Akumulace tepla do písku (sypké hmoty)

[Momo]

Ještě poznámka k tepelnému čerpalku, které Mach provozuje rovnou dvě (a vyrábí je).

TČ je podle mě výhodné v případě, kdy beru teplo, kterého je neomezené a je zdarma, tj. z volně dostupného vzduchu, země nebo vody.

Pokud mám svůj vlastní izolovaný zásobník energie, podle mě by bylo nejvýhodnější z něj brát energii pouze za cenu provozu oběhového čerpadla. Pak by šlo využívat dejme tomu v rozsahu 30 °C - 80 °C a topit tím do podlahy. Pro bojler nutné použít elektrický ohřev nebo nějaké TČ, klidně levné, pokud takové existuje.

Výhoda použítí TČ je, že by šlo zásobník využít třeba do 0 °C. A v létě zásobník regenerovat při chlazení domu a vytápět fotovoltaikou.

Ale podle mě by bylo nejvýhodnější se tepelnému čerpadlu vyhnout. Sice by byl zásobník 3x větší, ale odpadla by drahá technologie.

Mám navíc 7 MWh a potřebuju 5 MWh, tak můžu začít počítat
(ale topím do radiátorů, tak potřebuju minimálně 50 °C, přesně nevím)

[RadarS]

Kombinovat lze ledacos. TČ už zase spadly s cenou blíže k tomu, kde by měly být a tak voda/voda o malém výkonu nebude o ohromné investici.
Je to spíš o tom, zda zvolím jednoduchý technologický přístup a režim čerpadlo + směšovací ventil a u 50°C u radiátorů, 25-30°C u podlahovky s čerpáním tepla končím, anebo to o to TČ rozšířím a teplo z rezervoáru vytáhnu s příslušným COP "do nuly"...
Rozdíl dalších cca 25°C využitého kapacitního tepla z nádrže pak dává možnost to celé postavit o 1/3-1/2 menší

Já bych volil kombinaci obojího, u typického průměrně velkého NED s nízkoteplotní podlahovkou, TČ a spotřebou 6MWh TEPLA na vytápění,
kde 1/2 spotřeby dodám přímo (oběhovkou se směšovačem) a 1/2 vytěžím TČ s COP 4 (bez problémů, protože teplota media na primáru neklesne k nule, natož hodně pod (na rozdíl od řešení vzduch-voda), tak máte bilanci 3MWh přímo + 3MWh/4 čerpadlem (COP) = 3,75MWh

3 750kWh / 87kWh v 1CBM H20 (deltaT 75) = 43 CBM H20 + vypočtené ztráty prostupem.

Pořád nerozumím, jaktože, s tím vším co ve videu je za technologie a automazitaci, z toho vytáhli "jen" 1,5-2,0MWh).
Na druhou stran - na rozdíl od teoretizování na u klávesnice je to ale reálná zkušenost. A ta se cení ...

[luky]

...
Takže výpočtově to úplný nesmysl není, investičně si to neumím představit.
PS: Budu rád, když to někdo přepočítá, zdá se mi to příliš optimistické.

Před mnoha lety jsem četl o experimentálním zásobníku tepla podobných parametrů v nějaké německy mluvící zemi. Bohužel se mi to teď nedaří vygooglit. Tuším tam došli k závěru, že výpočtová a reálná ztráta je v poměru asi 1:10.

[brumlaj]

........ došli k závěru, že výpočtová a reálná ztráta je v poměru asi 1:10.

To by bylo fajn pokud by jsi to našel, důležité je jestli přišli na to kde udělali soudruzi inžinýři chybu.

[willcz]

Článek je na Oslu, taky si jej pamatuju.
https://www.osel.cz/13384-masivni-pisko ... tecko.html

princip je ale ve vysoké teplotě a písek samotný slouží jako izolace.

[luky]

........ došli k závěru, že výpočtová a reálná ztráta je v poměru asi 1:10.

To by bylo fajn pokud by jsi to našel, důležité je jestli přišli na to kde udělali soudruzi inžinýři chybu.

Podstatný rozdíl oproti aktuální diskusi je, že šlo o zásobníky s vodou. Něco jsem našel:
https://oze.tzb-info.cz/akumulace-tepla ... i-ztratami

a i jedna realizace v ČR:
https://www.topin.cz/clanky/analyza-pro ... tail-10799

Zjištěný součinitel prostupu tepla stěn zásobníku je více než 4krát horší oproti předpokládaným hodnotám.

Vlastně něco podobného v menším měřítku mám doma: Mám akumulační nádrž 2280l, která stojí VENKU. Podle mého pozorování je realita tepelné ztráty skutečně o řád horší než prostý výpočet. Šlo by to i docela přesně změřit, ale je to náročné na čas.

[Kostěj]

Kdysi jsem něco podobného počítal, tak znovu, hodně nahrubo: Nádrž 10m průměr, výška 5m...Plocha nádrže... = 314m2
Izolace vata lambda 0.04, tlouštka 1m...

Kousek ekonomiky: Jen cena vaty jako izolace bude kolem 300.000Kč (na netu první odkaz 750Kč/kubík). Za to je dneska cca 300 kubíků dřeva, to bych měl na 30-50 let.

[Cmrnda]

Kousek ekonomiky: Jen cena vaty jako izolace bude kolem 300.000Kč

Kdo staví, stojí na písku, tak má izolaci zadarmo, akorát jí bude muset něčím nahradit. Předpokládám vlastnosti písku jako skelná vata.

[RadarS]

A protože je všeobecně známo, že nejlevnější energie je ta kterou ne(s)potřebujeme, řeší se to kvalitním návrhem a dostatečně dimenzovanou izolací stavby samotné + rekuperací. U novostaveb bezpodmínečně, u rekonstrukcí především.

[dumi]

Kombinovat lze ledacos. TČ už zase spadly s cenou blíže k tomu, kde by měly být a tak voda/voda o malém výkonu nebude o ohromné investici.
Je to spíš o tom, zda zvolím jednoduchý technologický přístup a režim čerpadlo + směšovací ventil a u 50°C u radiátorů, 25-30°C u podlahovky s čerpáním tepla končím, anebo to o to TČ rozšířím a teplo z rezervoáru vytáhnu s příslušným COP "do nuly"...
Rozdíl dalších cca 25°C využitého kapacitního tepla z nádrže pak dává možnost to celé postavit o 1/3-1/2 menší

Já bych volil kombinaci obojího, u typického průměrně velkého NED s nízkoteplotní podlahovkou, TČ a spotřebou 6MWh TEPLA na vytápění,
kde 1/2 spotřeby dodám přímo (oběhovkou se směšovačem) a 1/2 vytěžím TČ s COP 4 (bez problémů, protože teplota media na primáru neklesne k nule, natož hodně pod (na rozdíl od řešení vzduch-voda), tak máte bilanci 3MWh přímo + 3MWh/4 čerpadlem (COP) = 3,75MWh

3 750kWh / 87kWh v 1CBM H20 (deltaT 75) = 43 CBM H20 + vypočtené ztráty prostupem.

Pořád nerozumím, jaktože, s tím vším co ve videu je za technologie a automazitaci, z toho vytáhli "jen" 1,5-2,0MWh).
Na druhou stran - na rozdíl od teoretizování na u klávesnice je to ale reálná zkušenost. A ta se cení ...

jestli myslis brat teplo z toho pisku tepelkem tak nemuzes pocitat s COPem, COP ti akorat snizi spotrebu energie, ale ne vstup tepla na primaru...

[pave69]

Kousek ekonomiky: Jen cena vaty jako izolace bude kolem 300.000Kč

Kdo staví, stojí na písku, tak má izolaci zadarmo, akorát jí bude muset něčím nahradit. Předpokládám vlastnosti písku jako skelná vata.

To není úplně správný předpoklad. V té vatě izoluje hlavně ten vzduch, kterého v písku moc není. Takže písek má skoro 20x horší izolační vlastnosti, než vata.

[RadarS]

jestli myslis brat teplo z toho pisku tepelkem tak nemuzes pocitat s COPem, COP ti akorat snizi spotrebu energie, ale ne vstup tepla na primaru...

Z písku ne, z vody...

U tepelného čerpadla se s COP počítat dá když pumpuje teplo do toho zásobníku se 1/4 spotřebou oproti spirále.
Tu je potřeba použít až někde nad 45-50°C, kde není TČ pro nahřívání TČ efektivní...
Ano, toto se dá pomíjet a dimenzovat dostatečně FV pole, což je asi i levnější, např 7kWp namísto 2kWp + TČ
Ale když chceš vysát energii z té vody hluboko pod teplotu, kterou bys využil pouhou recirkulací, tak když odebereš teplo ke 25-30°C, bez tepelka končíš. Takže jestli tepelko je/není instalováno úzce souvisí s tím, jak velký zásobník v důsledku potřebuješ, protože je velký rozdíl, zda pracuješ s delta 70°C nebo delta 50°C (Tpočáteční 80°C, Tkoncová 30°C vs 10°C...). A vybudovat ten izolovaný zásobník je v důsledku to nejdražší...

Pořád je to teorie, ale pokud už nějaké takové úvahy, tak mi z toho jednoznačně vyplývá varianta použít TČ voda-voda.

Dále mi z toho vyplývá, že není jednoznačně výhodné to zakopávat , zásobník by se používal celoročně, jaro-podzim se nabíjí, v zimě se bere energie. Je potřeba se podívat na celoroční průměrnou teplotu v oblasti. Ta je zpravidla vyšší, než teplota pod zemí (a proto i menší tepelné ztráty)

[brumlaj]

..... Je potřeba se podívat na celoroční průměrnou teplotu v oblasti. Ta je zpravidla vyšší, než teplota pod zemí (a proto i menší tepelné ztráty)

dva metry pod zemí je stabilně cca. +10°C. Což v zimě, kdy potřebuješ aby to mělo co nejmenší ztráty, asi venku průměrně nebude.

[RadarS]

..... Je potřeba se podívat na celoroční průměrnou teplotu v oblasti. Ta je zpravidla vyšší, než teplota pod zemí (a proto i menší tepelné ztráty)

dva metry pod zemí je stabilně cca. +10°C. Což v zimě, kdy potřebuješ aby to mělo co nejmenší ztráty, asi venku průměrně nebude.

A když je od jara do podzimu venku 15-20° v prumeru, tak to v té zemi zase vychází naopak hůř ... A celoroční průměrná teplota v nížinách je o dost výše než 10st...

[brumlaj]

když je průmět nad 13°C končí vytápění. Takže jaro pomiň - pomalu se bude z přebytků zvedat teplota "akumulátoru" z nuly (v případě použití TČ země-voda při teplotách výstupní H2O pod 30°C) a v létě netopíš. takže půl roku je Ti ztráta šumák - stejně by si to nechal na střeše. To jen tak pro pořádek.

[RadarS]

když je průmět nad 13°C končí vytápění. Takže jaro pomiň - pomalu se bude z přebytků zvedat teplota "akumulátoru" z nuly (v případě použití TČ země-voda při teplotách výstupní H2O pod 30°C) a v létě netopíš. takže půl roku je Ti ztráta šumák - stejně by si to nechal na střeše. To jen tak pro pořádek.

Ale v létě ten zásobník nabíjíš... A je rozdíl, zda teplota okolí je 20-30st, anebo 10st pod zemí...
Je to na sofistikovanější výpočet.
Samozřejmě ideální stav by logicky byl mít zásobník nad zemí v létě a na zimu v podzemí..

[Momo]

Samozřejmě ideální stav by logicky byl mít zásobník nad zemí v létě a na zimu v podzemí..

Ano, vypadá to, že se postupně blížíme k cíli

Napadá mě nějaká výtahová šachta nebo silo na rakety. V létě bude zásobník v exteriéru, v zimě pod zemí.
Poklop bude dostatečně masivní a tepelně izolační. V létě se nebude zavírat, aby se alespoň trochu ohřály jeho stěny na zimu.

[RadarS]

Zda se blížíme k cíli nevím , ale z pohledu toho, že nebylo cílem dojít k ekonomické smysluplnosti, ale zda je to technicky (fyzikálně) možné,
tak asi ano

Za mě závěr je:
- ukládat do sypké hmoty/písku tepelnou energii o T do 80°C nemá žádný smysl. (u hodnot několika stovek °C je situace jiná)
- voda jako medium je daleko vhodnější, jelikož má několikanásobně větší měrnou tepelnou kapacitu a stačí jí několikanásobně menší objem
- ještě lépe je na tom vodík, ale s tím si hrát nechceme
- pokud není třeba hledět na investiční náročnost, pozemek k tomu vybízí, tak proti gustu... a směle do toho )))

[Kodl69]

Zkusil bych nějakou základní matematiku, aby se nějak určilo, kolik teda té energie pro sezónní akumulaci je potřeba.
V mým nijak extra energeticky optimalizovanám baráku to bylo cca 10MWh pro přímotopy. Do 1m3 vody se dá uložit cca 80kWh (85-20°C).
Abych tohle uskladnil, tak potřebuju mít 125m3 vody. Teď zkusím započítat ztrátu povrchem té nádoby, 125m3 bude třeba nádoba o průměru 4m a výšce 10m, tj. plocha nějakejch 130m2 (neřeším desetiny, jenom energetickej nástřel). dám na to 1m tlustou izolaci , třeba polystyren, vatu nebo tak něco, budu jí potřebovat 130m3... A každou hodinu mi při tep. spádu proti okolí 70°C (ve sklepě) tak to bude 130*70*0.03= cca 0.27kW. denně 6.5kWh. Za 100 dní to bude 0.65MWh - o to musím udělat větší nádrž. A teď kde těch 11MWh vezmu: pokud fototermikou, která má účinnost 50% (do 50°C) tak potřebuju 100dní po sobě každej den 100kWh. To je tak 50m2 pole, nějaký čerpadla a tak. A stejně se na těch 90°C asi nikdy nedostanu, takže musím zvětšit nádrž. Když FVE, tak potřebuju v optimálním případě 10kWp jenom na tohle, a zase, nemám tam ztráty, tak spíš 15kWp, nebo 20kWp (100m2 v optimálním případě), k tomu 6-10 sitonů a topný tělesa. Jako námět na projekt pro někoho, kdo si neví rady s penězma celkem dobrý. V podstatě by to bylo nezávislý na vnějších zdrojích, kdyby ta nádrž byla hlouběj než podlahy, tak by stačilo jenom minimálně tu vodu čerpat do okruhu, a to těch 15kWp by mohlo dát elektriku na čerpadla i v zimě. ALE: kde se vezmou další 3-4MWh na běžnej chod domácnosti, z toho cca 1MWh přes zimu? Kde se vezme další 1MWh na ohřev TUV v zimě? zase větší nádrž, víc panelů... A nakonec zkusímew spočítat životnost celýho systému, což nebude výrazně víc než 10 let, a pak najednou přijde cena za jednu sezónu, která bude mnohem vyšší než to topení přímotopama...
Jestli není lepší koupit 1Ha lesa a topit dřevem. Ještě si u toho člověk trochu zasportuje a zbytečně nemusí pálit sádlo někde ve fitku A zdroj je obnovitelnej, každej rok něco vyroste, pak už stačí trochu šamotu spávně sestavit v baráku a elektriku používat jenom tam, kde se to fakt potřeba.

[Cmrnda]

Jestli není lepší koupit 1Ha lesa a topit dřevem. Ještě si u toho člověk trochu zasportuje a zbytečně nemusí pálit sádlo někde ve fitku

Nemusíš si kupovat les, stačí si koupit od státních pytláků povolenku na "odnos" chroští. Při tom odnosu se tak zahřeješ, že nemusíš ani tím chroštím topit.

Při nahlédnutí do dávné historie, tak pro sedláka byla posvátná pec. Každej den se všichni modlili aby pec nevyhasla a nedej bože nespadla! Museli mít pacholka, jakožto "strážce ohně", který každou hodinu ve dne a v noci do pece přikládal.

[RadarS]

Lepší, místo 100cm izolace na bečku pod zemí, bude dát 20cm na domek a ono to z těch stávajících 10MWh na topení dost spadne.
Až pak bych začal počítat podzemní tepelnou baterku

[Kodl69]

to cmrnda: s tím strážcem ohně, to asi bude ranný středověk. Naopak těžká akumulační pec, u nás historicky zapomenutá s nástupem levnýho uhlí, funguje tak, že se tam jednou za den naloží, zapálí a už si toho nikdo nevšímá, leda když mrzne moc, tak se topí dvakrát denně... V Rakousku se na venkově tahle tradice udržela, a dokonce je na stavbu těchto pecí i ČSN 73 4231 - samostatně stavěná topidla - což je celkem úlet.

[Kodl69]

to RadarS: nemáš docela pravdu. Zateplováním staveb a obecně TZB jsem se kdysi ppoměrně hodně zabýval. Od určité síly izolace její zvyšování nic nepřinese. U "standartních" staveb cca 1970-2000 je tenhle limit někde u 10-12cm tloušťky KZS. Pokud jenom přidáš izolaci, a nevyřešíš KOMPLETNĚ tepelný mosty, tak je to zmařená investice. A ty místa, co na stávající stavbě nedokážeš komplexně vyřešit: 1.) ostění oken - tam by to i šlo, ale najednou je z okna střílna s ostěním přes 60cm (40cm stěna a 20cm izolace) musel bys okno montovat do izolace, tj další složitosti a peníze. A pak to vlastní okno. I když pořídíš hi-tech s K=0.5, tak bežnej barák má 200m2 stěn a cca 30m2 oken A těmi okny bude normová ztráta při -15/+20 nějak takhle 35*30*0.5=5.2kW. navíc ti nikdo nezaručí, jak dlouho budou ty okna tenhle koeficient mít, jestli vůbec někdy... Takže i kdybys dokázal ty stěny oplácat 30cm polystyrénu, tak bude celková zráta cca 0.1 W/K/m2 a to je pořád 35*0.1*200=700W. Ale co asi nedokážeš vyřešit jinak než postavením jinýho baráku, je teplenej most mezi stěnou a zeminou, tepelný izolace podlah se řeší kompletním rozbitím a novejma podlahama (kolik to bude stát? má to vůbec reálnou návratnost?), stejně jako prakticky u stávajícího domu nevyřešíš tepelnej most zdiva v místě napojení střechy. Takže i kdyby ty stěny byly v 30cm polystyrénu, tak se pod 8kW jmen. ztráty se stávajícím domem NEDOSTANEŠ. A teď si zkus spočítat, kolik by to stálo navíc a co to přinese. 40m3 polystyrénu dnes stojí cca 60kKč (samozřejmě vícepráce, parapety třikrát širší, jiný hmoždinkyatd...) a ušetříš možná 2kW jmenovité tepelné ztráty. A to je to kouzlo, jmenovité... -15°C bylo zatím u nás tuhle zimu celkem 0 hodin. spíš je to o teplotách kolem nuly, tj pak najednou ušetříš v realitě cca 10% energie na topení. A to je hodně zim, i při topení přímotopama, než se to srovná. Je to podobný, jako investlce do ostrovní FVE, nedejbože s předimenzovanou baterkou Prosím bez bludů, na to jsou tady firmy nabízející FVE a TČ na dotace a prodejci KZS...
Pokud k tomu chceš nějaký detaily, klidně přes SZ nebo mail, sem to asi moc nepatří.

[eduard22]

to cmrnda: s tím strážcem ohně, to asi bude ranný středověk. Naopak těžká akumulační pec, u nás historicky zapomenutá s nástupem levnýho uhlí, funguje tak, že se tam jednou za den naloží, zapálí a už si toho nikdo nevšímá, leda když mrzne moc, tak se topí dvakrát denně... V Rakousku se na venkově tahle tradice udržela, a dokonce je na stavbu těchto pecí i ČSN 73 4231 - samostatně stavěná topidla - což je celkem úlet.

Potvrzuju, taková pec i s lavicí na nahřívání zad je skoro v každé i nové chalupě v Alpách a již jsme využili nejednou

[Kostěj]

A pak to vlastní okno. I když pořídíš hi-tech s K=0.5, tak bežnej barák má 200m2 stěn a cca 30m2 oken A těmi okny bude normová ztráta při -15/+20 nějak takhle 35*30*0.5=5.2kW.

Když jsem někdy po roce 2000 stavěl, ztráty jsem si počítal sám, pokud se to dělá nahrubo, není to žádná raketová věda. A ty okna potvrzuju. Jen mi vrtalo hlavou jedno: V rodným domě byly starý dřevěný "kaslový" (?) okna, prostě okno, 10cm rám a druhý okno. Na jaře se vnitřní vyndaly, na podzim vrátily. Pokud by se něco podobného dělalo jako 2x plastový dvojsklo/trojsklo, byly by ztráty jinde. Ale všichni oslovení dodavatele oken na to koukali udiveně. Nakonec jsem byl rád, že jsem sehnal trojskla se žaluziemi mezi skly.