Модерни отоплителни системи: вода, слънчева, подово

Какви модерни отоплителни системи за частна къща се използват на територията на нашата страна? Какви са те атрактивни на фона на традиционните решения? Има ли сериозни недостатъци в използваните схеми? Колко икономични са те? Нека се опитаме да отговорим на тези въпроси.

Традиционни и нови начини

Нека веднага да отделим един от друг. Традиционните схеми на отопление на вода до ден днешен остават най-търсените.

Има няколко причини за това:

• Дешевизна газа и дров.

Нека изясним: най-евтиният газ беше и остава основният газ. Въпреки изобилието от реклами, всички съвременни технологии за отопление ще струват повече от един газов котел от гледна точка на оперативните разходи.

• Ниска цена на оборудването.
• Голяма част от информацията и практическите умения за специализирани специалисти са в областта на конвенционалното водно отопление. За да предлагате нещо масово на вътрешния пазар, трябва да имате изчерпателна информация за предимствата и недостатъците на решението. С това понякога има проблеми.

Още малко ще разберем как могат да изглеждат традиционните системи за отопление на частна къща от модерни компоненти. За разлика от тях ние трябва да се запознаем с наистина нови технологии, буквално обръщайки идеите за отопление.

Отопление на водата

Как се промени модерното отопление на селската къща в рамките на обичайната схема с охладителни и конвекторни отоплителни уреди?

Топлинни източници

Вначале - немного общих замечаний. Вот приблизительная стоимость киловатт-часа тепла для разных способов его получения.

Заедно с икономиката, обаче, си заслужава да се разгледа удобството на работа на определен тип оборудване.

И затова нашата таблица на редиците изглежда съвсем различна:

1. Електрическото оборудване не изисква поддръжка, работи без човешка намеса за неограничен период от време и позволява използването на такива елементи като термостати, програмируем режим на отопление, GSM контрол и др.

1. Газовые котлы с электророзжигом функциональностью не уступают электрическим, но требуют отвода продуктов сгорания, а при работе от газгольдера и баллонов - еще и их периодической заправки.
2. Слънчевите отоплителни системи имат същата функционалност, но са шумни и изискват голям резервоар за гориво.
3. Пеллетные котлы с системами автоматической подачи должны обслуживаться не реже раза в неделю: бункеру требуется загрузка, а зольнику - чистка.
4. Наконец, аутсайдеры - твердотопливные (угольные и дровяные) котлы. Загрузка топлива требуется им раз в несколько часов; попытка увеличить периодичность ограничением тепловой мощности (закрытым поддувалом) приводит к катастрофическому падению КПД из-за неполного сгорания при ограниченном притоке кислорода.

А теперь - список новинок, появившихся в этой области за последние десятилетия.

Към електрическите котли на електрически нагреватели се добавят индукция и електрод:

• индукция используют нагрев помещенного в диэлектрическую и диамагнитную трубу ферромагнитного сердечника возбуждаемыми катушкой индуктивности вихревыми токами. Сердечник передает нагрев проточной воде. Достоинство решения - практически неограниченный ресурс: в нем нет изнашивающихся или деградирующих со временем элементов.
• Електрически бойлер, напротив, требует периодической замены электродов и контроля солевого состава воды. Его достоинства - компактность и абсолютная безопасность при разгерметизации контура: если вода покинет корпус, между электродами просто-напросто перестанет течь ток.

Любопитно е, че продавачите често позиционират тези видове котли толкова икономично. Това е първа лъжа: ефективността на всяко директно отоплително устройство е 100%, което пряко произтича от закона за опазване на енергията. Тя може само да промени съотношението на топлината, разсеяна във въздуха и предадена на топлоносителя, но всичко това се използва във всички случаи за загряване на помещението.

Не менее любопытны так называемые конденсационные газовые котлы. Они обеспечивают более полную утилизацию теплоты сгорания газа, конденсируя на отдельном теплообменнике продукты сгорания. Разница в КПД с традиционными решениями достигает 10 - 11%.

Модернизирането на котки с твърдо гориво е предвидимо насочено към увеличаване на продължителността на автономната им работа.

• Газови генератори или пиролизни котли разделят изгарянето на гориво на два отделни етапа. Първоначално тя се задушава с ограничен достъп до въздуха; след това летливи въглеводороди и въглероден окис се изгарят в допълнителна камера. Тази схема Ви позволява да слагате гориво не повече от два пъти на ден и елиминира спада в ефективността при ограничен капацитет.

• Котли за прегряване също използват пиролиза; но процесът на тлеенето на гориво се прехвърля в горната част на пещта, което значително увеличава обема си. Пепелта се отвежда от нарастващия поток от горивни продукти. Автономността на най-добрите образци на котлите за горене на литовската фирма "Стрепъва" достига 31 часа.

радиатори

Някои модерни отоплителни уреди значително се различават по ефективността си от конвенционалните чугунени акумулатори.

Топлинната проводимост на алуминия дава възможност да се доставят алуминиеви секционни радиатори с развита перфорация, като по този начин с малък вътрешен обем, осигуряващ топлинна мощност над 200 вата на сечение.

Трансферът на мед-алуминиеви конвектори е още по-висок: в тях алуминиевите ребра се пресоват върху медни тръби с топлоносител.

Справка: теплопроводность меди почти вдвое выше теплопроводности алюминия и вчетверо - стали.

И накрая, още една проста модификация на отоплителните уреди помага за увеличаване на преноса на топлоенергия: те се доставят с вентилатори с бавна скорост, които издухват въздушния поток. Ако желаете, това надстройване е лесно да направите със собствените си ръце, осигурявайки обикновен вентилатор със затъмняващ димер.

уговорка

И в тази област през последните години, няколко интересни нови продукти.

• Полипропиленовите тръби с достатъчно височина за автономна система на якост и изключителна издържливост са много евтини и лесни за монтаж чрез нискотемпературно запояване с обикновен спояващ чугун. Обикновено загряването използва тръба, усилена с алуминиево фолио. Укрепването не само увеличава якостта на опън, но по-скоро намалява доста високата термична експанзия на полимера.
• Не менее любопытны трубы из сшитого полиэтилена - прочного, прекрасно переносящего высокие температуры и весьма эластичного. Он применяется при коллекторной разводке отопительных приборов с укладкой подводок в стяжку.

Топлинен акумулатор

Современная система отопления нередко оснащается теплоаккумулятором - массивной теплоизолированной емкостью, позволяющей накопить большое количество тепловой энергии и расходовать ее на поддержание температуры радиаторов.

Защо това е необходимо?

Ето няколко примера:

1. Топлинен акумулатор позволяет уменьшить количество растопок твердотопливного котла в течение суток. Скажем, при средней потребляемой радиаторами мощности в 3 КВт 24-киловаттный котел растапливается один раз в сутки и работает в течение трех часов на номинальной мощности (что, кстати, позволит избежать падения КПД). Все остальное время нагревшаяся вода циркулирует между баком и отопительными приборами.
2. При използване на който и да е тип електрически бойлер, наличието на топлообменник в електрическата верига ще позволи използването на нощен курс за електричество, който е 2-3 пъти по-нисък от дневния.

Нови схеми

Както вече споменахме, всички изброени по-горе решения представляват една или друга степен на модернизация на отдавна известното отопление на водата. И как изглеждат модерните технологии за отопление у дома?

Слънчеви колектори

Простейший коллектор представляет собой покрашенный в черный цвет герметичный бак. Цель его установки вполне очевидна: нагревшись на солнце, вода может использоваться для хозяйственных нужд. Однако простая схема сохраняет работоспособность только летом - в холодное время года количество потерь тепла за счет конвекции будет вполне сопоставимо с тем, что бак получает от солнца.

В съвременните колекционери този проблем се решава просто и грациозно:

• Затъмнените тръби с охлаждаща течност се поставят във вакуумни колби, които изключват директния контакт с атмосферния въздух.
• Ефективността на устройството е допълнително подобрена със специално покритие, което може да използва до 94% от инфрачервеното лъчение.

Как правило, батарея коллекторов монтируется в общем контуре с теплоаккумулятором, способным накапливать полученное днем тепло и использовать его для обогрева ночью или в пасмурную погоду. Увы, солнечное тепло неспособно обеспечить дом бесплатным отоплением даже в теплых и солнечных регионах страны; однако снизить расходы на обогрев на 25 - 30% благодаря его утилизации вполне реально.

Подово отопление

Главный недостаток любой конвекционной системы отопления с настенными или напольными отопительными приборами - неравномерное распределение температур в отапливаемом помещении. Формирующийся над прибором восходящий поток эффективно нагревает воздух под потолком, а вот пол остается относительно холодным.

В резултат на това собственикът на къщата е изправен пред очевидни негативни последици:

• При средна температура в помещението, да речем, при 25 градуса под тавана, може да има 35, но на нивото на етаж 15. Междувременно човек, съжаляващ за неволната игра, гравитира на пода. Изглежда че читателят няма да помни сред познатите си оригинал, който прекарва свободното си време на тавана.
• Колкото повече делта температури от двете страни на обграждащата структура на къщата, толкова повече топлина се разсейва през нея. Отоплението на въздуха под тавана означава и рязко увеличаване на изтичането на топлина през горния таван.

Модерни схеми на отопление с топъл под, които се различават от конвекционните, тъй като цялата повърхност на пода се превръща в нагревателен елемент.

Отоплението може да бъде осигурено от:

1. Полагане в тръбите за подова настилка с циркулиращ охладител.
2. Сложете отоплителния кабел там.
3. Монтиране под крайното покритие на филмови нагреватели.

Рабочая температура теплых полов составляет от 20 до 35-40 градусов. Средняя удельная мощность - 30-60 ватт на квадратный метр. Экономия достигается именно за счет более рационального распределения тепла: наиболее теплой в помещении будет зона над полом.

Инфрачервено отопление

Помните свои ощущения у зимнего костра? Несмотря на окружающий вас холод, субъективно вы чувствуете себя в тепле и комфорте. Причина - перенос тепла между пламенем и вашими кожей и одеждой за счет инфракрасного (теплового) излучения.

Инфрачервените нагреватели използват този ефект: благодарение на малката площ те се отказват от въздуха с директен контакт с относително малко топлина. Неговото основно количество се предава чрез лъчение.

Какъв е резултатът?

• Цялата повърхност, излъчена от устройството, се превръща в аналог на топъл под: започва да загрява въздуха в контакт с него. Това отново осигурява значителни икономии на топлина (особено при монтаж на радиатори на тавана), поради рационалното разпределение на температурите.

Между другото: не се препоръчва да се поставят мебели от естествено дърво в областта на уреда. Инструкцията е свързана с неговата нестабилност при нагряване: дървото е напукано и напукано.

• Поради факта, че човешката кожа в областта на радиатора също се загрява, удобната температура в стаята се измества на няколко градуса надолу. Дори при +15 в стаята е субективно топло. Междувременно, колкото по-ниска е температурата в къщата, толкова по-ниска е цената за отопление.

Топлинни помпи

Ако последните две схеми предполагат икономии поради по-ефективно разпределение на топлината, тогава модерното отопление на частна къща чрез термопомпа е подход към проблема, от друга страна.

В този случай енергията се изразходва не за генериране на топлина, а за транспортирането й от източници с нисък потенциал. Просто казано, термопомпата получава топлинна енергия от студената среда и я дава на топъл въздух в къщата.

Схемата на помпата по принцип повтаря устройството на конвенционален хладилник:

1. Газовият хладилен агент се компресира от компресора, преминавайки в течната фаза и се загрява.
2. След това преминава през топлообменника, където изпуска топлина.
3. След преминаване на разширителния вентил, в който диаметърът на пътя се повишава рязко, хладилният агент се връща в газообразно състояние. В същото време температурата рязко пада. Топлинният дефицит се компенсира от втория топлообменник поради околната среда.

Какво може да бъде източник на ниска потенциална топлина?

• Грунт. Грунтовые теплообменники могут погружаться в скважины или укладываться ниже уровня промерзания горизонтально. Топлинни помпи, работающие по схемам "грунт-вода" или "грунт-воздух", наиболее производительны, но требуют сложного и дорогостоящего монтажа теплообменников.

• Вода. Это может быть незамерзающий водоем или пара скважин, одна из которых используется для извлечения грунтовых вод, а вторая - для дренажа.
• Воздух. Современные отопительные системы, работающие по схемам "воздух-вода" и "воздух-воздух", наиболее дешевы и сравнительно просты в монтаже. Однако их эффективность падает по мере снижения температуры окружающего воздуха; нижний порог работоспособности находится на уровне -25 - - 30С.

Насколько экономичны тепловые насосы? Их основной параметр - C.O.P. (coefficient of performance, соотношение произведенной тепловой и потраченной электрической мощности) достигает 3-5, что приближает их по затратам к магистральному газу и делает все прочие источники тепла неконкурентоспособными.

Возможно, читателю окажется полезным собственный опыт автора. В качестве источника тепла он использует бытовой тепловой насос "воздух-воздух" (он же - инверторный кондиционер). Место действия - Крым, Севастополь.

Ето кратък отчет за резултатите от отоплението на един етаж на къщата през последната зима.

Заключение

Надяваме се, че познаването ни с модерните системи за отопление ще бъде информативно и ще помогне на читателя при избора на решение за неговия собствен дом. За повече информация вижте видеоклипа, приложен към статията. Успех!