Autonomiset lämmitysjärjestelmät: lämmönlähteiden tutkiminen

Tämän artikkelin aihe on autonomiset lämmitysjärjestelmät. Pyrimme selvittämään, mitä ne ovat ja mitä niitä voidaan käyttää lämpöenergian lähteenä. Lisäksi meidän on tehtävä vertaileva analyysi tiettyjen ratkaisujen kustannustehokkuudesta ja helppokäyttöisyydestä.

Kaunis talo. Ja miten lämmittää sitä?

luokitus

Aluksi on syytä luokitella itsenäinen lämmitys.

Lämpöenergian lähteen mukaan.

Tässä on luettelo mahdollisista ratkaisuista:

  • Kaasu (pää- ja nesteytetty kaasu - kaasunpitimissä ja sylintereissä).
  • Hiili.
  • Polttopuut.
  • Pelletit (rakeistettu puu).
  • Dieselpolttoaine.
  • Sähkö.

Lämmönsiirron menetelmä kattilasta perifeerisiin tiloihin.

Niistä on vain kaksi.

  1. Veden lämmitys on suosituinta veden suuren lämmöntuotannon vuoksi.

Huomautus: Veden ohella voidaan käyttää jäähdytysaineita, joissa on alhaisempi kiteytyslämpötila, jolloin voit välttää sulatuksen pelaamista lämmityksen ja kierton lopettamisen yhteydessä. Kokonaisuutena se on veden ja eteenin ja propyleeniglykolin seos.

  1. Ilmalämmitys yhdistetään usein ilmanvaihtoon.. Ilmanlämmitystä käytetään huoneen lämmittämiseen.
Kytkentäilman lämmitys.

talous

Verrataan kustannuksia, joita kukin näistä lämmönlähteistä lupaa omistajalle.

Lämmönlähde Hinta kilowattituntilämpöä, ruplaa
Kaasu (pää) 0,7
polttopuut 1.1
kivihiili 1.3
pelletit 1,4
Kaasu (kaasusäiliö) 1.8
Kaasu (sylinterit) 2.8
Dieselpolttoaine 3.2
sähkövoima 3.6
Kaasukattila - tehokkuuden johtaja.

Nuance: tietyillä alueilla maakohtaiset hinnat voivat vaihdella. Niiden suhde jatkuu kuitenkin.

Erityistapaus

Toimintakustannusten tutkimus toi meille odottamattoman löydön: 21. vuosisadalla polttopuut ovat edelleen halvin lämmönlähde ilman pääkaasua. Paitsi että: maaseutualueiden asukkaille niiden kustannukset voidaan laskea kokonaan nollaan - kuolleen puun poimiminen ja alueen karsiminen tarkoittaa polttoaineen tarpeen kattamista. Mutta kaikkein näennäisesti progressiivinen lämmönlähde - sähkö - oli luettelon alareunassa.

Tämä linjaus pätee kuitenkin vain suoran lämmityksen laitteisiin, jotka muuntavat sähkötehon kilowatin lämpötehoksi. Lämpöpumpun osalta kuva on pohjimmiltaan erilainen: sen laite mahdollistaa kunkin kulutetun kilowattitunnin sähkön saamisen 2 - 5 kilowattituntia lämpöä.

Mitä?

Salaisuus on yksinkertainen: energiaa ei käytetä lämmön tuottamiseen, vaan sen siirtämiseen matalan potentiaalin lähteestä korkean potentiaalin lähteeseen. Yksinkertaisesti sanottuna lämpöpumpun laite mahdollistaa kylmän ympäristön viilentämisen entisestään ja lämmön talteen lämmön avulla.

Miten tämä vaikutus saavutetaan?

Lämpöpumpun kaavio.
  • Haihtuva kylmäaine puristuu kompressorin avulla ja menee nestefaasiin suurella lämmön määrällä.
  • Tämä lämpö annetaan lämmönvaihtimelle ja sitä käytetään huoneen lämmittämiseen.
  • Lämmönvaihtimen jälkeen lämpöä antanut jäähdytysneste kulkee paisuntaventtiilin läpi ja muuttuu kaasumaiseksi tilaksi ja jäähdytetään voimakkaasti laajennuksen aikana.
  • Sitten se menee toiseen lämmönvaihtimeen. Koska se jäähdytetään lämpötilaan, joka on alhaisempi kuin ympäristön lämpötila kylmäaineen kulkiessa, syntyy vakio lämmön virtaus: kylmäaine kuumenee ja kuumenee, palaa kompressoriin toistuvan syklin ajan.

Lämpöpumput, joissa on korkein COP (suorituskyvyn kerroin, parametri, joka ilmaisee lämpö- ja sähköenergian suhteen lämmitystilassa) vähentävät lämmön kilowattituntia kohden 3,6 / 5 = 0,72 ruplaa, mikä käytännössä tasoittaa niiden tehokkuuden kaasulla laitteita ja jättää huomattavasti jäljessä kilpailevia ratkaisuja.

Muuten: useimmille lämpöpumpuille keskimääräinen COP kauden aikana on realistisempi, 3 - 3,5.

Helppokäyttöisyys

Talouden kannalta kuluttajien tärkeiden ominaisuuksien luettelo ei loppu. Vähintään yksi parametri ei ole yhtä tärkeä - käytettävyys.

Ja tästä näkökulmasta rakennetaan täysin erilainen taulukko riveistä.

  1. Kaikki sähkölaitteet (sekä suorat lämmityslaitteet että lämpöpumput) ovat täysin itsenäisiä eivätkä vaadi huoltoa tai huoltoa. Myös palamistuotteiden poistaminen ilmeisistä syistä on hyödytöntä.
Sähkökattila vaatii vähiten huomiota.
  1. Kaasu- ja aurinkolämmityskattilat kykenevät myös pitkällä aikavälillä itsenäiseen toimintaan. Käytön helppouden kannalta ne ovat kuitenkin jonkin verran huonompia kuin sähkölaitteet: ne kaikki edellyttävät palamistuotteiden poistamista; solariumin osalta tarve lisätään varustamaan siihen useita kuutioita ja sietämään polttimen kohinaa, joka on hieman huonompi kuin lentokoneen kohoaminen lentoonlähdön aikana.

Pullotetun kaasun käyttö vaatii lisähuomiota: ilmapallo on vaihdettava kerran päivässä pari kertaa viikossa.

  1. Pelletikattilan akun kesto voi saavuttaa viikon, koska polttoaine on toimitettu automaattisesti polttoaineesta. Kuitenkin, kuten kaikki kiinteän polttoaineen laitteet, se tarvitsee säännöllisesti tuhkalaatikon puhdistusta.
Bunkkerin syöttöpelletit tarjoavat suhteellisen itsenäisyyden.
  1. Lopuksi puun ja hiilen kattilat ja uunit vaativat jatkuvaa huomiota: ne on poltettava useita kertoja päivässä.

Veden lämmitys

Tarkastellaan lähemmin, mitä lämmönlähteitä voidaan käyttää itsenäisissä lämmitysjärjestelmissä.

Kaasu- ja aurinkokattilat

Niiden laite on melko ymmärrettävä: kaasupoltin lämmittää lämmönvaihtimen ja siirtää lämpöä sen läpi kiertävään jäähdytysaineeseen.

Mitä muuta on hyötyä potentiaaliselle ostajalle tietää kaasulaitteista?

  • Haihtumattomat laitteet on varustettu pietsosytytyksellä ja niitä käytetään sytyttämään pääpolttimen, kun jäähdytysnesteen lämpötila putoaa niin sanotusta pilotista. Sähkösytytyskattiloissa ei ole sitä, ja siksi ne säästävät noin 20% kaasua.

Huomaa: sähkösytytys ei sovi hyvin maaseudun sähköntoimitusten epävakauteen. Ongelma ratkaistaan ​​kuitenkin osittain asentamalla keskeytymättömät virtalähteet, jotka kykenevät ylläpitämään kattilaa 4-6 tuntia.

  • Ilmakehän poltin kiinnittää sisäilmaa ja poistaa palamistuotteet ilmanvaihtokanavaan tai savupiippuun. Suljettu polttimella tarkoitetaan ilmaa ottamista kadulta ja polttotuotteiden purkamista samalle koaksiaaliputkelle.
Koaksiaalinen savupiippu.
  • Kondenssikattilat tarjoavat 9-11% kaasun säästöä verrattuna perinteisiin. Ne eivät vain ota lämpöä palamistuotteista, vaan myös tiivistävät ne lisälämmönvaihtimeen. Muuten lattialämmitysjärjestelmille ominainen paluulämpötila 30C on heille optimaalinen; tavanomaisessa kattilassa lämmönvaihtimeen muodostuu kondensaatiota, joka ei ole sovitettu tähän ja sen varhaisesta vikaantumisesta.
  • Kaasukattilat yhdistyvät usein aurinkoenergiaan. On olemassa monia malleja, joiden avulla voit vaihtaa polttoaineen tyyppiä yksinkertaisesti korvaamalla polttimen.

Kiinteän polttoaineen kattilat

Tämäntyyppinen klassinen laite koostuu tulipesästä, jossa on takki-lämmönvaihdin, tulo- ja ulostulosuuttimet, ashpit ja puhallin sekä yksinkertainen automaatiojärjestelmä. Jäähdytysnesteen ylikuumenemisen yhteydessä yksinkertaisin mekaaninen termostaatti peittää puhaltimen, rajoittamalla ilman pääsyä ja vähentäen laitteen lämpötehoa.

Kuva näyttää selvästi termostaatin, joka säätää puhaltimen asentoa.

Tämä järjestelmä on yksinkertainen, poikkeuksellisen vikasietoinen, mutta siinä on muutama vakava virhe:

  1. Tulipesän lataaminen vaatii 2-4 tunnin välein.
  2. Ilman virtauksen rajoittaminen johtaa katastrofaaliseen tehokkuuden laskuun, koska epätäydellisen palamisen tuotteet haihtuvat savupiipun läpi. Hapen, polttopuun ja hiilen rajallinen pääsy muodostaa hiilimonoksidin (muuten myrkyllinen) ja haihtuvia hiilivetyjä.

Yritettäessä ratkaista nämä ongelmat syntyi pari hyvin utelias rakenne.

Kaasugeneraattori

Kaasugeneraattori (pyrolyysi) kattaa polttoaineen polttoprosessin kahteen vaiheeseen.

  1. Se piilee rajoitetulla ilmavirralla, palaa alas tuhkan tilaan ja tuottaa pyrolyysikaasua - hyvin haihtuvia hiilivetyjä.
  2. Sitten pyrolyysikaasu menee pääuunin alapuolelle tulevaan polttokammioon, jossa uusi osa ilmaa virtaa injektorien läpi siihen. Korkeissa lämpötiloissa tämä johtaa kaasu- ja ilmaseoksen hetkelliseen syttymiseen.

Mikä on tulos?

  • Joustava tehonsäätö ilman tehokkuuden menetystä.
  • Pitkä (enintään 12 tuntia) polttaa yhdellä polttoaineen välilehdellä.
Näin kaasugeneraattori toimii.

Top polttaminen

Vieläkin utelias on kaasugeneraattorin - ylemmän polttoliuoksen - muuttaminen. Sen työn periaate on vähennetty puun tai hiilen hajautumisprosessin siirtymisestä kirjanmerkin alareunasta yläreunaan.

Miten se toimii?

  1. Liikkuva ilmakanava lasketaan tulipesään, joka on ladattu ja ampunut ylhäältä päin ja päättyy massiiviseen levyn jakelijaan.
  2. Ilman sisäänvirtaus tapahtuu polttoainekerroksen koko pinnalla. Se annostellaan käsin tai automaattisesti säädettävällä venttiilillä.
  3. Ilmanjakelukiekon yläpuolella olevaa kammioa käytetään polttamaan tuotteita, jotka eivät ole täydellisiä. Tässä tapauksessa nouseva ilmavirta kantaa tuhkaa, joka voi estää korruption.
Ylemmän polttamisen järjestelmä.

Liettualaisen Stropuvan ylemmän polttokattilan akun käyttöikä on 31 tuntia.

Sähkökattilat

Suora lämmityslaitteet on myös jaettu useisiin luokkiin. Tenovye-käyttö putkilämmittimien lämmittämiseen virtaussäiliöön. Virta säädetään vaiheittain. Suunnittelu on riittävän sietokykyinen, edullinen ja siinä ei ole vakavia vikoja, lukuun ottamatta kaikkia suoria lämmityslaitteita tyypillistä alhaisen tehokkuuden käyttöä.

Elektrodikattilat käyttävät vaihtovirtaa, joka kulkee suoraan veden läpi. Niiden tärkein etu on kompakti. Haitat - elektrodien asteittainen liukeneminen ja kyky toimia vain vedessä, jossa on tietty mineraalisuola-koostumus.

Elektrodikattilan kaavio.

Induktiokattila on ferromagneettinen ydin ja käämitys, joka on sijoitettu dielektriseen putkeen, joka herättää pyörrevirtoja, jotka lämmittävät siinä olevaa metallia. Induktiokattilan pääasiallinen etu on sen ilmiömäinen joustavuus ja rajoittamaton käyttöikä: ei ole vain ajan mittaan kuluvia osia.

Tärkeää: kaikki väitteet, joiden mukaan jokin sähkökattila on edullisempi kuin kilpailevat ratkaisut, ovat ensimmäinen valhe. Suora lämmityslaite muuntaa 100% sähkönkulutuksesta. Vaikka suunnitteluominaisuuksien aiheuttama lämpöenergia ei siirtyisi kokonaan jäähdytysnesteeseen, mutta se on osittain hajonnut ilmaan, se lämmittää edelleen kotisi.

Lämpöpumput

He voivat käyttää monenlaisia ​​huonolaatuisia lämmönlähteitä.

maalämpö

Lämmönvaihtimet sijoitetaan pakastustason alle ja ottavat lämpöenergian maasta. Näiden pumppujen suurin ongelma on kallista asennusta.

Vaihtoehtoja on kaksi.

  1. Koettimet laskevat pystysuuntaisiin kuoppiin 30 - 100 metriä syvälle.
Pystysuorat lämmönvaihtimet.
  1. Kerääjä asetetaan vaakasuoraan.

Toinen vaihtoehto on houkutteleva, koska horisontaalisen kollektorin alla olevaa kaivoa voidaan kaivaa omin käsin, mikä vähentää merkittävästi asennuskustannuksia. Kanavan alla olevan alueen tulisi kuitenkin olla noin kolme kertaa lämmitetty; sitä ei kuitenkaan voida käyttää istutukseen - kasvit eivät siedä kerääjän lämpötilajärjestelmää.

vesi

Ne voidaan toteuttaa kahdella tavalla:

  1. Kerääjä on sijoitettu jäävapaan säiliön pohjaan.
Lämmönvaihtimen asettaminen altaaseen.
  1. Kaksi kaivoa käytetään lämmönvaihtoon - virtausnopeus ja viemäröinti. Lämpö, ​​joka on vapautunut, valuu takaisin vesikerrokseen.

ilma

Ne voivat olla ihanteellisia lämpimään ilmastoon. Ratkaisun alhaiset kustannukset, halpa ja helppo asennus tekevät niistä erittäin houkuttelevan lämmönlähteen ilman pääkaasua.

On kuitenkin syytä harkita pari hienovaraisuutta.

  • Jopa parhaat tämäntyyppiset laitteet säilyttävät suorituskykynsä ulkoilman lämpötiloissa -25 ° C: een asti.
  • Kun lämpötila laskee, laitteen COP laskee. Jos +10: ssä se on viisi, niin -25С: ssa se laskee kahteen.

Tärkeä seikka, joka koskee kaikkia lämpöpumppuja: mitä alhaisempi jäähdytysnesteen lämpötila, sitä pienempi on delta sen ja ympäristön välillä, mikä tarkoittaa sitä, että mitä korkeampi laitteen COP. Siksi kaikissa tyyppisissä lämpöpumpuissa käytetään suuria osia sisältäviä lämpöpattereja, eikä jäähdytysnesteen lämpötila nousee yli + 45С.

Ulkoinen lämpöpumppuyksikkö

Ilmalämmitys

Kaasu-, aurinko- ja kiinteän polttoaineen lämmityskattilat ilmastointi lämmittävät täysin niiden vastaavien ominaisuuksia, jotka on suunniteltu lämmittämään vettä. Erillisesti on tarpeen jakaa vain pari mallia.

Buleryan

Tämän nimen alla, joka on otettu yhdestä ensimmäisistä valmistajista, piilotetaan konvektio-uunikaasugeneraattori. Sen pääominaisuus on, että uunia ympäröivät avoimet pohjalevyt ja suuret läpimittaiset teräsputket, joissa kuumennuksen aikana syntyy vakaita konvektiovirtoja. Putkien kaarevuus on omiaan vaikuttamaan tehokkaasti ilman sekoittumiseen huoneeseen.

Uunissa buleryan.

Huomautus: lämmitettyä ilmaa voidaan laimentaa kanavajärjestelmällä. Perinteisiä kanavapuhaltimia voidaan käyttää sen pakottamiseen.

Inverter-ilmastointilaite

Mikä tahansa ilmastointilaite on erityinen tapaus ilma-ilma-lämpöpumpulle. Vaihtosuuntaaja eroaa siinä, että se käyttää AC-DC-muunnosta, mikä mahdollistaa kompressorin tehon joustavan ohjauksen. Kun ilmaa kuumennetaan haluttuun lämpötilaan, kompressori ei pysähdy, vaan vähentää nopeutta.

Kompressorin jatkuvan toiminnan sivuvaikutus on taajuusmuuttajan kyky suorittaa tehtävänsä alhaisissa (-25 ° C) lämpötiloissa. Itse asiassa monet mallit sijoittuvat valmistajien kotitalouksien lämpöpumpuiksi.

Lämmitys taajuusmuuttajilla on epäilemättä paras ratkaisu alueilla, joissa talvilämpötilat eivät ole alle -10 - -20 astetta. Jotta lämmitysohjelman valitseminen ei olisi perusteltua, kirjoittaja jakaa oman kokemuksensa inverterin ilmastointilaitteen käytöstä lattialämmityksen lämmittämiseksi viime talvena.

parametri arvo
Ilmastointilaitteen malli tynnyrintekijä&Hunter CH-S12FTXN
Kustannukset asennuksen yhteydessä 27 000 ruplaa
Lämpöteho lämmitystilassa 4,12 kW
COP 4.2
Virrankulutus lämmitystilassa 0,22 - 1,55
Lämmitetty alue 60 m2
Säilytetty lämpötila +22C
Kuukauden keskilämpötila +2C
Alempi huippulämpötila -21C
Todellinen sähkön kulutus kuukaudessa 400 KWh
sijainti Sevastopol, Krim
Nordic-sarjan invertteri pystyy toimimaan jopa -25 ° C: n lämpötiloissa.

johtopäätös

Toivomme, että pienoiskatselmuksemme auttaa lukijaa valitsemaan optimaalisen ratkaisun hänen olosuhteisiinsa. Lisätietoa siitä, mitä voi olla itsenäinen lämmitysjärjestelmä, tarjoavat liitteenä olevan videon. Onnea!

Add a comment