Zachęcony sukcesem w zimowaniu phoenixa i oleandra planuję co będę testował kolejnej zimy. Czas jest dobry, bo można teraz sobie wszystko poukładać w głowie - bez jakiegokolwiek pośpiechu. Ponieważ moje obecne plany w zasadzie się wykrystalizowały, postanowiłem się nimi podzielić.
W tym roku moje konstrukcje muszą być zdecydowanie tańsze i bardziej ekonomiczne w eksploatacji. Tańsze nie znaczy niestety tanie. Jednak coś za coś. W tym roku stawiam na budownictwo pasywne. Sama „buda” będzie o wiele tańsza. Jednak infrastruktura pasywna będzie niestety dość droga.
Być może część z Was zetknęła się z pojęciem „domu pasywnego”. Są to specjalne konstrukcje, maksymalnie termoizolowane i maksymalnie izolowane od swobodnej wymiany powietrza z otoczeniem. Jednak w takim domu wilgoci nie ma. W ciągu kilku godzin całe powietrze jest wymieniane na „świeże”. Jak się to dzieje? Wymiana powietrza odbywa się wyłącznie przez rekuperator. Czyli urządzenie, które odzyskuje ciepło z „wyrzucanego” powietrza i używa tego ciepła do ogrzewania powietrza pobieranego do domu. I tu między innymi tkwi sekret całkowitej izolacji domu od swobodnej wymiany powietrza. Chodzi o to aby nie tracić pary wodnej. Dlaczego? O ile np. ciepło właściwe wody to około 4.2 kJ/kg to ciepło parowania/skraplania wynosi już 2257 kJ/kg. Oznacza to, że aby ogrzać 1 kg wody o jeden stopień trzeba dostarczyć 4.2 kJ energii, ale żeby odparować 1 kg wody należy dostarczyć 2257 kJ energii. Prawie 540 razy więcej! W profesjonalnym rekuperatorze para wodna zawarta w powietrzu „wyrzucanym” z domu jest skraplana co pozwala częściowo (II zasada termodynamiki) odzyskać tę energię.
W zasadzie nikogo już nie dziwią kolektory słoneczne. Natomiast o kolektorach gruntowych (czyli gruntowych wymiennikach ciepła, zwanych dalej GWC) słyszało już mniej osób. O co tu chodzi? Nawet zimą na pewnej głębokości panuje dodatnia temperatura. Na przykład nawet w lutym, na głębokości 1.5 m można liczyć na około 5 C. Zakopuje się więc rury, przez które przepuszcza się czynnik roboczy (może to być np. mieszanka glikolu i wody) i pozyskuje się to gruntowe ciepło. Taki kolektor służy jako źródło dla tzw. „pompy ciepła”.
Generalnie są to fajne rzeczy, choć oczywiście drogie w zakupie. Znajomi mają taki dom. W sezonie grzewczym płacą za prąd około 400 zł/m-c. Nie ma węgla, gazu, kaloryferów. Pełen komfort.
A czy dałoby się trochę tej nowoczesnej technologii zastosować w „budownictwie palmowym”?
Można spróbować. Wydajności tego rozwiązania w moim przypadku nie sposób niestety przewiedzieć. Aby się o tym przekonać trzeba to zbudować. Mam zamiar zrobić gruntowy wymiennik ciepła i wykorzystać bardzo prosty rekuperator. Oczywiście nie taki jak się stosuje w domach pasywnych, ale i tak umożliwiający odzysk ciepła.
Testową rośliną będzie trachycarpus „grubas”. Jeśli chodzi o „budę” to zgodnie ze sztuką będzie ona maksymalnie szczelna i termozaizolowana. Widziałem na Allegro belę folii pęcherzykowej o długości 100 m i wysokości 2 m w cenie około 100 zł. Z tego zrobię „płaszcz”. Do tego daszek w kształcie kopułki i drzwi (jedno i drugie o podwójnych „ściankach”). Dlaczego? Warstwa powietrza jest bardzo dobrym izolatorem ciepła. O ile współczynnik przenikalności cieplnej dla styropianu wynosi około 0.03 - 0.04 W/m
2·K to analogiczny parametr dla powietrza wynosi około 0.025 W/m
2·K.
Sam „szkielet” będzie wyglądał jak na obrazku.
Kopułkowy daszek wsparty na 5 lub 6 słupkach. Słupki z kantówki drewnianej zostaną owinięte „płaszczem” z całej beli folii pęcherzykowej. Kopułka będzie z plastikowych rurek PE i PP. Niebieski „okrąg” będzie z rurki PE a szare „ożebrowanie” kopułki z rurek PP. Aby nie komplikować rysunku pokazałem tylko jedno „pięterko” z szarych rurek. Docelowo będą dwa. Oba pokryte folią pęcherzykową. Będzie to mniej więcej wyglądało jak dwa namioty typu „igloo”, mniejszy i większy, nałożone na siebie. Do tego drzwi z dwóch płyt poliwęglanowych, puste w środku, coś jak okno z podwójną szybą. Te drzwi czy też okno to ważny element. Niech zimą „łapią” tyle słońca ile się tylko da. Koszt konstrukcji tej „budy” oceniam na około 300 zł. To postęp w porównaniu z domkiem dla phoenixa gdzie za sam poliwęglan zapłaciłem dwa razy więcej.
Do tego dojdzie cała „infrastruktura”. Schemat blokowy na poniższym rysunku.
Potrzebne będą:
- dziura w ziemi o wymiarach około 3 x 3 m, głęboka na 1.5 m.
- rura do GWC
- dwa kable grzejne
- dwa termostaty
- programator czasowy
- rekuperator krzyżowy
- dwa wentylatory
- różne drobiazgi (wkręty, śruby itp.)
Tak wygląda rekuperator, który chcę kupić. Koszt to około 350 zł. Jego wymiary to 20 x 20 cm.
Sumaryczny koszt oceniam na około 1250 zł. Z czego sam GWC to około 350 zł. Jest w tym zawarty koszt zamówienia minikoparki (około 250 zł) i rury (około 100 zł). Idea jest następująca:
1. w środku „budy” jest kabel grzejny sterowany termostatem, wymiana powietrza odbywa się wyłącznie przez GWC i rekuperator. Czyli maksymalne obniżenie strat ciepła.
2. Wymieniane powietrze przechodzi przez GWC i rekuperator. Na samym końcu spiralnej rury podłączonej do rekuperatora umieszczony jest czujnik drugiego termostatu i o ile powietrze nadal będzie miało za niską temperaturę, będzie dodatkowo dogrzewane drugim kablem grzejnym umieszczonym w środku spiralnej rury. Szacuję, że nie będzie tu potrzebna duża moc. Myślę, że wystarczy około 50-80 W.
Eksperyment planuję podzielić na dwie części:
1. Test na utrzymanie w środku temperatury na poziomie około 5 C.Jest mi to potrzebne do zbadania kosztów ogrzewania takiej konstrukcji. W przyszłym roku bardzo chciałbym posadzić do gruntu dwa największe oleandry. Do wymiany powietrza w ich domkach wykorzystałbym oczywiście zbudowany w tym roku GWC. W domku dla phoenixa średni koszt ogrzewania zimą to około 80 zł/miesiąc. Oleandry mają podobne wymagania termiczne. Bardzo chciałbym zejść do poziomu około 20 zł/miesiąc. Jeśli ta testowa konstrukcja zda egzamin to za rok oleandry idą do gruntu.
2. Test na ogrzewanie wyłącznie GWC, rekuperatorem i ewentualnie kablem grzejnym w spiralnej rurze. Tutaj oczywiście zszedłbym niżej z temperaturami. Myślę, że spokojnie do -5 C a nawet i mniej. Dobry trachycarpus wytrzyma to bez problemu.
Gdyby to udało się zrealizować to uznałbym, że osiągnąłem dość ważny cel. Koszt ogrzewania byłby w praktyce równoważny jedynie kosztom pracy wentylatorów. Czyli praktycznie zerowy.
Tak to wygląda pokrótce. Mam też nieco inny pomysł na test z „chudym”, ale przedstawię go później.
Zdaję sobie sprawę, że stopa zwrotu poniesionych nakładów jest dość zniechęcająca. Ale to trochę takie hobby – testowanie różnych konstrukcji.
Jak napisał Zbigniew, z czym się zresztą zgadzam, hobby musi kosztować. Nie będzie najgorzej jeśli uda mi się osiągnąć cel z punktu pierwszego, tj. wspólne wykorzystanie GWC dla kilku domków. Bardzo chciałbym aby to się udało, bo wtedy miałbym duże, gruntowe, oleandry.
Oczywiście jak w przypadku „Projektu PHOENIX”
bezwzględnie trzeba jeszcze to przeliczyć: moc kabli, wentylatorów. Nie może być dowolności, bo inaczej to nie zadziała zgodnie z założeniami lub też wcale. Do dopieszczenia są też pewne szczegóły, ale główny zarys będzie wyglądał tak ja to przedstawiłem. Nie przewiduję jakichś większych zmian.