Аутономни системи грејања: истраживање извора топлоте

Тема овог чланка су аутономни системи грејања. Покушаћемо да сазнамо шта су и шта се може користити као извор топлотне енергије за њих. Поред тога, морамо водити компаративну анализу трошковне ефикасности и једноставности коришћења одређених решења.

Класификација

За почетак, на основу чега се може класификовати независно грејање.

Према извору топлотне енергије.

Ево списка могућих решења:

• Гас (главни и течни гас - у држачима гаса и цилиндрима).
• Угаљ
• Огревно дрво
• Пелети (гранулирани отпад од дрвета).
• Дизелско гориво.
• Електрична енергија.

Према методи преноса топлоте из котла на периферне просторије.

Има их само два.

1. Грејање воде је најпопуларније због високог топлотног капацитета воде.

Напомена: заједно са водом, могу се користити расхладна средства са нижим температуром кристализације, што вам омогућава да се не бојите одмрзавања када зауставите грејање и циркулацију. У маси је мешавина воде са етиленом и пропилен гликолом.

1. Грејање ваздуха се често комбинује са вентилацијом.. Грејање ваздуха се користи за загревање простора.

Ефикасност

Хајде да упоредимо трошкове које сваки од ових извора топлине обећава власнику.

Нуанце: у неким регијама у земљи специфичне цене могу варирати. Међутим, њихов однос ће се наставити.

Посебан случај

Проучавање оперативних трошкова донело нам је неочекивано откриће: у 21. веку, дрво је и даље најјефтинији извор топлоте у одсуству главног гаса. Не само то: за становнике руралних подручја трошкови за њих могу се смањити на нулу - одабир мртвог дрвета и обрезивање стабала на том подручју значи покривање потреба за горивом. Али наизглед прогресивни извор топлоте - струје - био је на дну листе.

Међутим, ова поравнања ће бити истинита само за уређаје директног загревања, који претварају киловат електричне енергије на киловат топлотне енергије. За топлотну пумпу, слика је фундаментално другачија: његов уређај омогућава 2 до 5 киловат-сати топлоте за сваки киловат-сат времена потрошене струје.

Због чега?

Тајна је једноставна: енергија се не троши на стварање топлоте, већ на премјештање од извора ниског потенцијала до извора високог потенцијала. Једноставно речено, уређај топлотне пумпе вам омогућава да хладнијег хладног окружења још више хладите и загрејте кућу уз насталу топлоту.

Како се постиже овај ефекат?

• Хлапљиво расхладно средство компресује компресор и иде у течну фазу великом количином топлоте.
• Ова топлота се даје топлотном измењивачу и користи се за грејање простора.
• Након измјењивача топлоте, расхладна течност која је изгубила топлоту пролази кроз експанзиони вентил и претвара у плинасто стање, чврсто хлађење током експанзије.
• Онда иде до другог измењивача топлоте. Пошто се охлади на температуру која је нижа од температуре околине током пролаза расхладног средства, стиче се константан ток топлоте: расхладно средство се загрева и, када се загреје, враћа се у компресор за поновљени циклус.

Топлотне пумпе са највишим ЦОП (коефицијент перформанси, параметар који означава однос топлоте и електричне енергије пумпе у режиму грејања) смањују трошкове по киловат-сату топлоте на 3,6 / 5 = 0,72 рубља, што практично изједначава њихову профитабилност са гасом опреме и оставља далеко иза конкурентских решења.

Узгред: за већину топлотних пумпи, просечна ЦОП током сезоне је реалнија, једнака 3 - 3,5.

Употребљивост

У погледу економије, листа важних квалитета за потрошача се не завршава. Најмање још један параметар није мање важан - употребљивост.

И с ове тачке гледишта, изграђена је потпуно друга табела редова.

1. Сва електрична опрема (и директни уређаји за грејање и топлотне пумпе) су потпуно аутономни и не захтевају негу или одржавање. Из очигледних разлога уклањање производа сагоревања је такође бескорисно.

1. Котлови за грејање и соларно грејање су такође способни за дугорочни аутономни рад. Међутим, у погледу једноставне употребе, они су нешто инфериорнији од електричних уређаја: сви они захтевају уклањање производа сагоревања; За соларијум је потребан потреба да се опреми капацитетом неколико коцкица и толерише бука горионика, што је мало инфериорније од бука авиона приликом полетања.

Употреба флашираног гаса захтева додатну пажњу: балон ће морати да се мења од једном дневно до неколико пута недељно.

1. Век трајања батерије пелете може доћи недељу дана због аутоматског напајања горива из бункер-а. Међутим, као и сви уређаји са чврстим горивом, потребно је периодично чишћење панела за пепео.

1. На крају, котлови и пећи на дрва и угља захтевају константну пажњу: морају их отпустити неколико пута дневно.

Грејање воде

Хајде да детаљније погледамо који извори топлоте могу користити аутономне системе грејања.

Плински и соларни котлови

Њихов уређај је сасвим разумљив: плински горионик загрева измењивач топлоте и преноси топлоту у течност за хлађење која циркулише кроз њега.

Шта је још корисно за потенцијалног купца да зна о опреми за гас?

• Невезљиви уређаји су опремљени пиезо-паљењем и користе се за упаљење главног горионика када температура хладњака пада на такозвани пилот. Електрични котлови за паљење немају и због тога обезбеђују око 20% уштеде гаса.

Имајте на уму: електрично паљење се не уклапа добро са нестабилношћу снабдевања електричном енергијом у руралним подручјима. Делимично, међутим, проблем се решава постављањем непрекидних извора напајања који могу подржавати котао 4-6 сати.

• Атмосферски горионик извлачи ваздух унутар ваздуха и уклања производе сагоревања у вентилациони канал или димњак. Затворени горионик значи узимање ваздуха са улице и пражњење производа сагоревања дуж исте коаксијалне (двоструке) цеви.

• Кондензациони котлови пружају 9-11% уштеду гаса у поређењу са класичним. Не само да одводе топлоту из производа сагоревања, већ их и кондензују на додатном измјењивачу топлоте. Иначе, за њих је оптимална повратна температура у 30Ц, карактеристика система подног грејања; у конвенционалном котлу, узрокује настанак кондензације на измењивача топлоте која није прилагођена за ово и њен рани отказ.
• Плински котлови су често уједињени са соларним системом. Постоји много дизајна које вам омогућавају да промените врсту горива једноставним заменом горионика.

Котлови на чврста горива

Класични уређај ове врсте састоји се од ватробона са измењивачем јастука, улазним и излазним млазницама, пепелом са дуваљком и некомпликованим системом аутоматизације. Када се расхладно средство прегреје, најједноставнији механички термостат покрива дуваљку, ограничавајући приступ ваздуху и смањујући топлотну снагу уређаја.

Ова шема је једноставна, изузетно је отпорна на грешке, али има неколико озбиљних грешака:

1. Загревање кутија се тражи сваких 2-4 сата.
2. Ограничење протока ваздуха доводи до катастрофалног пада ефикасности због чињенице да се производи некомплетног сагоревања испаравају кроз димњак. Са ограниченим приступом кисеоника, огревног дрвета и угља формирају угљен моноксид (успут, токсични) и испарљиви угљоводоници.

У покушају да се реше ови проблеми, креирани су пар веома радознатих дизајна.

Гасни генератор

Гасни генератор (пиролиза) котао прекида процес сагоревања горива у две фазе.

1. Пропушта се са ограниченим протоком ваздуха, сагорева се на стање пепела и производи пиролизни гас - врло испарљиве угљоводонике.
2. Тада гас пиролизе улази у комору за прегоревање која се налази испод главне пећи, где добија нови део ваздуха кроз ињекторе. На високим температурама ово доводи до тренутног паљења смеше гас-ваздуха.

Какав је резултат?

• Флексибилна контрола снаге без губитка ефикасности.
• Дуго (до 12 сати) гори на једном језичку горива.

Топ горење

Још је знатижељнија модификација генератора гаса - горња пећ. Принцип његовог рада је сведен на пренос тињајућег дрвета или угља од дна до горње површине маркера.

Како то функционише?

1. Покретни ваздушни канал се спушта у горионик, напуњен и испаљен одозго, завршавајући масовним диском - дистрибутором ваздуха.
2. Прилаз ваздуха је обезбеђен на целој површини слоја горива. Дозирају се ручно или аутоматски подесиви вентил.
3. Комора изнад диска за дистрибуцију ваздуха се користи за накнадне прогресије производа непотпуног сагоревања. У овом случају, узлазни проток ваздуха у потпуности носи пепео, који може спречити пропадање.

Максимални век трајања батерије који показује горњи котао из литванске компаније Стропува је 31 сат.

Електрични котлови

Директни грејни уређаји су такође подељени у неколико категорија. Теновие се користе за грејање цевних грејача постављених у проточни резервоар. Снага се регулише корацима. Дизајн је довољно отпоран на грешке, јефтин и нема озбиљних мана, осим што је ниска ефикасност типична за све уређаје за директно загревање.

Котлови на електродама користе алтернативну струју која пролази директно кроз воду. Њихова главна предност је компактност. Недостаци - постепено раскидање електрода и способност рада само у води са одређеним саставом минералне соли.

Индукциони котао је феромагнетно језгро и навијање смештено у диелектричну цевчицу која узбуђује вијугасте струје загревање метала у њему. Главна предност индукционог котла је његова феноменална еластичност и неограничен радни век: једноставно нема дијелова који носе са временом.

Важно: било која тврдња да је нека врста електричног котла економичнија од конкурентских рјешења су прва лаж. Било који уређај директно грејање претвара у топлоту 100% потрошене електричне енергије. Чак и ако се, захваљујући дизајнерским карактеристикама, топлотна енергија не пренесе у хладњак, али делимично распршена у ваздуху, она и даље загрева ваш дом.

Топлотне пумпе

Могу користити више врста извора топлоте ниског степена.

Геотермална

Топлотни измјењивачи се постављају испод нивоа замрзавања и узимају топлотну енергију из земље. Главни проблем са овим пумпама је скупа инсталација.

Постоје две могуће опције.

1. Сонде се спуштају у вертикалне бунаре дубине од 30 до 100 метара.

1. Колектор се поставља хоризонтално.

Друга опција је атрактивна јер се ров испод хоризонталног колектора може ископати сопственим рукама, што значајно смањује трошкове инсталације. Међутим, површина испод канализације треба да буде око три пута загрејана; Међутим, не може се користити за садњу - биљке неће толерисати температурни режим колектора.

Вода

Оне се могу имплементирати на два начина:

1. Колектор се поставља на дно резервоара без леда.

1. За размену топлоте користе се два бунара - проток и дренажа. Врућина која је одустала одводи се у водоносни слој.

Аериал

Они могу бити идеални за топлу климу. Ниска цена решења, јефтина и једноставна инсталација чине их веома атрактивним изворима топлоте у одсуству главног гаса.

Међутим, вреди размислити о неколико суптилности.

• Чак и најбољи уређаји овог типа задржавају перформансе на температурама спољашњег ваздуха до -25 ° Ц.
• Како температура пада, ЦОП инструмента пада. Ако је код +10 једнако пет, онда се на -25С смањи на два.

Важна тачка која је релевантна за све врсте топлотних пумпи: нижа температура хладњака, то је мања делта између ње и околине, што значи да је већи ЦОП уређаја. Због тога се користе топлотне пумпе свих врста, користе се радијатори са великим бројем секција, а температура расхладне течности се не повећава изнад + 45 ° Ц.

Грејање ваздуха

Грејање на плин, соларни и чврсти гориво грејање ваздуха у потпуности дуплира карактеристике својих колега, дизајнираних за загревање воде. Одвојено је потребно додијелити само неколико дизајна.

Булериан

Под овим именом, узети од једног од првих произвођача, скрива конвекцијски пећи-гасни генератор. Његова главна карактеристика је да је ватроотпорно окружено отвореним дном и горњим челичним цевима великог пречника, у којем стабилне конвекционе струје настају током загревања. Цурвилинеарност цеви доприноси ефикасном мешању ваздуха у просторији.

Напомена: загрејани ваздух се може разблажити системом канала. Конвенционални вентилатори канала могу се користити за њено присиљавање.

Инвертер клима уређај

Сваки клима уређај је посебан случај топлотне пумпе зрак-зрак. То је инвертор који се разликује по томе што користи АЦ-то-ДЦ конверзију, што омогућава флексибилну контролу снаге компресора. Када се ваздух загреје до жељене температуре, компресор се не зауставља, али смањује брзину.

Споредни ефекат чињенице да је компресор у сталном раду је могућност претварача да обавља своје функције на ниским температурама (до -25 ° Ц). Заправо, многи модели постављају произвођачи као топлотне пумпе за домаћинство.

Грејање помоћу претварача је несумњиво најбоље рјешење у подручјима гдје зимске температуре не падају испод -10 - -20 степени. Тако да инструкција за одабир грејне шеме није неоснована, аутор ће подијелити властито искуство кориштења инвертера за гријање поткровље прошле зиме.

Закључак

Надамо се да ће нам наш миниатурни преглед помоћи читаоцу да изабере оптимално решење за своје услове. Додатне информације о томе шта може бити аутономни систем грејања, нудиће приложени видео. Успехи!