Nowoczesne systemy grzewcze: woda, kolektory słoneczne,

Jakie nowoczesne systemy ogrzewania prywatnego domu są używane w naszym kraju? Co czyni je atrakcyjnymi na tle tradycyjnych rozwiązań? Czy używane obwody mają jakieś poważne wady? Jak są one ekonomiczne? Spróbujmy odpowiedzieć na te pytania.

Tradycyjne i nowe sposoby

Od razu oddzielmy jeden od drugiego. Tradycyjne systemy ogrzewania wody do dziś pozostają najbardziej popularne.

Jest kilka powodów:

• Tanie gaz i drewno opałowe.

Wyjaśnienie: najtańszy rodzaj paliwa był i pozostaje głównym gazem. Pomimo obfitości komunikatów reklamowych, każda nowoczesna technologia ogrzewania będzie kosztować więcej niż kocioł gazowy pod względem kosztów operacyjnych.

• Niski koszt sprzętu.
• Duża ilość informacji i praktycznych umiejętności wyspecjalizowanych ekspertów w dziedzinie konwencjonalnego ogrzewania wody. Aby masowo zaoferować coś nowego na rynku krajowym, konieczne jest posiadanie wyczerpujących informacji na temat wad i zalet rozwiązania. W związku z tym czasami pojawiają się problemy.

Nieco dalej dowiemy się, jak mogą wyglądać tradycyjne systemy ogrzewania prywatnego domu z nowoczesnych komponentów. W przeciwieństwie do tego musimy zapoznać się z prawdziwie nowymi technologiami, dosłownie odwracając pomysły na temat ogrzewania.

Ogrzewanie wody

Jak więc zmieniło się nowoczesne ogrzewanie domu wiejskiego w ramach zwykłego schematu z nośnikiem ciepła i konwekcyjnymi urządzeniami grzewczymi?

Źródła ciepła

Na początek - kilka ogólnych uwag. Oto przybliżony koszt za kilowatogodzinę ciepła dla różnych sposobów jego wytworzenia.

Wraz z wydajnością warto jednak wziąć pod uwagę łatwość obsługi określonego rodzaju sprzętu.

Na tej podstawie nasza tabela rankingowa wygląda zupełnie inaczej:

1. Sprzęt elektryczny nie wymaga konserwacji, działa bez ingerencji człowieka przez nieograniczony czas i pozwala na stosowanie elementów takich jak termostaty, programowalny tryb ogrzewania, sterowanie przez GSM, itp.

1. Kotły gazowe o funkcjonalności elektronicznego zapłonu nie niższa elektryczne, ale wymagają usuwania produktów spalania, a w zbiorniku gazu z butli, oraz - także do okresowego napełniania.
2. Systemy ogrzewania słonecznego mają tę samą funkcjonalność, ale wytwarzają więcej hałasu i wymagają zbiornika paliwa o dużej pojemności.
3. Kotły na pelety z automatycznymi systemami podawania powinny być serwisowane przynajmniej raz w tygodniu: należy załadować zbiornik i oczyścić popielnik.
4. Wreszcie osoby postronne - kotły na paliwo stałe (węgiel i drewno). Muszą ładować paliwo co kilka godzin; próba zwiększenia częstotliwości poprzez ograniczenie mocy cieplnej (zamknięta dmuchawa) prowadzi do katastroficznego spadku wydajności z powodu niepełnego spalania przy ograniczonym dopływie tlenu.

A teraz - lista nowych produktów, które pojawiły się w tym obszarze w ciągu ostatnich dziesięcioleci.

Indukcję i elektrodę dodano do kotłów elektrycznych na elementach grzejnych:

• Indukcja Stosuje się ogrzewanie rdzenia ferromagnetycznego umieszczonego w rurze dielektrycznej i diamagnetycznej przez prądy wirowe wzbudzane przez cewkę indukcyjną. Rdzeń przekazuje ogrzewanie do bieżącej wody. Zaletą rozwiązania jest praktycznie nieograniczony zasób: nie ma elementów, które z czasem ulegają zużyciu lub ulegają degradacji.
• Kocioł elektrodowy, wręcz przeciwnie, wymaga okresowej wymiany elektrod i kontroli składu soli w wodzie. Jego zaletą jest zwartość i bezwzględne bezpieczeństwo podczas rozprężania obwodu: jeśli woda opuści obudowę, prąd przestanie po prostu płynąć między elektrodami.

Co ciekawe: sprzedawcy często stawiają te typy kotłów jako ekonomiczne. Jest to pierwszorzędna kłamstwo: wydajność dowolnego urządzenia bezpośredniego ogrzewania wynosi 100%, co wynika bezpośrednio z prawa zachowania energii. Jedynie stosunek ciepła rozpraszanego w powietrzu i przenoszonego do chłodziwa może się zmieniać, ale w każdym przypadku wszystko to jest wykorzystywane do ogrzewania pomieszczenia.

Nie mniej ciekawe są tak zwane kondensacyjne kotły gazowe. Zapewniają one pełniejsze wykorzystanie ciepła spalania gazu, skraplając produkty spalania na oddzielnym wymienniku ciepła. Różnica w wydajności z tradycyjnymi rozwiązaniami sięga 10 - 11%.

Modernizacja kotłów na paliwa stałe przewidywalnie mająca na celu wydłużenie czasu pracy baterii.

• Generatory gazowe lub kotły pirolityczne przerwać spalanie paliwa na dwa oddzielne etapy. Na początku tli się przy ograniczonym dostępie powietrza; następnie lotne węglowodory i tlenek węgla są spalane w dodatkowej komorze. Ten schemat pozwala umieścić paliwo nie więcej niż dwa razy dziennie i eliminuje spadek wydajności przy ograniczonej mocy.

• Kotły grzewcze na górze także używać pirolizy; ale jednocześnie proces tlenia się paliwa jest przenoszony do górnej części pieca, co może znacznie zwiększyć jego objętość. Popiół jest odprowadzany przez skierowany do góry strumień produktów spalania. Autonomia najlepszych próbek kotłów górnego spalania litewskiej firmy Stropuva sięga 31 godzin.

Grzejniki

Niektóre nowoczesne grzejniki różnią się znacznie pod względem wydajności od konwencjonalnych baterii żeliwnych.

Przewodność cieplna aluminium umożliwia dostarczanie aluminiowych grzejników sekcyjnych z rozwiniętymi płetwami, zapewniając w ten sposób przepływ ciepła większy niż 200 watów na sekcję o małej objętości wewnętrznej.

Przenikanie ciepła konwektorów miedziano-aluminiowych jest jeszcze większe: w nich blachy aluminiowe są dociskane do rur miedzianych z nośnikiem ciepła.

Odniesienie: przewodność cieplna miedzi jest prawie dwukrotnie wyższa niż miedzi i czterokrotnie przewyższa stal.

Wreszcie, kolejna prosta modyfikacja urządzeń grzewczych pomaga w zwiększeniu przenoszenia ciepła: są one dostarczane z wentylatorami o niskiej prędkości, dmuchając powietrze przez płetwy. W razie potrzeby takie ulepszenie można łatwo zrobić własnymi rękami, dostarczając tradycyjny ściemniacz ze ściemniaczem zmniejszającym prędkość.

Układ

I w tej dziedzinie w ostatnich latach kilka ciekawych nowych produktów.

• Rury z polipropylenu o wysokiej wytrzymałości na tyle autonomicznego układu i wyjątkowej trwałości jest bardzo tanie i łatwo zmontować lutowanie za pomocą lutownicy bezpretensjonalny. Z reguły do ​​ogrzewania używa się rury wzmocnionej aluminium. Wzmocnienie nie tylko zwiększa wytrzymałość na rozciąganie zmniejsza się w dość dużej rozszerzalności termicznej polimeru.
• Nie mniej ciekawe rury wykonane z usieciowanego polietylenu - trwałe, doskonale tolerują wysokie temperatury i bardzo elastyczne. Jest on używany do ogrzewania kolektorów z układaniem wykładziny w jastrychu.

Akumulator ciepła

Nowoczesny system grzewczy jest często wyposażony w akumulator ciepła - masywny izolowany termicznie pojemnik, który pozwala na gromadzenie dużej ilości energii cieplnej i przeznaczanie jej na utrzymanie temperatury grzejników.

Dlaczego tego potrzebujesz?

Podajmy kilka przykładów:

1. Akumulator ciepła pozwala zmniejszyć ilość rozpalania kotła na paliwo stałe w ciągu dnia. Powiedzmy topi się raz dziennie, i działa się na trzy godziny w temperaturze nominalnej mocy (co, nawiasem mówiąc, by uniknąć wydajność spada) przy średnim poborem mocy grzejników 3 kW do 24 kilowatów kotła. Przez resztę czasu podgrzana woda krąży między zbiornikiem a urządzeniami grzewczymi.
2. W przypadku stosowania kotłów elektrycznych dowolnego typu obecność w obwodzie akumulatorów ciepła umożliwia stosowanie taryfy nocnej na energię elektryczną, która jest 2-3 razy niższa niż dzienna.

Nowe schematy

Jak już wspomniano, wszystkie powyższe rozwiązania reprezentują szczególny stopień modernizacji znanego ogrzewania wody. A jakie są naprawdę nowoczesne technologie ogrzewania domu?

Kolektory słoneczne

Najprostszym kolektorem jest hermetyczny zbiornik malowany na czarno. Cel jego instalacji jest dość oczywisty: po podgrzaniu na słońcu woda może być wykorzystywana do celów domowych. Prosty schemat pozostaje jednak możliwy do wykonania tylko latem - w sezonie zimowym ilość strat ciepła spowodowanych konwekcją będzie porównywalna z tym, co zbiornik otrzymuje ze słońca.

W nowoczesnych kolekcjonerach problem ten rozwiązuje się w prosty i elegancki sposób:

• Zaciemnione rury z chłodziwem umieszcza się w kolbach próżniowych, zapobiegając bezpośredniemu kontaktowi z powietrzem atmosferycznym.
• Wydajność urządzenia dodatkowo zwiększa specjalna powłoka, która może wykorzystywać do 94% promieniowania podczerwonego.

Z reguły bateria kolektora jest zamontowana we wspólnym obwodzie z akumulatorem ciepła, który może gromadzić ciepło uzyskane w ciągu dnia i używać go do ogrzewania w nocy lub w pochmurną pogodę. Niestety, ciepło słoneczne nie jest w stanie zapewnić domowi darmowego ogrzewania nawet w ciepłych i słonecznych regionach kraju; Jednak jest możliwe zmniejszenie kosztów ogrzewania o 25-30% ze względu na jego wykorzystanie.

Ciepła podłoga

Główną wadą każdego konwekcyjnego systemu grzewczego z urządzeniami grzewczymi ściennymi lub podłogowymi jest nierównomierny rozkład temperatury w ogrzewanym pomieszczeniu. Przepływ w górę, który tworzy się nad urządzeniem, skutecznie ogrzewa powietrze pod sufitem, ale podłoga pozostaje stosunkowo zimna.

W rezultacie właściciel domu ma oczywiste negatywne konsekwencje:

• Przy średniej temperaturze powietrza w pomieszczeniu, powiedzmy, 25 ° C pod sufitem może wynosić 35, a na poziomie podłogi 15. Tymczasem osoba, przepraszam za mimowolne kalambur, jest na podłogę. Wydaje się, że czytelnik nie zapamięta wśród swoich znajomych ani jednego oryginału, który spędza swój wolny czas na suficie.
• Im więcej jest temperatur delta po obu stronach obrysu budynku, tym więcej ciepła jest przez niego rozpraszane. Ogrzewanie powietrza pod sufitem oznacza również gwałtowny wzrost wycieku ciepła przez górny sufit.

Nowoczesne systemy ogrzewania z ciepłą podłogą różnią się od konwekcji tym, że cała powierzchnia podłogi jest przekształcana w element grzewczy.

Ogrzewanie może być zapewnione przez:

1. Układanie w rurze podłogowej jastrychu za pomocą krążącego płynu chłodzącego.
2. Układanie w tym samym grzałkę elektryczną.
3. Instalacja pod wykończeniem grzejników foliowych.

Temperatura pracy ciepłych podłóg wynosi od 20 do 35-40 stopni. Średnia gęstość mocy wynosi 30-60 watów na metr kwadratowy. Oszczędności są osiągane właśnie dzięki bardziej racjonalnemu rozkładowi ciepła: najcieplejszym w pomieszczeniu będzie obszar nad podłogą.

Ogrzewanie na podczerwień

Pamiętasz swoje uczucia podczas zimowego pożaru? Pomimo otaczającego Cię chłodu, subiektywnie, czujesz się ciepło i komfortowo. Powodem jest przenoszenie ciepła między płomieniem a twoją skórą i odzieżą dzięki promieniowaniu podczerwonemu (termicznemu).

Promienniki podczerwieni wykorzystują ten efekt: ze względu na mały obszar, oddają stosunkowo niewiele ciepła do powietrza poprzez bezpośredni kontakt. Jego główna ilość jest przekazywana przez promieniowanie.

Jaki jest wynik?

• Cała powierzchnia napromieniowana przez urządzenie zamienia się w analog ciepłej podłogi: zaczyna ogrzewać powietrze w kontakcie z nią. To znowu zapewnia znaczne oszczędności ciepła (przede wszystkim w przypadku nadajników sufitowych) dzięki racjonalnemu rozkładowi temperatur.

Nawiasem mówiąc: w obszarze urządzenia nie zaleca się ustawiania mebli wykonanych z naturalnego drewna. Instrukcja jest związana z niestabilnością ciepła: drewno pęka i pęka.

• Z uwagi na to, że skóra osoby przebywającej w strefie emitera jest również ogrzewana, komfortowa temperatura w pomieszczeniu jest przesunięta o kilka stopni w dół. Już przy +15 w pokoju jest subiektywnie ciepły. Tymczasem im niższa temperatura w domu, tym niższy koszt ogrzewania.

Pompy ciepła

Jeżeli dwa ostatnie schematy implikują oszczędności z powodu bardziej efektywnego rozprowadzania ciepła, to nowoczesne ogrzewanie prywatnego domu z pompą ciepła jest podejściem do problemu z drugiej strony.

W tym przypadku energia nie jest zużywana na wytwarzanie ciepła, ale na jego transport ze źródeł o niskim potencjale. Mówiąc najprościej, pompa ciepła pobiera energię cieplną z zimnego otoczenia i oddaje ją ciepłemu powietrzu w domu.

Schemat pompy w ogólności powtarza urządzenie konwencjonalnej lodówki:

1. Gazowy czynnik chłodniczy jest sprężany przez sprężarkę, przechodząc w fazę ciekłą i nagrzewając się.
2. Następnie przechodzi przez wymiennik ciepła, gdzie wydziela nadmiar ciepła.
3. Po przejściu zaworu rozprężnego, w którym dramatycznie wzrasta średnica trasy, czynnik chłodniczy powraca do stanu gazowego. W tym samym czasie jego temperatura gwałtownie spada. Deficyt ciepła jest kompensowany przez drugi wymiennik ciepła ze względu na jego otoczenie.

Co może być źródłem niskiej jakości ciepła?

• Ziemia Glebowe wymienniki ciepła mogą być zanurzone w studzienkach lub położone poniżej poziomu zamrożenia w poziomie. Pompy ciepła pracujące w systemach ziemia-woda lub ziemia-powietrze są najbardziej produktywne, ale wymagają skomplikowanej i kosztownej instalacji wymienników ciepła.

• Woda Może to być zbiornik pozbawiony lodu lub para studni, z których jedna służy do ekstrakcji wody gruntowej, a druga - do drenażu.
• Powietrze. Nowoczesne systemy grzewcze powietrze-woda i powietrze-powietrze są najtańsze i są stosunkowo łatwe do zainstalowania. Jednak ich skuteczność zmniejsza się wraz ze spadkiem temperatury otoczenia; Niższy próg dla wydajności to -25 - - 30C.

Jak ekonomiczne są pompy ciepła? Ich głównym parametrem jest C.O.P. (współczynnik wydajności, stosunek wytworzonego ciepła i zużytej energii elektrycznej) osiąga wartość 3-5, co zbliża je do głównego gazu pod względem kosztów i powoduje, że wszystkie inne źródła ciepła stają się niekonkurencyjne.

Być może czytelnik skorzysta z własnego doświadczenia autora. Jako źródło ciepła wykorzystuje domową pompę ciepła powietrze-powietrze (znaną również jako klimatyzator inwerterowy). Miejsce akcji - Krym, Sewastopol.

Oto krótki raport z wyników ogrzewania jednego piętra domu w ciągu minionej zimy.

Wniosek

Mamy nadzieję, że nasza znajomość nowoczesnych systemów grzewczych będzie miała charakter informacyjny i pomoże czytelnikowi w wyborze rozwiązania dla własnego domu. Dodatkowe informacje będą dostępne na filmie wideo dołączonym do artykułu. Sukcesy!