Otonom ısıtma sistemleri: ısı kaynaklarını araştırmak

Bu makalenin konusu özerk ısıtma sistemleridir. Ne olduklarını ve onlar için bir termal enerji kaynağı olarak ne kullanılabileceğini bulmaya çalışacağız. Ayrıca, belirli çözümlerin maliyet etkinliğinin ve kullanım kolaylığının karşılaştırmalı bir analizini yapmak zorundayız.

sınıflandırma

Hangi temellerde bağımsız ısınma sınıflandırılabilir.

Isı enerjisinin kaynağına göre.

İşte olası çözümlerin listesi:

• Gaz (ana ve sıvılaştırılmış gaz - gaz tutucuları ve silindirleri).
• Kömür.
• Odun.
• Peletler (granül ahşap atıklar).
• Dizel yakıt.
• Elektrik.

Kazandan çevre birimlere ısı transferi yöntemine göre.

Sadece iki tane var.

1. Su ısıtma, suyun yüksek ısı kapasitesi nedeniyle popülerdir.

Not: Su ile birlikte, daha düşük bir kristalleşme sıcaklığına sahip olan soğutma sıvıları kullanılabilir; bu sayede ısıtma ve sirkülasyon dururken buz çözmekten korkmamanız sağlanır. Toplu olarak, etilen ve propilen glikol içeren bir su karışımıdır.

1. Hava ısıtma genellikle havalandırma ile birleştirilir.. Hava ısıtması odanın ısıtılması için kullanılır.

ekonomi

Bu ısı kaynaklarının her birinin sahibi için söz verdiği maliyetleri karşılaştıralım.

Nuance: Ülkenin bazı bölgelerinde belirli fiyatlar değişebilir. Ancak, oranları devam edecek.

Özel durum

İşletme masraflarının araştırılması bize beklenmedik bir keşif getirdi: 21. yüzyılda, odun hala ana gazın yokluğunda en ucuz ısı kaynağıdır. Sadece bu değil: kırsal alan sakinleri için bunların maliyeti sıfırdan tamamen azalabilir - ölü bir odun ve budama ağaçlarının toplanması yakıt ihtiyacının karşılanması anlamına gelir. Fakat en görünürdeki ısı - elektrik kaynağı - listenin en altındaydı.

Ancak, bu hizalama sadece elektrik enerjisinin kilowatt'larını ısı gücünün kilovatlığına dönüştüren doğrudan ısıtma cihazları için geçerli olacaktır. Bir ısı pompası için, resim temel olarak farklıdır: Cihaz, tüketilen her kilovat saat için 2 ila 5 kilowatt saat ısıya izin verir.

Ne yüzünden?

Sırrı basit: enerji, ısı üretmeye değil, düşük potansiyelli bir kaynaktan yüksek potansiyele sahip bir kaynağa taşınmaya harcanır. Basitçe ifade edersek, ısı pompasının cihazı zaten soğuk ortamı daha da soğutmanıza ve ortaya çıkan ısıyla evi ısıtır.

Bu etki nasıl gerçekleşir?

• Uçucu soğutucu kompresör tarafından sıkıştırılır ve büyük miktarda ısı ile sıvı faza girer.
• Bu ısı eşanjöre verilir ve odayı ısıtmak için kullanılır.
• Isı eşanjöründen sonra, ısı kaybına uğramış olan soğutma sıvısı genleşme vanasından geçer ve genleşme sırasında keskin bir şekilde soğumaya başlar.
• Daha sonra ikinci eşanjöre gider. Soğutucu akışkanın geçişi sırasında ortamın sıcaklığından daha düşük bir sıcaklığa soğutulduğundan, sabit bir ısı akışı ortaya çıkar: soğutucu madde ısınır ve ısıtıldığında tekrarlanan bir döngü için kompresöre geri döner.

En yüksek COP'ye sahip ısı pompaları (performans katsayısı, ısıtma modunda pompanın ısı ve elektrik gücünün oranını gösteren parametre), kilovat-saat başına maliyeti 3.6 / 5 = 0.72 rubleye düşürür ve bu da karlılıklarını neredeyse gazla eşitler. ekipman ve rakip çözümlerin çok gerisinde bırakır.

Bu arada: çoğu ısı pompası için, mevsim boyunca ortalama COP 3 - 3.5'e eşit, daha gerçekçi.

Kullanım kolaylığı

Ekonomi açısından, tüketici için önemli niteliklerin listesi bitmez. En az bir parametre daha az önemli değildir - kullanılabilirlik.

Ve bu bakış açısından, tamamen farklı bir sıralama tablosu inşa ediliyor.

1. Tüm elektrikli ekipmanlar (hem doğrudan ısıtma cihazları hem de ısı pompaları) tamamen özerktir ve bakım veya bakım gerektirmez. Belli sebeplerden dolayı yanma ürünlerinin çıkarılması da işe yaramaz.

1. Gaz ve güneş ısıtma kazanları da uzun vadeli otonom çalışma yeteneğine sahiptir. Bununla birlikte, kullanım kolaylığı açısından, elektrikli cihazların bir kısmı daha düşüktür: hepsi yanma ürünlerinin çıkarılmasını gerektirir; bir solaryum için, birkaç küp kapasiteyi donatmak ve yakma sırasında bir uçağın kükrinden biraz daha düşük olan brülörün gürültüsünü tolere etmek için ihtiyaç vardır.

Şişelenmiş gaz kullanımı ek dikkat gerektirir: balonun günde bir defadan haftada birkaç kez değiştirilmesi gerekecektir.

1. Bir pelet kazanı pil ömrü, bunkerden otomatik yakıt beslemesi nedeniyle bir haftaya ulaşabilir. Bununla birlikte, tüm katı yakıt cihazları gibi, kül tablasının periyodik olarak temizlenmesi gerekir.

1. Son olarak, odun ve kömür kazanları ve sobalar sürekli dikkat gerektirir: günde birkaç kez kovulmaları gerekir.

Su ısıtma

Isı kaynaklarının otonom ısıtma sistemlerini ne kullanabileceğine daha yakından bakalım.

Gaz ve güneş enerjili kazanlar

Cihazları oldukça anlaşılabilir: Bir gaz brülörü ısı eşanjörünü ısıtır ve ısıyı içinden dolan soğutucuya iletir.

Potansiyel bir alıcı için gaz ekipmanı hakkında başka ne yardımcı olabilir?

• Uçucu olmayan cihazlar piezo tutuşma ile donatılmıştır ve soğutucu akışkanın sıcaklığı pilot olarak düştüğünde ana brülörü ateşlemek için kullanılır. Elektrikli ateşleme kazanlarına sahip değildir ve bundan dolayı yaklaşık% 20 oranında gaz tasarrufu sağlar.

Lütfen dikkat: elektrikli ateşleme kırsal alanlarda elektrik arzının istikrarsızlığına iyi uymuyor. Bununla birlikte, kısmen, kazanın 4-6 saat boyunca desteklenmesini sağlayan kesintisiz güç kaynakları kurularak sorun çözülmüştür.

• Atmosferik brülör, iç havayı çeker ve yanma ürünlerini havalandırma kanalına veya bacalara çeker. Kapalı bir brülör, caddeden hava almak ve yanma ürünlerini aynı koaksiyal (çift duvarlı) boru boyunca boşaltmak anlamına gelir.

• Yoğuşmalı kazanlar klasiklere göre% 9-11 oranında gaz tasarrufu sağlar. Yanma ürünlerinden sadece ısı almakla kalmaz, aynı zamanda onları ek bir ısı eşanjörü üzerinde yoğunlaştırırlar. Bu arada, 30C'deki dönüş sıcaklığı, yerden ısıtma sistemlerinin özelliği, onlar için en uygun olanıdır; konvansiyonel bir kazanda, bunun için uyarlanmamış olan ısı eşanjörü üzerinde ve bunun erken başarısızlığında yoğuşmaya neden olur.
• Gaz kazanları genellikle güneş ile birleşiktir. Sadece brülörü değiştirerek yakıt tipini değiştirmenize izin veren birçok tasarım vardır.

Katı yakıtlı kazanlar

Bu tip klasik cihaz, ceket-ısı eşanjörü, giriş ve çıkış ağızlıkları, üfleyicili kül tablası ve karmaşık olmayan otomasyon sistemiyle donatılmış bir ocaktan oluşmaktadır. Soğutma sıvısının aşırı ısınması durumunda, en basit mekanik termostat, hava girişini sınırlandıran ve cihazın termal gücünü azaltan üfleyiciyi kapatır.

Bu şema basittir, son derece hataya dayanıklıdır, ancak birkaç ciddi kusuru vardır:

1. Her 2-4 saatte bir yangın söndürücü yükleniyor.
2. Hava akışını kısıtlamak, tamamlanmamış yanma ürünlerinin bacadan buharlaşmasına bağlı olarak verimlilikte katastrofik bir düşüşe yol açar. Sınırlı oksijen, yakacak odun ve kömür formunda karbon monoksit (bu arada, toksik) ve uçucu hidrokarbonlar.

Bu sorunları çözme girişiminde, birkaç meraklı tasarım yaratıldı.

Gaz jeneratörü

Gaz jeneratörü (piroliz) kazanı yakıt yakma işlemini iki aşamaya ayırır.

1. Sınırlı bir hava akışına sahip, kül halini yakan ve piroliz gazı üreten çok değişken hidrokarbonlar içerir.
2. Daha sonra piroliz gazı, ana fırının altında bulunan ve yakıcıların içinden yeni bir hava parçası aldığı, yakma odasına girer. Yüksek sıcaklıklarda, bu, gaz-hava karışımının ani bir ateşlenmesine yol açar.

Sonuç nedir?

• Verim kaybı olmadan esnek güç kontrolü.
• Yakıtın bir sekmesinde uzun (12 saate kadar) yanma.

Üst yanma

Daha da meraklı olan, gaz üreticisinin modifiye edilmesidir - üst yanma fırını. İşinin prensibi, içten yanmalı odun veya kömürün alt kısmından yer iminin üst yüzeyine aktarılmasına indirgenir.

Nasıl çalışır?

1. Hareketli bir hava kanalı, yüklenen ve büyük bir hava - hava dağıtıcısı ile biten ateşleyicinin içine indirilir.
2. Yakıt tabakasının tüm yüzeyi üzerinde hava girişi sağlanır. Manüel veya otomatik olarak ayarlanabilen valf dozajlanır.
3. Hava dağıtıcı diskinin üzerindeki oda, yanmamış ürünlerin yanmasından sonra kullanılır. Bu durumda, yükselen hava akışı tamamen çürümeyi engelleyen kül taşır.

Litvanya firması Stropuva'nın üst yanma kazanı tarafından gösterilen maksimum pil ömrü 31 saattir.

Elektrikli kazanlar

Doğrudan ısıtma cihazları da birkaç kategoriye ayrılmıştır. Bir akış deposuna yerleştirilmiş boru şeklindeki ısıtıcıları ısıtmak için Tenovye kullanımı. Güç kademeli olarak düzenlenmiştir. Tasarım, yeterince hataya dayanıklı, ucuzdur ve doğrudan ısıtma için tüm cihazların tipik düşük verimi hariç, ciddi bir kusuru yoktur.

Elektrot kazanları, doğrudan su içinden geçen alternatif akımı kullanır. Ana avantajı kompaktlıktır. Dezavantajlar - elektrotların kademeli çözünmesi ve sadece belirli bir mineral-tuz bileşimi ile suda çalışabilme yeteneği.

Bir indüksiyon kazanı, ferromanyetik bir çekirdektir ve metalin içinde ısınmış akımları harekete geçiren bir dielektrik boru içine yerleştirilmiş bir sarımdır. Bir endüksiyon kazanın ana avantajı olağanüstü esnekliği ve sınırsız hizmet ömrü: zamanla aşınan hiçbir parça yoktur.

Önemli: Herhangi bir elektrikli kazanın rakip çözümlerden daha ekonomik olduğu iddiaları ilk yalandır. Herhangi bir cihaz doğrudan ısıtma, tüketilen elektriğin% 100'üne dönüşür. Tasarım özellikleri nedeniyle, termal enerji tamamen soğutucuya aktarılmaz, ancak kısmen havaya dağılmış olsa bile, evinizi ısıtır.

Isı pompaları

Birkaç çeşit düşük dereceli ısı kaynağı kullanabilirler.

jeotermal

Isı eşanjörleri, donma seviyesinin altına yerleştirilir ve yerden ısı enerjisi alır. Bu pompalarla ilgili temel sorun maliyetli bir kurulumdur.

İki olası seçenek var.

1. Problar, 30 ila 100 metre derinliğindeki dikey kuyucuklara iner.

1. Kolektör yatay olarak yerleştirilmiştir.

İkinci seçenek caziptir çünkü yatay kolektör altındaki siper kendi ellerinizle kazınabilir ve bu da kurulum maliyetlerini önemli ölçüde azaltır. Bununla birlikte, kanalizasyon altındaki alan ısıtılmış olanın yaklaşık üç katı olmalıdır; Ancak, ekim için kullanılamaz - bitkiler toplayıcının sıcaklık rejimini tolere etmez.

su

İki şekilde uygulanabilirler:

1. Toplayıcı, buzsuz rezervuarın tabanına yerleştirilir.

1. Isı değişimi - akış hızı ve drenaj için iki kuyu kullanılır. Verilmiş olan ısı, akifer içine geri çekilir.

hava

Sıcak iklimler için ideal olabilirler. Çözümün düşük maliyeti, ucuz ve kolay montaj, ana gazın yokluğunda çok çekici bir ısı kaynağıdır.

Bununla birlikte, birkaç incelik göz önünde bulundurulmaya değer.

• Bu tipteki en iyi cihazlar bile, -25 ° C'ye kadar olan dış hava sıcaklıklarında performanslarını korurlar.
• Sıcaklık düştüğünde, cihazın COP'u düşer. +10'da beşe eşitse, o zaman -25С'de ikiye düşecektir.

Her tip ısı pompası için önemli olan önemli bir nokta: soğutma sıvısı sıcaklığı ne kadar düşük olursa, bu cihaz ile COP değeri o kadar küçüktür, yani cihazın COP değeri o kadar yüksektir. Bu nedenle her tip ısı pompası ile çok sayıda bölüm bulunan radyatörler kullanılır ve soğutucu sıcaklık + 45С üzerine çıkmaz.

Hava ısıtma

Gaz, güneş ve katı yakıtlı kazanlar, hava ısıtmayı, suyun ısıtılması için tasarlanmış muadillerinin özelliklerini tamamen kopyalar. Ayrı ayrı sadece birkaç tasarımın tahsis edilmesi gerekmektedir.

Buleryan

İlk üreticilerinden alınan bu isimle, konveksiyon fırın-gaz jeneratörünü saklıyor. Başlıca özelliği, yanma odasının, geniş çaplı açık tabanlı ve üst çelik borularla çevrelenmesi ve ısıtma sırasında sabit konveksiyon akımlarının ortaya çıkmasıdır. Boruların eğriselliği, odanın içindeki havanın etkili karışmasına katkıda bulunur.

Not: ısıtılmış hava bir kanal sistemi ile seyreltilebilir. Geleneksel kanal fanları zorlamak için kullanılabilir.

Inverter klima

Herhangi bir klima, hava-hava ısı pompası için özel bir durumdur. Kompresör gücünün esnek bir şekilde kontrol edilmesini sağlayan AC-to-DC dönüşümünü kullanmasıyla farklılaşan invertördür. Hava istenen sıcaklığa kadar ısıtıldığında, kompresör durmaz, ancak hızı düşürür.

Kompresörün sürekli çalıştığı gerçeğinin bir yan etkisi, inverterin işlevlerini düşük (-25 ° C'ye kadar) sıcaklıklarda gerçekleştirme kabiliyetidir. Aslında birçok model üreticilerin ev tipi ısı pompaları olarak konumlandırılıyor.

İnverterlerin ısınması şüphesiz kış sıcaklıklarının -10 - -20 derecenin altına düşmediği bölgelerde en iyi çözümdür. Böylece, bir ısıtma şemasını seçme talimatı asılsız değildir, yazar, geçen kış tavan zemini ısıtmak için bir inverter klima kullanma deneyimini paylaşacaktır.

Sonuç

Minyatür incelememizin okuyucuya kendi şartları için en uygun çözümü seçmesine yardımcı olacağını umuyoruz. Özerk bir ısıtma sistemi hakkında ek bilgi ekli bir video sunacak. İyi şanslar!