U mojoj pasivnoj kući...

"Zimi je sigurno hladno", rekao je klasik. Ispada da nije potrebno. Osim toga, da bi se kratko zagrijao, ne mora biti prljav, smrdljiv i štetan za okoliš.

Trenutno možemo imati toplinu u našim domovima ne nužno zbog loživog ulja, plina i struje. Solarna, geotermalna, pa čak i energija vjetra posljednjih godina pridružile su se staroj mješavini goriva i izvora energije.

U ovom izvješću nećemo se doticati još uvijek najpopularnijih sustava temeljenih na ugljenu, nafti ili plinu u Poljskoj, jer svrha našeg istraživanja nije predstaviti ono što već dobro poznajemo, već predstaviti moderne, atraktivne alternative u smislu zaštite okoliša kao i uštede energije.

Naravno, grijanje na bazi izgaranja prirodnog plina i njegovih derivata je također prilično ekološki prihvatljivo. Međutim, s poljskog stajališta, nedostatak je što nemamo dovoljno resursa ovog goriva za domaće potrebe.

Voda i zrak

Većina kuća i stambenih zgrada u Poljskoj grije se tradicionalnim sustavima kotlova i radijatora.

Centralni bojler se nalazi u grijalištu ili individualnoj kotlovnici zgrade. Njegov se rad temelji na opskrbi parom ili toplom vodom kroz cijevi radijatorima koji se nalaze u prostorijama. Klasični radijator - vertikalna konstrukcija od lijevanog željeza - obično se postavlja u blizini prozora (1).

1. Tradicionalni grijač

U modernim radijatorskim sustavima topla voda cirkulira do radijatora pomoću električnih pumpi. Topla voda oslobađa svoju toplinu u radijatoru, a ohlađena se vraća u kotao na daljnje zagrijavanje.

Radijatori se mogu zamijeniti manje "agresivnim" panelnim ili zidnim grijačima s estetskog stajališta - ponekad se nazivaju i tzv. dekorativni radijatori, razvijeni uzimajući u obzir dizajn i uređenje prostora.

Radijatori ove vrste su puno lakši po težini (i obično po veličini) od radijatora s perajima od lijevanog željeza. Trenutno na tržištu postoji mnogo vrsta radijatora ove vrste, koji se uglavnom razlikuju po vanjskim dimenzijama.

Mnogi moderni sustavi grijanja dijele zajedničke komponente s rashladnom opremom, a neki pružaju i grijanje i hlađenje.

Imenovanje HVAC (grijanje, ventilacija i klimatizacija) se koristi za opisivanje svega i ventilacije u kući. Bez obzira na to koji se HVAC sustav koristi, svrha svih opreme za grijanje je korištenje toplinske energije iz izvora goriva i prijenosa u stambene prostore kako bi se održala ugodna temperatura okoline.

Sustavi grijanja koriste različita goriva kao što su prirodni plin, propan, lož ulje, biogoriva (kao što je drvo) ili električna energija.

Korištenje sustava prisilnog zraka puhala pećnica, koji opskrbljuju grijanim zrakom različita područja doma kroz mrežu kanala, popularni su u Sjevernoj Americi (2).

2. Kotlovnica sustava s prisilnom cirkulacijom zraka

Ovo je još uvijek relativno rijetko rješenje u Poljskoj. Uglavnom se koristi u novim poslovnim zgradama iu privatnim kućama, obično u kombinaciji s kaminom. Sustavi prisilne cirkulacije zraka (uklj. mehanička ventilacija s povratom topline) vrlo brzo prilagodite sobnu temperaturu.

Po hladnom vremenu služe kao grijač, a po vrućem kao rashladni klima uređaj. Tipični za Europu i Poljsku, CO sustavi sa pećima, kotlovnicama, vodenim i parnim radijatorima koriste se samo za grijanje.

Sustavi prisilnog zraka obično ih također filtriraju kako bi uklonili prašinu i alergene. U sustav su ugrađeni i uređaji za vlaženje (ili sušenje).

Nedostaci ovih sustava su potreba za ugradnjom ventilacijskih kanala i rezerviranjem prostora za njih u zidovima. Osim toga, ventilatori su ponekad bučni i zrak koji se kreće može širiti alergene (ako se jedinica ne održava pravilno).

Pored nama najpoznatijih sustava, t.j. radijatori i jedinice za dovod zraka, postoje i drugi, uglavnom moderni. Od hidrauličkih sustava centralnog grijanja i prisilne ventilacije razlikuje se po tome što zagrijava namještaj i podove, a ne samo zrak.

Zahtijeva polaganje unutar betonskih podova ili ispod drvenih podova od plastičnih cijevi namijenjenih za toplu vodu. To je tih i općenito energetski učinkovit sustav. Ne zagrijava se brzo, ali duže zadržava toplinu.

Tu je i "podna obloga", koja koristi električne instalacije postavljene ispod poda (najčešće keramičke ili kamene pločice). Oni su manje energetski učinkoviti od sustava tople vode i obično se koriste samo u manjim prostorima kao što su kupaonice.

Druga, modernija vrsta grijanja. hidraulični sistem. Podni grijači vode postavljeni su nisko na zid kako bi mogli uvlačiti hladan zrak ispod prostorije, zatim ga zagrijavati i vraćati natrag unutra. Rade na nižim temperaturama od mnogih.

Ovi sustavi također koriste središnji bojler za zagrijavanje vode koja teče kroz cjevovodni sustav do diskretnih uređaja za grijanje. Zapravo, ovo je ažurirana verzija starih vertikalnih radijatorskih sustava.

Električni panelni radijatori i druge vrste ne koriste se obično u glavnim sustavima grijanja kuće. električni grijačiuglavnom zbog visoke cijene električne energije. Međutim, oni ostaju popularna opcija dodatnog grijanja, na primjer u sezonskim prostorima (kao što su verande).

Električni grijači su jednostavni i jeftini za instalaciju, ne zahtijevaju cjevovode, ventilaciju ili druge uređaje za distribuciju.

Osim klasičnih panelnih grijača, postoje i električni grijači (3) ili grijaće žarulje koje prenose energiju na objekte s nižom temperaturom kroz elektromagnetsko zračenje.

3. Infracrveni grijač

Ovisno o temperaturi tijela koje zrače, valna duljina infracrvenog zračenja kreće se od 780 nm do 1 mm. Električni infracrveni grijači zrače do 86% svoje ulazne snage u obliku energije zračenja. Gotovo sva prikupljena električna energija pretvara se u infracrvenu toplinu iz niti i šalje dalje kroz reflektore.

Geotermalna Poljska

Geotermalni sustavi grijanja - vrlo napredni, primjerice na Islandu, sve su zanimljivijigdje pod (IDDP) inženjeri bušenja uranjaju sve više u unutarnji izvor topline planeta.

2009. godine, tijekom bušenja EPDM-a, slučajno se izlio u rezervoar magme koji se nalazi oko 2 km ispod površine Zemlje. Tako je dobivena najmoćnija geotermalna bušotina u povijesti s kapacitetom od oko 30 MW energije.

Znanstvenici se nadaju da će doći do Srednjoatlantskog grebena, najdužeg srednjooceanskog grebena na Zemlji, prirodne granice između tektonskih ploča.

Tamo magma zagrijava morsku vodu na temperaturu od 1000°C, a tlak je dvjesto puta veći od atmosferskog. U takvim uvjetima moguće je generirati superkritičnu paru s izlaznom energijom od 50 MW, što je oko deset puta veće od one tipične geotermalne bušotine. To bi značilo mogućnost nadopune za 50 tisuća kuna. Kuće.

Ako bi se projekt pokazao učinkovitim, sličan bi se mogao provesti i u drugim dijelovima svijeta, primjerice u Rusiji. u Japanu ili Kaliforniji.

4. Vizualizacija tzv. plitka geotermalna energija

Teoretski, Poljska ima vrlo dobre geotermalne uvjete, budući da 80% teritorija zemlje zauzimaju tri geotermalne pokrajine: srednjoeuropska, karpatska i karpatska. Međutim, stvarne mogućnosti korištenja geotermalnih voda tiču ​​se 40% teritorija zemlje.

Temperatura vode ovih akumulacija je 30-130°C (mjestimično i 200°C), a dubina zalaženja u sedimentne stijene je od 1 do 10 km. Prirodno otjecanje je vrlo rijetko (Sudety - Cieplice, Löndek-Zdrój).

Međutim, ovo je nešto drugo. duboko geotermalno s bušotinama do 5 km, i još nešto, tzv. plitko geotermalno, u kojem se izvorna toplina uzima iz tla pomoću relativno plitke ukopane instalacije (4), obično od nekoliko do 100 m.

Ovi sustavi temelje se na toplinskim pumpama, koje su osnova, slično geotermalnoj energiji, za dobivanje topline iz vode ili zraka. Procjenjuje se da u Poljskoj već postoji nekoliko desetaka tisuća takvih rješenja, a njihova popularnost postupno raste.

Toplinska pumpa uzima toplinu izvana i prenosi je unutar kuće (5). Troši manje električne energije od konvencionalnih sustava grijanja. Kad je vani toplo, može djelovati kao suprotnost klima-uređaju.

5. Shema jednostavne kompresorske dizalice topline: 1) kondenzator, 2) prigušni ventil - ili kapilara, 3) isparivač, 4) kompresor

Popularna vrsta toplinske pumpe s izvorom zraka je mini split sustav, također poznat kao ductless. Temelji se na relativno maloj vanjskoj kompresorskoj jedinici i jednoj ili više unutarnjih klima uređaja koji se mogu jednostavno dodati u sobe ili udaljene dijelove doma.

Toplinske pumpe se preporučuju za ugradnju u relativno blagim klimatskim uvjetima. Ostaju manje učinkoviti u vrlo toplim i vrlo hladnim vremenskim uvjetima.

Apsorpcijski sustavi grijanja i hlađenja ne napajaju se električnom energijom, već sunčevom energijom, geotermalnom energijom ili prirodnim plinom. Apsorpcijska toplinska pumpa radi na isti način kao i svaka druga dizalica topline, ali ima drugačiji izvor energije i koristi otopinu amonijaka kao rashladno sredstvo.

Hibridi su bolji

Energetska optimizacija uspješno je postignuta u hibridnim sustavima, koji također mogu koristiti toplinske pumpe i obnovljive izvore energije.

Jedan oblik hibridnog sustava je toplinska pumpa u kombinaciji s kondenzacijskim kotlom. Crpka djelomično preuzima opterećenje dok je zahtjev za toplinom ograničen. Kada je potrebno više topline, kondenzacijski bojler preuzima zadatak grijanja. Slično, toplinska pumpa se može kombinirati s kotlom na kruto gorivo.

Drugi primjer hibridnog sustava je kombinacija kondenzacijska jedinica sa solarnim toplinskim sustavom. Takav sustav može se ugraditi u postojeće i nove zgrade. Ukoliko vlasnik instalacije želi veću samostalnost u pogledu izvora energije, toplinsku pumpu se može kombinirati s fotonaponskom instalacijom i tako za grijanje koristiti električnu energiju proizvedenu vlastitim kućnim rješenjima.

Solarna instalacija osigurava jeftinu električnu energiju za napajanje toplinske pumpe. Višak električne energije proizvedene električnom energijom koja se ne koristi izravno u zgradi može se iskoristiti za punjenje baterije zgrade ili prodati javnoj mreži.

Vrijedi naglasiti da su moderni generatori i toplinske instalacije obično opremljeni internetska sučelja i može se kontrolirati daljinski pomoću aplikacije na tabletu ili pametnom telefonu, često s bilo kojeg mjesta u svijetu, što vlasnicima nekretnina dodatno omogućuje optimizaciju i uštedu troškova.

Nema ništa bolje od domaće energije

Naravno, svaki sustav grijanja će ionako trebati izvore energije. Trik je u tome da ovo bude najekonomičnije i najjeftinije rješenje.

U konačnici, takve funkcije imaju energiju generiranu "kod kuće" u modelima tzv mikrokogeneracija () ili mikroTPP ().

Prema definiciji, riječ je o tehnološkom procesu koji se sastoji od kombinirane proizvodnje toplinske i električne energije (off-grid) na temelju korištenja priključenih uređaja male i srednje snage.

Mikrokogeneracija se može koristiti na svim objektima gdje postoji istovremena potreba za električnom i toplinskom energijom. Najčešći korisnici uparenih sustava su kako pojedinačni primatelji (6), tako i bolnice i edukativni centri, sportski centri, hoteli i razna javna poduzeća.

6. Energetski sustav doma

Danas prosječni kućanski energetičar već ima nekoliko tehnologija za proizvodnju energije kod kuće i u dvorištu: solarnu, vjetar i plin. (bioplin - ako su stvarno "vlastiti").

Tako možete montirati na krov, koje se ne smiju miješati s generatorima topline i koji se najčešće koriste za zagrijavanje vode.

Može doći i do malih vjetrenjačeza individualne potrebe. Najčešće se postavljaju na jarbole zakopane u zemlju. Najmanji od njih, snage 300-600 W i napona od 24 V, mogu se ugraditi na krovove, pod uvjetom da im je dizajn prilagođen tome.

U domaćim uvjetima najčešće se sreću elektrane snage 3-5 kW, koje ovisno o potrebama, broju korisnika i dr. - trebalo bi biti dovoljno za rasvjetu, rad raznih kućanskih aparata, pumpe vode za CO i druge manje potrebe.

Sustavi toplinske snage ispod 10 kW i električne snage od 1-5 kW uglavnom se koriste u individualnim kućanstvima. Ideja koja stoji iza rada takve "kućne mikro-CHP" je smjestiti i izvor električne energije i topline unutar opskrbljene zgrade.

Tehnologija za proizvodnju energije vjetra kod kuće još se usavršava. Na primjer, male vjetrenjače Honeywell koje nudi WindTronics (7) s pokrovom koji pomalo nalikuje kotaču bicikla s pričvršćenim lopaticama, promjera oko 180 cm, generiraju 2,752 kWh pri prosječnoj brzini vjetra od 10 m/s. Sličnu snagu nude i Windspire turbine neobičnog vertikalnog dizajna.

7. Male Honeywell turbine postavljene na krov kuće

Od ostalih tehnologija za dobivanje energije iz obnovljivih izvora, vrijedi obratiti pozornost bioplin. Ovaj opći pojam koristi se za opisivanje zapaljivih plinova koji nastaju tijekom razgradnje organskih spojeva, kao što su kanalizacija, kućni otpad, gnoj, otpad iz poljoprivrede i prehrambene industrije itd.

Tehnologija koja potječe iz stare kogeneracije, odnosno kombinirane proizvodnje toplinske i električne energije u termoelektranama, u svojoj je "maloj" verziji prilično mlada. Potraga za boljim i učinkovitijim rješenjima još uvijek traje. Trenutno se može identificirati nekoliko glavnih sustava, uključujući: klipne motore, plinske turbine, sustave Stirlingovih motora, organski Rankineov ciklus i gorivne ćelije.

Stirlingov motor pretvara toplinu u mehaničku energiju bez nasilnog procesa izgaranja. Opskrba toplinom radnog fluida - plina provodi se zagrijavanjem vanjske stijenke grijača. Opskrbom toplinom izvana, motor se može opskrbljivati ​​primarnom energijom iz gotovo bilo kojeg izvora: naftnih spojeva, ugljena, drva, svih vrsta plinovitih goriva, biomase, pa čak i sunčeve energije.

Ovaj tip motora uključuje: dva klipa (hladni i topli), regenerativni izmjenjivač topline i izmjenjivače topline između radnog fluida i vanjskih izvora. Jedan od najvažnijih elemenata koji djeluju u ciklusu je regenerator, koji uzima toplinu radnog fluida dok ona teče iz zagrijanog u ohlađeni prostor.

U tim sustavima izvor topline su uglavnom ispušni plinovi koji nastaju tijekom izgaranja goriva. Naprotiv, toplina iz kruga prenosi se na niskotemperaturni izvor. U konačnici, učinkovitost cirkulacije ovisi o temperaturnoj razlici između ovih izvora. Radna tekućina ovog tipa motora je helij ili zrak.

Prednosti Stirling motora su: visoka ukupna učinkovitost, niska razina buke, ekonomičnost goriva u usporedbi s drugim sustavima, mala brzina. Naravno, ne smijemo zaboraviti na nedostatke, od kojih je glavna cijena instalacije.

Mehanizmi kogeneracije kao npr Rankineov ciklus (povrat topline u termodinamičkim ciklusima) ili Stirlingov motor zahtijeva samo toplinu za rad. Njegov izvor može biti, primjerice, sunčeva ili geotermalna energija. Proizvodnja električne energije na ovaj način pomoću kolektora i topline jeftinija je nego korištenjem fotonaponskih ćelija.

U tijeku su i razvojni radovi gorive ćelije i njihovu upotrebu u kogeneracijskim postrojenjima. Jedno od inovativnih rješenja ovog tipa na tržištu je ClearEdge. Osim funkcija specifičnih za sustav, ova tehnologija pomoću napredne tehnologije pretvara plin u cilindru u vodik. Dakle, ovdje nema vatre.

Vodikova ćelija proizvodi električnu energiju, koja se također koristi za stvaranje topline. Gorivne ćelije su novi tip uređaja koji omogućuje da se kemijska energija plinovitog goriva (obično vodikovog ili ugljikovodika) s visokom učinkovitošću putem elektrokemijske reakcije pretvara u električnu energiju i toplinu - bez potrebe za sagorijevanjem plina i korištenjem mehaničke energije, kao što je slučaj, na primjer, u motorima ili plinskim turbinama.

Neke elemente može pokretati ne samo vodik, već i prirodni plin ili tzv. reformat (plin za reformiranje) dobiven kao rezultat prerade ugljikovodičnih goriva.

Akumulator tople vode

Znamo da se topla voda, odnosno toplina, može akumulirati i neko vrijeme čuvati u posebnoj posudi za kućanstvo. Primjerice, često se mogu vidjeti pored solarnih kolektora. Međutim, možda ne znaju svi da postoji nešto kao velike rezerve toplinepoput ogromnih akumulatora energije (8).

8. Izvrstan akumulator topline u Nizozemskoj

Standardni spremnici za kratkotrajno skladištenje rade pri atmosferskom tlaku. Dobro su izolirani i uglavnom se koriste za upravljanje potražnjom tijekom vršnih sati. Temperatura u takvim spremnicima je nešto ispod 100°C. Vrijedi dodati da se ponekad za potrebe sustava grijanja stari spremnici ulja pretvaraju u akumulatore topline.

2015. prvi njemački dvozonski pladanj. Ovu tehnologiju patentirao je Bilfinger VAM..

Rješenje se temelji na korištenju fleksibilnog sloja između gornje i donje vodene zone. Težina gornje zone stvara pritisak na donju zonu, tako da voda pohranjena u njoj može imati temperaturu veću od 100°C. Voda u gornjoj zoni je shodno tome hladnija.

Prednosti ovog rješenja su veći toplinski kapacitet uz zadržavanje istog volumena u odnosu na atmosferski spremnik, a istovremeno niži troškovi povezani sa sigurnosnim standardima u odnosu na tlačne posude.

Posljednjih desetljeća odluke vezane za podzemno skladište energije. Spremnik podzemne vode može biti od betona, čelika ili plastike ojačane vlaknima. Betonske posude izrađuju se izlivanjem betona na licu mjesta ili od montažnih elemenata.

Dodatni premaz (polimer ili nehrđajući čelik) obično se ugrađuje s unutarnje strane spremnika kako bi se osigurala nepropusnost difuzije. Toplinski izolacijski sloj se postavlja izvan spremnika. Postoje i građevine pričvršćene samo šljunkom ili ukopane izravno u zemlju, također u vodonosnik.

Ekologija i ekonomija ruku pod ruku

Toplina u kući ne ovisi samo o tome kako je grijemo, već prije svega o tome kako je štitimo od gubitka topline i upravljamo energijom u njoj. Realnost moderne gradnje je naglasak na energetskoj učinkovitosti, zahvaljujući kojoj dobiveni objekti ispunjavaju najviše zahtjeve kako u ekonomičnosti tako i u radu.

Ovo je dvostruki "eko" - ekologija i ekonomija. Sve više postavljen energetski učinkovite zgrade Karakterizira ih kompaktno tijelo, u kojem postoji rizik od tzv. hladnih mostova, t.j. područja gubitka topline. To je važno u smislu dobivanja najmanjih pokazatelja u odnosu na omjer površine vanjskih pregrada, koje se uzimaju u obzir zajedno s podom na tlu, prema ukupnom grijanom volumenu.

Međuspremne površine, kao što su zimski vrtovi, trebaju biti pričvršćene na cijelu strukturu. Oni koncentriraju pravu količinu topline, a istovremeno je daju suprotnom zidu zgrade, koji postaje ne samo njezino skladište, već i prirodni radijator.

Zimi ova vrsta tamponiranja štiti zgradu od previše hladnog zraka. Unutra se koristi princip tampon rasporeda prostorija - sobe se nalaze na južnoj strani, a pomoćne prostorije - na sjevernoj.

Temelj svih energetski učinkovitih kuća je odgovarajući niskotemperaturni sustav grijanja. Koristi se mehanička ventilacija s povratom topline, odnosno s rekuperatorima, koji ispuhujući "iskorišteni" zrak zadržavaju njegovu toplinu za zagrijavanje svježeg zraka koji se upuhuje u zgradu.

Standard doseže solarne sustave koji vam omogućuju zagrijavanje vode korištenjem sunčeve energije. Ulagači koji žele maksimalno iskoristiti prirodu ugrađuju i dizalice topline.

Jedan od glavnih zadataka koji svi materijali moraju obavljati je osiguranje najviša toplinska izolacija. Slijedom toga, postavljaju se samo tople vanjske pregrade, koje će omogućiti da krov, zidovi i stropovi u blizini tla imaju odgovarajući koeficijent prolaza topline U.

Vanjski zidovi trebaju biti najmanje dvoslojni, iako je troslojni sustav najbolji za najbolje rezultate. Ulaže se i u najkvalitetnije prozore, često s tri stakla i dovoljno širokim toplinski zaštićenim profilima. Svi veliki prozori prerogativ su južne strane zgrade - na sjevernoj strani, ostakljenje je postavljeno prilično točkasto i u najmanjim veličinama.

Tehnologija ide još dalje pasivne kućepoznat već nekoliko desetljeća. Kreatori ovog koncepta su Wolfgang Feist i Bo Adamson koji su 1988. godine na Sveučilištu u Lundu predstavili prvi dizajn zgrade koja ne zahtijeva gotovo nikakvu dodatnu izolaciju, osim zaštite od sunčeve energije. U Poljskoj je prva pasivna građevina izgrađena 2006. godine u Smolecu kod Wroclawa.

U pasivnim konstrukcijama, sunčevo zračenje, povrat topline iz ventilacije (oporaba) i unos topline iz unutarnjih izvora kao što su električni uređaji i stanari koriste se za uravnoteženje potražnje za toplinom zgrade. Samo u razdobljima posebno niskih temperatura koristi se dodatno zagrijavanje zraka koji se dovodi u prostorije.

Pasivna kuća je više ideja, nekakav arhitektonski dizajn, nego specifična tehnologija i izum. Ova opća definicija uključuje mnoga različita građevinska rješenja koja kombiniraju želju da se smanji potreba za energijom - manje od 15 kWh/m² godišnje - i gubitak topline.

Za postizanje ovih parametara i uštedu novca, sve vanjske pregrade u zgradi karakterizira iznimno nizak koeficijent prolaza topline U. Vanjska ljuska zgrade mora biti nepropusna za nekontrolirano propuštanje zraka. Slično, prozorska stolarija pokazuje znatno manji gubitak topline od standardnih rješenja.

Prozori koriste različita rješenja za smanjenje gubitaka, kao što su dvostruko staklo s izolacijskim slojem argona između njih ili trostruko staklo. Pasivna tehnologija također uključuje izgradnju kuća s bijelim ili svijetlim krovovima koji ljeti reflektiraju sunčevu energiju umjesto da je apsorbiraju.

Zeleni sustavi grijanja i hlađenja poduzimaju daljnje korake naprijed. Pasivni sustavi maksimiziraju sposobnost prirode da grije i hladi bez peći ili klima uređaja. Međutim, koncepti već postoje aktivne kuće – proizvodnja viška energije. Koriste različite mehaničke sustave grijanja i hlađenja na solarnu energiju, geotermalnu energiju ili druge izvore, tzv. zelenu energiju.

Pronalaženje novih načina za stvaranje topline

Znanstvenici su još uvijek u potrazi za novim energetskim rješenjima čija bi nam kreativna uporaba mogla dati izvanredne nove izvore energije, ili barem načine da je obnovimo i očuvamo.

Prije nekoliko mjeseci pisali smo o naizgled kontradiktornom drugom zakonu termodinamike. eksperiment prof. Andreas Schilling sa Sveučilišta u Zürichu. Stvorio je uređaj koji je pomoću Peltierovog modula hladio komad bakra od devet grama s temperature iznad 100 °C na temperaturu znatno ispod sobne temperature bez vanjskog izvora napajanja.

Budući da radi za hlađenje, mora i grijati, što može stvoriti prilike za nove, učinkovitije uređaje koji ne zahtijevaju, primjerice, ugradnju dizalica topline.

Zauzvrat, profesori Stefan Seeleke i Andreas Schütze sa Sveučilišta u Saarlandu iskoristili su ta svojstva kako bi stvorili visoko učinkovit, ekološki prihvatljiv uređaj za grijanje i hlađenje koji se temelji na stvaranju topline ili hlađenju pogonskih žica. Ovaj sustav ne treba nikakve međufaktore, što je njegova ekološka prednost.

Doris Soong, docentica arhitekture na Sveučilištu Južne Kalifornije, želi optimizirati upravljanje energijom u zgradama kroz termometalni premazi (9), inteligentni materijali koji djeluju poput ljudske kože - dinamički i brzo štite prostoriju od sunca, osiguravajući samoventilaciju ili je po potrebi izolirajući.

9. Doris Soong i bimetali

Koristeći ovu tehnologiju, Soong je razvio sustav termoreaktivni prozori. Dok se sunce kreće po nebu, svaka pločica koja čini sustav kreće se samostalno, jednoliko s njom, a sve to optimizira toplinski režim u prostoriji.

Zgrada postaje poput živog organizma, koji samostalno reagira na količinu energije koja dolazi izvana. Ovo nije jedina ideja za "živu" kuću, ali se razlikuje po tome što ne zahtijeva dodatnu snagu za pokretne dijelove. Dovoljna su samo fizička svojstva premaza.

Prije gotovo dva desetljeća izgrađen je stambeni kompleks u Lindasu, u Švedskoj, u blizini Göteborga. bez sustava grijanja u tradicionalnom smislu (10). Ideja o životu u kućama bez peći i radijatora u hladnoj Skandinaviji izazvala je pomiješane osjećaje.

10. Jedna od pasivnih kuća bez sustava grijanja u Lindosu, Švedska.

Rodila se ideja o kući u kojoj je, zahvaljujući suvremenim arhitektonskim rješenjima i materijalima, te primjerenoj prilagodbi prirodnim uvjetima, tradicionalno poimanje topline kao nužnog rezultata povezivanja s vanjskom infrastrukturom – grijanjem, energije - ili čak s dobavljačima goriva. Ako počnemo na isti način razmišljati o toplini vlastitog doma, onda smo na dobrom putu.

Tako toplo, toplije...vruće!

Rječnik izmjenjivača topline

Centralno grijanje (CO) - u suvremenom smislu označava instalaciju u kojoj se toplina dovodi do grijaćih tijela (radijatora) smještenih u prostorijama. Za distribuciju topline koriste se voda, para ili zrak. Postoje CO sustavi koji pokrivaju jedan stan, kuću, nekoliko zgrada, pa čak i cijele gradove. U instalacijama koje se protežu kroz jednu zgradu, voda cirkulira gravitacijom kao rezultat promjena gustoće s temperaturom, iako se to može prisiliti pumpom. U većim instalacijama koriste se samo sustavi prisilne cirkulacije.

Kotlovnica - industrijsko poduzeće, čija je glavna zadaća proizvodnja visokotemperaturnog medija (najčešće vode) za gradsku toplinsku mrežu. Tradicionalni sustavi (kotlovi na fosilna goriva) danas su rijetki. To je zbog činjenice da se kombiniranom proizvodnjom toplinske i električne energije u termoelektranama postiže mnogo veća učinkovitost. S druge strane, sve je popularnija proizvodnja topline samo iz obnovljivih izvora energije. Najčešće se u tu svrhu koristi geotermalna energija, no grade se velike solarne toplinske instalacije u kojima

kolektori zagrijavaju vodu za potrebe kućanstva.

Pasivna kuća, kuća za uštedu energije – građevinski standard karakteriziran visokim izolacijskim parametrima vanjskih pregrada i upotrebom brojnih rješenja usmjerenih na smanjenje potrošnje energije tijekom rada. Potražnja energije u pasivnim zgradama je ispod 15 kWh/(m²·godina), dok u konvencionalnim kućama može doseći i 120 kWh/(m²·godina). U pasivnim kućama smanjenje toplinske potrebe je toliko veliko da se ne koristi tradicionalni sustav grijanja, već samo dodatno zagrijavanje ventilacijskog zraka. Također se koristi za uravnoteženje potrebe za toplinom.

sunčevo zračenje, povrat topline iz ventilacije (oporaba), kao i dobitke topline iz unutarnjih izvora kao što su električni uređaji ili čak sami stanari.

Gzheinik (kolokvijalno - radijator, od francuskog calorifère) - izmjenjivač topline voda-zrak ili para-zrak, koji je element sustava centralnog grijanja. Trenutno se najčešće koriste panelni radijatori izrađeni od zavarenih čeličnih ploča. U novim sustavima centralnog grijanja rebrasti radijatori praktički se više ne koriste, iako u nekim rješenjima modularnost izvedbe omogućuje dodavanje više rebara, a time i jednostavnu promjenu snage radijatora. Kroz grijač teče topla voda ili para, koji obično ne dolaze izravno iz kogeneracije. Voda koja napaja cijelu instalaciju zagrijava se u izmjenjivaču topline s vodom iz toplovodne mreže ili u bojleru, a zatim odlazi u primatelje topline, kao što su radijatori.

Kotao za centralno grijanje - uređaj za izgaranje krutog goriva (ugljen, drvo, koks itd.), plinovitog (zemni plin, UNP), loživog ulja (lož ulja) kako bi se zagrijala rashladna tekućina (obično voda) koja cirkulira u CH krugu. U uobičajenom jeziku, kotao za centralno grijanje netočno se naziva peć. Za razliku od ložišta, koje nastalu toplinu predaje okolini, kotao predaje toplinu tvari koja je nosi, a zagrijano tijelo odlazi na drugo mjesto, na primjer u grijač, gdje se i koristi.

kondenzacijski bojler - uređaj sa zatvorenom komorom za izgaranje. Kotlovi ove vrste dobivaju dodatnu količinu topline iz dimnih plinova, koji kod klasičnih kotlova izlaze kroz dimnjak. Zahvaljujući tome, oni rade s većom učinkovitošću, koja doseže do 109%, dok je u tradicionalnim modelima do 90% - tj. bolje koriste gorivo, što znači niže troškove grijanja. Učinak kondenzacijskih kotlova najbolje se vidi na temperaturi dimnih plinova. Kod tradicionalnih kotlova temperatura dimnih plinova je veća od 100°C, a kod kondenzacijskih samo 45-60°C.