Давайте проведем любопытный мысленный эксперимент: попробуем, опираясь на нынешний уровень технологий, создать проект дома с бесплатным отоплением.

Ну, или хотя бы с минимальными эксплуатационными расходами. Не будем ограничивать себя в возможностях: условимся, что бюджет проекта не лимитирован.

Выбор источника тепла

Откуда можно извлечь тепловую энергию без затрат в процессе ее добычи?

Выбор бесплатных источников достаточно велик:


  • Геотермальная энергия. Земля ниже уровня промерзания имеет постоянную температуру, которую можно использовать для обогрева.
  • Энергия, извлеченная из воды. Если рядом есть незамерзающий водоем — его тоже можно использовать в качестве источника тепловой энергии.
  • Наконец, из воздуха всегда можно извлечь тепло, охладив его еще сильнее.

Технологии, позволяющие реализовать все перечисленные проекты, существуют давно. Проблема лишь в том, что полученное тепло не будет бесплатным: тепловые насосы используют для перекачки тепла электроэнергию. Причем на обогрев дома площадью в 200 м2 будут уходить довольно внушительные 3-5 киловатт электрической мощности даже при хорошем утеплении.

Остается только солнечная энергия. Солнце способно нагреть воду в коллекторе абсолютно бесплатно, без усилий и затрат с нашей стороны. Нагрев способен даже обеспечить естественную циркуляцию в контуре.

Однако: страховкой от разморозки отопительной системы будет циркуляционный насос. Затраты электроэнергии в 50-100 ватт, в конце концов, покроет сравнительно недорогая солнечная электростанция: панель площадью около 3 м2, инвертор и аккумуляторная батарея с контроллером заряда.


Расчеты

Остался сущий пустяк: выяснить, может ли быть рабочая система построена своими руками.

Расчет тепловой мощности

Сколько тепловой энергии может потребоваться для отопления пресловутого дома с площадью в 200 квадратных метров? Понятно, основательно утепленного: раз уж мы условились, что затраты не лимитированы, будет логичным уменьшить потребность в тепле.

Практика показывает, что затраты на обогрев очень хорошо утепленного дома в умеренной климатической зоне можно уменьшить примерно до 40 ватт на м2 при стандартной высоте потолков.

За счет чего?

  • Материал стен — сип-панели толщиной от 15 см, обеспечивающие почти идеальную теплоизоляцию. Они используются и в качестве напольного настила, и в качестве перекрытия над головой.
  • Окна — тройные стеклопакеты с энергосберегающими стеклами.
  • Вентиляция оборудуется системой пассивной рекуперации тепла, отбирающей не менее половины тепловой энергии у покидающего помещение воздуха.

Итого — для отопления дома нам потребуется 200х40=8000 ватт, или 8 киловатт тепловой мощности.

Расчет эффективности солнечного отопления

Давайте вначале сложим воедино всю доступную нам информацию. Начнем с лирического отступления.

Полная мощность солнечного излучения за пределами атмосферы составляет примерно 1360 ватт на квадратный метр. Даже в ясный солнечный день около четверти этого количества поглощается атмосферой: в районе экватора поверхности планеты может достигнуть около 1 КВт/м2.


Казалось бы, складывается безоблачная (простите за невольный каламбур) картина: восемь метров поверхности поглотят столько солнечной энергии, сколько нужно всему дому! Но на практике все куда сложнее.

Отапливаться мы будем, что вполне логично, зимой. Когда угол падения солнечных лучей гораздо дальше от перпендикуляра к поверхности и в атмосфере даже при идеальной ориентации солнечного коллектора рассеивается куда больше тепла.

Существенную часть времени зимой стоит умеренно-облачная или пасмурная погода. Облачность перемежается осадками, во время которых (и какое-то время после, пока коллекторы не будут очищены от снега и льда) эффективность нагрева будет стремиться к нулю.

Наконец, продолжительность светового дня зимой не превышает 8 часов, причем часть времени солнце светит под совсем уж косым углом к горизонту. А КПД коллекторов вовсе не равен 100%.

Что в сухом остатке?

  1. Для Центральной Европы среднее количество солнечной энергии, попадающей на поверхность в течение суток, равно:
    • 3,3 КВт/ч в течение октября;
    • 2,1 КВт/ч для ноября;
    • 1,7 — в декабре и январе;
    • 3,2- в феврале;
    • 3,6 — в марте;
    • 4,7 — в апреле.
  2. Среднее значение для отопительного сезона, таким образом, равно (3,3+2,1+1,7+1,7+3,2+3,6+4,7)/7=2,9 КВт/ч в сутки, или 120,83 ватта в час.
  3. КПД солнечных коллекторов для отопления частного дома можно взять равным 60%.

Полезно: такого значения достигает КПД современных коллекторов с вакуумными трубками с учетом косвенных потерь тепла.
Все панельные конструкции заметно менее эффективны за счет бОльших потерь на конвекцию.

  1. С поправкой на потери преобразования эффективная мощность квадратного метра коллектора в течение средних суток составит 120,83х0,60=72,5 ватта.

Расчет площади коллекторов

Осталась последняя несложная арифметическая операция — рассчитать ориентировочную суммарную площадь необходимого нам солнечного коллектора. Она равна 8000/72,5=110 квадратных метров, или чуть больше площади крыши дома (при условии, что у него два этажа и плоская кровля).

Что же, значения вполне реальные.

Просто из любопытства — какой будет цена коллекторов такой площади?

В качестве образца возьмем коллектор на вакуумных трубках украинского производства СВК-А 30. При площади около 5 м2 его стоимость примерно равна 40 000 рублей. Инструкция по дальнейшему расчету проста: делим общую площадь на площадь одного коллектора и умножаем на его стоимость. 110/5*40000=880 000 рублей.

Особенности реализации

Что же, принципиальную возможность строительства, так называемого, пассивного дома мы доказали. Однако неравномерность поступления тепла создает ряд технических проблем.

Решаемы ли они?


  1. Для резервирования тепла на холодное время суток нам потребуется теплоаккумулятор — теплоизолированный бак большой емкости. Днем вода в нем будет нагреваться солнечными коллекторами, ночью же он будет постепенно отдавать тепло отопительным приборам.
  2. К слову, для обогрева в этом случае лучше использовать водяной теплый пол для отопления. Он сможет эффективно прогревать здание даже при температуре теплоносителя в 27-30 градусов. Радиаторы в этом случае будут бесполезны.
  3. Если нам вдруг придет в голову странная фантазия реализовать такой проект, все-таки понадобится резервный источник тепла — хотя бы тепловой насос любого типа. Он выступит страховкой на случай экстремально длительной непогоды.

Заключение

О том, какими бывают тепловые насосы отопления частного дома и как они могут использоваться одновременно с солнечными коллекторами, расскажет приложенное к статье видео. Теплых зим!

otoplenie-gid.ru

Как сделать бесплатное отопление в частном доме

 Вокруг нас – множество природных источников энергии, за которые пока не нужно платить: Солнце, ветер, вода, геотермальные возможности нашей планеты. Человек постепенно учится использовать эти источники энергии, в том числе и для отопления собственного дома.

 Отопительная система основана на преобразовании разных видов энергии в тепловую.

 К примеру, геотермальные установки используют разницу температур при углублении в грунт. Вам понадобятся три контура:


  • первый (наружный) располагается на глубине около 10 м.
  • второй (средний) передает энергию от нагретой воды в компрессор, где температура увеличивается;
  • третий (внутренний): тепло из компрессора передается воде в системе отопления.

 Принцип работы понятный и достаточно простой. Сложнее будет с оборудованием системы: придется провести большой объем земельных работ.

 Использование энергии Солнца в этом смысле видится более доступным. Понадобится соорудить систему из коллектора тепла, накопителя воды и расширительного бачка.

 Элементы соединяются трубками в общий контур.

 Коллектор через теплообменник передает воде тепло. Происходит это методом естественной циркуляции, но для повышения КПД в систему можно вмонтировать насос.

 Коллектор может быть заводским или самодельным. Разница – в уровне вашего мастерства и стоимости прибора.

При необходимости можно изготовить самостоятельно и другие элементы системы.

 Независимо от того, закупаете вы материалы или всё делаете своими руками, необходим четкий план и понимание того, как будет выглядеть система отопления.


 Очевидно, что полностью бесплатной системы отопления быть не может. Потребуются затраты на оборудование – трубы, насосы, коллекторы и пр. Стоимость земельных работ для геотермального отопления также нужно учесть.

 Если затраты и сложность работ не помеха – постарайтесь сделать систему отопления максимально эффективной. Сделать это можно, встроив в нее проточно-накопительный водонагреватель.

Во-первых, это сделает ваше отопление более автономным.

Во-вторых, такой водонагреватель может работать в режиме накопления горячей воды и переключаться на проточный режим – горячая вода уходит в систему и на ее место приходит холодная.

КПД вашего отопления возрастет, следовательно, система быстрее окупится и принесет прибыль в виде практически бесплатного тепла.

Добавлено: 24.06.2015 16:33:14

www.stroi-baza.ru

Прямая дорога к Бесплатному Отоплению.

«5 Простых Пошаговых Видеоуроков (На Примерах) Покажут Вам, Как Снизить Расход Энергоносителей: Газа, Электричества и Как Полностью Отказаться
От Них !..»
Программа расчета и снижения тепло потерь дома

http://zero-energy-house.ru/wp-content/uploads/2014/02/teplopoteri.zip


 Снижаем расход энергоносителей к норме 1700 кубов газа за год, при отоплении 100кв м2. Простые шаги, без замены котлов, системы отопления и установки металлопластиковых окон. Использование того оборудования, которое у вас уже есть.
 


 Здравствуйте уважаемый слушатель, меня зовут Юрий Колесник, я не являюсь экспертом в вопросах теплотехники и расчета систем отопления, просто у меня есть опыт снижения расхода газа и опыт полного отказа от этого вида топлива, так как цена на этот, вид топлива как впрочем, и на другие постоянно растет. А его качество – то, есть калорийность снижается. По крайней мере, в том месте, где я проживаю. Для проверки справедливости своих выводов я не проводил исследований, а главным доводом и справедливо можно назвать документированным фактом являются показания счетчика, которые из года в год наматывают все больше количество кубов. Отапливаемых помещений не прибавляется, тех обслуживание или проще говоря промывка, чистка теплообменника и форсунок котла проводится регулярно. Зимы из года в год только теплеют. В чем же тогда дело? Как вы уже догадались в газе. И я не задавался целью искать причину снижения его качества. А найти способ снизить его расход и при помощи не хитрых и абсолютно законных приемов сделал это, не применяя особо дорогих и модных приемов типа теплого пола или супер экономичного котла.


к вы понимаете количество калорий поступающих в дом одно и тоже и при помощи чего бы мы их не распределяли теплый пол теплая стенка или сжигая в новом котле мы это количество не увеличим и следовательно эти варианты здесь рассматривать не будем, только простые и дающие реальный результат приемы. И вы уважаемый слушатель без особых затрат их повторить. И избавить себя от переплаты за это не дешевое топливо. Даже если вы захотите полностью сделать свой дом энергонезависимым, то вполне реально вам будет сделать и это, практически не затрачивая ваших средств. Те цифры, которые, я привожу в качестве примера вполне реальные это мои квитанции об оплате за газ. В настоящее время у меня газ расходуется на приготовление пищи и газовой водогрейной колонкой, и составляет всего 10 — 20 кубов в месяц. На отопление 0 кубов, так как применяю для отопления рассчитанный и собственноручно собранный твердотопливный котел. Именно по этой причине вы видите это показания счетчика до момента установки котла, но уже с ниже описанными методами и утеплением. Обратите ваше внимание на разницу показаний счетчика и площадь отапливаемых помещений. Именно для нормализации этих показаний мы и проведем нашу работу. Возможно это не единственный возможный способ, но именно это приносит эфект в моем случае и людей, которые эти методы уже применили. В этом видео-уроке мы рассмотрим, по моему мнению, самую главную причину перерасхода, это отсутствие хорошего утепления верха дома не между этажного промежутка потолок-пол, если у вас как и у меня двухэтажный дом, а именно промежуток потолок второго этажа – крыша.

вайте немного отвлечемся и логически рассудим, что мы как правило, придаем огромное значение утеплению стен нашего дома строим наши дома в полтора, два и более кирпича, затем утепляем стены, но потолок остается с той же теплопроводностью, хотя как мы видим на рисунке и давно об этом знаем, что теплые потоки направляются в верх нашего дома и именно через указанный участок в доме и улетучивается, если он должным образом дополнительно не утеплен. Для одноэтажных домов большой площади с многочисленными пристройками это вообще пункт номер один для утепления вашего жилища. Хорошие результаты это дает так же и в квартирах. Место, где утеплять еще раз уточним место, между крышей и потолком вашего дома, для квартир – это потолок вашей квартиры. Теперь материалы – для домов один из самых дешевых, тот, который применял я лично – это обычная общестроительная пленка или пленка для теплиц толщиной 100 – 120 микромиллиметров, поверх которой, я «раскатал» минерал вату «Урса» сертифицированную для бытовых и детских помещений. В гараже тот же способ, но вата подешевле для производственных помещений. В гараже лично я бываю не часто, а для людей, которые в буквальном смысле живут в нем, рекомендую применять утеплитель без стекла. Пленка пленкой, но здоровье ваше. Для квартир и гаражей с бетонными плитами перекрытий рекомендую материалы изолон, а у кого есть финансовая возможность пенопласт, для внутренних работ. Так, же важно утеплить и ворота в гараже, если вы в нем проводите длительное время. Монтаж не сложный, сначала укладывается пленка затем вата. Пенопласт или изолон просто клеится на предварительно очищенную и прогрунтованную поверхность. Шаг второй. Устраняем сквозняки и тепло потери в вашем доме и одновременно нормализуем содержание кислорода в помещениях одним нехитрым приемом. Это обычное отверстие возле вашего котла диаметром примерно 50 мм прямо возле вашего котла или можно рядом, как показано на рисунке. Указанный диаметр отверстия вполне достаточен для работы газового или твердотопливного котла мощностью 10-12 киловатт. Для электрических систем отопления никакого отверстия не нужно. Теперь немного подробней для чего именно это нужно. На рисунке с лева из закрытого и даже заклеенного окна происходит подсос холодного воздуха с улицы, который делает все наши способы утепления абсолютно безрезультатными. Но почему? Потому что для любого горения необходим кислород, содержащийся в воздухе, и все об этом прекрасно знают. И он просто выгорает. Красной стрелкой указана область потока горячего воздуха, поднимающаяся вверх. Получается мощная вытяжка воздуха. И в доме создается область низкого давления. Вот постоянно и «тянет» от окна. Даже если вы поставите во всех комнатах металлопластиковые окна, во первых при выгорании кислорода вам необходимо будет, ставить окна на режим проветривание, что вы уже наверняка испытали на своем опыте, а во вторых усилится сквозняки из входной двери и других щелей вашего дома. В любом случае кроме как проветриванием этот вопрос не решить. Соответственно общая температура в доме останется прежней по сравнению с ранее установленными обычными окнами. Тогда можно просто проветривать саму топочную, но во многих случаях это не возможно, если котел установлен в одном помещении с санузлом дома. Температура помещения резко снижается. А этот метод позволяет процесс горения топлива производить в идеальных условиях, существенно не снижая температуру топочной, при этом, не уменьшая содержание кислорода в вашем доме и как следствие общую температуру помещений. Можно сделать проветривание топочной вообще без потерь, но на первом этапе вполне достаточно простого отверстия напротив или возле котла, которое необходимо снаружи здания защитить сеткой от насекомых и козырьком, защищающим от дождя и снега. На сегодня все с Вами был Юрий Колесник встретимся с вами следующем видео «Выжималки тепла и первое правило при покупке готового дома».

  «Выжималки тепла и Первое правило при покупке готового дома».

Рассмотрим основные недостатки котлов старого образца. 1. Низкое КПД и это является главной причиной, по которой люди купив новый котел, надеются решить вопрос тепла в доме и это не всегда получается сделать, так как дом не достаточно утеплен, в частности его верхняя часть. Вернемся к старым котлам к их КПД. Необходимо уточнить не общее КПД, так как топливо в нашем случае — это газ сгорает полностью, а КПД его теплообменника, проще бака в котором нагревается теплоноситель, как правило – это вода. В системе отопления должна быть обязательно предусмотрена «подача» и «обратка», то КПД теплообменника можно легко повысить до нормы насосом для котлов. Но он действительно необходим лишь в том случае, когда нормально не выставлены уклоны системы отопления, что может приводить к ее завоздушиванию или сечение труб отопления недостаточного сечения. И определить эти недостатки достаточно просто ваши батареи или трубы будут перегреваться в верхней части и будут сильно холодные в низу. Также может оказаться, что в одних комнатах батареи холодные. Это сделать просто, достаточно потрогать систему отопления выборочно рукой при работающем котле. В таком случае вам просто необходим насос. Принудительно прогоняя через котел воду мы таким образом охлаждаем его бак и приводим КПД его теплообменника в норму. Не забудьте поставить обязательно фильтр для воды перед вашим насосом. Фильтр представляет из себя мелкую металлическую сетку и только с ним ваш насос будет надежно работать. Еще раз повторюсь котел нам необходимо максимально охладить, то есть максимально отобрать у него тепло, а нагретой водой мы нагреваем наш дом. На фото моего котла вы видите, что насоса нет, а котел древний, но в вашем случае он может понадобиться. Если в вашем доме есть комнаты в которых вы бываете редко, но в ней стоит мебель и нежелательно, чтобы температура в ней падала ниже +15 градусов. Лично у меня есть такая на втором этаже, греть ее я не был намерен пробовал недоливать воду в систему, «отсекал» вентилями, но все закончилось печально – батарею порвало. Но выход нашелся, такой, же простой, как и все гениальное. Я ее просто замотал фольгированным изолоном. В результате перерасхода газа нет, то есть вода практически не остывает проходя через эту комнату, но температура не падает ниже отмеченных +15 градусов, а в случае если, ко мне нежданно приходят гости и нужно место для ночлега или необходимо ее прогреть, снимается изолон с батареи и через 2 часа температура такая же, как и в остальных комнатах 22-23 градусов, теплоноситель ведь уже горячий. Рассмотрим случай, когда мы не можем добиться требуемого КПД теплообменника котла, еще раз повторю не КПД самого котла, ведь газ сгорает полностью в любом случае, а КПД теплообменника. Этот недостаток есть в так называемых Универсальных котлах, которые могут работать на газу, дровах и на угле. Нагревательный бак у них, как правило, изготовлен из толстостенного металла или чугуна. Насос для них действительно необходим, но и его бывает недостаточно для получения необходимых характеристик отопления. Вообще определить есть перерасход газа или нет можно по двум вторичным признакам. Первый – это перегрев топочной или помещения где стоит котел, но помещения, которые он обогревает не достаточно теплые, при достаточной площади теплообмена ваших батарей. Эту тему мы рассмотрим немного позже. И второй перекаливание отводящих газов дымохода при слабом нагреве воды в «подаче». В принципе при работе на любом твердом топливе – это нормально, и неизбежно. Даже при идеальных условиях горения топлива, так как в любом случае выделяется достаточно твердых частиц, которые оседают на теплообменник, снижая его теплопроводность. Но при сгорании газа это недопустимая роскошь. В этом случае львиная доля тепла просто вылетает в «трубу». И здесь действительно необходимо приобрести и установить газовый котел. Тут есть одно простое правило при выборе котла не гнаться за сотыми процентами его КПД указанных в его характеристиках, а реально посмотреть котлы у людей которые работают не один год и поинтересоваться реальным расходом газа и площадью отапливаемых помещений. Следует учесть, что практически всем современным котлам для его работы необходимо стабильные и бесперебойные 220 вольт, этот момент тоже необходимо учитывать и обеспечить ему условия для его нормальной работы. Но вернемся к случаю, когда корпус котла и помещение топочной перегреты, а отводящие газы дымохода не перегреты. В этом случае проблема просто решается воздуховодом из топочной в нужное помещение. Идеальный случай, когда необходимое помещение находится над топочной. Здесь просто нужно селать отверстие между помещениями и теплый воздух от котла поднимаясь прогреет комнату находящуюся над ним. В случае если комната находится не над топочной, необходимо провести воздуховод с принудительной подачей воздуха из топочной в нужную комнату. Единственное правило которое необходимо учитывать – это «вытягивать» воздух под потолком помещения где находится котел, а нагнетать воздух в низ не прогретой комнаты. Еще одна рекомендация тем, кто до сих пор мучается с коммунальным отоплением, особенно он ощутим в панельных квартирах. Высокая теплопроводность бетона отбирает до 30% процентов лучевого тепла ваших батарей, простой выход можно тот же фольгированный изолон закрепить за радиатором как вы видите на фото, можно разместить в низу радиатора небольшой вентилятор от вытяжки или кулер от компьютера. Тем самым вы пассивный нагреватель превратите в активный и кпд его повысится. Перейдем к покупке дома, я думаю, этот материал будет интересен Вам в любом случае. При выборе своего дома, я мучил себя вопросом в правильности выбора. Приглашал профи и строителей, проектантов и инженеров по расчету отопления. Если в качестве и правильности самой постройки сомнений не было. То вопрос по утеплению дома был открытым. Покупка происходила в конце лета и если визуально систему отопления можно было осмотреть и даже кратковременно включить котел без особого разгона. То по утеплению возникало много вопросов. Хозяйка уверяла, что дом теплый и не верить ей оснований не было. Второй этаж «зашит» вагонкой и часть первого этажа тоже. По толщине кладки ведь не определишь качество и толщину утепления. Однозначного ответа ни один специалист не давал. Нужно было ставить точку или «ударить по рукам» или отказываться от этого предложения. И здесь мне пришла идея посмотреть квитанции об оплате за газ. Расход газа был в принципе в норме, за исключением явного перерасхода в зимние месяцы. Как вы поняли это все лирика, а смысл я думаю, вам понятен, если вы покупаете готовый дом. То за месяц или за два его сразу утеплить и переделать систему отопления будет сложно. Поэтому квитанции о расходе газа и будут, как раз тем документом свидетельствующим о теплоте вашего будущего жилища. Столько заплатите и вы будьте к этому готовы. Все остальные счета копеечные.

Мы продолжаем тему энерго независимости дома.

 Выбор топлива месторасположение топочной и ее обустройство.

 

  Выбор топлива является главным моментом в системе энергоснабжения вашего дома. И именно от этого фактора зависит, будет ли тепло в доме, сможете вы в достаточной мере обеспечить себя этим топливом, способны за него заплатить и так далее. Систему отопления, например котел, под этот вид топлива, вам нужно будет сделать или приобрести. Но это потребует разовых усилий или ваших вложений и это вопрос номер два. Первым же вопросом будет снабжение или обеспечение выбранным видом топлива. Во первых по моему мнению не должно быть зависимости от одного из них. В моем случае это газ. И в принципе я в состоянии за него на данный момент платить. Но выше описанная тенденция его калорийности и растущей цены, заставили меня перейти на отопление дровами. Почему? Главным фактором является мировая цена. Cтраны Западной Европы уже платят 700 евро и больше за тысячу кубов газа. Прибалтика платит хоть и дешевле, но не намного. В Украине цена из года в год тоже приближается к мировым показателям. Не знаю как в России, но очередное повышение цены за газ в Украине всегда объявляют перед отопительным сезоном. Для меня именно эта неопределенность смогу я в полной мере оплачивать счета за газ или впоследствии возникнут долги, с которыми так или иначе, мне придется рассчитываться. И побудила меня перейти на топливо, объемы которого не ограниченный – это обычный сушняк из посадок в округе. Калорийность этого топлива несколько ниже, чем у обычного дерева. Но возможность брать это топливо столько сколько нужно является главным его преимуществом. Газовый котел я не убирал и он у меня в рабочем состоянии. Хотя платить теперь за газ не нужно, а заготовка дров на год обходится в копейки. И зависимости от газа нет. Лично я уверен, что тем людям, которым уже сейчас сложно оплачивать счета за газ, могут найти такие виды топлива возле себя и быть в тепле круглый год. Конечно, необходимо учитывать его калорийность. Но все — таки руководствоваться его доступностью. Это может быть маслобойка, с отходами в виде лузги от семечек, лесопилка или просто свалка, куда выкидывают старую мебель. Горючие отходы комбинатов, неликвидные масла или мазута и так далее. Способов обеспечить себя теплом, масса. На этом сайте вы найдете понравившийся вам котел или печь, практически под любой вид топлива и для любых нужд. Главное – это определиться с топливом. С таблицей калорийности различных видов топлива вы можете ознакомиться. Теперь пункт второй. Когда вы определились с выбором горючего выбрать место для топочной. Если ваша топочная находится в доме, даже когда это будет отдельная комната, то мы сможем с легкостью избежать тепловых потерь. В предыдущем видео мы рассмотрели, как выжимать все тепло из вашего котла. Если же это будет отдельное здание, вся надежда будет на хорошее КПД вашего теплообменника, если это будет вода, конечно, необходимо утеплить трубы с подачей горячей воды, сделать мини теплотрассу. Это даст возможность свести к минимуму потери тепла. Если же вы будете подавать горячий воздух даже по утепленному воздуховоду из отдельного здания, тепло потери будут значительно больше. Топочной необходим отдельный вход, если она находится в доме, для подвоза и загрузки ее топливом. Довольно важный момент, путь доставки к топочной горючего. Например лузга от семечек, такое топливо низкокалорийное и его необходимо большое количество. В других случаях его тоже желательно продумать. Также желательно иметь отдельный вход, если топливо высоко зольное. И небходима постоянная очистка котла и вынос золы. Например угольные терриконы, где угольная пыль может содержать большое количество серы и даже грунта. Но это не означает, что от топлива низкого качества и калорийности необходимо отказываться. Раньше или позже это топливо придется использовать, так как другого просто не будет. Необходимо так же учитывать факт токсичности топлива, в этом случае заготовка таких веществ исключается. Топочная располагается вне жилища. Если это высокотоксичное вещество, то от него лучше отказаться.

  Создание идеальных условий для горения твердого топлива. Три главных условия.

 

Условие первое и мы его частично рассмотрели – это горение при достаточном количестве кислорода в этом пункте необходимо учесть так же достаточную тягу – это диаметр и высота вашего дымохода. При выполнении этого условия ваш котел не будет давиться отводящими газами, и будет развивать расчетную мощность. Второе условие – это достаточная высота, при необходимых размерах топливника, проще говоря пропоция. Необходимая высота требуется для свободного горения пламени без его защемления. Для наглядности возьмем горящую спичку как только мы половину ее пламя защемим поднеся к ней негорючий предмет, она сразу начнет чадить и оставит на предмете копоть, если тот же предмет находится на достаточном расстоянии над ней остается практически чистым без копоти. Я думаю этот эксперимент вам самим будет сделать не сложно и даже интересно. Горение в топливнике с достаточными теплоотражающими характеристиками, здесь подразумевается не только его теплоемкость, хотя любой материал, например обычный или огнеупорный кирпич обладает этими свойствами, но и отражающие свойства тепла. В этом случае топливник набирает необходимую температуру Практически все выделяющиеся газы будут сгорать в нашем котле и в этом случае топливо сгорает в нем полностью, то есть в пепел. Если хотя бы одно из этих условий не будет выдержано, наш котел превращается в газогенератор. Рассмотрим основные недостатки газогенерации. На примере печей «Буллерьян» или аналогичных. Первая и основная нет условий для полной отдачи калорий. То есть, к примеру, у нас есть определенное топливо, например дрова весом 100 кг и теплотворной способностью 3000 ккал/кг. Умножаем 3000 ккал/кг на 100 кг = 300.000 ккал. Но это количество тепла мы получим только при идеальных условиях горения или в условия максимально к ним приближенным. Если они сотлеют в газогенераторе, то отдадут не 300.000 ккал, а примерно 150.000 ккал. Второй недостаток, температура при газогенерации явно не достаточна, для хорошего нагрева воды в теплообменнике. И третий при не полном сгорании выделяется большое количество твердых частиц, а проще дыма. Практически после каждой протопки такой печи необходимо чистить не только зольник, так же ее стенки и даже дымоход – это делает обслуживание печи очень трудоемким. Для сравнения котел, камин или печь, в которой топливо горит, а не дымит необходимо чистить только зольник, а дымоход раз в год, и то если нужно. Что бы было проще вам ощутить разницу представьте себе костер возле которого наверняка вы не раз были. Первый случай, когда костер дымит, к нему не подойдешь, а тепла нет – в этом случае он работает в режиме газогенераци. И второй случай когда костер горит и излучает жар, но дыма практически нет.

Топливники печей, колосниковые решетки важнейшее условие безопасной эксплуатации – необходимая тяга печи. Теплообменники и КПД готовых котлов. Достижение необходимых параметров теплообменников.

 

Это последнее видео из данной серии. Про топливники вы можете посмотреть информацию на сайте, но хочется отметить один важный момент, если в ваш котел или печь необходима загрузка дров или угля. Ваш топливник должен быть достаточных размеров для достаточной разовой загрузки и должен быть достаточной высоты, для создания идеальных условий для горения. Для жидкого топлива мазута, солярки и т.д. необходима его автоматическая дозированная подача. И специальные горелки для его сжигания. Колосниковые решетки изготавливаются из чугуна или металла, толщина или тело которых должны исключать их прогорание. Но также обеспечивать достаточную и равномерную подачу воздуха. Не сгоревшее топливо не должно проваливаться в зольник. Если вы планируете изготавливать котел или печь самостоятельно или установить котел или колонку заводского исполнения, дымоход должен соответствовать необходимым требованиям. Перед пробным пуском вашего оборудования необходимо проверить тягу. Так же – наличие тяги необходимо производить перед сезонными пусками котлов и печей. Рассмотрим тему, вокруг которой, по моему мнению, много мифов – это тема КПД теплообменников котлов. Каждый производитель котлов будь то украинский, российский или китайский ставит в технических характеристиках КПД своего котла не ниже 95%. Рассмотрим по подробнее эту цифру. Если взять количество калорий при сжигании газа – это вполне реальная цифра. Практически весь газ сжигается без сомнений – это КПД газовой горелки. Но она не реальная, если подразумевается трансформация или перераспределение этих калорий в нагреваемую воду или КПД теплообменника. Если это было бы так, как заявляют производители КПД почти 100%, в таком случае все отводящие газы имели температуру окружающего воздуха или почти такую же. Но так как температура отводящих газов на любом современном котле минимум сто градусов, а температура в помещении 20 -24 градуса. Следовательно, можно сделать вывод, что это, мягко говоря, не правда. Теперь рассмотрим, какими характеристиками должен обладать наш теплообменник, неважно в котле он находится или в нашем помещении. Мы рассмотрим главные принципы теплообмена. Когда мы утепляли наш дом нам необходимы были материалы с как можно более низкой теплопроводностью, пенопласт, изолон и минеральную вату, для того чтобы снизить теплообмен нашего дома с окружающей средой. Это необходимо не только в зимние месяцы для удержания тепла в доме, но и в летние во избежание его перегрева. Точно так же как бетонные здания без дополнительной теплоизоляции моментально остывают в зимние месяцы. Точно так же они раскаляются в летние месяцы, и без кондиционера в них невозможно находится, особенно на их южной стороне. Вот этим свойством, повышенной теплопроводностью должны обладать теплообменники и в котле, и в помещениях. В идеальном случае это металлы с повышенной теплопроводностью медные или ее сплавы, алюминиевые, нержавейка и другие. Если нет возможности установить именно выше описанные, так как эти металлы, а тем более изделия из них довольно дорогие. Вполне возможно обойтись стальными или чугунными, но с учетом увеличения их площади в сравнении с теплообменниками из цветных металлов. Формулы расчета, по площади теплообмена с температурой носителя и толщиной металла в теплообменнике, я приводить не буду. Наша задача здесь ознакомиться с базовыми принципами, что я думаю, мы и сделали.

Бесплатное отопление
Узнать, Как раз и навсегда избавиться от оплаты

 за отопление, Вы можете перейдя по этой ссылке:

http://otoplenie.ucoz.ae/index/besplatnoe_otoplenie/0-51

 

otoplenie.ucoz.ae

Устройство и принцип действия

Работа любого устройства основана на использовании законов физики. Так и принцип действия теплового насоса базируется на свойствах газов и жидкостей, а также на принципах термодинамики этих сред. При испарении – переходе жидкости в газообразное состояние – энергия, или тепло поглощается. При конденсации – переходе газообразных веществ в жидкое состояние – наоборот, выделяется. Наиболее интенсивно процесс испарения происходит при температуре кипения и близкой к этой отметке. В нормальных условиях вода закипает при 1000С.

Однако есть вещества, закипающие при гораздо более низких температурах. Например, небезызвестный фреон начинает кипеть при +30С, что значительно ниже комнатной температуры. Это значит, что при +30С он превращается из жидкости в газ, который легко подвергнуть сжатию (проще, чем жидкость) – то есть увеличить его давление в замкнутой системе, что, согласно законам термодинамики, приведет к росту температуры.

Сжать газообразный фреон теоретически можно до получения любой высокой температуры. На практике же больший интерес представляет нагрев до значений традиционных систем отопления, например до +800С, что вполне возможно. На использовании этих важных процессов и свойств построена работа тепловых насосов.

В земной толще на определенной глубине температура всегда постоянна, независимо от времени года и других обстоятельств, и равна +80С. Проложенные в этих слоях коллекторы из труб с циркулирующей по ним незамерзающей жидкостью забирают тепло земли. Через теплообменник эта жидкость нагревает фреон, перемещающийся по контуру теплового насоса.

При температуре +80С фреон, естественно, трансформируется в газообразное состояние. Этот газ сжимают компрессором для нагревания до температуры 800С. Он отдает это тепло системе отопления через другой теплообменник и с гораздо меньшей температурой, но с прежним высоким давлением поступает в дроссель, где его давление резко снижают. Вследствие этого температура также быстро понижается до значений перехода фреона обратно в жидкое состояние. Он снова отправляется в теплообменник для получения тепла земли, замыкая тем самым цикл.

В данном случае земля является так называемым источником температуры низкого уровня. К ним также относятся вода водоемов, подземные воды и даже воздух, так как у всех них своя определенная температура. Общеизвестно, что примерно 70% поверхности земли занято водой, что означает наличие у человека колоссальных запасов тепловой энергии, подаренных природой. Назначение насоса — преобразование теплоты этих источников в тепло высокого уровня — 70–800С.

Теорию применяемого в тепловом насосе процесса впервые описал французский ученый Карно в 1824 г. Процесс  назвали «цикл Карно». В 1852  г. британец Уильям Томсон, основываясь на этой теории, разработал первый тепловой насос, получивший известность как «умножитель тепла». А в 1855 г. австрийский инженер Петер Риттер фон Риттингер спроектировал первый тепловой насос и испытал его.

С этой технологией мы ежедневно сталкиваемся в повседневной жизни, так как она используется в ставших обычными для нас холодильниках. В испарителе – холодильной камере этого устройства — забирается тепло продуктов, и они охлаждаются. Хладагент (фреон) переносит и рассеивает полученное тепло через радиатор в атмосферу. Потребляемая холодильником электроэнергия расходуется только на перемещение фреона по системе с помощью компрессора.

Типы тепловых насосов

Источниками низкоуровневого тепла могут быть:

  • вода любых наземных водоемов
  • подземные воды
  • земля
  • воздух

Исходя из этого, а также учитывая вид теплоносителя в системе отопления помещений, определяют тип насоса. Когда источником является земля, а обогрев производится водяной отопительной системой, то тип насоса классифицируют как «грунт-вода».

Аналогично выделяют типы тепловых насосов «вода-вода», «воздух-вода», «грунт-воздух», «воздух-воздух» и «вода-воздух». Насосы, использующие земное тепло, называют также геотермальными, а тепло воздуха — воздушными.

Преимущества и недостатки

Достоинства тепловых насосов:

  • Главное преимущество состоит в том, что не требуется никакого топлива.  Мало того, при установке не нужно получать ТУ и другие разрешения.
  • Первичные затраты на систему с тепловым насосом и установку традиционного  отопления часто сопоставимы. А эксплуатационные затраты при отоплении этим устройством ниже, чем у всех традиционных систем, кроме магистрального газа. Но рост его стоимости, скорее всего, в ближайшие годы приведет к тому, что и магистральный газ по экономичности будет уступать тепловым насосам.
  • Эффективность — система быстро выходит на проектный режим эксплуатации (максимум полчаса) и прогревает дом. При этом технология получения тепла отличается экологической чистотой, не взрывоопасна и не пожароопасна.
  • Высокая надежность и длительный срок эксплуатации без капитальных ремонтов — до 25 лет. Раз в год необходим лишь недорогой текущий осмотр.
  • Вентиляция для работы насоса не нужна. Система малошумна и малогабаритна, поэтому в случае отсутствия котельной возможна установка на кухне или в другом помещении.
  • Автономность — для работы насосов необходимо только электричество. А при перебоях в электроснабжении возможна работа по запасной схеме — от дизель-генератора. Кроме того,насосы могут использоваться в комплексе с солнечными коллекторами.
  • Летом насос может работать в режиме кондиционера. Он прост в использовании и требует минимум внимания — запрограммированный агрегат работает и поддерживает нужную температуру автоматически.

Недостатки насосов

К недостаткам устройства следует отнести:

  • Высокую стоимость оборудования по сравнению с иными известными видами отопления.
  • Необходимость индивидуальных сложных расчетов для каждого отдельного случая применения.
  • Невозможность использования теплового насоса в отдельно взятой квартире многоквартирного дома.

Цена

На сегодняшний день цена насосов такова, что является главным фактором, сдерживающим их широкое применение. В нее входит много составляющих, и она различна для каждого отдельного случая.

Для максимальной эффективности отопления необходим тщательный  расчет самого насоса. Также требуется исследование источников низкоуровневого тепла — это тоже приличные затраты. Стоимость монтажа значительно увеличивает бурение скважин или закладка коллекторов в землю на большую глубину. Поэтому самые доступные по цене устройства — воздушные, установка которых не требует подобных работ.

Средняя стоимость использования тепловых насосов, по данным разных компаний, находится в пределах от 600 до 1200 евро из расчета на 1кВт необходимой для отопления мощности. По различным производителям стоимость также имеет достаточно широкий диапазон и зависит от конструкции, применяемых материалов, степени автоматизации и ряда других факторов.

Перспективы

У тепловых насосов, несомненно, большое будущее. Мировая практика подтверждает это  показателями неуклонного роста количества устанавливаемых ежегодно устройств. Высокая стоимость все же окупается по прошествии нескольких лет эксплуатации, а некоторые европейские страны датируют установку насосов, которые являются источником очень дешевого тепла на десятилетия. В среднем, потребляя 1 кВт электроэнергии для работы, насос вырабатывает 4—5 кВт тепловой энергии.

На сегодняшний день:

  • В Швеции 70% тепла генерируется этими устройствами, и ежегодно устанавливается до 150 тыс. новых. Правительством страны поставлена задача — до 2020 года исключить полностью зависимость государства от газа и нефти и потреблять энергию только возобновляемых источников. Тепловым насосам отведена ведущая роль в этих планах.
  • В Финляндии и Норвегии в год устанавливают до 100 тыс. устройств. В Австрии, Испании, Германии и Англии выделяются государственные дотации на установку насосов — до 3000 евро на одно частное домовладение.
  • В Швейцарии приходится один насос на 2 кв.км территории, а по количеству устройств на 1000 населения страна занимает одно из лидирующих мест в Европе.
  • В США производят ежегодно до 1 млн. устройств (в основном, воздушных, исходя из климата), которые заменяют старую систему отопления или устанавливаются в новых постройках. При возведении новых общественных сооружений используют исключительно тепловые насосы, и это положение закреплено Федеральным законодательством страны.
  • Мировой Энергетический Комитет составил прогноз, согласно которому к 2020 году в наиболее развитых странах снабжение теплом от насосов составит 75%.

Эти цифры показывают, что сегодня на Западе тепловой насос является рядовым  прибором быта — как микроволновка или телевизор.

В России внедрение этих устройств сдерживается повсеместным использованием  относительно недорогого и доступного газа. Тем не менее, отмечается тенденция роста количества применяемых тепловых насосов. Ведь возобновляемые энергетические источники — это тот потенциал, к которому человеческая цивилизация придет обязательно.

gidotopleniya.ru



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.