Di rumah pasif saya...

“Pasti dingin di musim dingin,” kata si klasik. Ternyata itu tidak perlu. Selain itu, agar tetap hangat dalam waktu singkat, tidak harus kotor, bau, dan berbahaya bagi lingkungan.

Saat ini rumah kita bisa panas tidak harus karena bahan bakar minyak, gas dan listrik. Energi surya, panas bumi, dan bahkan angin telah bergabung dengan campuran lama bahan bakar dan sumber energi dalam beberapa tahun terakhir.

Dalam laporan ini, kami tidak akan menyentuh sistem yang masih paling populer berdasarkan batu bara, minyak atau gas di Polandia, karena tujuan penelitian kami bukan untuk menyajikan apa yang sudah kami ketahui dengan baik, tetapi untuk menyajikan alternatif yang modern dan menarik dalam hal perlindungan lingkungan serta penghematan energi.

Tentunya pemanasan yang berbasis pembakaran gas alam dan turunannya juga cukup ramah lingkungan. Namun, dari sudut pandang Polandia, kerugiannya adalah kami tidak memiliki sumber daya bahan bakar yang cukup untuk kebutuhan domestik.

Air dan udara

Sebagian besar rumah dan bangunan tempat tinggal di Polandia dipanaskan dengan sistem boiler dan radiator tradisional.

Ketel pusat terletak di pusat pemanas atau ruang ketel individu di gedung. Pekerjaannya didasarkan pada suplai uap atau air panas melalui pipa ke radiator yang terletak di kamar. Radiator klasik - struktur vertikal besi tuang - biasanya ditempatkan di dekat jendela (1).

1. Pemanas tradisional

Pada sistem radiator modern, air panas dialirkan ke radiator menggunakan pompa elektrik. Air panas melepaskan panasnya di radiator dan air yang didinginkan kembali ke ketel untuk pemanasan lebih lanjut.

Radiator dapat diganti dengan panel atau pemanas dinding yang tidak terlalu "agresif" dari sudut pandang estetika - kadang-kadang bahkan disebut apa yang disebut. radiator dekoratif, dikembangkan dengan mempertimbangkan desain dan dekorasi tempat.

Radiator jenis ini memiliki bobot yang jauh lebih ringan (dan biasanya ukurannya) dibandingkan radiator dengan sirip besi tuang. Saat ini, ada banyak jenis radiator jenis ini di pasaran, terutama berbeda dalam dimensi eksternal.

Banyak sistem pemanas modern berbagi komponen yang sama dengan peralatan pendingin, dan beberapa menyediakan pemanasan dan pendinginan.

Penunjukan HVAC (pemanas, ventilasi, dan pendingin udara) digunakan untuk menggambarkan segala sesuatu dan ventilasi di rumah. Terlepas dari sistem HVAC mana yang digunakan, tujuan dari semua peralatan pemanas adalah menggunakan energi panas dari sumber bahan bakar dan mentransfernya ke tempat tinggal untuk menjaga suhu lingkungan yang nyaman.

Sistem pemanas menggunakan berbagai bahan bakar seperti gas alam, propana, minyak pemanas, biofuel (seperti kayu) atau listrik.

Menggunakan sistem udara paksa oven peniup, yang memasok udara panas ke berbagai area rumah melalui jaringan saluran, populer di Amerika Utara (2).

2. Sistem ruang ketel dengan sirkulasi udara paksa

Ini masih merupakan solusi yang relatif jarang di Polandia. Ini terutama digunakan di gedung komersial baru dan di rumah pribadi, biasanya dikombinasikan dengan perapian. Sistem sirkulasi udara paksa (termasuk. ventilasi mekanis dengan pemulihan panas) menyesuaikan suhu ruangan dengan sangat cepat.

Dalam cuaca dingin, mereka berfungsi sebagai pemanas, dan dalam cuaca panas, mereka berfungsi sebagai sistem pendingin udara. Khas untuk Eropa dan Polandia, sistem CO dengan kompor, ruang ketel, radiator air dan uap hanya digunakan untuk pemanasan.

Sistem udara paksa biasanya juga menyaringnya untuk menghilangkan debu dan alergen. Perangkat pelembab (atau pengeringan) juga terpasang di dalam sistem.

Kerugian dari sistem ini adalah kebutuhan untuk memasang saluran ventilasi dan menyediakan ruang untuknya di dinding. Selain itu, kipas terkadang berisik dan udara yang bergerak dapat menyebarkan alergen (jika unit tidak dirawat dengan baik).

Selain sistem yang paling kita kenal, yaitu. radiator dan unit suplai udara, ada yang lain, kebanyakan modern. Ini berbeda dari pemanas sentral hidronik dan sistem ventilasi paksa karena memanaskan furnitur dan lantai, bukan hanya udara.

Membutuhkan peletakan di dalam lantai beton atau di bawah lantai kayu dari pipa plastik yang dirancang untuk air panas. Ini adalah sistem hemat energi yang tenang dan keseluruhan. Tidak cepat panas, tetapi menahan panas lebih lama.

Ada juga “floor tile”, yaitu menggunakan instalasi listrik yang dipasang di bawah lantai (biasanya ubin keramik atau batu). Mereka kurang hemat energi dibandingkan sistem air panas dan biasanya hanya digunakan di ruang yang lebih kecil seperti kamar mandi.

Jenis pemanas lain yang lebih modern. sistem hidrolik. Pemanas air alas tiang dipasang rendah di dinding sehingga dapat menarik udara dingin dari bawah ruangan, lalu memanaskannya dan mengembalikannya ke dalam. Mereka beroperasi pada suhu yang lebih rendah daripada kebanyakan.

Sistem ini juga menggunakan boiler sentral untuk memanaskan air yang mengalir melalui sistem perpipaan ke perangkat pemanas terpisah. Faktanya, ini adalah versi terbaru dari sistem radiator vertikal lama.

Radiator panel listrik dan jenis lainnya tidak umum digunakan dalam sistem pemanas utama rumah. pemanas listrikterutama karena tingginya biaya listrik. Namun, mereka tetap menjadi pilihan pemanas tambahan yang populer, misalnya di ruang musiman (seperti beranda).

Pemanas listrik sederhana dan murah untuk dipasang, tidak memerlukan perpipaan, ventilasi, atau perangkat distribusi lainnya.

Selain pemanas panel konvensional, ada juga pemanas radiasi listrik (3) atau lampu pemanas yang mentransfer energi ke benda dengan suhu lebih rendah melalui radiasi elektromagnetik.

3. Pemanas inframerah

Bergantung pada suhu tubuh yang memancar, panjang gelombang radiasi infra merah berkisar antara 780 nm hingga 1 mm. Pemanas inframerah listrik memancarkan hingga 86% dari daya inputnya sebagai energi radiasi. Hampir semua energi listrik yang terkumpul diubah menjadi panas infra merah dari filamen dan dikirim lebih jauh melalui reflektor.

Polandia panas bumi

Sistem pemanas panas bumi - sangat maju, misalnya di Islandia, semakin diminatidi mana di bawah (IDDP) insinyur pengeboran terjun semakin jauh ke dalam sumber panas internal planet ini.

Pada tahun 2009, saat mengebor EPDM, secara tidak sengaja tumpah ke reservoir magma yang terletak sekitar 2 km di bawah permukaan bumi. Dengan demikian, diperoleh sumur panas bumi terkuat dalam sejarah dengan kapasitas energi sekitar 30 MW.

Para ilmuwan berharap dapat mencapai Mid-Atlantic Ridge, punggung tengah laut terpanjang di Bumi, batas alami antara lempeng tektonik.

Di sana, magma memanaskan air laut hingga suhu 1000°C, dan tekanannya dua ratus kali lebih tinggi dari tekanan atmosfer. Dalam kondisi seperti itu, dimungkinkan untuk menghasilkan uap superkritis dengan keluaran energi 50 MW, yang kira-kira sepuluh kali lebih besar daripada sumur panas bumi biasa. Ini berarti kemungkinan pengisian ulang sebesar 50 ribu. di rumah.

Jika proyek tersebut ternyata efektif, proyek serupa dapat diterapkan di belahan dunia lain, misalnya di Rusia. di Jepang atau California.

4. Visualisasi yang disebut. energi panas bumi dangkal

Secara teoritis, Polandia memiliki kondisi panas bumi yang sangat baik, karena 80% wilayah negara tersebut ditempati oleh tiga provinsi panas bumi: Eropa Tengah, Carpathian, dan Carpathian. Namun, kemungkinan nyata penggunaan perairan panas bumi menyangkut 40% wilayah negara.

Suhu air waduk ini adalah 30-130°C (di beberapa tempat bahkan 200°C), dan kedalaman kejadian di batuan sedimen berkisar antara 1 hingga 10 km. Aliran keluar alami sangat jarang (Sudety - Cieplice, Löndek-Zdrój).

Namun, ini adalah sesuatu yang lain. panas bumi yang dalam dengan sumur hingga 5 km, dan sesuatu yang lain, yang disebut. panas bumi dangkal, di mana sumber panas diambil dari tanah menggunakan instalasi terkubur yang relatif dangkal (4), biasanya dari beberapa hingga 100 m.

Sistem ini didasarkan pada pompa panas, yang mirip dengan energi panas bumi, untuk mendapatkan panas dari air atau udara. Diperkirakan sudah ada puluhan ribu solusi semacam itu di Polandia, dan popularitasnya berangsur-angsur meningkat.

Pompa panas mengambil panas dari luar dan memindahkannya ke dalam rumah (5). Mengkonsumsi lebih sedikit listrik daripada sistem pemanas konvensional. Saat hangat di luar, itu bisa bertindak sebagai kebalikan dari AC.

5. Skema pompa panas kompresor sederhana: 1) kondensor, 2) katup throttle - atau kapiler, 3) evaporator, 4) kompresor

Jenis pompa panas sumber udara yang populer adalah sistem split mini, juga dikenal sebagai tanpa saluran. Ini didasarkan pada unit kompresor eksternal yang relatif kecil dan satu atau lebih unit penanganan udara dalam ruangan yang dapat dengan mudah ditambahkan ke ruangan atau area terpencil di rumah.

Pompa panas direkomendasikan untuk pemasangan di iklim yang relatif sejuk. Mereka tetap kurang efektif dalam kondisi cuaca yang sangat panas dan sangat dingin.

Penyerapan sistem pemanas dan pendingin mereka ditenagai bukan oleh listrik, tetapi oleh energi matahari, energi panas bumi atau gas alam. Pompa kalor absorpsi bekerja dengan cara yang hampir sama dengan pompa kalor lainnya, tetapi pompa ini memiliki sumber energi yang berbeda dan menggunakan larutan amonia sebagai zat pendingin.

Hibrida lebih baik

Optimalisasi energi telah berhasil dicapai dalam sistem hybrid, yang juga dapat menggunakan pompa panas dan sumber energi terbarukan.

Salah satu bentuk dari sistem hybrid adalah pompa panas dalam kombinasi dengan ketel kondensasi. Pompa sebagian mengambil alih beban sementara permintaan panas terbatas. Ketika lebih banyak panas dibutuhkan, ketel kondensasi mengambil alih tugas pemanasan. Demikian pula, pompa panas dapat dikombinasikan dengan boiler bahan bakar padat.

Contoh lain dari sistem hybrid adalah kombinasi unit kondensasi dengan sistem panas matahari. Sistem seperti itu dapat dipasang di gedung yang sudah ada dan yang baru. Jika pemilik instalasi menginginkan lebih banyak kemandirian dalam hal sumber energi, pompa panas dapat digabungkan dengan instalasi fotovoltaik dan dengan demikian menggunakan listrik yang dihasilkan oleh solusi rumah mereka sendiri untuk pemanasan.

Instalasi tenaga surya menyediakan listrik murah untuk menyalakan pompa panas. Surplus listrik yang dihasilkan oleh listrik yang tidak digunakan langsung di dalam gedung dapat digunakan untuk mengisi baterai gedung atau dijual ke jaringan umum.

Perlu ditekankan bahwa generator modern dan instalasi termal biasanya dilengkapi antarmuka internet dan dapat dikontrol dari jarak jauh melalui aplikasi di tablet atau ponsel cerdas, seringkali dari mana saja di dunia, yang selanjutnya memungkinkan pemilik properti untuk mengoptimalkan dan menghemat biaya.

Tidak ada yang lebih baik dari energi buatan sendiri

Tentu saja, sistem pemanas apa pun akan membutuhkan sumber energi. Triknya adalah menjadikan ini solusi paling ekonomis dan termurah.

Pada akhirnya, fungsi seperti itu memiliki energi yang dihasilkan "di rumah" dalam model yang disebut kogenerasi mikro () atau pembangkit listrik mikro ,

Menurut definisi, ini adalah proses teknologi yang terdiri dari produksi gabungan panas dan listrik (off-grid) berdasarkan penggunaan perangkat yang terhubung dengan daya kecil dan menengah.

Kogenerasi mikro dapat digunakan di semua fasilitas yang membutuhkan listrik dan panas secara bersamaan. Pengguna paling umum dari sistem berpasangan adalah penerima individu (6) dan rumah sakit dan pusat pendidikan, pusat olahraga, hotel, dan berbagai utilitas publik.

6. Sistem energi rumah

Saat ini, rata-rata insinyur listrik rumah tangga sudah memiliki beberapa teknologi pembangkit energi di rumah dan pekarangan: tenaga surya, angin, dan gas. (biogas - jika benar-benar "milik sendiri").

Jadi Anda bisa memasang di atap, yang jangan disamakan dengan generator panas dan paling sering digunakan untuk memanaskan air.

Itu juga bisa mencapai kecil Turbin anginuntuk kebutuhan individu. Paling sering mereka ditempatkan di tiang yang terkubur di tanah. Yang terkecil, dengan daya 300-600 W dan tegangan 24 V, dapat dipasang di atap, asalkan desainnya disesuaikan dengan ini.

Dalam kondisi rumah tangga, pembangkit listrik dengan kapasitas 3-5 kW paling sering ditemukan, yang tergantung kebutuhan, jumlah pengguna, dll. - harus cukup untuk penerangan, pengoperasian berbagai peralatan rumah tangga, pompa air untuk CO dan kebutuhan kecil lainnya.

Sistem dengan keluaran termal di bawah 10 kW dan keluaran listrik 1-5 kW terutama digunakan di rumah tangga individu. Gagasan mengoperasikan "mikro-CHP rumah" semacam itu adalah menempatkan sumber listrik dan panas di dalam gedung yang disediakan.

Teknologi untuk menghasilkan energi angin rumah masih ditingkatkan. Misalnya, turbin angin Honeywell kecil yang ditawarkan oleh WindTronics (7) dengan selubung yang menyerupai roda sepeda dengan bilah terpasang, berdiameter sekitar 180 cm, menghasilkan 2,752 kWh dengan kecepatan angin rata-rata 10 m/s. Kekuatan serupa ditawarkan oleh turbin Windspire dengan desain vertikal yang tidak biasa.

7. Turbin Honeywell kecil dipasang di atap rumah

Di antara teknologi lain untuk mendapatkan energi dari sumber terbarukan, perlu diperhatikan biogas. Istilah umum ini digunakan untuk menggambarkan gas yang mudah terbakar yang dihasilkan selama penguraian senyawa organik seperti limbah, limbah rumah tangga, pupuk kandang, limbah industri pertanian dan pertanian, dll.

Teknologi yang berasal dari kogenerasi lama, yaitu produksi gabungan panas dan listrik di pembangkit listrik dan panas gabungan, dalam versi "kecil" masih cukup muda. Pencarian untuk solusi yang lebih baik dan lebih efisien masih berlangsung. Saat ini, beberapa sistem utama dapat diidentifikasi, termasuk: mesin reciprocating, turbin gas, sistem mesin Stirling, siklus Rankine organik, dan sel bahan bakar.

mesin Stirling mengubah panas menjadi energi mekanik tanpa proses pembakaran yang keras. Pasokan panas ke fluida kerja - gas dilakukan dengan memanaskan dinding luar pemanas. Dengan memasok panas dari luar, mesin dapat disuplai dengan energi primer dari hampir semua sumber: senyawa minyak bumi, batu bara, kayu, semua jenis bahan bakar gas, biomassa, dan bahkan energi matahari.

Jenis mesin ini meliputi: dua piston (dingin dan hangat), penukar panas regeneratif dan penukar panas antara fluida kerja dan sumber eksternal. Salah satu elemen terpenting yang beroperasi dalam siklus adalah regenerator, yang mengambil panas fluida kerja saat mengalir dari ruang yang dipanaskan ke ruang yang didinginkan.

Dalam sistem ini, sumber panas utamanya adalah gas buang yang dihasilkan selama pembakaran bahan bakar. Sebaliknya, panas dari sirkuit dipindahkan ke sumber suhu rendah. Pada akhirnya, efisiensi sirkulasi bergantung pada perbedaan suhu antara sumber-sumber ini. Fluida kerja dari mesin jenis ini adalah helium atau udara.

Keunggulan mesin Stirling antara lain: efisiensi keseluruhan yang tinggi, tingkat kebisingan yang rendah, penghematan bahan bakar dibandingkan dengan sistem lain, kecepatan rendah. Tentunya kita tidak boleh melupakan kekurangannya, yang utamanya adalah harga pemasangannya.

Mekanisme kogenerasi seperti Siklus Rankine (pemulihan panas dalam siklus termodinamika) atau mesin Stirling hanya membutuhkan panas untuk beroperasi. Sumbernya dapat berupa, misalnya, energi matahari atau panas bumi. Menghasilkan listrik dengan cara ini menggunakan kolektor dan panas lebih murah daripada menggunakan sel fotovoltaik.

Pekerjaan pengembangan juga sedang berlangsung sel bahan bakar dan penggunaannya dalam tanaman kogenerasi. Salah satu solusi inovatif jenis ini di pasaran adalah Hapus Tepi. Selain fungsi khusus sistem, teknologi ini mengubah gas dalam silinder menjadi hidrogen menggunakan teknologi canggih. Jadi tidak ada api di sini.

Sel hidrogen menghasilkan listrik, yang juga digunakan untuk menghasilkan panas. Sel bahan bakar adalah jenis perangkat baru yang memungkinkan energi kimia dari bahan bakar gas (biasanya bahan bakar hidrogen atau hidrokarbon) diubah dengan efisiensi tinggi melalui reaksi elektrokimia menjadi listrik dan panas - tanpa perlu membakar gas dan menggunakan energi mekanik. seperti halnya, misalnya, pada mesin atau turbin gas.

Beberapa elemen dapat ditenagai tidak hanya oleh hidrogen, tetapi juga oleh gas alam atau yang disebut. reformate (reforming gas) yang diperoleh sebagai hasil pengolahan bahan bakar hidrokarbon.

Akumulator air panas

Kita tahu bahwa air panas yaitu panas dapat diakumulasikan dan disimpan dalam wadah khusus rumah tangga selama beberapa waktu. Misalnya, mereka sering terlihat di sebelah kolektor surya. Namun, tidak semua orang tahu bahwa ada yang namanya cadangan panas yang besarseperti akumulator energi yang sangat besar (8).

8. Akumulator panas yang sangat baik di Belanda

Tangki penyimpanan jangka pendek standar beroperasi pada tekanan atmosfer. Mereka terisolasi dengan baik dan terutama digunakan untuk manajemen permintaan selama jam sibuk. Suhu dalam tangki tersebut sedikit di bawah 100°C. Perlu ditambahkan bahwa terkadang untuk kebutuhan sistem pemanas, tangki oli lama diubah menjadi akumulator panas.

Pada 2015, orang Jerman pertama baki zona ganda. Teknologi ini dipatenkan oleh Bilfinger VAM..

Solusinya didasarkan pada penggunaan lapisan fleksibel antara zona air atas dan bawah. Berat zona atas menciptakan tekanan pada zona bawah, sehingga air yang tersimpan di dalamnya dapat memiliki suhu lebih dari 100°C. Air di zona atas juga lebih dingin.

Keuntungan dari solusi ini adalah kapasitas panas yang lebih tinggi sambil mempertahankan volume yang sama dibandingkan dengan tangki atmosfer, dan pada saat yang sama biaya keamanan lebih rendah dibandingkan dengan bejana tekan.

Dalam beberapa dekade terakhir, keputusan terkait dengan penyimpanan energi bawah tanah. Reservoir air tanah dapat berupa konstruksi beton, baja atau plastik yang diperkuat serat. Wadah beton dibangun dengan menuangkan beton di lokasi atau dari elemen prefabrikasi.

Lapisan tambahan (polimer atau baja tahan karat) biasanya dipasang di bagian dalam hopper untuk memastikan kekencangan difusi. Lapisan isolasi panas dipasang di luar wadah. Ada juga struktur yang hanya diperbaiki dengan kerikil atau digali langsung ke tanah, juga ke dalam akuifer.

Ekologi dan ekonomi bergandengan tangan

Panas di dalam rumah tidak hanya bergantung pada cara kita memanaskannya, tetapi terutama pada cara kita melindunginya dari kehilangan panas dan mengelola energi di dalamnya. Realitas konstruksi modern adalah penekanan pada efisiensi energi, berkat objek yang dihasilkan memenuhi persyaratan tertinggi baik dari segi ekonomi maupun pengoperasian.

Ini adalah "eko" ganda - ekologi dan ekonomi. Semakin ditempatkan bangunan hemat energi Mereka dicirikan oleh tubuh yang kompak, di mana risiko yang disebut jembatan dingin, mis. daerah kehilangan panas. Hal ini penting terkait dengan perolehan indikator terkecil mengenai rasio luas partisi luar, yang diperhitungkan bersama dengan lantai di atas tanah, dengan total volume yang dipanaskan.

Permukaan penyangga, seperti konservatori, harus melekat pada seluruh struktur. Mereka memusatkan jumlah panas yang tepat, sekaligus memberikannya ke dinding seberang bangunan, yang tidak hanya menjadi tempat penyimpanannya, tetapi juga radiator alami.

Di musim dingin, penyangga jenis ini melindungi bangunan dari udara yang terlalu dingin. Di dalam, prinsip tata letak penyangga tempat digunakan - kamar terletak di sisi selatan, dan ruang utilitas - di utara.

Dasar dari semua rumah hemat energi adalah sistem pemanas suhu rendah yang sesuai. Ventilasi mekanis dengan pemulihan panas digunakan, mis. dengan recuperator, yang meniupkan udara "bekas", mempertahankan panasnya untuk memanaskan udara segar yang dihembuskan ke dalam gedung.

Standar mencapai tata surya yang memungkinkan Anda memanaskan air menggunakan energi matahari. Investor yang ingin memanfaatkan alam sepenuhnya juga memasang pompa panas.

Salah satu tugas utama yang harus dilakukan semua bahan adalah memastikan isolasi termal tertinggi. Akibatnya, hanya partisi eksternal yang hangat yang didirikan, yang memungkinkan atap, dinding, dan langit-langit di dekat tanah memiliki koefisien perpindahan panas U yang sesuai.

Dinding luar harus setidaknya dua lapis, meskipun sistem tiga lapis paling baik untuk hasil terbaik. Investasi juga dilakukan pada jendela dengan kualitas terbaik, seringkali dengan tiga panel dan profil pelindung termal yang cukup lebar. Setiap jendela besar adalah hak prerogatif dari sisi selatan bangunan - di sisi utara, kaca ditempatkan agak tajam dan dalam ukuran terkecil.

Teknologi melangkah lebih jauh rumah pasifdikenal selama beberapa dekade. Pencipta konsep ini adalah Wolfgang Feist dan Bo Adamson, yang pada tahun 1988 di Universitas Lund mempresentasikan desain pertama sebuah bangunan yang hampir tidak memerlukan isolasi tambahan, kecuali perlindungan dari energi matahari. Di Polandia, struktur pasif pertama dibangun pada tahun 2006 di Smolec dekat Wroclaw.

Dalam struktur pasif, radiasi matahari, pemulihan panas dari ventilasi (pemulihan) dan masukan panas dari sumber internal seperti peralatan listrik dan penghuni digunakan untuk menyeimbangkan kebutuhan panas bangunan. Hanya selama periode suhu yang sangat rendah, pemanasan tambahan dari udara yang disuplai ke tempat digunakan.

Rumah pasif lebih merupakan ide, semacam desain arsitektural, daripada teknologi dan penemuan tertentu. Definisi umum ini mencakup berbagai solusi bangunan yang memadukan keinginan untuk meminimalkan permintaan energi - kurang dari 15 kWh/m² per tahun - dan kehilangan panas.

Untuk mencapai parameter ini dan menyimpan semua partisi eksternal di dalam gedung dicirikan oleh koefisien perpindahan panas U yang sangat rendah. Kulit terluar bangunan harus tahan terhadap kebocoran udara yang tidak terkendali. Demikian pula, sambungan jendela menunjukkan kehilangan panas yang jauh lebih rendah daripada solusi standar.

Jendela menggunakan berbagai solusi untuk meminimalkan kerugian, seperti kaca ganda dengan lapisan isolasi argon di antaranya atau kaca tiga lapis. Teknologi pasif juga mencakup pembangunan rumah dengan atap putih atau berwarna terang yang memantulkan energi matahari di musim panas, bukan menyerapnya.

Sistem pemanas dan pendingin hijau mereka mengambil langkah lebih jauh ke depan. Sistem pasif memaksimalkan kemampuan alam untuk memanaskan dan mendinginkan tanpa kompor atau AC. Namun, sudah ada konsep rumah aktif - produksi energi surplus. Mereka menggunakan berbagai sistem pemanas dan pendingin mekanis yang ditenagai oleh energi matahari, energi panas bumi atau sumber lain, yang disebut energi hijau.

Menemukan cara baru untuk menghasilkan panas

Para ilmuwan masih mencari solusi energi baru, yang penggunaannya secara kreatif dapat memberi kita sumber energi baru yang luar biasa, atau setidaknya cara untuk memulihkan dan melestarikannya.

Beberapa bulan yang lalu kami menulis tentang hukum kedua termodinamika yang tampaknya saling bertentangan. eksperimen prof. Andreas Schilling dari Universitas Zürich. Dia menciptakan perangkat yang, menggunakan modul Peltier, mendinginkan sepotong tembaga seberat sembilan gram dari suhu di atas 100 ° C ke suhu jauh di bawah suhu kamar tanpa sumber daya eksternal.

Karena berfungsi untuk pendinginan, ia juga harus panas, yang dapat menciptakan peluang untuk perangkat baru yang lebih efisien yang tidak memerlukan, misalnya pemasangan pompa panas.

Pada gilirannya, profesor Stefan Seeleke dan Andreas Schütze dari University of Saarland telah menggunakan properti ini untuk membuat perangkat pemanas dan pendingin yang sangat efisien dan ramah lingkungan berdasarkan pembangkitan panas atau pendinginan kabel yang digerakkan. Sistem ini tidak membutuhkan faktor perantara, yang merupakan keunggulan lingkungannya.

Doris Soong, asisten profesor arsitektur di University of Southern California, ingin mengoptimalkan manajemen energi bangunan dengan lapisan termobimetalik (9), bahan cerdas yang bertindak seperti kulit manusia - secara dinamis dan cepat melindungi ruangan dari matahari, memberikan ventilasi sendiri atau, jika perlu, mengisolasinya.

9. Doris Soong dan bimetal

Menggunakan teknologi ini, Soong mengembangkan sebuah sistem jendela termoset. Saat matahari bergerak melintasi langit, setiap ubin yang membentuk sistem bergerak secara independen, seragam dengannya, dan semua ini mengoptimalkan rezim termal di dalam ruangan.

Bangunan menjadi seperti organisme hidup, yang secara mandiri bereaksi terhadap jumlah energi yang datang dari luar. Ini bukan satu-satunya ide untuk rumah "hidup", tetapi berbeda karena tidak memerlukan daya tambahan untuk bagian yang bergerak. Sifat fisik pelapis saja sudah cukup.

Hampir dua dekade lalu, sebuah kompleks perumahan dibangun di Lindas, Swedia, dekat Gothenburg. tanpa sistem pemanas dalam pengertian tradisional (10). Gagasan tinggal di rumah tanpa kompor dan radiator di Skandinavia yang sejuk menimbulkan perasaan campur aduk.

10. Salah satu rumah pasif tanpa sistem pemanas di Lindos, Swedia.

Gagasan sebuah rumah lahir di mana, berkat solusi dan bahan arsitektur modern, serta adaptasi yang sesuai dengan kondisi alam, gagasan panas tradisional sebagai hasil yang diperlukan dari koneksi dengan infrastruktur eksternal - pemanasan, energi - atau bahkan dengan pemasok bahan bakar dihilangkan. Jika kita mulai memikirkan hal yang sama tentang kehangatan di rumah kita sendiri, maka kita berada di jalur yang benar.

Begitu hangat, lebih hangat... panas!

Glosarium penukar panas

Pemanas sentral (CO) - dalam pengertian modern berarti instalasi di mana panas disuplai ke elemen pemanas (radiator) yang terletak di dalam ruangan. Air, uap atau udara digunakan untuk mendistribusikan panas. Ada sistem CO yang mencakup satu apartemen, rumah, beberapa bangunan, dan bahkan seluruh kota. Dalam instalasi yang mencakup satu gedung, air disirkulasikan oleh gravitasi sebagai hasil dari perubahan densitas dengan temperatur, meskipun hal ini dapat dipaksakan oleh pompa. Dalam instalasi yang lebih besar, hanya sistem sirkulasi paksa yang digunakan.

Ruang ketel - sebuah perusahaan industri, tugas utamanya adalah produksi media suhu tinggi (paling sering air) untuk jaringan pemanas kota. Sistem tradisional (boiler yang menggunakan bahan bakar fosil) jarang terjadi saat ini. Hal ini disebabkan fakta bahwa efisiensi yang jauh lebih tinggi dicapai dengan produksi gabungan panas dan listrik di pembangkit listrik tenaga panas. Di sisi lain, produksi panas yang hanya menggunakan sumber energi terbarukan semakin populer. Paling sering, energi panas bumi digunakan untuk tujuan ini, tetapi instalasi panas matahari skala besar sedang dibangun

pengumpul air panas untuk kebutuhan rumah tangga.

Rumah pasif, rumah hemat energi – standar konstruksi yang dicirikan oleh parameter insulasi tinggi dari partisi eksternal dan penggunaan sejumlah solusi yang ditujukan untuk meminimalkan konsumsi energi selama operasi. Kebutuhan energi pada bangunan pasif di bawah 15 kWh/(m²·tahun), sedangkan pada rumah konvensional bahkan bisa mencapai 120 kWh/(m²·tahun). Di rumah pasif, pengurangan kebutuhan panas sangat besar sehingga sistem pemanas tradisional tidak digunakan, tetapi hanya pemanasan tambahan untuk ventilasi udara. Ini juga digunakan untuk menyeimbangkan permintaan panas.

radiasi matahari, pemulihan panas dari ventilasi (pemulihan), serta perolehan panas dari sumber internal seperti peralatan listrik atau bahkan penghuni itu sendiri.

Gzeinik (bahasa sehari-hari - radiator, dari calorifère Prancis) - penukar panas air-udara atau uap-udara, yang merupakan elemen dari sistem pemanas sentral. Saat ini, radiator panel yang terbuat dari pelat baja yang dilas paling sering digunakan. Dalam sistem pemanas sentral baru, radiator bersirip praktis tidak lagi digunakan, meskipun dalam beberapa solusi modularitas desain memungkinkan penambahan lebih banyak sirip, dan oleh karena itu hanya mengubah daya radiator. Air panas atau uap mengalir melalui heater, yang biasanya tidak langsung berasal dari CHP. Air yang memberi makan seluruh instalasi dipanaskan dalam penukar panas dengan air dari jaringan pemanas atau dalam ketel, dan kemudian masuk ke penerima panas, seperti radiator.

Ketel pemanas sentral - alat untuk membakar bahan bakar padat (batubara, kayu, kokas, dll), gas (gas alam, LPG), bahan bakar minyak (bahan bakar minyak) untuk memanaskan pendingin (biasanya air) yang beredar di sirkuit CH. Dalam bahasa umum, ketel pemanas sentral salah disebut sebagai kompor. Tidak seperti tungku, yang mengeluarkan panas yang dihasilkan ke lingkungan, ketel mengeluarkan panas dari zat yang membawanya, dan benda yang dipanaskan pergi ke tempat lain, misalnya, ke pemanas, tempat ia digunakan.

ketel kondensasi - perangkat dengan ruang bakar tertutup. Boiler jenis ini menerima panas tambahan dari gas buang, yang pada boiler tradisional keluar melalui cerobong asap. Berkat ini, mereka beroperasi dengan efisiensi yang lebih tinggi, mencapai hingga 109%, sedangkan pada model tradisional hingga 90% - mis. mereka menggunakan bahan bakar lebih baik, yang berarti biaya pemanasan lebih rendah. Efek kondensasi boiler paling baik terlihat pada suhu gas buang. Pada boiler tradisional, suhu gas buang lebih dari 100°C, dan pada boiler kondensasi hanya 45-60°C.