Autonoma värmesystem: utforska värmekällor

Ämnet i denna artikel är autonoma värmesystem. Vi ska försöka ta reda på vad de är och vad som kan användas som en värmekälla för dem. Dessutom måste vi göra en jämförande analys av kostnadseffektiviteten och användarvänligheten av vissa lösningar.

klassificering

Till att börja med, på vilka grunder kan klassificeras oberoende uppvärmning.

Enligt källan till värmeenergi.

Här är en lista över möjliga lösningar:

• Gas (huvud och flytande gas - i gashållare och cylindrar).
• Kol.
• Ved.
• Pellets (granulerat avfallsprodukter).
• Dieselbränsle.
• El.

Enligt metoden för värmeöverföring från pannan till de perifera lokalerna.

Det finns bara två av dem.

1. Vattenuppvärmning är mest populär på grund av vattenets höga värmekapacitet.

Obs! Med vatten kan kylmedel med lägre kristalliseringstemperatur användas, så att du inte kan vara rädd för avfrostning när du stoppar uppvärmning och cirkulation. I bulk är det en blandning av vatten med eten och propylenglykol.

1. Luftvärme kombineras ofta med ventilation.. Luftvärme används för att värma rummet.

ekonomi

Låt oss jämföra de kostnader som var och en av dessa värmekällor lovar till ägaren.

Nuance: I vissa regioner i landet kan specifika priser variera. Dock kommer deras förhållande att fortsätta.

Särskilt fall

Undersökningen av driftskostnaderna gav oss en oväntad upptäckt: i det 21: a århundradet är ved fortfarande den billigaste källan till värme i frånvaro av huvudgas. Inte bara det: för boende i landsbygden kan kostnaden för dem helt och hållet minskas till noll. Att döda döda träd och beskära träd i området kan täcka behovet av bränsle. Men den mest till synes progressiva värmekällan - el - var längst ner på listan.

Denna anpassning kommer emellertid att vara sant endast för enheter med direkt uppvärmning, som omvandlar en kilowatt elektrisk kraft till en kilowatt termisk effekt. För en värmepump är bilden fundamentalt annorlunda: dess enhet möjliggör för varje förbrukad kilowatt-timme el att få från 2 till 5 kilowatt-timmar värme.

På grund av vad?

Hemligheten är enkel: energin spenderas inte på att generera värme, utan att flytta den från en låg potentialkälla till en hög potential. Enkelt uttryckt kan värmepumpens enhet låta dig kyla den redan kalla miljön ännu mer och värma huset med den resulterande värmen.

Hur uppnås denna effekt?

• Det flyktiga kylmediet komprimeras av kompressorn och går in i vätskefasen med en stor mängd värme.
• Denna värme ges till värmeväxlaren och används för att värma rummet.
• Efter värmeväxlaren passerar kylvätskan som avger värme genom expansionsventilen och blir till ett gasformigt tillstånd, kyler plötsligt under expansion.
• Då går det till andra värmeväxlaren. Eftersom det kyls till en temperatur som är lägre än miljön under kylmediet passerar det ett konstant värmeflöde: kylmediet värms upp och, när det upphettas, återgår till kompressorn för en upprepad cykel.

Värmepumpar med högsta COP (prestandakoefficient, parameter som anger förhållandet mellan värme och el på pumpen i värmemodus) minskar kostnaden per kilowatt-timme värme till 3,6 / 5 = 0,72 rubel, vilket praktiskt taget motsvarar deras effektivitet med gas utrustning och lämnar långt efter konkurrerande lösningar.

Förresten: för de flesta värmepumpar är den genomsnittliga COP under säsongen mer realistisk, lika med 3 - 3,5.

Användarvänlighet

När det gäller ekonomi slutar listan över viktiga egenskaper för konsumenten inte. Minst en parameter är inte mindre viktig - användbarhet.

Och från denna synpunkt byggs en helt annan tabell av ledningar.

1. All elektrisk utrustning (både direkta värmeanordningar och värmepumpar) är helt autonom och kräver ingen vård eller underhåll. Avlägsnande av förbränningsprodukter av uppenbara skäl är också värdelös.

1. Gas- och solvärmekedjor kan också genomgå långvarig autonom drift. Men med tanke på användarvänlighet är de något sämre än elektriska apparater: de kräver alla avlägsnande av förbränningsprodukter; För ett solarium, behövs behovet för att utrusta den för en kapacitet på flera kuber och att tolerera brännarens brus, vilket är lite sämre än planetens bråk under start.

Användningen av flaska gas kräver extra uppmärksamhet: ballongen måste ändras från en gång om dagen till ett par gånger i veckan.

1. Batterilivslängden hos en pelletspanna kan nå en vecka på grund av den automatiska tillförseln av bränsle från bunken. Men som alla fastbränsleenheter behöver den regelbunden rengöring av askpanelen.

1. Slutligen kräver trä och kolkedjor och spisar konstant uppmärksamhet: de måste avfyras flera gånger om dagen.

Vattenuppvärmning

Låt oss titta närmare på vilka värmekällor som kan använda autonoma värmesystem.

Gas och solpannor

Deras enhet är ganska förståelig: en gasbrännare värmer värmeväxlaren och överför värme till kylvätskan som cirkulerar genom den.

Vad är det till nytta för en potentiell köpare att veta om gasutrustning?

• Icke-flyktiga enheter är utrustade med piezo-ignition och används för att antända huvudbrännaren när kylvätskans temperatur sjunker så kallad pilot. Elektriska tändkedjor har inte det och på grund av detta ger de cirka 20% gasbesparingar.

Observera: Elektrisk tändning passar inte bra med instabiliteten hos elförsörjningen i landsbygden. Dels löses emellertid problemet genom att installera avbrottsfria kraftaggregat som kan upprätthålla pannan i 4-6 timmar.

• En atmosfärisk brännare drar inluft och avlägsnar förbränningsprodukter till ventilationskanalen eller skorstenen. En sluten brännare innebär att man tar luft från gatan och tömmer förbränningsprodukter längs samma koaxiala (dubbelväggiga) rör.

• Kondenskedjor ger 9-11% gasbesparingar jämfört med klassiska. De tar inte bara värme från förbränningsprodukterna, men kondenserar dem också med en extra värmeväxlare. Förresten är temperaturen för retur i 30C, karakteristisk för golvvärmesystem, optimal för dem; i en konventionell panna orsakar det att kondens bildas på värmeväxlaren som inte är anpassad för detta och dess tidiga fel.
• Gaspannor är ofta förenade med sol. Det finns många konstruktioner som gör det möjligt att byta typ av bränsle genom att helt enkelt byta brännare.

Fasta bränslepannor

Den klassiska enheten av denna typ består av en eldstad med en jacka-värmeväxlare, inlopps- och utloppsmunstycken, en ashpit med en fläkt och ett enkelt automationssystem. Vid överhettning av kylvätskan täcker den enklaste mekaniska termostaten fläkten, begränsar luftens tillträde och reducerar enhetens värmeffekt.

Detta system är enkelt, exceptionellt fel tolerant, men det har ett par allvarliga brister:

1. Ladda eldstaden krävs varje 2-4 timmar.
2. Att begränsa luftflödet leder till ett katastrofalt effektivitetsfall på grund av att produkterna av ofullständig förbränning avdunstar genom skorstenen. Med begränsad tillgång till syre, bildar ved och kol kolmonoxid (förresten giftigt) och flyktiga kolväten.

I ett försök att lösa dessa problem skapades ett par väldigt nyfiken konstruktioner.

Gasgenerator

Gasgeneratorn (pyrolys) -källan delar processen med bränslet bränsle i två steg.

1. Det smälter med ett begränsat flöde av luft, brinner ner till askens tillstånd och producerar pyrolysgas - de mycket flyktiga kolvätena.
2. Då kommer pyrolysgasen in i efterbränningskammaren som ligger under huvudugnen, där en ny del luft flyter genom injektorerna till den. Vid höga temperaturer leder detta till en omedelbar tändning av gas-luftblandningen.

Vad är resultatet?

• Flexibel strömstyrning utan förlust av effektivitet.
• Lång (upp till 12 timmar) brinner på en flik av bränsle.

Toppbränning

Ännu mer nyfiken är modifieringen av gasgeneratorn - den övre brännugnen. Principen för sitt arbete reduceras till överföringen av processen med slam eller trä från kolven till bokens övre yta.

Hur fungerar det?

1. En rörlig luftkanal sänks ned i eldstaden laddad och avfyrade ovanifrån och slutar med en massiv skivluftfördelare.
2. Luftinflöde tillhandahålls över hela bränslelagans yta. Den doseras manuellt eller automatiskt justerbar ventil.
3. Kammaren ovanför luftdistributörskivan används för efterbränningsprodukter av ofullständig förbränning. I detta fall bär uppstigande luftflöde helt aska, vilket kan förhindra korruption.

Den maximala batterilivslängden som visas av den övre förbränningskedjan från det litauiska företaget Stropuva är 31 timmar.

Elektriska pannor

Direktvärmeapparater är också indelade i flera kategorier. Tenovye-användning för uppvärmning av rörformiga värmare placerad i en flödestank. Effekten regleras i steg. Designen är tillräckligt feltolerant, billig och har inga allvarliga brister, förutom den låga effektiviteten som är typisk för alla direkta värmeanordningar.

Elektrodkedjor använder växelström som passerar direkt genom vattnet. Deras största fördel är kompaktitet. Nackdelar - den gradvisa upplösningen av elektroderna och förmågan att fungera endast i vatten med en viss mineral-salt-komposition.

En induktionspanna är en ferromagnetisk kärna och en lindning placerad i ett dielektriskt rör som exciterar virvelströmmar som värmer metallen i den. Den främsta fördelen med en induktionspanna är dess fenomenala elasticitet och obegränsat livslängd: det finns helt enkelt inga delar som slits över tiden.

Viktigt: Alla påståenden om att någon form av elpanna är mer ekonomisk än konkurrerande lösningar är den första lögn. Varje direkt uppvärmningsanordning omvandlar 100% av elförbrukningen till värme. Även om värmeenergi på grund av designfunktioner inte överförs helt till kylvätskan, men är delvis dispergerad i luften, värmer det fortfarande ditt hem.

Värmepumpar

De kan använda flera typer av lågvärda värmekällor.

geotermisk

Värmeväxlare placeras under frysen och tar värmeenergi från marken. Det största problemet med dessa pumpar är kostsam installation.

Det finns två möjliga alternativ.

1. Prober faller ned i vertikala brunnar 30 till 100 meter djupa.

1. Samlaren läggs horisontellt.

Det andra alternativet är attraktivt, eftersom gräven under den horisontella samlaren kan grävas med egna händer, vilket avsevärt minskar installationskostnaderna. Området under avloppet bör emellertid vara ungefär tre gånger det uppvärmda Det kan dock inte användas för plantering - växterna tolererar inte temperaturregistret hos uppsamlaren.

vatten

De kan implementeras på två sätt:

1. Samlaren placeras på botten av isfri reservoar.

1. Två brunnar används för värmeväxling - flödeshastighet och dränering. Värmen som har avgett dräneras tillbaka till akvariet.

luft

De kan vara idealiska för varma klimat. Den låga kostnaden för lösningen, billig och enkel installation gör dem till en mycket attraktiv källa till värme i frånvaro av huvudgas.

Det är värt att överväga, dock ett par subtiliteter.

• Även de bästa anordningarna av denna typ behåller sin prestanda vid temperaturer av uteluft ner till -25 ° C.
• När temperaturen sjunker faller instrumentets COP. Om vid +10 det är lika med fem, då vid -25і det kommer att minska till två.

En viktig punkt som är relevant för alla typer av värmepumpar: ju lägre kylvätsketemperaturen desto mindre är deltaet mellan det och miljön, vilket innebär att ju högre COP på enheten. Därför används värmepumpar av alla slag med radiatorer med ett stort antal sektioner och kylvätsketemperaturen stiger inte över + 45і.

Luftvärme

Gas, sol och fast bränslepannor luftvärme kompletterar dubbla funktionerna hos sina motsvarigheter, utformade för att värma vatten. Separat är det nödvändigt att allokera endast ett par mönster.

Buleryan

Under detta namn, tagit från en av de första tillverkarna, döljer konvektionsugngasgeneratorn. Dess främsta särdrag är att ugnen är omgiven av öppna botten- och toppstålrör med stor diameter, där stabila konvektionsströmmar uppstår under uppvärmning. Rörens kurvlinjighet bidrar till effektiv blandning av luften i rummet.

Obs! Uppvärmd luft kan spädas med ett kanalsystem. Konventionella kanalfläktar kan användas för att tvinga den.

Inverter luftkonditionering

Varje luftkonditionering är ett speciellt fall av en luft-till-luft värmepump. Det är omvandlaren som skiljer sig från att den använder omvandling från omvandling till DC, vilket möjliggör flexibel styrning av kompressorns effekt. När luften värms till önskad temperatur stoppar kompressorn inte, men minskar hastigheten.

En bieffekt av att kompressorn ständigt är i drift är omriktarens förmåga att utföra sina funktioner vid låga temperaturer (upp till -25 ° C). Faktum är att många modeller placeras av tillverkare som hushållsvärmepumpar.

Uppvärmning av växelriktare är utan tvekan den bästa lösningen i regioner där vintertemperaturen inte faller under -10 - -20 grader. Så att instruktionen för att välja ett uppvärmningssystem inte är ogrundat, kommer författaren att dela sin egen erfarenhet av att använda ett inverter luftkonditioneringsapparat för att värma vindsvåningen förra vintern.

slutsats

Vi hoppas att vår miniatyrrecension kommer att hjälpa läsaren att välja den optimala lösningen för hans förhållanden. Ytterligare information om vad som kan vara ett autonomt värmesystem, kommer att erbjuda en bifogad video. Lycka till!