Презентация ферма

Автономный
ресурсосберегающий дом
(АРСДОМ)
ПОДНЯТЬ УРОВЕНЬ КОМФОРТА
НЕ УВЕЛИЧИВАЯ ПОТРЕБЛЕНИЕ
ЕСЛИ СТРОИТЬ, ТО АРСДОМ!
Малых Владимир Валентинович
[email protected]
ЦЕННОСТИ СЕМЬИ
АВТОНОМНОСТЬ ЖИЛИЩА
УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ ОБЩЕСТВА
ПРОДОВОЛЬСТВЕННАЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ И
ЭКОЛОГИЯ
Развитие энергоэффективного ресурсосберегающего экологического
малоэтажного домостроения. Зачем и почему?
Доля энергосберегающего жилья в мире постоянно растёт.
В экономически благополучных странах экологическое домостроение получает самую
широкую поддержку государства. Так, в Германии, программа строительства домов
«нулевого» энергопотребления получила национальный статус. Например, половину
затрат граждан на установку солнечных батарей компенсируется государством.
Дом с «нулевым» энергопотреблением это не только реально, но и экономически
выгодно. Субсидирование АРСДомов производится через ипотечное кредитование.
Экономически развитые страны, где малоэтажное жильё составляет свыше 70%, уже
сегодня столкнулись со сложностями и дороговизной его экологической модернизации.
Совершенно иная ситуация при новом строительстве в России – автономное энергосберегающее домостроение поможет сэкономить большие средства ввиду отсутствия
централизованных сетей.
Сегодня в России только около 3% населения живёт в современных коттеджах, а хотели
бы жить – больше половины всего населения.
Поэтому строителям нужно дать в руки новые энергоэффективные технологии как при
строительстве так и при эксплуатации домов.
Необходимо создавать новую отрасль домостроения, удовлетворяющую новым
экологическим потребностям массового застройщика.
АРСДом – это инфраструктурный проект.
Особенности проектных решений АРСДома
Проект АРСДома отвечает 3-м основным принципам «пассивного» дома.
(архитектура, объёмно-планировочные решения, конструктив)
-- дом-термос – формообразование ( дом-куб ):
термическое сопротивление 3-х слойной стены R>6 м2 оС/Вт,
окна теплозащитными стёклами и с теплозащитными экранами (R=3,5 м2 оС/Вт);
-- дом-аккумулятор – стены и перегородки из лёгких бетонов – это элементы
инерционного здания, монолитная ж./б. плита основания и буронабивные сваи
и прилегающий к ней грунт (более 1000 м3) – это сезонный аккумулятор (НПИТ);
-- дом-солнечный коллектор:
сотовые полупрозрачные панели на вертикальных стенах (Ю-В, Ю, Ю-З фасады):
в отопительный период – это пассивное использование солнечной радиации в
тепловом балансе дома (инсоляция и тепло);
летом – это воздушный СК (избыточное тепло сбрасывается в грунт под домом);
на южном скате крыши устанавливаются СК и ФЭПы.
-- Система отопления (водяная) предполагает поэтажное отключение (температура
неотапливаемых помещениях поддерживается не ниже 10оС), а в межсезонье
система отопления (воздушная) работает совмещено с системой вентиляции.
Водяные СК
ФЭПы
Воздушный СК
(треугол. фронтон)
Полупрозрачные
сотовые панели
Южный фасад
Вертик. теплообменник
воздух-воздух, совмещённый с
воздушный СК
Южный фасад
Травяная кровля (мох ягель)
Воздушный СК
(треугол. фронтон)
Полупрозрачные
сотовые панели
Юго-западный фасад
Северный фасад
Внутри квартальные
дороги с подогревом
СТЕКЛО c ТОП
Прозрачный волосяной
покров длиной до 80 мм.
СТЕКЛО
с декорирующей
плёнкой
Улица -25 оС
Помещение +20 оС
ТОНКИЕ ПЛЕНКИ (СОТЫ) –
подавители конвекции
СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ СОТОВЫЕ ПАНЕЛИ
НА ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТЕНАХ.
степень пропускания коротковолнового излучения 70%
Элемент сотовой конструкции
Сборка из
пропиленовой
Крышка с
полиэтиленовыми
плёнки пленками
Сборочный
Сборочный
каркас
извид
сотовой
профиля
конструкции ПВХ
Прямые
солнечные лучи
Прямые солнечные
лучи
Бок. стенка
из ПВХ
Боковая
фанера
ые
Отражённые
Отраженн
е
ны
солнечлучи
солнечные
и
ч
лу
Снег
Нижняя
фанера
Опорная
стенка
для
ПСК
Особенности инженерных систем АРСДома
В отоплении АРСДома используется комбинированная система, которая включает
основные элементы:
-- водяные плоские солнечные коллекторы площадью 30 м2 - летом производят непосредственно горячую воду, в отопительный период горячую воду для дома производят совместно
с парокомпрессорных тепловым насосом (ТНУ)
-- трансформатор тепла – это ТНУ (спиральный компрессор электрической мощностью 2 кВт);
-- высоко потенциальный источник тепла (ВПИТ) – это водяная безнапорная ёмкость (V=5,5м3)
c 4-мя встроенными противоточными теплообменниками;
-- низко потенциальный источник тепла (НПИТ) – это вертикальные сваи-теплообменники в
грунте под домом (объём грунта более 1000 м3) и тепло очищенных стоков системы очистки
«Матрёшка» при сбросе их в дренаж;
Дублирующий источник тепла – дровяная печь медленного горения, работает в обычном
режиме как банная печь в пристройке, в её топке утилизируются твердые горючие бытовые
отходы накопленные за неделю (картон, бумага, пластик).

В доме за проектирована автономная система канализации с 2-мя внутренними разводками водоводов:
-- вода из рукомойника и ванны поступает в грубый фильтр (кварцевый песок и гранулированный полистирол) и повторно используется в сливных бочках унитазов;
-- вода из мойки на кухне и унитазов непосредственно поступает в биореактор «Матрёшка».
Твёрдые органические отходы перерабатываются в анаэробном отсеке биореактора
объёмом 3 м3, поступают в отсек:
-- или через канализационный водовод, тогда в кухонную мойку устанавливается измельчитель (W=800 Вт);
-- или, из биореактора на поверхность земли выводится мусоропровод, бытовые отходы на
кухне сортируются и по мере накопления (1 раз в сутки или двое) органические отходы
вываливаются в мусоропровод.

Система вентиляции в АРСДоме устроена следующим образом:
-- Удаляемый воздух из санузлов и кухни принудительно вентилируется через противоточный
теплообменник, совмещённый с воздушным СК (размещён на вертикальном стеклянном
фасаде) и удаляется через теплицу на улицу.
-- Приточный воздух проходит 3-и последовательных стадии нагрева:
1 – в цокольном этаже холодный воздух нагревается в пластинчатом противоточном теплообменнике воздух-жидкость, отъём тепла у грунта (летом эта система работает как кондиционер);
2 – воздух нагревается в противоточном теплообменнике воздух-воздух, совмещённый с СК на
вертикальном фасаде;
3 – воздух нагревается в тепло-массообменнике в коньковом воздуховоде треугольной формы
(стенки воздуховода из монолитного ж/б), где происходит подмешивание свежего воздуха
с воздухом жилых помещений (рециркуляция) и поступает на этажи и через двери дальше в
жилые помещения.
В дальнем углу каждой жилой комнаты дома устанавливается вытяжка.
В отсутствии людей в доме вентиляция не работает.
Водоснабжение и водоотведение:
-- холодное водоснабжение – скважина на один или несколько домов с системой водоподготовки;
-- водоотведение: летом очищенные стоки – из системы «Матрёшка» подаётся в систему почвенного полива – это тёплая вода с температурой более 20оС, насыщенная кислородом и минеральными био-веществами (урожайность возрастает до 30%),
зимой очищенные стоки сбрасываются в дренажную систему биореактора «Матрёшка».

Хранение продуктов в погребе:
-- в погреб в холодильный отсек заведены 2-е стальные сваи- теплообменники длиной 12 м,
ввинченные в грунт – это сезонное накопление холода:


------
Электроснабжение дома автономное с 2-мя внутренними разводками: слаботоч ная на постоянном токе V = 12 В и силовая переменного тока V = 220В:
генерация электричества осуществляется от фотоэлектрических преобразователей
(ФЭП);
химические аккумуляторы на 12 В;
питание электромеханических бытовых приборов от сети переменного тока 220 В;
освещение на светодиодах;
дублирующий источник – газобензиновая электростанция мощностью 2 кВт.
В перспективе, когда гибридный автомобиль будет распространён на отечественном
рынке, то гибридный автомобиль – это одновременно и передвижная электростанция.
Газоснабжение на пропанобутановом баллоне или от произведённого биогаза в
биореакторе «Матрёшка»:
-- приготовление пищи на газовой плите с каталитической горелкой;
-- абсорбционный холодильник на аммиаке, вместо электронагревателя – каталитическая газовая горелка.
В перспективе замена парокомпрессорного теплового насоса на абсорбционный.

Системы автоматического управления АРСДомом:
-- система наружного наблюдения с дистанционной связью;
-- система поддержания дифференцированного теплового комфорта в доме с дистанционной связью;
-- система пожаробезопасности.

Уровень инсоляции в Новосибирской области
Перевод тепловой энергии
Основное инновационное решение (сложение 2-х тепловых систем)
Первая фаза:
ГЕЛИО
Лето. Высокий уровень инсоляции.
Гелиосистема полностью обеспечивает
дом ГВС. Излишки тепловой энергии
отводятся посредством геотермальной
системы в грунт и обеспечивают
кондиционирование помещений здания.
Вторая фаза:
Расчетная
зона
баланса
двух систем
ГЕОТЕРМИЯ
Осень и весна. Достаточный уровень
инсоляции для обеспечения ГВС и нагрев
вентиляционного воздуха. Для
производства необходимого количества
тепла частично используется
геотермальная система.
Комфорт
(теплоснабжение
и вентиляция )
Третья фаза:
Грунтовый
аккумулятор
тепла
Зимний период. Активное
использование тепловой энергии
грунтового аккумулятора. В случаи
продолжительных периодов с
отрицательными температурами,
возможно использование энергии
топливного котла, как дублирующего
источника тепла.
СХЕМА ВОДОСНАБЖЕНИЯ И КАНАЛИЗАЦИИ
ПОЧВЕНЫЙ ПОЛИВ
( лето )
СКВАЖИНА
Дренаж
отопит. период
«МАТРЁШКА»
БАК – АККУМУЛЯТОР
(ВПИТ, V=5,5 м3)
СИCТЕМА
ПОДГОТОВКИ ВОДЫ
СХЕМА КОМБИНИРОВАННОГО ОТОПЛЕНИЯ
СОЛНЕЧНАЯ
ЭНЕРГИЯ
СОЛНЕЧНЫЕ
КОЛЛЕКТОРА (СК)
S = 25 м2
ТЕПЛОВОЙ НАСОС
Рэ= 2 кВт; Рт= 6- 8 кВт
ПАНЕЛЬНО-ЛУЧИСТОЕ
ОТОПЛЕНИЕ
Q=60-80 Вт/м2
( потолок )
ГРУНТОВЫЙ тепловой
аккумулятор (1000-1500 м3)
(НПИТ, t<40oC)
БАК – АККУМУЛЯТОР (ВПИТ, t<90oC)
недельный накопитель тепла
СХЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ (ЛЕТОМ) И СИСТЕМА
НАКОПЛЕНИЯ ТЕПЛА
СОЛНЕЧНАЯ
ЭНЕРГИЯ
ТЕПЛОВОЙ НАСОС
Рэ= 2 кВт; Рт= 6- 8 кВт
ГРУНТ под домом
( 1000-1500 м3 )
(НПИТ, t<40oC)
БАК - АККУМУЛЯТОР (ВПИТ, t<90oC)
недельный накопитель тепла
СОЛНЕЧНЫЕ
КОЛЛЕКТОРА
S = 25 м2
ПАНЕЛЬНО-ЛУЧИСТОЕ
ОХЛАЖДЕНИЕ
(потолок)
Примечание:
ИЗБЫТОК ТЕПЛА ОТ СК
ПОСТУПАЕТ В ДРЕНАЖ И СИСТЕМУ
ОЧИСТКИ «МАТРЁШКА»
Комбинированная схема теплоснабжения АРСДома с теплогенераторами:
водяные солнечные коллекторы, теплонасосная установка, печь-камин.
2
1
Уровень воды при её
сливе из СК
(отапливаемая зона)
3
4
5
6
8
система
отопления
6
система
охлаждения
6
14
8
ГВС
Х. В.
7
12
10
ТНУ
ВПИТ
8
11
13
8
7
15
7
9
6
16
к печькамину
17
Шлам
Свайное поле (НПИТ) под домом,
вписанное в площадь дома 9,0×9,0 м
Оголовок сваи - зона отвода
(подвода) тепла от грунта к
теплообменнику ТНУ
(испаритель) и СК. Система
вентиляции и
кондиционирования .
Вертикальные стальные
сваи - теплообменники в
грунте Ø102/4,0
H = 12 м
1
2h
R 
п
2 м h R
*
2R
Грунт под
домом более
1000 м3
D = 9000
Qср  cV (40  10)  1,15 1053 1900  30  65550 МДж
ОБЩАЯ СХЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ АРСДОМА
2-х проводная (слаботочная - 12 В
и силовая ~ 220 В)
Микро-ТЭЦ на
двигат. Стирлинга
ПЕЧЬ-КАМИН






В печи-камине реализован принцип
двухстадийного горения: газификация дров
и последующее дожигание образующихся
горючих газов.
Газификация дров с последующим
сжиганием всех летучих элементов
обеспечивает максимальное сгорание дров
с минимальным образования сажи и золы.
Количество образовывающейся золы не
превышает 3% от количества дров.
Регулирование мощности горения (времени
горения) осуществляется установкой
положения заслонки подачи первичного
воздуха.
Конструкция печи-камина колпаковая с
вольным движением дымовых газов
обеспечивает их минимальное
сопротивление движению.
Максимум тепловой энергии передаётся
водяной рубашке. Оставшаяся тепловая
энергия расходуется на нагревание
наружного воздуха через стенки печикамина, на излучение через стеклянную
дверку и на создание тяги в дымовой трубе.
Для использования солнечной энергии для
отопления необходимо:






Максимально минимизировать тепловые потери здания
Использовать пассивное солнечное отопление
Использовать высокоэффективные солнечные коллекторы
(с селективным покрытием поглощающей панели или
вакуумированный),
или эксплуатировать в холодный период плоские
коллектора при низких температурах (Твх=10оС, Твых=20оС),
тогда для получения горячей воды T > 50oC к системе
СК подключать систему ТНУ.
Максимально уменьшить разность температур между
теплоносителем и окружающим солнечный коллектор
воздухом – встроить солнечные коллектора в конструкцию
здания.
Использовать низкотемпературную систему отопления
Использовать аккумуляторы тепла
Спасибо за внимание!