Fogo e ar: barato e ferrolho
Essas coisas são vendidas por algumas centenas de dólares e destinam-se a "prender" a qualquer parede no lugar normal em que um aquecedor de parede for utilizado.
O requisito "barato" exclui qualquer possibilidade de uso de tecnologia eficiente como uma bomba de calor. Eles usam aquecimento resistivo simples (mas bastante caro). Isso é um desperdício.
O requisito de "parafusar" requer peso leve e tamanho pequeno - portanto, um reservatório de armazenamento de tamanho significativo é impossível - desmoronaria o chão. Em vez disso, eles usam temperaturas muito altas para armazenar o calor em uma massa de tamanho saudável. As temperaturas altas não brincam com bombas de calor ou energia solar passiva, o apenas A opção nessas temperaturas é o aquecimento resistivo elétrico terrivelmente ineficiente.
Essa é a sua resposta: eles não podem usar água porque precisam tornar a unidade muito quente. para armazenar uma quantidade significativa de calor em espaço e massa pequenos.
A perda através do isolamento é proporcional a diferencial de temperatura / valor do isolamento. Temps muito altos requerem um isolamento muito bom. As temperaturas que pressionam o 1000K impedem isopor ou fibra de vidro fácil e barata, deixando a família de amianto de lã de rocha ou outros silicatos. muitos dos (e isolamento muito pesado, já que a maioria dos isolamentos não gosta da temperatura 1000K, deixando você na família do amianto, sim).
Você precisa pagar o flautista, em grande massa ou em um isolamento potente para conter muito calor. Se você não pagar o flautista, o dispositivo não funciona muito bem.
Olhando para as unidades que vejo na Web, de fato, elas vazam como uma peneira, as unidades de convecção perdem 80% de seu calor por perda descontrolada através do isolamento fraco. Isso os torna bastante difíceis de controlar.
Eu continuo cético em relação a essas pequenas unidades poderem realmente mudar o tempo do calor as horas 8-12 necessárias explorar tarifas elétricas noturnas. Onde eles mostram um potencial real é gerenciamento do lado da demanda: o utilitário que comanda os aquecedores para desligar momentaneamente, em vez de acelerar o pico. Essa capacidade melhora muito a resiliência da grade, pois pode facilmente eliminar a carga se sobrecarregada. Se essas informações estão sendo divulgadas em sua área, suspeito que essa seja a agenda.
Isso com certeza: como eles armazenam energia por um período tão curto, eles são 100% de eficiência energética. Como não há escapatória para o calor mas o espaço de convivência, a única maneira de essas unidades ficarem abaixo de 100% é se elas mudarem o calor para momentos indesejados. Por exemplo, vazando.
Mas eles também não podem exceder o 100%. Nós podemos fazer muito melhor.
Água. Faça tudo, seja tudo.
Ou anticongelante seguro de propileno glicol. "oh não, você não pode correr água a temperaturas pirofílicas" Darn certo. Essa é uma abordagem completamente diferente e muito mais interessante. As temperaturas de trabalho seriam 10-70C (no modo de aquecimento), portanto, não é necessário fechar o tanque. O que vai a algum lugar onde vazamentos não importam.
Como o delta-T é tão pequeno, precisamos de uma massa térmica MUITO maior, mas as perdas de isolamento serão 1 / 10. Também nos beneficiamos da lei do cubo quadrado: cubo do volume, quadrado apenas o tamanho do envelope.
Você instala um tanque grande, como uma cisterna (com drenagem adequada) ou ao ar livre e compensar com melhor isolamento. Qualquer tanque agrícola comum serve. 12 "+ de isopor seria bom. O delta-T é 60C e não 600C; portanto, o isolamento pode ser menor, mas é fácil com materiais como isopor disponíveis; portanto, use muito mais. Você usaria um tanque de tamanho robusto tamanho da sua carga - 1000 gal. não seria excessivo se a sua engenharia de projeto exigisse isso.
Você tem muitas opções para adicionar calor a um tanque de baixa temperatura - combustível, coletores solares, energia elétrica resistiva se você realmente quer, mas o querido estará bombeando calor, porque executará a eficiência 200-400%. No outono / primavera, o calor que bombeia à noite pode ser o calor que você rejeita durante o dia usando seu modo de ar condicionado.
Então você usaria bombas de calor para transferir o calor para a casa - se o tanque for 60C e você desejar que sua bomba de calor libere ar 40C, essa transferência de calor será MUITO eficiente porque é "descida" para a bomba de calor. Você está simplesmente usando a bomba de calor para transportar o calor do local X para o local Y.
Bombas de calor que fazem isso não são incomuns, elas são usadas em grandes complexos que circulam "água de serviço" a graus 70 para ar condicionado e calor. No verão, usam torres de resfriamento; no inverno, a sala das caldeiras aquece a água com combustível (gás).
Eu mencionei "modo de aquecimento". As bombas de calor são revertidas para os condicionadores de ar, portanto este sistema vem com A / C. À noite, sua bomba de calor resfria o tanque, despejando-o no calor ambiente ou doméstico. Se o tanque aguentar o congelamento, a água vence massivamente no modo A / C: a entalpia da fusão permite que você armazenar uma quantidade insana de energia de refrigeração. (Pena que você não consegue encontrar uma substância que congela no 25C). Durante o dia, você bombeia calor da casa para o tanque - "descendo" novamente. Se a temperatura do dump freon exceder o ambiente externo, você pode esfriar até a temperatura ambiente antes de despejar no tanque.
Terra: construir o armazenamento térmico na casa
Nesse caso, você usa um delta-T ainda mais baixo e ainda mais material de armazenamento: os materiais de construção de alvenaria da própria casa. Obviamente, este não é um projeto térmico passivo, mas passivo desde o início.
Nesse caso, é usado um material de construção de alta massa térmica e um isolamento generoso é colocado do lado de fora. Como resultado, o envelope do edifício resiste fortemente à mudança para a temperatura interior e armazena o calor que estamos mudando no tempo.
Para lidar apenas com um grau delta-T 5-10, é necessário proporcionalmente mais massa. O isolamento tem menos trabalho a fazer, mas ainda é importante.
A implementação é fácil: qualquer equipamento comercial HVAC pronto para uso será suficiente. Usar o armazenamento térmico é apenas uma questão de ajustar as configurações do termostato.
Se isso não for suficiente e o proprietário desejar algo mais sob demanda, ele combinará muito bem com um sistema de água, e a "água" pode até ser um enorme pedaço de concreto.
