integrerade system skogsenergi för hållbara bostäder

Förberedd för, Forskningsenheten, Kanada Mortgage och Housing Corporation, Projektledare: Peter Russell

Abstrakt

Boyne River Ecology Centre

Inom ramen för hållbara bostäder Allen Associates har utvecklat projekt med förnybara energisystem inklusive vedeldning. Toronto vinnande utformningen av CMHC (Kanada Mortgage och bostadsfrågor Corporation) Friska House Konkurrensen underströk behovet av en vedeldad integrerad apparat som kombinerar utrymme och varmvattenberedning, matlagning och elproduktion. Denna enhet kommer att betjäna minskad termiska och elektriska slutanvändning och kompletterar solceller elproduktion och solvärme uppvärmning av vatten.

Kitchener-Waterloo YMCA Environmental Learning Center

Vår nuvarande förändring i riktning mot miljö sustainablity måste främja miljövänlig teknik och med nödvändighet degradera många etablerade produkter och metoder för återvinning högen. Flera branscher kan dra nytta direkt, inklusive vedspis tillverkare, mekanisk verktygsindustrin och systemtillverkare elektrisk konvertering.

Crainford Residence

Introduktion

marknaden Genomförbarhet

Det finns en ökande insikt om att alla våra aktiviteter och utformning av enheter som stöder dessa verksamheter måste gå mot miljömässig hållbarhet. Hållbara bostäder innebär att konstruktion och tillverkning av våra hus och energisystem samt praxis i våra hushåll måste gå mot att upprätthålla de ekosystem som upprätthåller oss. Begreppen hög verkningsgrad, låg förkroppsligad energi och förnybara energikällor är förenliga med hållbarhet.

teknik Beskrivning

Principer hållbara bostäder

utrustning Storleks

Tänkbara och applikationer

Bostäder utveckling som är miljömässigt hållbart bör inte ha någon netto negativ miljöpåverkan i form av globala och lokala bioregioner eller ekosystem. Mycket enkelt resursinsatser och utflöden passerar plats gränser bör vara godartade oavsett om de är energi eller vatten. Webbplatsen ska vara livsuppehållande som ett ekosystem. Hälsosam inomhusklimat är en del av hållbar design.

CMHC har fokuserat på “friska hus” som en utveckling mål i vidaste bemärkelse för sina bostadsverksamhet (Ref. 1). Genom omfattande och konsekvent designa för åkande hälsa (luft, vatten, sensorisk), energieffektivitet (förkroppsligad energi, förnybar energi), resurseffektivitet (material, avfall, vatten) och miljöansvar (utsläpp av avloppsvatten, vid planering, sopor), hållbara bostäder är en naturlig följd.

Tre byggnader Närmar miljömässig hållbarhet

Allen Associates har rört sig mot miljömässigt hållbara mönster byggnad, vilket resulterar i några anmärkningsvärda projekt. Dessa projekt har följande egenskaper

Hållbar Hushållens energiprofil

En hållbar bygg- konstruktion resulterar i kraftigt minskade budgetar energi. Per definition, hållbarhet också inte tillåter avfall och en slösaktig energi livsstil. Eftersom energi och ekologiska designers i Toronto vinnande bidraget av CMHC friska House konkurrens (med arkitekt Martin Liefhebber) vi utvecklat en 100% förnybar energi systemet, i själva verket den Unplugged House. Men är förnybar energi inte hållbart om det används för att driva ineffektiva slutanvändningar. För att göra denna proposition ekonomiskt lönsamt och hållbart, var följande energi budgetar utvecklas.

5 m2 solcellssystem är ansvarig för 1000 kWh el och 3 m2 solfångare för 700 kWh. De återstående 3300 kWh (2500 kWh för rymd värme och matlagning, 300 kWh för tappvarmvatten och 500 kWh för el) levereras av trä värme. Total verkningsgrad förbränning är minst 70%. Detta motsvarar cirka 4500 kWh eller tre fjärdedelar av en full sladd. Detta är vår bästa definitionen av en hållbar nivå av virkesförbrukningen för ett hushåll på 0,2 hektar woodlot som ska göra det möjligt för hållbart skogsbruk.

Integration av vatten Uppvärmning

Vår användning av vatten värmeväxlare har gått utan rigorösa befintliga konstruktionsprinciper eller testresultat. De kakelugn levererades av Norbert Senf av murspis Builders, komplett med värmeväxlare. Våra system har både thermosyphoning och pumpas slingor. Systemen skyddas från kokande genom att säkerställa en automatisk värme dumpa ytterligare uppvärmningsanordningar, t.ex. fin-tube konvektorer. Dessa kan placeras där potentiellt obehag är inte ett problem, såsom ett obetingat källare.

Frågor om CSA godkännande av värmeväxlare och påverkan på utsläppen kvar.

Integrerad Vedeldad Kraftvärme

Som ett resultat av CMHC Toronto Healthy House projektet behovet av utveckling av en låg-utgång, var vedeldad cogenerator till en rimlig kostnad identifieras. Allen Associates har blivit ombedd av CMHC att genomföra en studie i den tekniska och kommersiella genomförbarheten av träbaserade värme enheter som också kan ge elkraft (ref. 2).

Följande är två möjliga konfigurationer för framtida kommersialisering.

Integrerad kakelugn / Stirling

Murverk trä värmare är värmelagrings spisar som arbetar med snabba, rena, höga brännskador temperaturer. Denna design har en ytterligare massa hög temperatur (t ex en täljsten platta) som lokaliseras på den hetaste delen av skorstenen för att ge flera timmars lagrad värme för Stirlingmotorn. Lyft isolerade lock på plattan gör det möjligt att laga mat att ske. En ugn är också en del av designen. Spisen är isolerad när den inte används för matlagning. På sommaren, när matlagning enbart önskas, det mesta av massan kan kringgås genom rökgaserna. Den elektriska utgången är mellan 500W och 1000W. Denna apparat antas arbeta med kompletterande produktion PV el och solvärme uppvärmning av vatten. Vattnet värms vid värme förkastande av Stirlingmotor för att hjälpa solfångare.

Separerad ånggenerator

På grund av potentiella buller och säkerhetsproblem en ånggenerator skulle också mer sannolikt separeras från livsrum. Kombinationen är en liten, lågtrycks ångpanna matning av en kolvmotor eller turbin. Uppvärmning och varmvattenberedning kan tillföras via värmeväxlare från ångan direkt eller eventuellt efter mekanisk anordning. Denna enhet kan avfyras på elbehovet hela året, om inga andra förnybara energikällor är tillgängliga. I sommarvärmen måste dumpas till utsidan om inga termiska belastningar existerar. Emellertid kan absorption kylning och kylning anses att förbättra användbarheten av ångan.

Prototyper av de bästa tekniken med mindre integration finns både på denna kontinent och globalt. Forskning och utveckling kommer att krävas för att producera marknad färdig produkt. Privata medel måste ta ledningen när det ligger i branschens intresse att forma framtida marknadspotential. Prudent är strategiskt statligt stöd under utveckling rikligt betalas tillbaka i skapandet av arbetstillfällen och ny ekonomisk verksamhet.

Slutsats

Vi måste inleda allvar och snabbt på väg mot en miljömässigt hållbar energi i linje med utvecklingen av hållbara bostäder. Nya träbiomassa integrerade energisystem, sannolikt kompletteras med andra förnybara energiformer, kommer att spela en mycket viktig roll i vår framtida energiförsörjning.

Delar av hållbara bostäder