ile m2 okien, ile dachu itp

jak to ustalimy to potem mozna rozpatrzywac tylko wplyw scian zewnetrznych

 

no i najwazniejsze rzecz uloz jakis scenariusz co Cie interesuje

czyli temperatury , rodzaj ogrzewania (jakis sterownik, czy tylko wlacz, wylacz..) ile godzin grzania ile pazy ewentualnie itd

 

Leon, chodzi mi bardziej o ogolnie stwierdzenie, że grube ściany niewiele wnoszą do akumulacji ciepła, niż konkretne rozpatrzenie rozkładu temperatur czy mocy dla konkretnego przypadku.

 

Dlatego, jeżeli możesz to prosiłbym o zrobienie takiej symulacji:

 

domek 130 m2

dach jakieś 150 m2 (30 stopniowy)

ściany wewnętrzne cienkie (10 cm) 90 m2

ściany wewnętrzne grube (25 cm) 13 m2

ściany zewnętrzne 150 m2

okna 18 m2 (odjąć od ścian zewnętrznych)

włącz/wyłącz w cyklu 12h/12h (tak jak to robiłeś)

 

Rozpatrywałbym dwa dwa rodzaje materiałów:

 

BK 400 (ściany zewnętrzne + 10 cm styropian, i wewnętrzne)

cegła pełna (ściany zewnętrzne + 10 cm styropian, i wewnętrzne)

 

I prosiłbym o sześć symulacji dla każdego domu (zmieniając ściany zewnątrzne): 5 cm, 10 cm, 15 cm, 20 cm, 25 cm, 30 cm. Te cienkie ściany zewnętrzne konstrukcyjnie nie mają sensu, ale nie a konstrukcję mi chodzi, ale wpływ zmiany grubości ścian zewnętrznych (przy nie zmienionych ścianach zewnętrznych) na akumulację cieplną. Z innych źródeł wynikało mi, że zwiększenie grubości ścian zewnętrznych powyżej 15 cm nie miało wpływu na akumulacyjność budynku.

 

A w międzyczasie na gwałt kombinuje jakis kompilator dor C++, jak będę już miał to się sam też trochę pobawię. W kodzie masz też niemieckie komentarze. Ten model jest gdzieś opisany na jakimś niemieckim linku? Jeżeli tak, możesz mi podać namiary na ten link?

 

Masz też jakieś namiary na model odnośnie ochrony cieplnej budynku latem (jak żar lejący się z nieba promienuje do środka przez okna i nagrzewa ściany). Na ile akumulacujność budynku wpływa na temperaturę wewnątrz budynku (słońce to nie grzałka elektryczna, i po osiągnięciu zadanej temperatury wewnętrznej dalej grzeje, badziewie). Czy też ten model będzie można też używać to symulacji zachowania letniego?

 

Może sam na to wpadnę jak się zacznę bawić.

 

A jak będziesz miał wyniky to możesz mi podesłać pliki, porobię rysunki w Excellu, i wstawię do topica.

[Gość]

ostatnio znowu troche symuluje i dlatego przypomnialem sobie o tym modelu cieplnym budynku

dlatego wrzucam go do gory- moze komus sie przyda?

[kaKa]

Leon, bardzo ciekawy temat.

W planach budowa podobnego domku jaki ma Szarus, a wiec poslalem do niego prosbe o przeslanie wynikow symulacji z jego poczatkowymi warunkami.

 

Pozdrawiam

 

kaKa

[Szaruś]

Ale ja żadnych symulacji niestety nie zrobiłem.

[WojtekSz]

Leon

w sumie widac, że ścianka z maxa i ocieplona daje wyższą stabilność (jak to układ bardziej odizolowany od zewnatrz). Bo przecież tak naprawdę opór cieplny ściany z izolacja (przy tej samej grubości) będzie wiekszy niz sciany z Ytonga.

Modelowanie potwierdza moje przemyslenia z tzw analizy w głowie. Czego jeszce nie wiem to jak wenttylacja wpłynie na temperaturę wnetrza - z moich szacunkowych wyliczeń bilansu enetrgetycznego wynika, ze wentylacja może zabierać z dobrze docieplonego domu od 20 do 30% energii, ktora zamiast grzać sciany wylatule przez komin (jeśli nie ma reku).

A swoją droga to kiedy w domu temperatura ścian spada do 10stopni? Pewnie tylko jesli wyjedziesz ana urlop

pozdrawiam

[Gość]

te obliczenia mialy tylko pokazac czy jest mozliwe a jezeli to w jakich warunkach oszczedzanie na okresowym obnizaniu temperatury w domu ( np wyjscie do pracy)

 

konkluzja jest taka, ze w tradycyjnym budownictwie czyli sciany z pustakowa a nie ze styropianu takie oszczednosci nie sa mozliwe

 

model jest tez bardzo przydatny do rozwazania roznych rodzajow ogrzewania domu i do modelowania jego sterowania

[m.dworek]

podciagam do gory bo zaraz wkleje nowe wykresy

wlasnei robie sobie symulacje mojego domu i chce zobaczyc jak sie bedzie zachowywal np podczas awarii ukladu grzeewczego- jak szybko sie wychlodzi

rozwazam tez jakies wynalazki typu ladowanie buforow moca kominka przez pare godzin a nastepnie korzystanie z tej mocy przez reszte doby- czyli klasyczny piec alumulacyjny

[m.dworek]

juz domek buduje wiec wiem z jakich materialow , jakie rozwiazania, grubosci itd wiec moglem sobie troche posymulowac a jak...

zadanie brzmialo jak zachowa sie dom o stalej temperaturze wszystkich przegrod 20 °C kiedy bede w nim palil przez 4 godziny np w kominku lub powiedzmy elektrycznie moca 6kw

a nastepnie to ogrzewanie wylacze na 12 godzin i znowu wlacze na 4 godzinki a potem wylacze. temperatura na zewnatrz 0°C

 

sciana z silikatu 18cm, 20 cm styropian

200 m2 sciany zewnetrzej, 600 m2 powierzchni scian wewnetrznych+stropy i podlogi

straty przez okna i dach ujalem prostym wzorem(dosc scislym) Q=80*dt gdzie dt to roznica temperatury powietrza w domu i na zewnatrz

kubature przyjalem domu 700 m3 i jedna wymiana powitrza na 3 godziny

 

oto wyniki symulacji

dosc ciekawe....

http://img204.imageshack.us/img204/4599/symulacja4pb.jpg

 

ciekawe jest to ze po wylaczeniu ogrzewania to sciana zewnetrzna zamiast nas chlodzic w dalszym ciagu dostarcza ciepla do pomieszczenia i to nie malo...

na tym wykresie jest pozycja strata przez sciane zewnetrzna- troche to nieprecyzyjnie opisalem- chodzi o to ze jest to utrata ciepla przez ta sciane

czyli ile ciepla traci sama sciana z siebie a nie ile ciepla ucieka z domu przez ta sciane- widac tu ze sciana sie wychladza okolo 1,5 kW mocy co nie ioznacza ze tyle ciepla ucieka przez nia- gdyz wieksza czesc tego ciepla ucieka DO DOMU

[WojtekSz]

gratuluję - bardzo ciekawa analiza

 

Mam do niej kilka pytań: czy na dolnym wykresie mamy do czynienia z nateżeniem struniemia wymiany ciepła (moca dodawana lub pobierana z układu termodynamicznego)? Pewnie tak bo we wskazanych przez Ciebie okresach załaczamy żródło ciepła i całość się nagrzewa. Jesli tak to dlaczego straty ciepła przez sciane i wentylacje sa pokazane jako wartości dodatnie? Pewnie ten błąd powoduje, ze pojawia sie stwierdzenie, że sciany oddaja ciepło do wnetrza a przeciez gdyby oddawały ciepło to temperatura we wnetrzy podnosiłaby się poza okresami kiedy działa ogrzewanie a przeciez wykres górny - poprawnie- pokazuje, że spada.

Skądinąd jest to zgodne z zasadą powiekszania się entropii

 

Uważam ten model za bardzo pouczający bo ładnie pokazuje na liczbach to co wszyscy 'czują', że w zadanych parametrach pracy potrzebne jest pewne stałe ciepło (moc) aby zachowac stałe parametry temperaturowe pomieszczenia a jesli nie ma tego ciepła to temperatura spada. W Twoim dobrze ocieplonym domu ta temperatura spada w tak niewielkim stopniu ze jest to całkowicie dopuszczlne bo spadek o 2stopnie przez 12 godzin jest przecież naprawdę super! I ta własnie wartość tzn spadek o tylko 2 stopnie przez 12 godzin okresu nieogrzewania jest godna podkreślenia. Bardzo chętnie bym zobaczył jakie byłyby wyniki obliczeń z tego modelu dla ścian bez ocieplenia. To byłoby najlepszym dowodem, że warto stosowac ocieplenie!

 

Nic bardziej nie przekonuje jak dobry przykład

 

pozdrawiam

[m.dworek]

no czesc wojtek

ciesze sie ze cie ta symulacja zaintereesowala

wybacz ze jako naukowiec () uzywam dosyc niekonsekwentnie ogolnie przyjetych zasad dotyczacych znaku +- ale jakos piszac ta krotka symulacje mialem inne problemy niz martwienie sie jaki znak kojarzyc ze strata a jaki z zyskiem i skutkiem tego jest tu faktycznie przyznaje pewien chaos- i trzeba sie niestety do tego przyzwyczaic

wiec raz jeszcze moc oddawana pomieszczeniu (np piec jest dodatnia kiedy piec nas grzeje) natomiast STRATY tez sa DODATNIE jesli sa

straty ujemne oznaczaja po prostu ze dany czynnik nas grzeje a nie ziebi

wiem, wiem to troche pokrecone ale tak to napisalem ze straty maja byc dodatnie

 

kurcze zapomnialem opisac dolny wykres- wiec na osi Y jest moc w kW

 

program testowalem na rozne warianty i stwierdzilem ze reaguje poprawnie

wiec jakies bledy w nim sa raczej malo prawdopodobne

co do tego ze grzeje nas sciana zewnetrzna , kiedy nie dziala piec- to wyglada troche dziwnie, ale tak jest

dzieje sie tak dlatego, ze mamy inne straty- zyli okna i dach, oraz wentylacje

jesli sciany byly by jedynym zrodlem strat cieplnych wtedy oczywiscie taka sytuacja byla by niemoezliwa

 

zaraz pokaze sdalsze wykresy

zaczecam do dalszej dyskusji

 

ja np wyciagajac wnioski z tych symulacji zaluje ze zamowielem silikaty 18

drazone i postanowilem ze bede je murowal do gory otworami i otwory te zaleje bardzo chudym betonem

zwiekszy to bezwladnosc cieplna i zawsze troche poleprzy parametry akustyczne scian

[m.dworek]

a tutaj zgodnie z zyczeniem ten sam budynek w wersji maximum perversum czyli silikat bez ocieplenia czyli grubosc styropianu rowna 0 cm (co niektorzy tak maja )

 

temperatura na dworze to zaden tam mroz tylko 2jedynie 0°C

wentylacja na poziomie 0,2 wymian na godzine

na poczatku dla czasu "0s" dom ma jednolita temperature 20 °C (moze bylo jakies super ogrzewanie czy co... )

 

pozniej jak wczesniej grzejemy np pradem czy kominkiem- wazne ze cale cieplo przekazywane jest do powietrza pomieszczen i dopiero za jego posrednictwem nastepuje ogrzewanie scian itd- czyli cos mniej wiecej jak kaloryfery lub wlno stojacy ogrzewacz elektryczny. otorz grzejemy 4 godziny pozenij niegrzejemy 12 godzin , znowu wlaczamy ogzrewanie na 4 godziny i pozniej znowu wylaczamy na zawsze

 

oto wyniki tej zaskakujacej i mrozacej krew w zylach symulacji

 

http://img228.imageshack.us/img228/3526/symulacja27ws.jpg

[m.dworek]

ja mysle ze to co najlepiej pokazuje symulacja z ocieplonymi scianami to to ze mozna teoretycznie majac kominek tak dobrac czas grzania w nim, ze praktycznie caly czas bedzie cieplo

mysle ze moglby to taki dajmy na to kominek z plaszczem wodnym urzeczywistnic wlanczajac do obiegu kaloryfery, gdyz to wytworzone cieplo trzeba natychmiast rozprowadzic po pomieszczeinach, aby uiknac przegrzania, gdyz ikt nie lubi sauny kiedy akurat nei ma na nia ochoty

zasymulauje teraz jak dlugo trzeba by palic w takim kominku z plaszczem o mocy 14 kw

jesli palimy raz dziennie powiedzmy 5 godzin i jak to bedzie wygladalo - tzn jakie beda wahania temperatury w moim wirtualnym domu

 

http://img228.imageshack.us/img228/7418/symulacja36im.jpg

 

okazuje sie ze sam kominek w tym wypadku palac po 5 godzin dziennie nie wystarcza, gdyz temperatura z dnia na dzien maleje i pewnie ustalila by sie gdzies po tygodniu na jakims malo ciekawym poziomie

 

wahania dobowe temperatury na poziomie 6 °C tez nie sa tym co kazdy by miec chcial

 

wniosek- kominek jako jedyne zrodlo ciepla nie jest tu komfortowym rozwiazaniem- chyba zeby pomyslec o jakis buforach, cos jak kiedys piece kaflowe

 

no nic na razie bede dalej dumal jak zorganizowac funkcjonalne centralne ogrzewanie z wykorzystaniem kominka

[WojtekSz]

coś mi to nie gra ale jako naukowcy zaraz to wyjasnimy:

- czy ściana inertna to ściana zewnetrzna?

- czy masz wykres tempartaury dachu/sufitu?

- w jaki sposób ściana inertna tak szybko sie nagrzewa - czy ti jest jakoś związane z budową kominka? Jaki jest mechanizm przekazywania energii z kominka do ściany zewnterznej i do ściany inertnej?

Choć sciana inetrna może grzac powietrze (podvciagane cały czas z podwórka tzn chłodne) to mimo wszystko temperatura wewnatrz pomiescenia spada: bilans cieplny jest ujemny.

pozdrawiam

[m.dworek]

1.sciana inertna- tak ujalem sciany dzialowe, stropy itd zakladajac jednorodny material o grubosci 12 cm wymieniajacy cieplo z dwoch stron (wiec efektywna grubosc tylko 6 cm- dlatego sie dosc szybko nagrzewa)

2.sciany zewnetrzne to nie sciana inertna tylko sciana zewnetrzna, w ktorej licze rowniez profile temperatut i dlatego tak jak w realu moze ona dzialac rowniez jako bufor dla energii i czasami nawet oddawac cieplo DO pomieszczenia

3. dach i okna ujete sa jednym prostym wzorem , ze straty z nich sa rowne 80 *(temperatura wewnatrz-temp zewnatrz)

wzor bardzo prosty a dobrze ujmuje wplyw tych przegrod- liczba 80 bieze sie z powierzchni okien razy k okien + powierzchnia dachu razy k dachu wiec wystarczy pozniej pomnozyc te 80 razy roznice temperatur i mamy wynik

 

4. sciana inertna jak i kazda inna nagrzewa sie za pomoca konwekcji naturalnej od powietrza a te z kolei pobiera cieplo od zrodla- np kaloryfera

 

wszystko to liczone jest dla zalozenia rownomiernej temperatury wewnatrz domu- co moga np zapewnic kaloryfery

 

model jest specjalnie na razie bardzo prosty, zeby nabrac najpierw wyczucia zanim doda sie nastepne bajery

[m.dworek]

wrzucam do gory bo widze ze zapomnieliscie o moim watku

[WojtekSz]

czy robiłeś podobne wykresy nie dla mocy ale dla strumieni ciepła (wyrazonych w watach)? Wówczas mozna b.łatwo zobaczyc jakie sa straty w rozpatrywanej sytuacji i łatwo pokazac ile ciepła musi byc dostarczane stale aby powietrze miało stała temperaturę (lub małozmienną). W takim widoku zobaczysz jak duzo ciepła uchodzi z wentylacją - w mojej wewnetrznej kalkulacji wyszło mi ze w dobrze ocieplonym domu wentylacja to ok 30% stat ciepła - no i dlatego przewiduję rekuperator z mieszalnikiem pozwalającym na dodawanie do rozpprowadzanego powietrza ciepła z kominka - ale tylko powietrza ogrzanego z kominka. To jest może nie do końca efektywne ale na pewno bezpieczniejsze rozwiązanie.

pozdrawiam

[m.dworek]

moze jestem skacowany...

jaka jest roznica miedzy moca a strumieniec ciepla wyrazonym w watach?

[m.dworek]

wrucam up

moze ktos sie skusi na dyskusje?

[KrzysiekMarusza]

Strumien ciepła to wg mnie ile dżuli energii przepływa [tu: przez daną przegrodę] w ciągu 1 sekundy - i de facto to jest moc [moc strat które np. nalezy pokryć żeby utrzymac stałą temp. przed przegrodą].

Chyba że WojtekSz uważa inaczej lub chodziło mu np. o strumienie na jednostkę powierzchni (ale wtedy by było W/m2 sciany) ...

 

pozdr - Krzysiek

[WojtekSz]

mea culpa - wyraziłem się niedokładnie. Przez strumienie rozumiałem ilości energii (a więc moc * czas) albowiem zgodnie z podstawową zasada zachowania energii w dłuzszym czasie Twój dom będzie miał stała temperaturę jesli ilośc energii dostarczanej będzie równowazyła ilośc energii z niego uchodzącej. Wszelkie obliczenia chwilowe (w odniesieniu do mocy) sa o tyle niedokładne że zakładaja zbyt wiele aby mozna je uzywac dokładniej do szacowania zjawisk w czasie. A dzieje się tak dlatego ,ze zjawiska w czasie sa dynamiczne a kolega załozył przeciez że wystko dzieje sie równoczesnie (npo ze temperatura jest jednakowa w całym domu. A przecież wiadomo, ze rozkład temperatury jest silnei zalezny do rodzaju ogrzewania (najlepsze jest tutaj podłogowe) a ponadto nagrzewanie się scianek od powietrza jest silnie utrudnione bo małe ciepło własciwe powietrza powoduje że przenosząc ciepło do sciany bardzo silnie się ochładza a więc szybko przestaje je ogrzewac. Preciez jesli dom ma piec w jednym pomieszceniu i nawet kaloryfery w każdym innym to sufity ogrzeją się conajmniej dopiero po 3..4 godzinach i tylko jesli zapewniona będzie wymiana powierza.

I własnie dlatego proponuję najpier szacunki na podstawie podstawowego bilansu energii (co co nawałem strumieniem) a dopiero potem sprawy bardziej szcegółowe (dynamiczne). Skądinąd takie obliczenia energii sa podstawą audytów energetycznych

pozdrawiam