建筑前期规划，供暖问题

你好

首先，我想简单介绍一下自己。我叫Julian，来自美丽的萨尔州。因为我和女朋友现在慢慢开始考虑买自己的房子，并且正在收集一些想法，所以有几个问题想请教一下。
我们计划建一栋独栋住宅。使用面积160平方米。现在的问题是，如何在能源和采暖费用不断上涨的情况下节省开支。
说回我的主要想法：
我想建一栋配备大功率太阳能热水器和光伏发电系统的房子。房子里有一个容量大约20-30立方米的储水罐。然后我通过太阳能热水器来加热储水罐里的水，这样就可以加热生活用水。此外，我还能利用储存的热量，在冬天通过地暖给房子供暖。对于特别寒冷的冬天，我还会安装一个大壁炉，壁炉最好带有集成换热器，用于加热水。你们觉得这样的方案有没有可能在不使用其他采暖设备的情况下实现？大概费用会是多少？另外我还考虑安装自动通风系统，以避免高保温房屋内的霉菌和其他问题！
你们怎么看？可行还是糟糕的主意？

这里没人能帮我关于这个想法吗？真的会很感激。谢谢。

你好，
所以关于20-30立方米储备罐的想法，请你尽快忘掉。缓冲储罐的大小和所需的太阳能板面积是根据房屋居民人数确定的。

如果太阳能系统也用于供暖，那么你的房子至少需要达到低能耗标准（气密性，非常好的保温层，良好的玻璃和窗框等），最好是被动房标准。

我推荐给你的：

a) 低能耗房屋：
作为热源可考虑：
1.) 太阳能板：用于热水，可能还会作为其他能源的补充用于供暖。单独用来供暖是不够的！
2.) 地面或深层集热器用于利用地热
3.) 热泵用于加强由1和2产生的能量。

这里我们说的是低温系统，因为供暖温度仅比所需室温略高（相比之下，散热器温度可达70-80°C）。

低能耗标准下的“分配系统”可选择：
1.) 墙体和/或地暖
2.) 控制型室内通风

现在解释一下：
在深层或地面集热器中，管道水平铺设在地面中（地面集热器）（有时长达数百米，分布在大面积），或者像井一样垂直安装在较深处（>80米，视需求而定），少量的管子（通常两个回路）被钻进一个小孔中。深层集热器的优点是与地面集热器相比，占用的土地面积很小，但如果有兴趣，你可以在维基百科等处查看更多内容。
通过这些集热器，可以全年从地下提取恒定的温度水平。但该温度水平供暖仍然远远不足，需要通过热泵将其提升到可用温度。

热泵的工作原理类似于冰箱：压缩机压缩气体，此区域气体变热 => 该温度通过热交换器传递给如地暖等系统。流经待加热地板后返回的水温度降低，因为它向房间释放了热量。冷却后的水再次冷却热泵的热侧（该过程循环进行）。
在热泵中，仍被压缩的冷气体通过阀门膨胀（即反向压缩）冷却到比原始温度更低的温度。该冷区吸收来自深层或地面集热器的加热能量，再通过压缩使其变为可用能量，热泵循环重新开始。集热器内冷却介质（通常是盐水）沿管道循环，沿途不断从地下水/土壤吸收热量，变热后返回热泵。

我知道用文字描述很难，但YouTube上有许多关于工作原理的视频。

太阳能集热器主要用于加热生活热水（做饭、洗涤等），因此设计时主要考虑居民数量。

对于被动房，实际上你只能使用控制型室内通风作为分配系统，因为该系统会将“旧的”暖空气在离开房屋前通过换热器，使热能传递给冷新风，从而加热新风。当然没有100%热量回收，但由于居住者自身产生的热量（做饭、出汗等）以及结合热泵的地热供暖，这足以轻松维持室内温度。此外，房内空气持续新鲜，每天自动换气，夏天还能作为节能空调降温。

要区分被动房和低能耗房，还需要安装光伏板以满足系统用电需求，通常还需更好的保温和至少三层玻璃窗。

具体系统的计算和设计应由有经验的专业人员完成。费用方面，这类系统在低能耗标准基础上，额外支出约2.5万至3.5万欧元。被动房因光伏系统等还要更贵些。

不过需要说明的是：这些系统通常在大约15年内回本（假设能源价格不变）。如果考虑化石燃料或电价上涨，回本时间更短。

如果我有说错或你有不懂的地方，请尽管问。

但关于20-30立方米储备罐的想法，请务必尽快放弃 => 需要巨大的储存容量，我还能想到很多其他理由让这个项目快速失败（储存成本、施工复杂等等）。还是坚持“传统”的建筑技术吧，它们经过了长期验证，也设计合理。

祝好，托马斯

你好，托马斯，谢谢你的详细回复。我的地热供暖问题在于我必须在我的土地上进行钻探。这些钻探涉及地下水和岩层情况是怎样的？会有问题吗，还是可以直接钻透？我本来想尽可能实现能源自给自足。我需要加热的能源越少，花费也就越少。很清楚。必须得有一套很大的光伏系统，才能抵消地热供暖和通风系统的能耗。我得仔细看看被动房标准。

你好，

……我在地热供暖方面的问题是我必须在我的土地上进行钻孔。这些钻孔在地下水和岩层方面情况如何？会不会有问题，还是直接钻过去？

地源热泵有多种来源。垂直钻孔、地面集热器、地热篮、沟渠集热器以及无需“挖掘”或“钻孔”的集热器。每种都有优点，也有缺点。作为热源的地源热泵，过度隔热不划算。如果更注重较低到极低的热传递系数（被动式房屋标准），地源热泵通常就显得像“用大炮打麻雀”；）
替代方案可以是空气源热泵（AWP），具体取决于建筑的规模和隔热标准。
热泵和光伏的组合目前通常是最经济的解决方案之一。

……我用来供暖的能源越少，费用越低。很明确。

未来能源成本的节省意味着通过投资或资本服务进行替代。并非所有宣传得很美好的东西实际上都是经济划算的。
真相可以通过基础调查、实际需求/消耗（供暖、生活热水以及可能的通风的功率和能耗）来找到。

……为了补偿地热供暖和通风设备的用电量，光伏装置必须非常大。

误解，即使是普通建筑，根据地点和朝向，全年收支平衡也是可能的。

此致

你好，这实际上意味着我最好找一位暖气工程师帮我计算一下什么对我来说是合理的，或者谁会做这种事情？建筑师也能帮我计算这种东西吗？