Autonomni sistemi grejanja: istraživanje izvora toplote

Tema ovog članka su autonomni sistemi grejanja. Pokušaćemo da saznamo šta su i šta se može koristiti kao izvor toplotne energije za njih. Pored toga, moramo voditi komparativnu analizu troškovne efikasnosti i jednostavnosti korišćenja određenih rešenja.

Klasifikacija

Za početak, na osnovu čega se može klasifikovati nezavisno grijanje.

Prema izvoru toplotne energije.

Evo spiska mogućih rešenja:

• Gas (glavni i tečni gas - u držačima i cilindrima).
• Ugalj
• Ogrevno drvo
• Peleti (granulirani drvni otpad).
• Dizelsko gorivo.
• Električna energija.

Prema metodi prenosa toplote iz kotla na periferne prostorije.

Ima ih samo dva.

1. Grejanje vode je najpopularnije zbog visokog toplotnog kapaciteta vode.

Napomena: zajedno sa vodom, mogu se koristiti rashladna sredstva sa nižim temperaturom kristalizacije, što vam omogućava da se ne bojite odmrzavanja kada zaustavite grejanje i cirkulaciju. U velikoj masti to je mešavina vode sa etilenom i propilen glikolom.

1. Grijanje vazduha se često kombinuje sa ventilacijom.. Grejanje vazduha se koristi za zagrevanje prostora.

Efikasnost

Hajde da uporedimo troškove koje svaki od ovih izvora topline obećava vlasniku.

Nijansa: u nekim regijama zemlje određene cijene mogu varirati. Međutim, njihov odnos će se nastaviti.

Poseban slučaj

Studija operativnih troškova donela nam je neočekivano otkriće: u 21. veku, drvo je i dalje najjeftiniji izvor toplote u odsustvu glavnog gasa. Ne samo to: za stanovnike ruralnih područja troškovi za njih mogu se potpuno smanjiti na nulu - prikupljanje mrtvog drveta i obrezivanje stabala na tom području znači pokrivanje potreba za gorivom. Ali naizgled progresivni izvor toplote - struje - bio je na dnu liste.

Međutim, ovo poravnanje će biti tačno samo za uređaje direktnog grijanja, koji pretvaraju kilovat električne energije na kilovat toplotne energije. Za toplotnu pumpu, slika je fundamentalno drugačija: njegov uređaj dozvoljava 2 do 5 kilovat-sati toplote za svaki kilovat-sat potrošene električne energije.

Zbog čega?

Tajna je jednostavna: energija se ne troši na stvaranje toplote, već na premještanje od izvora niskog potencijala do izvora visokog potencijala. Jednostavno rečeno, uređaj toplotne pumpe vam omogućava da hladnijeg hladnog okruženja još više hladite i zagrejte kuću uz nastalu toplotu.

Kako se postiže ovaj efekat?

• Isparljivo rashladno sredstvo kompresuje kompresor i prelazi u tečnu fazu sa velikom količinom toplote.
• Ova toplota se daje toplotnom izmenjivaču i koristi se za zagrevanje prostora.
• Nakon izmjenjivača toplote, rashladna tečnost koja je izgubila toplotu prolazi kroz ekspanzioni ventil i pretvara u plinasto stanje, čvrsto hlađenje tokom ekspanzije.
• Onda ide do drugog izmenjivača toplote. Pošto se ohladi na temperaturu koja je niža od temperature okoline tokom prolaza rashladnog sredstva, stiče se konstantan protok toplote: rashladni fluid se zagreva i, kada se zagreje, vraća se u kompresor za ponovljeni ciklus.

Toplotne pumpe sa najvišim COP (koeficijent performansi, parametar koji označava odnos toplote i električne energije pumpe u režimu grejanja) smanjuju troškove po kilovat-satu toplote na 3,6 / 5 = 0,72 rublja, što praktično izjednačava njihovu profitabilnost sa gasom opreme i ostavlja daleko iza konkurentskih rešenja.

Usput: za većinu toplotnih pumpi, prosečna COP tokom sezone je realnija, jednaka 3 - 3,5.

Upotrebljivost

U pogledu ekonomije, lista važnih kvaliteta za potrošača se ne završava. Najmanje još jedan parametar nije manje važan - upotrebljivost.

Sa ove tačke gledišta, sagrađena je potpuno druga tabela redova.

1. Sva električna oprema (direktni uređaji za grejanje i toplotne pumpe) su potpuno autonomni i ne zahtevaju negu ili održavanje. Iz očiglednih razloga uklanjanje proizvoda sagorevanja je takođe beskorisno.

1. Kotlovi za grejanje i solarno grejanje su takođe sposobni za dugoročni autonomni rad. Međutim, u pogledu jednostavnosti upotrebe, oni su nešto inferiorniji od električnih uređaja: svi oni zahtevaju uklanjanje proizvoda sagorevanja; Za solarijum je potreban dodatak za opremanje kapaciteta nekoliko kockica i tolerisanje buke gorionika, što je malo inferiornije od buka aviona tokom poletanja.

Upotreba flaširanog gasa zahteva dodatnu pažnju: balon će morati da se menja sa jednom dnevno na par puta nedeljno.

1. Vek trajanja baterije peletnog kotla može doći nedelju dana zbog automatskog snabdevanja goriva iz bunker-a. Međutim, kao i svi uređaji sa čvrstim gorivom, potrebno je periodično čišćenje panela za pepeo.

1. Na kraju, kotlovi i peći na drva i uglja zahtevaju konstantnu pažnju: moraju ih otpustiti nekoliko puta dnevno.

Grejanje vode

Hajde da bliže pogledamo koji izvori toplote mogu koristiti autonomne sisteme grejanja.

Plinski i solarni kotlovi

Njihov uređaj je sasvim razumljiv: plinski gorionik zagreva izmenjivač toplote i prenosi toplotu u rashladnu tečnost koja cirkuliše kroz njega.

Šta je još korisno za potencijalnog kupca da zna o opremi za gas?

• Nehlapni uređaji su opremljeni piezo-paljenjem i koriste se za upaljenje glavnog gorionika kada temperatura hladnjaka pada na takozvani pilot. Kotlovi na električni pogon nemaju i zbog toga obezbeđuju oko 20% uštede gasa.

Imajte na umu: električno paljenje se ne uklapa dobro sa nestabilnošću snabdevanja električnom energijom u ruralnim područjima. Delimično, međutim, problem se rešava postavljanjem neprekidnih izvora napajanja koji mogu podržati kotao 4-6 sati.

• Atmosferski gorionik izvlači vazduh unutar vazduha i uklanja proizvode sagorevanja u ventilacioni kanal ili dimnjak. Zatvoreni gorionik znači uzimanje vazduha sa ulice i pražnjenje proizvoda sagorevanja duž iste koaksijalne (dvostruke) cevi.

• Kondenzacioni kotlovi pružaju 9-11% uštede gasa u poređenju sa klasičnim. Ne samo da odvode toplotu od proizvoda sagorevanja, već ih i kondenzuju na dodatnom izmjenjivaču toplote. Inače, za njih je optimalna povratna temperatura u 30C, karakteristika sistema podnog grejanja; u konvencionalnom kotlu, uzrokuje kondenzaciju na izmenjivača toplote koja nije prilagođena za ovo i njen rani otkaz.
• Plinski kotlovi su često ujedinjeni sa solarnim sistemom. Postoji mnogo dizajna koje vam omogućavaju da promenite vrstu goriva jednostavnim zamjenom gorionika.

Kotlovi na čvrsta goriva

Klasični uređaj ove vrste sastoji se od vatrobona sa izmenjivačem jastuka, ulaznim i izlaznim mlaznicama, pepelom sa duvaljkom i nekomplikovanim sistemom automatizacije. U slučaju pregrijavanja rashladne tečnosti, najjednostavniji mehanički termostat pokriva duvaljku, ograničavajući pristup vazduha i smanjujući toplotnu snagu uređaja.

Ova šema je jednostavna, izuzetno je otporna na greške, ali ima nekoliko ozbiljnih mana:

1. Utovar gorionika je potreban svakih 2-4 sata.
2. Ograničavanje protoka vazduha dovodi do katastrofalnog pada efikasnosti usled činjenice da se proizvodi nekompletnog sagorevanja isparavaju kroz dimnjak. Sa ograničenim pristupom kiseonika, ogrevnog drveta i uglja formiraju ugljenmonoksid (inače, toksični) i isparljivi ugljovodonici.

U pokušaju da se reše ovi problemi, kreirani su par vrlo radoznatih dizajna.

Gasni generator

Gasni generator (piroliza) kotao prekida proces sagorevanja goriva u dve faze.

1. Smrdela je sa ograničenim protokom vazduha, sagorevanjem do stanja pepela i proizvodnjom piroliznog gasa - veoma nestabilnih ugljovodonika.
2. Tada gas pirolize ulazi u komoru za pregorevanje koja se nalazi ispod glavne peći, gde dobija novi deo vazduha kroz injektore. Na visokim temperaturama ovo dovodi do trenutnog paljenja smeše gas-vazduha.

Kakav je rezultat?

• Fleksibilna kontrola snage bez gubitka efikasnosti.
• Dugo (do 12 sati) gori na jednom jezičku goriva.

Vrh gorenja

Još je znatiželjnija modifikacija generatora gasa - peći koja gori gore. Princip njegovog rada je sveden na prenos tinjajućeg drveta ili uglja od dna do gornje površine markera.

Kako to funkcioniše?

1. Pokretni vazdušni kanal spušten je u gorionici koji je natovaren i ispaljen odozgo, završavajući masovnim diskom - distributorom vazduha.
2. Prilaz vazduha je obezbeđen na celoj površini sloja goriva. Ručni ili automatski podesivi ventil se dozira.
3. Komora iznad diska za distribuciju vazduha se koristi za naknadne programe nepotpunog sagorevanja. U ovom slučaju, uzlazni protok vazduha u potpunosti nosi pepeo, koji može sprečiti propadanje.

Maksimalni radni vek baterije koji je prikazao gornji kotao iz litvanske kompanije Stropuva je 31 sat.

Električni kotlovi

Aparati za direktno grijanje su takođe podeljeni u nekoliko kategorija. Tenovye se koriste za grijanje cevnih grejača postavljenih u protočni rezervoar. Snaga se reguliše koracima. Dizajn je dovoljno otporan na greške, jeftin i nema ozbiljnih grešaka, osim što je niska efikasnost tipična za sve uređaje za direktno zagrijavanje.

Kotlovi na elektrodama koriste alternativnu struju koja prolazi direktno kroz vodu. Njihova glavna prednost je kompaktnost. Nedostaci - postepeno raskidanje elektroda i sposobnost rada samo u vodi sa određenim sastavom mineralne soli.

Indukcioni kotao je feromagnetno jezgro i namotaj se postavlja u dielektričnu cev, koja uzbuđuje vijugaste struje grejanje metala u njemu. Glavna prednost indukcijskog kotla je njegova fenomenalna elastičnost i neograničen radni vek: jednostavno nema dijelova koji nose sa vremenom.

Važno: bilo koja tvrdnja da je neka vrsta električnog kotla ekonomičnija od konkurentskih rješenja su prva laž. Bilo koji uređaj direktno grejanje pretvara u toplotu 100% potrošene električne energije. Čak i ako se, zahvaljujući dizajnerskim karakteristikama, toplotna energija u potpunosti ne prenosi u hladnjak, ali delimično raspršena u vazduhu, ona i dalje zagrije vašu kuću.

Toplotne pumpe

Mogu koristiti više vrsta izvora toplote niskog razreda.

Geotermalna

Toplotni izmjenjivači se postavljaju ispod nivoa smrzavanja i uzimaju toplotnu energiju iz zemlje. Glavni problem sa ovim pumpama je skupa instalacija.

Postoje dve moguće opcije.

1. Sonde se spuštaju u vertikalne bunare dubine od 30 do 100 metara.

1. Kolektor se postavlja horizontalno.

Druga opcija je atraktivna jer se rov ispod horizontalnog kolektora može iskopati sopstvenim rukama, što značajno smanjuje troškove instalacije. Međutim, površina pod kanalizacijom treba da bude oko tri puta zagrejana; Međutim, ne može se koristiti za sadnju - biljke neće tolerisati temperaturni režim kolektora.

Voda

Mogu se implementirati na dva načina:

1. Kolektor se postavlja na dno rezervoara bez leda.

1. Za razmenu toplote koriste se dva bunara - protok i drenaža. Vrućina koja je odustala odvodi se u vodonosni sloj.

Aerial

One mogu biti idealne za toplu klimu. Niska cena rešenja, jeftina i jednostavna instalacija čine ih veoma atraktivnim izvorima toplote u odsustvu glavnog gasa.

Međutim, vredi razmisliti o nekoliko suptilnosti.

• Čak i najbolji uređaji ovog tipa zadržavaju performanse na temperaturama spoljašnjeg vazduha do -25 ° C.
• Kako temperatura pada, COP instrumenta pada. Ako je kod +10 jednako pet, onda će se na -25S smanjiti na dva.

Važna tačka koja je relevantna za sve vrste toplotnih pumpi: niža temperatura hladnjaka, manja je delta između nje i okoline, što znači da je veći COP uređaja. Zbog toga se koriste toplotne pumpe svih vrsta, koriste se radijatori sa velikim brojem sekcija, a temperatura rashladnog sredstva se ne povećava iznad + 45 ° C.

Grejanje vazduha

Kotlovi na plin, solarni i čvrsto gorivo za grijanje vazduha potpuno dupliraju karakteristike svojih kola, dizajniranih za zagrevanje vode. Odvojeno je potrebno dodijeliti samo nekoliko dizajna.

Buleryan

Pod ovim imenom, uzeti od jednog od prvih proizvođača, sakriva konvekcijski peći-gasni generator. Njegova glavna karakteristika je da je vatrootporno okruženo otvorenim dnom i gornjim čeličnim cevima velikog prečnika, u kojima se stabilne konvekcione struje javljaju tokom zagrevanja. Curvilinearnost cevi doprinosi efikasnom mešanju vazduha u prostoriji.

Napomena: zagrejani vazduh se može razblažiti sistemom kanala. Konvencionalni ventilatori kanala mogu se koristiti za prisiljavanje.

Inverter klima uređaj

Svaki klima uređaj je poseban slučaj toplotne pumpe zrak-zrak. To je invertor koji se razlikuje po tome što koristi AC-to-DC pretvaranje, što omogućava da se snaga kompresora fleksibilno kontroliše. Kada se vazduh zagreje do željene temperature, kompresor se ne zaustavlja, ali smanjuje brzinu.

Sporedni efekat činjenice da je kompresor konstantno u funkciji je sposobnost pretvarača da vrši svoje funkcije na niskim temperaturama (do -25 ° C). Zapravo, mnogi modeli postavljaju proizvođači kao toplotne pumpe za domaćinstvo.

Grejanje pomoću pretvarača je nesumnjivo najbolje rješenje u područjima gdje zimske temperature ne padaju ispod -10 - -20 stepeni. Tako da instrukcija za odabir grejne šeme nije neosnovana, autor će podijeliti vlastito iskustvo korištenja invertera za grijanje potkrovlje prošle zime.

Zaključak

Nadamo se da će naš miniaturni pregled pomoći čitatelju da izabere optimalno rešenje za svoje uslove. Dodatne informacije o tome šta može biti autonomni sistem grejanja, nudit će priloženi video. Successes!