Avtonomni sistemi ogrevanja: raziskovanje virov toplote

Tema tega članka so avtonomni ogrevalni sistemi. Poskušali bomo ugotoviti, kaj so in za kaj se lahko uporablja kot vir toplotne energije. Poleg tega moramo opraviti primerjalno analizo stroškovne učinkovitosti in enostavnosti uporabe določenih rešitev.

Razvrstitev

Za začetek, po katerih razlogov je mogoče označiti neodvisno ogrevanje.

Glede na vir toplotne energije.

Tukaj je seznam možnih rešitev:

• Plin (glavni in utekočinjen plin - v držalih plinov in jeklenkah).
• Premog
• Les za kurjavo
• Peleti (granulirani lesni odpadki).
• Dizelsko gorivo.
• Električna energija.

Glede na način prenosa toplote iz kotla na obrobne prostore.

Samo dva sta.

1. Ogrevanje vode je najbolj priljubljeno zaradi visoke toplotne moči vode.

Opomba: skupaj z vodo lahko uporabite hladilne tekočine z nižjo temperaturo kristalizacije, ki vam omogočajo, da se pri zaustavljanju ogrevanja in kroženja ne bojite odtaljevanja. V razsutem stanju je mešanica vode z etilenom in propilenglikolom.

1. Ogrevanje zraka je pogosto kombinirano z ventilacijo.. Za ogrevanje prostora se uporablja ogrevanje zraka.

Učinkovitost

Primerjamo stroške, ki jih vsak od teh toplotnih virov obljubi lastniku.

Nujnost: v nekaterih regijah države se lahko določene cene razlikujejo. Vendar se bo njihovo razmerje nadaljevalo.

Poseben primer

Študija obratovalnih stroškov nam je prinesla nepričakovano odkritje: v 21. stoletju je kurilnega lesa še vedno najcenejši vir toplote brez glavnega plina. Ne samo to: za prebivalce podeželskih območij se lahko njihovi stroški povsem zmanjšajo na nič - pobiranje mrtvega lesa in obrezovanje dreves na območju pomeni, da pokrijejo potrebo po gorivu. Toda najbolj navidezno progresivni vir toplotne energije je bil na dnu seznama.

Vendar pa bo ta poravnava veljala le za naprave za neposredno ogrevanje, ki pretvorijo kilovate električne energije v kilovat toplotne energije. Za toplotno črpalko je slika bistveno drugačna: njegova naprava omogoča 2 do 5 kilovatnih ur toplote za vsako kilovatno uro porabljene električne energije.

Zaradi česa?

Skrivnost je preprosta: energija se porabi ne pri ustvarjanju toplote, temveč pri premiku iz viru z nizkim potencialom v vir z visokim potencialom. Preprosto povedano, naprava toplotne črpalke vam omogoča, da hladite še hladno okolje in ogrevate hišo s posledično toploto.

Kako je dosežen ta učinek?

• Hlapno hladilno sredstvo stisne s kompresorjem in gre v tekočo fazo z veliko količino toplote.
• Ta toplota se daje toplotnemu izmenjevalniku in se uporablja za ogrevanje prostora.
• Po izmenjevalniku toplote hladilno sredstvo, ki je izgubilo toploto, prehaja skozi ekspanzijski ventil in se pretvori v plinasto stanje, ki se močno ohladi med ekspanzijo.
• Potem gre na drugi toplotni izmenjevalec. Ker se med prehodom hladilnega sredstva ohladi na temperaturo, nižjo od temperature okolja, se pojavi stalni tok toplote: hladilno sredstvo segreje in se pri segrevanju vrne v kompresor za večkratni cikel.

Toplotne črpalke z najvišjo vrednostjo COP (koeficient zmogljivosti, parameter, ki označuje razmerje med toplotno in električno močjo črpalke v načinu ogrevanja) zmanjša stroške na kilovatno uro toplote na 3,6 / 5 = 0,72 rubljev, kar praktično izenači njihovo dobičkonosnost s plinom opremo in pušča daleč za konkurenčnimi rešitvami.

Mimogrede: za večino toplotnih črpalk je povprečna COP med sezono bolj realistična, kar je enako 3 - 3,5.

Uporabnost

V smislu gospodarstva se seznam pomembnih lastnosti za potrošnika ne konča. Vsaj še en parameter ni manj pomemben - uporabnost.

In s tega vidika se gradi popolnoma drugačna tabela vrst.

1. Vsa električna oprema (neposredne grelne naprave in toplotne črpalke) so povsem avtonomna in ne potrebujejo skrbi ali vzdrževanja. Iz očitnih razlogov je odstranitev produktov izgorevanja tudi neuporabna.

1. Kotli za plinsko in solno ogrevanje so sposobni tudi dolgoročno avtonomno delovanje. Vendar pa so z vidika enostavnosti uporabe nekoliko slabše od električnih naprav: vse zahtevajo odstranitev produktov zgorevanja; Za solarij potrebujemo dodatek, ki ga lahko opremimo z več kockami in dopuščamo hrup gorilnika, ki je nekoliko manjši od rjave letala med vzletom.

Uporaba ustekleničenega plina zahteva dodatno pozornost: balon bo moral biti spremenjen iz enkrat dnevno na nekajkrat na teden.

1. Čas delovanja akumulatorja v pelete lahko doseže teden zaradi avtomatske dobave goriva iz bunkerja. Vendar pa, kot vse naprave s trdnim gorivom, potrebuje periodično čiščenje pepela.

1. Nazadnje pa kotli in peči na les in premog zahtevajo stalno pozornost: jih je treba odpustiti večkrat na dan.

Ogrevanje vode

Poglejmo si, kaj lahko toplotni viri uporabljajo avtonomni sistemi ogrevanja.

Plinski in sončni kotli

Njihova naprava je povsem razumljiva: plinski gorilnik segreva toplotni izmenjevalec in prenaša toploto na hladilno sredstvo, ki kroži skozi to.

Kaj je še koristno za potencialnega kupca, da ve o plinski opremi?

• Nehlapne naprave so opremljene s piezo vžigom in se uporabljajo za vžig glavnega gorilnika, ko temperatura hladila pade tako imenovani pilot. Električni kotli za vžiganje nimajo in zaradi tega zagotavljajo približno 20% prihranka plina.

Upoštevajte: električni vžig ne ustreza dobro nestabilnosti oskrbe z električno energijo na podeželju. Delno pa je težava rešena z namestitvijo neprekinjenih napajalnikov, ki lahko vzdržujejo 4-6 ur kotel.

• Atmosferski gorilnik vleče zrak v notranjost in odstranjuje izdelke zgorevanja v prezračevalni kanal ali dimnik. Zaprti gorilnik pomeni sprejem zraka od ceste in praznjenje produktov izgorevanja vzdolž iste koaksialne (dvojne stene) cevi.

• Kondenzacijski kotli zagotavljajo 9-11% prihranek plina v primerjavi s klasičnimi. Ne zgolj odvzemajo toplote iz produktov zgorevanja, ampak jih tudi kondenzirajo na dodatnem toplotnem izmenjevalniku. Mimogrede, za njih je optimalna temperatura povratka v 30C, značilnost sistemov talnega ogrevanja; v konvencionalnem kotlu povzroči nastanek kondenzacije na toplotnem izmenjevalniku, ki ni prilagojen za to in njeno zgodnjo odpoved.
• Plinski kotli so pogosto združeni s sončno energijo. Obstaja veliko modelov, ki vam omogočajo, da spremenite vrsto goriva z enostavno zamenjavo gorilnika.

Kotli na trda goriva

Klasična naprava te vrste je sestavljena iz ognjišča s toplotnim izmenjevalnikom s suknjičkom, vstopnimi in izstopnimi šobami, pepelnikom s puhalo in nezapletenim sistemom avtomatizacije. Ko se hladilno sredstvo pregreje, najpreprostejši mehanski termostat pokriva puhalo, ki omejuje dostop zraka in zmanjšuje toplotno moč naprave.

Ta shema je preprosta, izjemoma napaka toleranca, vendar ima nekaj resnih pomanjkljivosti:

1. Nakladanje ogrodja je potrebno vsakih 2-4 ure.
2. Omejitev zračnega toka povzroči katastrofalno zmanjšanje učinkovitosti zaradi dejstva, da produkti nepopolnega izgorevanja izhlapijo skozi dimnik. Z omejenim dostopom kisika, kurilnega lesa in premoga tvori ogljikov monoksid (mimogrede, toksični) in hlapljivi ogljikovodiki.

V poskusu reševanja teh težav smo ustvarili nekaj zelo radovednih modelov.

Gasni generator

Gasni generator (piroliza) kotla prekine postopek gorenja goriva v dve fazi.

1. Žganja z omejenim pretokom zraka, sežigajo v stanje pepela in proizvajajo pirolizni plin - zelo hlapljivi ogljikovodiki.
2. Potem pirolizni plin vstopi v komoro za pregretje, ki se nahaja pod glavno pečjo, kjer prejema nov del zraka skozi injektorje. Pri visokih temperaturah to povzroči takojšen vžig mešanice plina in zraka.

Kakšen je rezultat?

• Fleksibilen nadzor moči brez izgube učinkovitosti.
• Dolgo (do 12 ur), ki se pere na enem jezičku goriva.

Na vrh gore

Še bolj radovedna je sprememba generatorja plina - zgornja gorilna peč. Načelo njegovega dela je zmanjšano na prenos tlaka ali premoga iz dna na zgornjo površino zaznamka.

Kako deluje?

1. Premični zračni kanal se spusti v ogenj, ki je natovorjen in oddaljen od zgoraj, tako da se konča z ogromnim diskom - razdelilnikom zraka.
2. Vpliv zraka je na celotni površini plasti goriva. Dozira ga ročno ali samodejno nastavljiv ventil.
3. Komora nad ploščo za distribucijo zraka se uporablja za žganje izdelkov nepopolnega zgorevanja. V tem primeru naraščajoči zračni tok v celoti nosi pepel, kar lahko prepreči razpadanje.

Največja življenjska doba baterije, ki jo pri zgornjem zgorevalnem kotlu iz litovskega podjetja Stropuva kaže 31 ur.

Električni kotli

Neposredni ogrevalni aparati so razdeljeni tudi v več kategorij. Tenovye uporaba za ogrevanje cevnih grelnikov, postavljenih v pretočni rezervoar. Moč se regulira po korakih. Zasnova je dovolj odporna na napake, je poceni in nima resnih pomanjkljivosti, razen pri nizki izkoristki, značilni za vse naprave za neposredno ogrevanje.

Kotli na elektrodah uporabljajo izmenični tok, ki poteka neposredno skozi vodo. Njihova glavna prednost je kompaktnost. Slabosti - postopno raztapljanje elektrod in sposobnost delovanja samo v vodi z določeno sestavo mineralne soli.

Indukcijski kotel je feromagnetno jedro in navitje nameščeno v dielektrično cev, ki vzbudi vrtinčne tokove, ki segrevajo kovino v njej. Glavna prednost indukcijskega kotla je njena izjemna odpornost in neomejena življenjska doba: preprosto ni nobenih delov, ki bi se sčasoma obrabili.

Pomembno: prva trditev je vsaka trditev, da je nekakšen električni kotel bolj ekonomičen kot konkurenčne rešitve. Vsaka naprava za neposredno ogrevanje postane toplota 100% porabljene električne energije. Tudi če se zaradi načrtovanih lastnosti toplotna energija ne prenese v hladilno sredstvo, ampak je delno razpršena v zraku, še vedno ogreva vašo hišo.

Toplotne črpalke

Uporabljajo lahko več vrst virov nizke gradnje.

Geotermalna energija

Toplotni izmenjevalci so nameščeni pod stopnjo zmrzovanja in toplotno energijo iz tal. Glavna težava s temi črpalkami je draga namestitev.

Obstajata dve možnosti.

1. Sonde se spustijo v navpične vodnjake globoko od 30 do 100 metrov.

1. Zbiralec se položi vodoravno.

Druga možnost je privlačna, saj se lahko jermen pod vodoravnim kolektorjem izkoplje z lastnimi rokami, kar znatno zmanjša stroške namestitve. Vendar mora biti območje pod kanalizacijo približno trikrat večje od ogrevane; vendar je ni mogoče uporabiti za sajenje - rastline ne bodo dopuščale temperaturnega režima zbiralnika.

Voda

Lahko jih izvajamo na dva načina:

1. Zbiralec se nahaja na dnu rezervoarja brez ledu.

1. Za izmenjavo toplote uporabljamo dve vdolbinici - pretok in drenažo. Vročina, ki se je oddaljila, se odcepi nazaj v vodonosnik.

Aerial

So lahko idealni za toplo podnebje. Zaradi nizkih stroškov rešitve, poceni in enostavno namestitev, je zelo privlačen vir toplote v odsotnosti glavnega plina.

Vendar je vredno razmisliti o nekaj malenkostih.

• Tudi najboljše naprave te vrste ohranjajo svojo učinkovitost pri temperaturah zunanjega zraka do -25 ° C.
• Ko temperatura pade, COP instrumenta pade. Če je pri +10 enako pet, potem se pri -25С zmanjša na dve.

Pomembna točka, ki je pomembna za vse vrste toplotnih črpalk: nižja temperatura hladilne tekočine, manjša je delta med njim in okoljem, kar pomeni, da je višja COP naprave. Zato se pri toplotnih črpalkah vseh vrst uporabljajo radiatorji z velikim številom odsekov in temperatura hladilne tekočine se ne dvigne nad + 45 ° C.

Ogrevanje zraka

Plinski, sončni in kurilni kotli za ogrevanje zraka popolnoma podvajajo značilnosti svojih kolektorjev, namenjenih za ogrevanje vode. Ločeno je treba dodeliti le nekaj modelov.

Buleryan

Pod tem imenom, vzet iz enega od prvih proizvajalcev, skriva konvekcijski generator pečice. Njegova glavna značilnost je, da je ognjišče obkroženo z odprtimi spodnjimi in zgornjimi jeklenimi cevmi velikega premera, pri katerih nastanejo stabilni konvekcijski tokovi med segrevanjem. Krivuljastost cevi prispeva k učinkoviti mešanju zraka v prostoru.

Opozorilo: ogrevan zrak se lahko razredči s sistemom vodov. Konvencionalne ventilatorje kanala se lahko uporabijo za silo.

Inverter klimatska naprava

Vsaka klimatska naprava je poseben primer toplotne črpalke zrak-zrak. To je razsmernik, ki se razlikuje po tem, da uporablja pretvorbo AC-to-DC, ki omogoča fleksibilno krmiljenje moči kompresorja. Ko se zrak segreje na želeno temperaturo, se kompresor ne ustavi, temveč zmanjša hitrost.

Neželeni učinek dejstva, da stalno deluje kompresor, je sposobnost pretvornika, da opravlja svoje funkcije pri nizkih temperaturah (do -25 ° C). Pravzaprav, mnogi modeli postavljajo proizvajalci kot gospodinjske toplotne črpalke.

Ogrevanje s pretvorniki je nedvomno najboljša rešitev v regijah, kjer zimske temperature ne padajo pod -10 - -20 stopinj. Tako, da navodilo za izbiro ogrevalne sheme ni neutemeljeno, bo avtor delil svoje lastne izkušnje z uporabo klimatske naprave inverterja, da bi pozimi toplo segre v podstrešje.

Zaključek

Upamo, da bo naš miniaturni pregled bralcu pomagal izbrati optimalno rešitev za njegove razmere. Dodatne informacije o tem, kaj je lahko avtonomni sistem ogrevanja, bodo ponudili priloženi video. Uspehi!