Luokka

Viikkokatsaus

1 Kattilat
Lattianeristys folioeristyksellä
2 Avokkaat
Taloudelliset ja ympäristöystävälliset - hakkeen kattilat
3 Takat
Lämmönkulutusmäärä
4 Avokkaat
Lämmönerotusventtiili
Tärkein / Avokkaat

Näkymät lämpöpumppujen ja matalalämpöisten aurinkokeräimien yhteiskäyttöön


AL Petrosyan, Ph.D. Apulaisprofessori, A.B. Barseghyan, insinööri,
Yerevanin valtionyliopisto
Arkkitehtuuri ja rakentaminen, Yerevan, Armenian tasavalta

esittely

Nykyisten aurinkokeräinten (SC) alhaiset hyötysuhteet ja korkeat kustannukset rajoittavat aurinkolämpöjärjestelmien asianmukaisen käytön alueita. Fossiilisten polttoaineiden varantojen loppuminen ja sen liiallinen arvostus, maailman hälyttävän ympäristön tilanne ilmakehän aiheuttamien haitallisten ja lämpöpäästöjen vuoksi edellyttävät tarvetta löytää menetelmiä lämmönjakelujärjestelmien energiatehokkuuden parantamiseksi, koska ne kuluttavat huomattavan määrän eri potentiaalisia lämpöenergiaa. [1] mukaan jopa 40 prosenttia maailman tuotetusta polttoaineesta käytetään näihin tarpeisiin ja siksi kehittyneet Euroopan maat pyrkivät hyödyntämään muita kuin perinteisiä lämmönlähteitä lämmöntuotannon alalla: matalan lämpötilan toissijaiset ja uusiutuvat energialähteet. Erityisen tärkeitä ovat aurinkoenergia, maaperän energia, jätevedet ja pohjavesi jne. Useat entisen Neuvostoliiton maat, jotka keskittyvät maahantuotavaan polttoaineeseen ja joilla on suotuisat ilmasto-olosuhteet (Kaukasuksen, Mustanmeren alueen jne. Maat), voivat hyvin käyttää näitä energialähteitä (erityisesti aurinkoenergiaa). Suunnittelijat ja kapeat asiantuntijat kohtaavat aurinkolämpöjärjestelmien heikkoa tieteellistä, muotoilua ja toimintapohjaa, teknisiä vaikeuksia ja tuodut eurooppalaiset laitteet sekä psykologiset tekijät: aurinkolämmitysjärjestelmät entisessä Neuvostoliitossa olivat lähes tieteiskirjallisuutta.

Tässä artikkelissa käsitellään alemman lämpötilan SC: n ja lämpöpumpun (NSC + TN) jakamista aurinkolämpöjärjestelmässä, jonka yhdistelmä mahdollistaa järjestelmän korkean energiatehokkuuden ja vakaan toiminnan koko kesän ja vuoden siirtymäkauden ajan. Lämpöenergiaa käyttävien maaperäparistojen avulla tällaiset järjestelmät voivat kilpailla perinteisten lämmönlähteiden kanssa.

Vertailua varten otettiin huomioon myös lämmönjärjes- telmävaihtoehtojen ominaisuudet, joissa lämmönlähde on keskilämpötilaisia ​​kattilahuoneita ja kattiloita.

Järjestelmä matalan lämpötilan aurinkokeräimillä yhdessä lämpöpumpun kanssa

Kuviossa 3 on esitetty kaaviomainen kaavakuva NSC + TN: n lämmönsyöttöjärjestelmästä [2], jossa esitetään pääkomponentit ja järjestelmän toimintaperiaate. 1.

Ensimmäiseen piiriin kuuluu varastosäiliö 1, kiertovesipumppu 2, joka syöttää 3 ja palautusputken 4 lämpöputki, joka on kytketty mikrokokoonpanon ja toisen piirin lauhduttimen 5 TH sisätiloihin.

Lämmönlähteen toisessa piirissä kaasun 6, höyrystimen 7 ja kompressori 8 on sisällytetty TN: hen lauhduttimen 5 lisäksi.

Neljäs piiri on aurinkoenergian hyödyntämisjärjestelmä, jossa on matalalämpötilainen SC 9, pumppu 10 ja alhaisen lämmönlähteen varastosäiliö 11, jonka ohitusleikajohdotus 12 on varustettu liittimilläan.

NSC + TH: n lämmitysjärjestelmän toimintaperiaate. Auringonpaisteen auringon säteilyn aikana SC lähettää jäähdytysveden tai suolaliuoksen (NaCl). SC: ssa lämmitetty jäähdytysaine jäähdytetään TN-haihduttimessa ja palautetaan varastosäiliöön myöhempää lämmitystä varten. Yöllä ja pilvitetyillä tunneilla veden tai suolaveden läpi kulkee ohituslinja, ohittaen SC: n, vähentääkseen lämpöhäviöitä. Jos käytät maata olevaa akkua (ei esitetty) akun 11 sijaan, on mahdollista käyttää tätä järjestelmää talvikuukausien aikana, mutta tämä, samoin kuin kolmannen piirin käyttö (veden syöttö maanpinnasta haihduttimeen 7), ei ole annettu myöhemmissä laskelmissa.

Höyrystimen 7 alhaisen lämpötilan SC: n alhaisen lämmönlähteen vuoksi jäähdytysaine höyrystyy ja höyry siirtyy kompressoriin 8. Paineistettu kylmäainehöyry, jonka lämpötila on 80-85 ° C, mahdollistaa primaarisen jäähdytysnesteen lämmityksen. Lämmitetty esimerkiksi 65 ° C: een asti, jäähdytysaine astuu varastosäiliöön 1 ja menee sitten mikrokylän asuinrakennuksiin.

Koska NSC: n jäähdytysnesteen lämpötila on lähellä ympäristön lämpötilaa, NSC-pintojen lämpöhäviöt vähenevät huomattavasti, mikä johtaa aurinkolämmitysjärjestelmän energiatehokkuuden kasvuun. Lisäksi NSC: n vaadittu pinta-ala pienenee merkittävästi ja niiden luotettavuutta lisätään. Lämpöputkien lämpöhäviöt vähenevät matalalämpötilan jäähdytysnesteen kuljetuksen aikana, mutta lämmityslaitteiden tarvittava pinta kasvaa rakennusten luonnollisen ilmavirran vuoksi. Tämän välttämiseksi tulee käyttää tuulettimen käämiyksiköitä, joita voidaan käyttää myös kylmävarastoihin rakennuksissa.

Optioiden vertailu

Lämpöjärjes- telmän laitteiden parametrien laskennassa SSC: llä keräilijöiden pinta-ala (FSSC), joka voidaan määrittää eri menetelmillä. Olemme valinneet [3]: n mukaisen menetelmän ja lämpökuormitus otetaan kaupunkiympäristön rakennusten (ΣQKuuma vesi):

jossa Ia on maaston koko auringon säteily, ηSSC - tehokkuuskerroin SSC.

Alueen auringon säteilyn arvot määritetään kuukausittaisen kokonaissäteilyn ja auringonpaisteen keston mukaan. Taulukossa esitetään alueen aktinometriset ja meteorologiset tiedot esimerkiksi Jerevanin kaupungin olosuhteista.

Kun koko aurinkosäteily pienenee ja kuukausittainen ulkolämpötila kasvaa, CCS: n (ηSSC) nousee ja huiput heinäkuussa. Yleensä SSC: n keskimääräinen kausitehokkuus ei-selektiivisellä absorboivalla pinnoitteella on noin 0,48 (kuvio 2). NSC: n suurin tehokkuus on 0,7-0,74.

Laskelmat tehtiin Yerevanin asuinalueen lämmitysjärjestelmästä, jossa oli 20 tuhatta ihmistä, kuumavesisäiliön kuormitus - 7 MW ja kuorman kesto 7 kuukautta. (huhtikuusta lokakuuhun). SCS: n vaaditun pinnan pinta kuumaveden kuormittamiseksi oli 2 m 2 / hlö. ja näin ollen koko mikroalueelle - 40 tuhatta m 2.

NSC + TH: n lämpöjärjes- telmällä vaaditun kollektorin pinta (FHCC + TH) määritetyn kauden aikana esitetään kuvion 2 kaaviona. 3. Tämän kuviosta saadun NSC: n laskennallinen pinta voi saavuttaa 16,5 tuhatta m 2, mikä on 2,4 kertaa pienempi kuin NSC.

Kyseisiä järjestelmiä on verrattava teknisiin ja taloudellisiin indikaattoreihin perinteisten lämmönlähteiden kanssa - kattiloiden kanssa. Laitteiden valinnassa on tarpeen määrittää verrattuihin lämmönjakelujärjestelmiin kohdistuvien erityisten pääomasijoitusten ja vastaavan polttoaineen kustannusten alentuneet kulut vuodessa. On myös otettava huomioon ympäristövahingot, jotka johtuvat lämmönlähteiden käytöstä eri lämmönlähteillä.

Laskelmien tuloksena todettiin, että SSC: n lämmitysjärjestelmän kustannukset ovat 444 tuhatta dollaria vuodessa, kun järjestelmässä on NSC + TH - 454,7 tuhatta euroa / vuosi ja pientalotilatalouden järjestelmä - 531,9 tuhatta dollaria vuodessa. Saatuista tuloksista seuraa, että aurinkolämpöjärjestelmien verratut versiot ovat lähes yhtä suuret (NSC + TH: n järjestelmä alhaisemmilla kustannuksilla ylittää järjestelmän SSC: llä 2,4 prosenttia). Jokaisella järjestelmällä on kuitenkin omat positiiviset ja negatiiviset puolensa sekä taloudellisesti että teknisesti, mikä saattaa rikkoa tätä vastaavuutta. Erityisesti sähköenergian kustannusten nousu vähentää lämmön kuormitusta johtaa järjestelmään korkeampiin hintoihin NSC + TH: llä. Alueilla, joilla auringonpaisteen voimakkuus ja ulkolämpötila ovat näinä kuukausina alhaisemmat, sekä maanhinnoittelu jne., Pienennetään SSC: n järjestelmän energiataloudellisia indikaattoreita. Pientalotilatalouden järjestelmän kustannukset ovat 17 prosenttia korkeammat kuin muut järjestelmät, ja tärkein menoerä on fossiilisten polttoaineiden hinta, joka kasvaa. Koska vertailujärjestelmien päälaitteiden kustannukset voivat nousta suhteellisen hitaasti verrattuna polttoaineiden kustannuksiin, järjestelmää olisi analysoitava erityisestä polttoaineen kulutuksesta, sillä maahantuotaville polttoaineille keskittyneiden maiden taloudellisen indikaattorin ohella polttoaineen tai energiansäästön kysymys on ensiarvoisen tärkeä.

Kuv. 4, järjestelmässä, jossa on NSC + TH, ilmenee spesifisen polttoaineen kulutuksen muutos, joka liittyy kuukausittaisen ulkolämpötilan muutokseen. Samaan aikaan tämän järjestelmän keskimääräinen kausittainen polttoaineen kulutus on 53 g ff / kWh lämpöenergiaa, mikä on paljon enemmän kuin CCS: n kanssa (0,4 g ff / kWh). Tämä tarkoittaa, että Yerevanin olosuhteissa järjestelmä, jossa SSK on polttoaineen ja energiansäästön, ylittää järjestelmän NSC + TN: n kanssa.

Sama luku näyttää kausittaisen polttoaineenkulutuksen keskimääräisen kausittaisen polttoainekulutuksen piirin lämpökeskukseen perustuvan lämmönjakelujärjestelmän mukaan. Kuten odotettiin, tämä arvo on huomattavasti korkeampi kuin aurinkolämmitysjärjestelmien vastaavat arvot erilaisilla yhdistelmillä, koska jälkimmäinen käyttää aurinkoenergiaa fossiilisten polttoaineiden sijaan. Koska erilaisten polttoainetyyppien halvaus on mahdottomia varantojensa ehtymisen vuoksi, nämä indikaattorit voivat olla merkittäviä maille, jotka keskittyvät tuontipolttoaineisiin. Tässä tulisi kuitenkin ottaa huomioon paitsi taloudelliset, myös aktinometriset ja meteorologiset indikaattorit maastosta.

Edellä esitetystä seuraa, että ehdotetut aurinkolämmitysjärjestelmät alennetuilla kustannuksilla ovat lähes yhtä suuret (korkean SSC-hinnan vuoksi). On kuitenkin olemassa muita vaihtoehtoja aurinkoenergian käyttämiseksi erityisesti "aurinkopaneelien" tai altaiden avulla, joiden investoinnit ovat paljon pienemmät kuin NSC: ssä. Samanaikaisesti "aurinkolamellit" toimivat huonolaatuisina lämpöparistoina. Jäätymisenestoaikana myös talvikuukausina lämpötila on yhtä suuri tai pienempi kuin ympäristön lämpötila. Alustavat laskelmat vahvistavat tämän, mutta tämä on aiheen toinen artikkeli.

tulokset

1. Aurinkoenergian käyttö lämmitysjärjestelmissä SSC: n ja NSC + TN: n kanssa polttoaineen ja energiansäästön vuoksi on paljon tehokkaampaa ja ympäristöystävällisempi kuin polttoaineen polttaminen pientalotilojen talossa.

2. Yerevanin aktinometristen ja sääolosuhteiden mukaan CCS: n ja NSC + TN: n lämpöjärjes- telmän mikrorakenteen lämmitystehon DHW: n osalta annetut kustannukset ovat samanarvoisia, mutta polttoaineen säästämisen osalta järjestelmä HCK + TH: llä on paljon huonompi kuin CCS: n järjestelmä.

3. Lämmönjakelujärjestelmä, jossa on NSC + TH ja maadoitettu akku, voi tarjota kuumaa vettä talvikuukausien mikrolevyyn sekä antaa kylmää syöttöä mikroruokalle tai muille kuluttajille yhdistetyllä lämmön ja kylmän tuotannon avulla, mikä lisää huomattavasti tämän järjestelmän energiatehokkuutta.

4. NSC + TH: n ja "aurinko" -altaan tai -altaiden järjestelmien indikaattorit voivat olla paljon korkeammat kuin muut aurinkolämpöjärjestelmät johtuen alhaisista pääomasijoituksista järjestelmään ja sen kyvystä työskennellä talvikuukausina.

kirjallisuus

Petrosyan A.L. Aurinkoenergian ja lämpöpumppujen käyttö asuinrakennusten lämmitykseen. La Scien. Yerevanin arkkitehtonisen rakennustekniikan yliopiston jatkokäsittely. Volume 2. 2003. s. 122-124.

Beckman W., Klein S., Duffy J. Aurinkolämmitysjärjestelmän laskeminen. M.: Energoizdat, 1982. S. 80.

Devochkin M.A. Energia-alan tekniset ja taloudelliset laskelmat nykyisessä vaiheessa. Uutiset yliopistoista. Energiaa. Minsk, 1987. Ei. 5. S. 3-7.

MT 34-70-010-83. Menetelmä lämpövoimaloiden kattiloiden aiheuttamien haitallisten aineiden päästöjen ilmakehään. Soyuztehenergo. M., 1984. s. 19.

Tarkastele tätä tekniikkaa tarkemmin.
Voit hakea energiaa säästävien tekniikoiden luettelosta

Lämpöpumput ja aurinkokennot

Tarvitsemmeko lämpöpumput ja aurinkokennot?

Toisin sanoen kaikenlaisia ​​temppuja vapaan energian saamiseksi.

Tätä energiaa meillä on
kolme tapaa:

  • lämpöä maan päällä
  • auringonsäteilyä
  • tuulivoima

Onko taloudellisesti mielenkiintoista saada
tällainen energia? Ja kyllä ​​ja ei. eli vastaus on kuin
yleensä ei ole pinnalla.

Voimme muuntaa auringon säteilyä joko sähköksi aurinkopaneeleilla tai aurinkokeräimillä.

Aurinkopaneelit.

Aurinkoakusta (nykyisin markkinoilla olevista) voimme saada 130 wattia neliömetriä kohden. Aurinkopaneelin neliömetrihinta on 10 tuhatta ruplaa. Jotta saataisiin 1300 wattia ja aikaa lämmittää kattila 200 litraa päivässä tarvitsemme 10 m². ja 100 tuhatta ruplaa paneelien ostamiseen. Lisäksi 20-30 tuhatta ohjaimia, taajuusmuuttajia, paristoja ja 30-50 tuhatta koko tämän talouden asennusta varten.

Karkeimmilla laskutoimituksilla voimme keskimäärin puoli vuotta 15 kWh (10 tuntia työtä aurinkoisena päivänä) (talvella tehokkuus vähenee) 1500 wattia kerrotaan 10 tunnilla 15 kWh päivässä, puoli vuotta 15 * 180 = 2700 kWh 4rub per kWh Tuloksemme on 2700 * 4 = 11 tuhatta ruplaa huolimatta siitä, että tämä on erittäin optimistinen ennuste.

Asennuksen, laitteiden hankinnan ja käyttökustannusten kustannukset viittaavat hankkeen takaisinmaksuun aikaisintaan 15-17 vuoteen. Toisin sanoen - ei kiinnosta. On välttämätöntä odottaa tai kun sähkön hinta nousee tai kun aurinko paristot ovat halvempia.

Se, että Egyptissä he aikovat rakentaa valtavan aurinkovoimalan, ja Baijerissa valtavat aurinkopaneeleilla kylvetyt alueet eivät saa johtaa harhaan. Jotkut ovat täynnä hiekkaa ja aurinkoa, toisilla on suuria hyötyjä ympäristön suojelemiseksi.

Tuulivoimalat.

Tuulivoimaa ei ole helppo laskea. Mutta joitain johtopäätöksiä voidaan tehdä:

Saadun tuulivoiman taloudellinen vaikutus laitteiden ja toiminnan kustannuksiin ei ole kovin korkea.

Kilowatti-tuulimyllyn arvioitu kustannus ylittää 500 tuhatta ruplaa, ja sinun on vielä odotettava tuulta, joka ei ole liikaa Moskovan leveysasteella. Keskimääräinen tuulen nopeus on 2,3 m / s tietyn datan mukaan jopa 4 m / s. Moskovan leveyspiirin 1 kW: n tuuligeneraattorin todellinen sähköntuotanto ei ylitä 2000 kWh vuodessa, vaikutuksen arvioidaan olevan 8 tuhatta ruplaa.

Asennuksen ja laitteiden kustannuksella ei ole tarvetta lainkaan puhua takaisinmaksusta.

Tuulivoima on toistaiseksi jätettävä niille, jotka ovat onnistuneet elämään kaukana keskusverkosta.

Karkeimmilla laskutoimituksilla voimme keskimäärin 15 kWh (10 tuntia työtä aurinkoisena päivänä) kuuden kuukauden ajan (talvella tehokkuus vähenee), kerromme 1500 wattia 10 tunnilla - saamme 15 kWh päivässä.

Aurinkokeräin.

Aurinkokeräin - tehokkaampi laite. Mutta sen soveltaminen rajoittaa myös olosuhteet ja tehtävät. Tällainen asennus ei selitä hyvin Moskovan leveysasteen lämmityksen tehtävää.

Esimerkki: talo, jonka pinta-ala on 180-200 neliömetriä. Lämmitetty pinta-ala on 120 neliömetriä, lämpöhäviö 80 wattia / m2, 5 ihmistä elää pysyvästi. Viiden tyhjökerääjän ja 300l: n säiliön järjestelmä antaa vuotuisen tarpeen:

  • 75% vesijohto
  • vesihuolto ja lämmitys 15%

Ongelma on, että tarvitsemme lämmitystä lähinnä talvella, ja aurinko on runsaasti lämpöä, lähinnä kesällä. Taloudellinen vastine 15 prosenttia 20 tuhannen kWh: n talon lämmityskustannuksissa on 20 000 * 0,15 = 3000 kWh, neljä ruplaa on vain 12 tuhatta ruplaa.

Laitteiden ja asennusten kustannukset, jopa ilman toimintakustannuksia, ylittävät 20 vuoden takaisinmaksun. Se ei ole jälleen mielenkiintoinen.

Mutta ei niin paha. Moskovan leveysalueella on aurinkovoimalaitosten tehokas käyttöalue.

Näin on, kun sinulla on ulkouima-allas, ja haluat käyttää sitä toukokuusta lähtien. Sitten viiden keräilijän asennus antaa sinulle talon 99% kuumaa vettä ja ylimääräinen lämpö poistuu lämmitettyyn allasosaan. Veden yksinkertainen lämmittäminen vesijohtoverkossa ilman ulkouima-aluetta on erittäin hankala - joko ylikuumeneminen tai ylikuumeneminen. Ja jos ensimmäinen - vaiva on pieni, niin toinen ongelma on ratkaistava. Ja tämä on ylimääräistä vaivaa.

Edellä olevasta seuraa, että on järkevää sovittaa aurinkokerääjä kuumaan veteen samanaikaisesti lämmittäen jotain talon ulkopuolella. On toinen vaihtoehto, mutta lisää alla olevaa.

Lämpöpumppu.

Lämpöpumppu on toinen tapa saada ilmaista energiaa. Taloudellinen kannustin sen käyttöön - tuloksena oleva lämpöenergia on suurempi kuin kulutettu sähköenergia. Eri lähteet kertovat eri tekijöistä: yleensä 3-4, joskus 5-6. Viimeiset luvut näyttävät hyvältä, jotain sellaista, että on olemassa kattiloita, joiden tehokkuus on 107 prosenttia. Eräänlainen ikuinen liikkeen laite huoneen suorituskykyyn. Piste 3-4 näyttää uskottavalta, vaikka täällä on joitain epäilyksiä.

Oletetaan, että meidän on käytettävä 20 tuhatta kWh talon lämmitykseen. Tällöin maksamme sähköverkosta 80 tuhatta ruplaa vuodessa yhdellä päiväpalkalla (jotta laskeminen olisi helpompaa). Jos käytämme lämpöpumppua lämmitykseen ja saadaan lämpöä kertoimella 3, meidän on käytettävä 7 tuhatta kWh ja maksettava heille 28 tuhatta ruplaa. säästöt ovat 52 tuhatta ruplaa vuodessa. Samanaikaisesti on tarpeen maksaa yli miljoona ruplaa laitteiden ja asennuksen osalta kaivon poraamiseksi. Ilmiannainen takaisinmaksu on jälleen yli kaksikymmentä vuotta. On huomattava, että kerroin 3 on hyvin, hyvin epätodennäköistä.

Joten, milloin on vielä hyödyllistä käyttää aurinkokeräimiä, lämpöpumppuja ja aurinkopaneeleja? Vastaus, ei tällä kertaa, on yksinkertainen - kun sinulla ei ole kykyä muodostaa yhteyttä keskusverkkoihin tai kaasuverkkoihin. Mutta tässä tapauksessa dieselin tai pellettikattilan asentaminen maksaa joka tapauksessa halvempaa. Mutta! Jotkut varoista voidaan varata huolimattomuudelle ja edistykselle etenkin, koska emme tiedä, kuinka nopeasti dieselpolttoaineet menevät ylös ja onko tarpeeksi kaikkia pelletteja. Ehkä muutamassa vuodessa vaihtoehtoiset lämmönlähteet tulevat tärkeimmiksi...

Nyt aurinkokeräimen käytöstä. Vaihtoehto on jakaa lämpöpumppu ja aurinkokeräin. Tosiasia on, että lämpöpumpun suolaliuospiirin horisontaalisella työntämisellä maaperä jäätyy ympäri piiriä. Ja ottaen huomioon sen syvyys, koko vuoden ajan riski, että permafrost on paikka munimessa. Aurinkokerääjä auttaa tässä tapauksessa sulattamaan maapallon ja jopa lataamaan sen lämmöllä seuraavalle talvikaudelle. Se kuulostaa hyvältä, mutta punaisena, kuten tavallista, alkuperäiset kustannukset.

Runsaasti budjetista on lämpöpumpun asentaminen tilanteeseen, jossa sinun ei tarvitse kaivaa maata. Jos sinulla on onni saada joki tai järvi lähellä talosi, ja jos ei pääkaasua. Tässä suoritusmuodossa pumppu on asennettu ilman kaivamista ja vakaa kerroin koko lämmitysjakson ajan.

  • Jos sinulla ei ole tarpeeksi onnea saada tarpeeksi sähkövoimaa...
  • Jos pääkaasua ei ole, eikä sitä ole suunniteltu...
  • Jos pelkää sivustosi haudattu kaasusäiliö.
  • Tai onko olemassa muita syitä käyttää vaihtoehtoja perinteisille energialähteille...

Sitten ja vasta silloin!

Soita. Valitsemme sinulle sopivan lämmitysvaihtoehdon, joka suojaa ympäristöä.

Aurinkokeräimet ja lämpöpumput

Vaihtoehtoisen lämmön lähteet. Aurinkokeräimet

Energiansäästöä ja resurssien säästöä koskevia kysymyksiä on hiljattain nostettu yhä useammin. Viime aikoihin asti ihmiskunnan energian perus tarpeet täyttyivät polttamalla erilaisia ​​resursseja, joista suurin osa ei ole uusiutuvia. Ensinnäkin se on luonnollisesti öljy, kaasu, hiili ja uraani. Ehkä ainoa poikkeus on vesivoima. Mutta vesivoimalaitokset eivät voi tyydyttää kaikkia tarpeita, ja ydinvoiman kehittäminen on nyt iso kysymys. Joten se on paradoksaalinen mies: jokainen on samaa mieltä ajatuksesta, että polttoaineen polttaminen on ympäristön kannalta huono, mutta harvat ihmiset ovat valmiita vähentämään kulutusta omien mukavuuksiensa kustannuksella. Samanaikaisesti on puhuttu useita vuosikymmeniä, että hiilivetyvarat loppuvat. Joskus myös nimenomaisia ​​termejä kutsutaan, mutta ensimmäinen niistä on jo läpäissyt. Polttoaineet ja energia ovat kuitenkin yhä kalliimpia, eikä päinvastoin ole suuntauksia.

Jokaisessa talossa tärkeimmät energiakustannukset ovat lämmitys ja kuuma vesi, loput - sähkölaitteiden työstä. Sähkön kulutuksen vähentäminen on mahdollista, ja kunkin uuden sukupolven laitteet ovat paljon taloudellisempia kuin "esi-isät". Lämmitys on monimutkaisempaa, kustannusten pienentämiseksi tarvitaan kalliiden toimenpiteiden kokonaisuus koteihin lämmittämiseksi. Polttoainekustannusten nousun vuoksi on yhä enemmän kiinnitettävä huomiota vaihtoehtoisiin lähteisiin, joita aiemmin ei käytetty eksotismin, monimutkaisuuden ja korkeiden hintojen vuoksi. Kaikki tällaiset lähteet voidaan jakaa kahteen ryhmään: ensimmäinen, esimerkiksi tuulimyllyt ja aurinkopaneelit, tuottaa sähköä, toinen kerää lämpöenergiaa, joka kirjaimellisesti "leviää jalkojemme alle" ja putoaa meille taivaalta. Se sisältää aurinkoasemia ja lämpöpumppuja.

Aurinkokeräin De Dietrn on asennettu talon katolle

Jokaisella ryhmällä on oma "vastuualue". Aurinkopaneelista ja jopa tuulimyllystä saatu energia ei juuri riitä lämmitykseen, eikä veden lämmön muuttamista sähkövirraksi ole mahdollista muuntaa huomattavasti. Sähköä tuottavat laitokset eivät ole taloudellisesti perusteltuja kaikilla alueilla, toisin kuin "vaihtoehtoiset lämmitysjärjestelmät", joita voidaan käyttää lähes kaikkialla tehokkaasti. Useissa Euroopan maissa ja Yhdysvalloissa nämä järjestelmät tuottavat melko merkittävän osan lämpöenergiasta ja markkinat kehittyvät hyvin nopeasti. Tällaisten laitteiden etu on energian alhainen hinta, ympäristön turvallisuus ja haitallisten päästöjen puuttuminen sekä osittainen tai jopa täydellinen itsemääräämisoikeus.

Aurinkokerääjä Stiebel Eltron,
asennettu talon katolle

Aurinkokeräimet

Auringon voimalaitokset, ts. laitteet, jotka tuottavat auringon energiaa, voidaan jakaa aurinkopaneeleihin, jotka tuottavat sähköä ja kerääjiä veden lämmittämiseen. Kaikista suunnittelukuvista huolimatta aurinkoakun tehokkuus ei ole vielä kovin korkea. Todennäköisesti tilanne muuttuu tulevaisuudessa, mutta toistaiseksi se on erittäin harvoin turvautunut niihin. Aurinkoenergian avulla on kuitenkin melko mahdollista kerätä varsin konkreettista lämpöä lähes maksutta.

Buderus-aurinkokerääjä on asennettu talon katolle

Litteä tai litteä keräilijä on laatikko, jossa on lasia. Sisällä on käämi - kaareva kupariputki, johon absorbointilevyt on hitsattu. Ehkä monimutkaisempi rakenne rinnakkaisten putkien muodossa. Tämä tehdään vähentämään jäähdytysnestettä kulkevaa resistanssia. Aurinko lämmittää levyt, ne siirtävät lämpöä putkeen ja se puolestaan ​​- nesteeseen, joka kiertää sitä. Suunnittelu on yksinkertaista, mutta osa energiasta väistämättä haihtuu ympäröivään ilmaan konvektiosta johtuen. Energian enimmäismäärän keräämiseksi sen on annettava mahdollisimman paljon lämmön absorptioa absorbointilevyille ja vähentää lämpöhäviöitä itse paneelissa. On hyvin tiedossa, että mustat ruumiit absorboivat lämpöä parhaimmillaan, mutta tavallisen maalin käyttäminen ei anna hyviä tuloksia.

Bosch-aurinkokerääjä

Bosch-aurinkokerääjä

Bosch-aurinkokunnan optimointi kuuman veden valmistukseen ja lämmitykseen.

Usein käytetään selektiivistä imupäällystystä, joka estää konvektatiivisen energian menetyksen. Laatikon pohja on eristetty - kerros mineraalivillasta. Niiden vaatimukset asetetaan lasille. Sen on oltava riittävän vahva, eli paksu, kestämään rakeita. Samaan aikaan sen pitäisi olla mahdollisimman läpinäkyvä ja sitten päinvastoin - ohuempi, sitä parempi. Myös pintakäsittelyn laatu on tärkeä. Yleensä käytetään karkaistua optista lasia, jossa metallipitoisuus minimoituu. Valonläpäisykerroin ylittää 90%. Vertailun vuoksi tavallisilla ikkunalasilla tämä kerroin voi olla noin 80-85%. Jokainen ylimääräinen prosenttiosuus on tärkeä tässä, koska kaikki lasin säilynyt energia ei juuri saavuta absorboijaa ja katoaa turhaan.

Aurinkokeräin Vaillant auroStep plus talon katolla

Täysin eroon konvektiotappioista tasaisella keräilijällä ei onnistu. Mitä tahansa sanotaan, absorboija antaa osaksi energiaa "kadulle" ilmalle. Useimmissa tapauksissa tämä on sovitettava yhteen, vaikka valmistajat tekevät erilaisia ​​temppuja hävikin minimoimiseksi. Nykyaikaisissa malleissa kotelo on tiiviisti suljettu. Tämä estää pölyn ja kosteuden pääsyn, lisää elementtien korroosionkestävyyttä ja estää lauhteen muodostumista lasin sisäpinnalle. Lauhde fysikaalisten lakien mukaisesti laskee aamulla ja estää auringonvalon kulkua. Iltapäivällä tietenkin se haihtuu, mutta ennen sitä paneeli ei toimi täydellä voimalla.

Bosch Flat Solar Collector

Joskus keho on täynnä inerttiä argonia. Argonin lämmönjohtavuus on pienempi, mikä tarkoittaa, että tappioiden määrä on edelleen laskussa. Konvektiiviset häviöt lisääntyvät väistämättä ympäristön lämpötilan laskemisen myötä. Negatiivisissa lämpötiloissa litteiden keräimien tehokkuus on alhainen: aurinko on yleensä vähän ja suurin osa absorboimalla kerätyistä lämpöistä tuhoutuu ilmaan. Tapa, jolla päästään eroon tällaisista tappioista, on yksinkertainen - sinun on poistettava ilma.

Tyhjiökokoojat

Puhallus ilman litteästä laatikosta ei ole järkevää, muotoilu on liian herkkä. Siksi moduuliin koottuja, yhdensuuntaisesti järjestettyjä putkimaisia ​​lasielementtejä käytetään tyhjiöpakkauksissa. Putket valmistetaan termisen periaatteella ja ne on valmistettu korkealaatuisesta optisesta lasista. Putken sisäosa on joskus leikattu tai tehty U: n muotoiseksi. Tietenkin, verrattuna litteisiin paneeleihin, tällaiset moduulit ovat monimutkaisempia ja kalliimpia, mutta tyhjökeräimet keräävät lämpöä noin 1,2-1,4 kertaa enemmän, toimivat hyvin talvella ja voivat myös vastaanottaa energiaa diffuusoituneesta ja heijastuneesta valosta ( pilvinen sää ja lumisade). Moduuleissa on erilaisia ​​malleja: yksinkertaisissa putkissa vaihtoon, jos ne ovat vaurioituneita, on tarpeen poistaa jäähdytysneste järjestelmästä, monimutkaisemmat voidaan korvata "lennolla". Suora virtaus tyhjiöpakkaajat. Lasihelmissä on koaksiaalinen kupariputki, jossa on hitsattu imukykyinen levy. Kylmäjäähdytysaine virtaa putken sisäosan läpi, päätyään virtaa ulkoiseen piiriin, lämmittää, virtaa moduulin pääputkeen ja sitten yhteiseen riviin. Vacuum-keräimet, joiden periaatteena on "lämpöputki". Lasipullo on sama, mutta toimintaperiaate on täysin erilainen. Suljetun kupari- tai lasikuituputken sisällä on pieni määrä lämmönsiirtoainetta: vettä, pakkasnestettä tai ammoniakkia. Kiehumispisteen vähentämiseksi osa ilmasta voidaan pumpata ulos putkesta. Putken toinen pää nostetaan ulos ja asetetaan lämmönvaihtimeen. Kuumennettu jäähdytysneste kiehuu, höyry nousee ylhäältä, siirtää lämpöä veteen, tiivistyy ja virtaa takaisin. Tämä on teknisesti edistyksellinen muotoilu tällä hetkellä, lisäksi putkien vaihtaminen tarpeen mukaan on hyvin yksinkertainen. Ainoa rajoitus on, että tällaisia ​​keräimiä ei voida asentaa vaakasuoraan, keräyslinjan on oltava putkien yläpuolella.

Heliosysteemin elementit

Keräysmoduulit voidaan asentaa vaakatasoon tai pystytasoon, asennettuina kattoon tai siihen upotettuihin. Tätä varten tarvitset erilaisia ​​valmistajien toimittamia kiinnittimiä erikseen. Saman tyyppiset moduulit mahdollistavat yhteyden "akkuun". Asennuksessa on kiinnitettävä erityistä huomiota moduulien sijaintiin. On selvää, että tehokkain työ on, jos auringon säteet pudota pintaan tarkasti kohtisuoraan. Moduulien laajentamiseen tarkoitetun seurantalaitteen periaatteessa on mahdollista, että tällainen kehitys on mahdollista, mutta käytännössä näitä ratkaisuja ei käytetä koskaan: laitteiden kustannukset ovat korkeammat kuin koko aurinkokunnan hinta. On otettava huomioon se, että aurinko nousee talvella vähemmän kuin kesällä, mikä tarkoittaa, että moduulien optimaalinen kallistuskulma eroaa. Pohjoisilla alueilla ne voidaan sijoittaa pystysuoraan ja saada kiinni lumisadasta heijastuneista säteistä. Jos yksi tai viisi moduulia riittää toimintaan, ne on tavallisesti kytketty sarjaan peräkkäin. Suurten moduulien samanaikaisen asentamisen ansiosta on mahdollista yhdistää järjestelmän erilliset osat toisiinsa vähentääkseen jäähdytysnesteen virtauskestävyyttä. Aurinkokeräimet itse ovat vain osa järjestelmää, eivätkä kaikkein kalleimmat. Kuuman veden saamiseksi tarvitaan lämmöneristetty varastosäiliö, jossa on valvonta- ja ohjauslaitteita.

Yhden piirin järjestelmissä vesi, joka myöhemmin kuluu säiliöstä, tulee kollektorille. Edut - yksinkertaisuus, korkea hyötysuhde, haitat - lisääntynyt vaatimus veden puhtaudesta ja kovuudesta, mittakaavan muodostamisesta ja korroosion muodostumisesta liuenneesta hapesta. Lisäksi talvella vesi voi jäädytyä ja vahingoittaa laitetta.

Kaksoiskytkentäjärjestelmissä käytetään erillistä jäähdytysnestepiiriä, joka siirtää energiaa veteen käyttäen säiliöön rakennettua lämmönvaihdinta, tavallisesti käämiä. Käytä jäähdytysnesteenä tavallisesti erityistä pakkasnestettä, jossa on vähän jäätymispistettä. Edut ovat järjestelmän korkea luotettavuus ja kestävyys, korkea korroosionkestävyys ja suolasaostuman puuttuminen piireissä. Haittana on, että työn tehokkuus vähenee, ja pakkasnesteen vaihtamista joudutaan tekemään säännöllisesti joka viides tai seitsemän vuotta.

Lisäksi on olemassa luonnollisen kierron järjestelmää (termosifoni), kun kuuma jäähdytysneste nousee keräilijän yläpuolella olevaan säiliöön ja järjestelmät, joissa on pakkoskierto, jossa piiriin on rakennettu pieni pumppu. Myös jäähdytysnesteen täyttötyypin mukaan on olemassa jatkuvan täytön ja itsevuodon järjestelmät. Ensimmäisessä tapauksessa (kaksoispiirijärjes- telmällä) kalvotankki lisätään rakenteeseen, kompensoidaan lämpölaajeneminen ja venttiili ilman poistamiseksi järjestelmästä. Itse tyhjennettävissä jakoputkissa piirin tilavuus on suurempi kuin jäähdytysnesteen tilavuus. Kun aurinkopumpun virta kytketään pois päältä, keräilijästä tuleva neste puretaan säiliöön. Tämäntyyppinen järjestelmä sopii erityisen hyvin satunnaiseen elämiseen: jäähdytysneste kestää kauemmin. Koko järjestelmää valvoo säätölaite, joka säätää kiertovesipumput ja lämmityselementit. Usein järjestelmän elementit kootaan yhdessä säiliön kanssa, mikä yksinkertaistaa asennusta ja huoltoa. Lämpötila-anturit asennetaan keräimeen ja säiliön sisäpuolelle. Järjestelmä käynnistyy, kun jäähdytysnesteen lämpötila keräyssäiliössä alkaa ylittää säiliön veden lämpötilan. On selvää, että jos jäähdytysneste on kylmempi kuin vesi, on järjetön kytkeä virta. Joskus on muita antureita, jotka mittaavat huoneen lämpötilaa ja kadulla. Nykyaikaisissa asennuksissa ohjain on monimutkainen elektroninen laite, jonka avulla voit työskennellä eri ohjelmissa. Jotta saataisiin enemmän lämpöä, eikä riippuisi aurinkoisesta säästä, säiliöissä on lisä lämmitysjärjestelmiä: lämmittimellä ja joskus useilla piireillä, joita voidaan käyttää kattilasta tai lämpöpumpusta. Toinen mielenkiintoinen etu on. Päivällä tärkein energian virtaus tulee keräilijältä, ja yöllä voi tarvita lisää sähkölämmitystä. Monitariffimittaria käytettäessä kuumavesi on käytettävissä milloin tahansa päivästä, ja sähkön kustannukset vähenevät huomattavasti.

Lämpöpumput

Energiaa voidaan saada paitsi suoraan auringosta. Lähempää meitä ovat matalalämpöiset lähteet, nimittäin ilma, vesi ja maa. Lämpöpumppua kutsuttu laite auttaa ottamaan energiaa. Tällaiset laitokset ovat monimutkaisempia ja kalliimpia kuin aurinkokeräimet, mutta ne ovat tehokkaampia ja pystyvät keräämään lämpöenergiaa ympäristöstä säästä riippumatta. Toimintaperiaate on melko yksinkertainen: jäähdytysneste virtaa laitokseen, sitä jäähdytetään useammalla asteella, ja tuloksena saatavaa energiaa voidaan käyttää lämmittämään vettä ja lämmittämään huoneita. Järjestelmän tärkein elementti on sisäilman lämpöpumppu itse. Useimmiten sen toimintaperiaatteen selittämiseksi he käyttävät "vastakkaisen jääkaapin" metaforaa. Freon kierrätetään pumpun piiriin - neste, jolla on alhainen kiehumispiste. Höyrystimessä Freon muuttuu höyryksi ja ottaa lämmön järjestelmän ulkoisen virtapiirin jäähdytysnesteestä. Sitten kompressori pakkaa höyryn, kun sen lämpötila nousee. Kuuma pakattu höyry pääsee lauhduttimeen, siirtää lämpöä lämmönvaihtimeen, joka kytkeytyy lämmitys- ja kuumavesijärjestelmiin ja kääntyy taas nesteeksi. Lisäksi painehäviön seurauksena freon kulkee kaasuventtiilin läpi ja palaa taas haihduttimeen, jonka jälkeen sykli toistuu. Joskus vesilämmityksen sijasta käytetään ilmaa eli ilma toimii lämmönlähteenä. Huoneeseen asennetuissa pumppuissa on luotettava kompressorin melua ja tärinää, ja se toimii melkein hiljaisesti. Kuten jo mainittiin, energialähteet voivat olla ilmaa, vettä tai maaperää. Näin ollen kaikki pumput kuuluvat kolmeen luokkaan. Emme mainitse erikseen pumput, joissa ilma toimii kuumana jäähdytteenä, emme: järjestelmän periaate on sama ja markkinaosuus on pieni.

Suolaveden lämpöpumpun toimintaohjelma. Maasäteilijöitä käytetään lämmönvaihtimena.

"Ilma-vesi". Toimintaperiaatteella nämä pumput ovat samankaltaisia ​​kuin ilmastointilaitteet. Ne ovat suhteellisen halpoja ja helppoja asentaa. Tällaiset pumput, kuten ilmastointilaitteet, tuotetaan "mono" tai "split" -versioina. Monoblockit voidaan asentaa rakennuksen ulkopuolelle säästämällä tilaa ja ratkaista melun ongelma. Asennettuna sisäpuolella monoblock vastaanottaa ja palauttaa ilman ulkopuolelta letkuja. Jaettu järjestelmä käyttää kahta yksikköä: ulkona puhaltimella ja höyrystimellä ja sisäisellä lauhduttimella ja automaattisella säädöllä. Kompressori voidaan sijoittaa mihin tahansa yksiköihin. Haittana on talvella huono puute: mitä kylmempi ilma on, sitä vaikeampi on ottaa energiaa häneltä. Pumppu lähes lopettaa työskentelyn alle 10 - 20 asteen lämpötilassa. Jotkut kiinnostuksen kohteet ovat tällaisen pumpun asentaminen talon tuuletusjärjestelmään. Lähtevässä ilmassa on 15-25 ° C: n suuruinen lämpötila, joten tätä lämpöä voidaan käyttää, vaikka ei ole tarpeen odottaa suurta suorituskykyä.

Suolaveden lämpöpumpun toimintaohjelma. Maaperän koettimia käytetään lämmönvaihtimena.

"Vesi, vesi." Jopa talvella veden lämpötila säiliöissä on 4 ° C, ja kuopissa se on jopa suurempi, ts. pumput, jotka käyttävät vettä jäähdytteenä, voivat toimia missä tahansa pakkasessa. Jäähdytysaine syötetään tavanomaisella pumpulla, koska sen lähde voi olla lampi, joki tai kaivo. Jätevesi poistetaan samaan vesistöön tai viereiseen kaivoon. Energiatehokkuuden kannalta tällaiset pumput ovat taloudellisimmat, hieman monimutkaisemmat kuin ilmanpumput, mutta niillä on myös haittoja. Pienen talon arvioitu vesivirta on useita kuutiometrejä tunnissa. Kaukana toisistaan ​​on säiliö. Kaivojen käyttäminen ei todellakaan ole kaikissa tapauksissa. Maaperän on oltava riittävän läpäisevä, jotta veden nopea täydennys tuotannossa ja alhaisemmat pitoisuudet injektointikaivoissa. Tyypillisesti suositeltu korkeusero lämpöpumpusta lähdepiiriin on korkeintaan 15-20 m, mikä lisää pumpun kulutuksen nousua. Ulkoinen vesi sisältää yleensä epäpuhtauksia, joten sen esikäsittelyyn tarvitaan toimenpiteitä. Aikaisemmin ensisijainen lämmönvaihdinpiiri on puhdistettava. Emme saa unohtaa järjestelmän suojausta, jos talvella voi jäätyä vettä.

"Suolavesi-vesi." Maaperä on lämpöenergian vakain lähde, joka saa sen sekä auringolta että maapallolta. Auringon vaikutus maaperän lämpötilaan tuntuu jopa 6-8 metrin syvyydessä, alle 10 metrin korkeudella sen lämpötila on lähes vakio, ei riipu kaudesta ja kasvaa vähitellen syvyyden kasvaessa. Tietenkin maaperän "tuominen" pumppuun ei toimi, valinta tapahtuu jäähdytysnesteen (useimmiten glykolisen jäätymisenestoaineen) avulla, joka kulkee muovi- tai metalliputkisten putkien läpi, jotka on asetettu paksummaksi. Tällaiset pumput kuuluvat suljettuihin järjestelmiin ja suurista kustannuksista huolimatta käyttävät suurinta osaa markkinoista. Asennuksen jälkeen piiri pystyy palvelemaan vähintään satoja vuosia. Tällaisissa järjestelmissä oleva lämmönvaihdin voi olla kahta tyyppiä.

Lämpöpumppu Stiebel Eltron kattilahuoneessa

Vaaka kollektori. Lämmönvaihdon ensisijaisena muotoon käytetään putkia, jotka on sijoitettu suurelle alueelle ja suhteellisen pieni syvyys, joka on 1-3 metriä. Maaperän ominaispiirteistä ja valitun alueen helpotuksesta riippuen asennusohjelma valitaan: siksak, silmukat, käärmeet, vaakasuuntaiset tai pystysuorat spiraalit eri muodoissa. Tyypillisesti käytetään useita rinnakkain liitettyjä piirejä, jotka on liitetty yhteiseen jakeluputkistoon. Jotta energiaa ei jätettäisi pumppausnesteeseen koko järjestelmän läpi, lämpimällä säällä osa piireistä voidaan tukkia. Vaakasuorille keräilijöille pääasiallinen lämmönlähde on auringonsäteily, joten tehokkaan lämmönpoiston vuoksi alue, jolla keräilijä sijaitsee, voidaan myöhemmin käyttää vain nurmikolla tai nurmikolla. On mahdotonta varjostaa sitä puilla tai jopa laittaa rakenteita. Tällaisen nurmikon koko voi olla kaksi tai kolme kertaa talon lämmitettyä aluetta, mikä ei aina ole hyväksyttävää. Jos lähellä on sopiva säiliö, on parempi sijoittaa keräilijä veteen.

Jäähdytysveden lämpöpumppu Buderus

Pystysuuntainen maaperäanturi. Lämmönvaihdinputket lasketaan syvyyskaivoon. Työn kustannukset kasvavat porauksen syvyyden kasvaessa, joten yhden syvän kuopan sijaan he yleensä haluavat porata useita syvyyttä 50-100 m. Se on tyypiltään 7-10 ° C, joten putken arvioitu pituus vähenee. U-muotoista koettimen muotoa käytetään useimmin: kaksi putkisilmukkaa lasketaan kaivoon täydelliseen syvyyteen, harvemmin toinen on niiden määrä. On myös mahdollista koaksiaalinen järjestely: mutta sisäputki "suolaliuosta" kierrätyspumpun avulla syötetään alas ja nousee haihduttimeen yhden tai useamman ulkoisen kautta. Sitten kaivo putkilla täytetään sementtiseoksella, joka takaa vakaan lämmönvaihdon ja putkien suojan. Joskus kaivojen porauksen sijaan voit saada ajamalla paaluilla, joihin on sijoitettu rakenne, jossa on valmiiksi täytettyjä koettimia. Tietenkin tämä vaihtoehto on mahdollista vain uuden rakenteen avulla.

Lämpöpumpun tehokkuus

Monet pumput eivät ole vain lämpöä tuottavia, vaan ne toimivat myös käänteisessä tilassa, jäähdyttämällä huoneen kuumana päivänä, vaikka tämä vaatii lisälaitteita. Käytettävän vertailun tehokkuuden määrittäminen perinteisiin järjestelmiin, ts. termiset kattilat ja jäähdytys. Muuntosuhde osoittaa, kuinka paljon lämpöä pumppu tuottaa kulutettua sähköä kilowattia kohti ja riippuu useista parametreista. Mitä pienempi on primääripiirin lämpötilaero ja sen ja lämmitetyn nesteen välinen ero, sitä korkeampi se on. Lämpöpumpun piiriin tavallisesti matalalämpöinen jäähdytysneste pienentää lämpötilaansa 3-5 ° C: n lämpötilassa. Ei ole kannattavaa valita enemmän lämpöä, on edullisempaa lisätä jäähdytysnesteen pumpatun tilavuuden.

Vesi-vesi-Vaillant geoTherm-lämpöpumppu

Korkean lämpötilan jäähdytysneste voi lämmittää jopa 50-60 ° C: n lämpötilaan ja monissa tapauksissa 35 ° C on riittävä. Muuntosuhde on kirjoitettu muodossa: B0 / W50 tai esimerkiksi A35 / W20. Numerot osoittavat lasketun lämpötilan primääri- ja lämmityspiireissä, kirjaimet - jäähdytysnesteen tyyppi (englanninkielisistä sanoista "suolaliuos", "vesi" ja "ilmakehän", "suolaveden", "veden" ja "ilma"). Näin ollen ensimmäisessä tapauksessa meillä on lämmönläpäislämpöpumppu, joka toi- mii lämmitykseen, ja toisessa jäähdytystilassa mukana olevaan ilmaverhon lämpöpumppuun. Ilma-vesipumppujen keskimääräinen muuntosuhde on 2,5-3,5 (A2 / W35), "vettä veteen" - 5-6 (W10 / W35) ja "suolavedestä veteen" - 4-5 ( BO / W35). Jokaisella asteella lämpötilan nousu edelleen kasvattaa kerrointa noin 2,5%.

Lämpöpumppu Stiebel Eltron kattilahuoneessa

Muut laitteet

Jotta voitaisiin luoda täydellinen järjestelmä lämpöenergian hankkimiseksi aurinkoenergiatehtaalla tai lämpöpumpulla, tarvitaan useita muita elementtejä. Aurinkokeräimen varastosäiliölaite on kuvattu edellä. Lämpöpumput eri valmistajilta ovat erilaiset kokoonpanot ja kytkentäkaaviot, ne ovat yksi- tai monikytkentäisiä (tässä tapauksessa "kuumien" piireiden määrä on tarkoitettu), ne voidaan myös liittää omaan lämmityskattilaan tai keräilyastioihin. Jäätymisenestoaine kaadetaan yleensä autonomisen järjestelmän lämmityspiiriin, toista piiriä käytetään kuuman veden syöttöön. Erityinen järjestelmä valitaan tarpeiden mukaan, eri elementit voidaan kytkeä eri yhdistelmiin. Suojalaitteita ja ohjainta useimmiten kootaan yhteen pumpulla yhteen ainoaan kokonaisuuteen, mutta kiertovesipumput, suljetut piirit, lisälämmitysjärjestelmät, erilaiset anturit ja muut laitteet voivat olla kirjaimellisesti "kaikkialla", vaikka yleensä useimmat niistä ovat kuitenkin järjestettyjä pumpun kotelossa.

Viime aikoina on ilmestynyt erikseen toimitetut moduulit, jotka on liitetty ohjaimeen, mikä mahdollistaa järjestelmien kauko-ohjauksen matkaviestinnän ja Internetin välityksellä. Yleensä ohjain ja lämpöpumpun ohjauslaitteet ovat monimutkaisempia kuin aurinkokeräinten varastosäiliöissä. Tämä johtuu siitä, että keräimiä käytetään ensisijaisesti kuuman veden valmistamiseen, ja pumppuja käytetään myös lämmitykseen. Keräilijä ei häiritse molempien toimintojen jakamista, mutta lämpöpumppu on paljon vähemmän riippuvainen säästä, joten lämmityskauden aikana tarvitaan vähemmän energiaa muista lähteistä. Lisäksi lämmitykseen sopivan energian määrän keräämiseksi tarvitaan tarpeettoman suuri määrä moduuleja. Jokainen nykyaikainen säätimellä voit kuitenkin ohjelmoida erilaisia ​​lämpötiloja ja toimintatiloja, mukaan lukien liitokset. Yksi mielenkiintoisista vaihtoehdoista lämmitysmoodille on antibakteerinen. Kuten jo mainittiin, monissa tapauksissa lämpötila on 35 ° C. Tämä on varsin mukava arvo, energiankulutus veden valmistuksessa on pieni. Kuitenkin tässä lämpötilassa kaikenlaiset bakteerit roduttavat hyvin vedessä. Aika ajoin ennalta määrätyn ohjelman mukaan ohjain lämmittää veden LVI-piiriin 60-65 ° C: een. Useimmiten tämä vaatii lisäkuumennusta, mutta lämmitysaika ja siksi lämmön desinfioinnin energiankulutus ei ole liian pitkä.

Ja viimeinen, mutta kuluttajalle tärkein, järjestelmän ääriviivat - tärkeimmät kuumavesisäiliöt ja / tai lämmityslaitteet. Emme erityisesti mainitse ensimmäistä - nämä ovat putkia, sekoittimia, pesualtaita, vesijohtolaitteita ja mahdollisesti pumppuja. Lämmityslaitteiden tapauksessa tilanne on mielenkiintoisempi. Tunnetuimpia ovat erilaiset paristot ja lämpöpatterit. Niiden muotoilu, voidaan sanoa, on testattu vuosisatojen ajan, mutta sillä on merkittäviä haittoja. Lämmitin huoneeseen, kun pattereiden käyttö on epätasainen, niiden koon lisäksi on melko suuri. Kuitenkin tällaisia ​​lämmityslaitteita käytetään usein: niiden asennus on melko yksinkertainen ja asennus on mahdollista vanhoissa taloissa. Itsenäisille järjestelmille käytetään pääasiassa terästä, alumiinia ja bimetalleja. Klassisella valuraudalla on korkea lämpövoimakkuus ja se ei ole yhtä tehokas. Suurin haitta on se, että jäähdyttimen toimimiseksi piirin jäähdytysaine on lämmitettävä korkeaan lämpötilaan, ainakin 50-60 ° C: een ja monissa tapauksissa enemmän. Lämpöpumppu kykenee tuottamaan tällaista lämpöä, mutta sen tehokkuus heikkenee. Viime aikoina alhaisen lämpötilan lämmitysjärjestelmät, lattialämmitys, ovat yhä suosittuja. Olemme kiinnostuneita nestemäisistä lajikkeista, ja sähköinen, lämmityskaapelilla, ei ole mitään (paitsi korkea virrankulutus) eivät eroa niistä. Tällaiset lämmitysjärjestelmät asennetaan rakennuksen tai peruskorjauksen aikana. Lattialle asetetaan lämpöeristys ja siihen asetetaan meander - kiinteä muovi- tai lasikuituputki, joka on kaareva silmukoilla. Sen jälkeen, kun lämmitysjärjestelmä kaadetaan levittämällä. Jokaiseen piiriin voidaan liittää erillinen termostaatti ja lämpötila- ja ylikuumenemisanturit. Lämmin lattian optimaalinen lämpötila on korkeintaan 35 ° C, ei enää tarvita, ja lisäksi, kun kuumennetaan 40-50 ° C: een, levitin alkaa romahtaa. Käyttämällä lämmitettyä lattiaa verrattuna pattereihin säästyy energiaa ja käyttökelpoista tilaa, ja se tarjoaa myös mukavampaa ja nopeampaa lämmitystä: lämmin ilma menee alhaalta ylös koko lämmitettävän alueen läpi. Haittapuolena on se, että korkeampien kustannusten lisäksi asennus vaatii ammattitaitoista henkilöstöä ja monimutkaisia ​​laskelmia erityisohjelmien avulla.

Autonomisten lämmitysjärjestelmien laskuominaisuudet

Järjestelmän täydellistä laskentaa voi suorittaa vain asiantuntija: liian monet eri tekijät on otettava huomioon. Tätä tarkoitusta varten on kehitetty asianmukaisia ​​tietokoneohjelmia. Alustavaa laskentaa voidaan kuitenkin tehdä itsenäisesti. Lämpölaitteet voivat toimia monovalenttisessa tai kaksivalenssisessa tilassa. Ensimmäisessä tapauksessa, jopa kylmimmilläkin päivillä, sen teho ylittää tarvittavan energiankulutuksen. Käytännössä tätä tapaa käytetään harvoin: laitteiden hinta kasvaa ja suurimman osan ajasta se toimii turhaan. Bivalenttisessa tai monoenergisessa tilassa osa energiasta tulee muista lähteistä: erilaisista lämpökattiloista tai sähkölämmittimistä. Käytännössä optimaalinen on, jos keräilijät tai lämpöpumput tarjoavat 60-70% keskimääräisestä vuosittaisesta kysynnästä (tai energiankulutuksesta oleskelun aikana, jos ympärivuotista toimintaa ei ole suunniteltu).

Tyypillinen ongelma näyttää tältä. On tarpeen optimoida kuumaveden ja lämmityksen kulut erilliselle pienelle talolle koko vuoden ajan. Vesi ja sähkö ovat käytettävissä. Talon erityisparametrit ja ihmisten määrä voivat vaihdella. Yleensä käytetään perinteisesti käytettyjä kattiloita tai nestemäisiä tai kiinteitä polttoaineita käyttäviä kattiloita. Jos on kaasukattila, ongelma ratkaistaan ​​yksinkertaisesti: kaasumme on edelleen halvempi kuin lämpöpumpusta saatu energia. Ensinnäkin kaasu ei ole kaikkialla, ja sen liittämisen kustannukset (jos se on todella mahdollista) on äskettäin verrattavissa pumpun hintaan. Ja toiseksi, jopa täällä voit säästää rahaa asentamalla aurinkokeräimen, koska energian tuottamisen kustannukset ovat yleensä lähellä nollaa: kierrätyspumpun käyttämiseen tarvitaan vain energiaa. Vaikka olosuhteissamme, kaasukattilan läsnäollessa, harvoin ajatellaan vaihtoehtoja: loppujen lopuksi aurinkoasema on käytettävä heti, ja se maksaa vain vuosia. Laskettaessa lämmön kulutusta niin abstrakteisessa talossa otetaan huomioon kaksi osaa: kuuma vesi ja lämmitys. Ensimmäinen arvo vuoden aikana voidaan pitää vakiona, toinen on talvikuukausien enimmäismäärää ja laskee lähes nollaan kesällä tai jopa "negatiivisella arvolla" (jonka on vielä vietävä tietyn rahan vastineeksi): lämmityksen sijaan ilmastointia tarvitaan. Sen on tavallisesti käytettävä aurinkoasemaa kuuman veden valmistukseen.

Kaksi pääparametria on: keräilijöiden määrä ja säiliön tilavuus. Tilavuus lasketaan 50-100 litraa päivässä asukasta kohden. Keräilijöiden määrä riippuu monista tekijöistä. Laskeaksesi sinun on tiedettävä auringon energiavirran keskimääräinen intensiteetti tietyllä alueella kuukausittain. Ensinnäkin energian määrä kesällä on tärkeä (talvella virtaus putoaa useita kertoja). On edullisinta laskea niin, että asennetut kesäkokoelmat kattavat täysin kuuman veden tarpeet. Laskennassa sinun on tiedettävä keräimien asennuskulma ja niiden suuntaus suhteessa päätepisteisiin (optimaalisesti, tietenkin, aseta paneeli tiukasti etelään, mutta tämä ei ole aina mahdollista), vaaditun lämminvesivaraajan lämpötila säiliössä, keräyslajin tyyppi ja useita muita ominaisuuksia ja määriä. Sen jälkeen voit valita haluamasi paneelien määrän.

Näyttäisi siltä, ​​että on syytä lisätä joitakin paneeleja, silloin kylmässä ajassa on välttämätöntä käyttää vähemmän lisäkuumennusta? Kaikki ei ole niin yksinkertaista. Sen lisäksi, että paneelit itse ja niiden asennus maksoivat paljon, on otettava huomioon, että jos paneeleiden lukumäärä otetaan "varalla", kesällä on mahdollista, että jäähdytysneste kiehuu suoraan niihin (pysähtyminen). Tämä prosessi vaikuttaa haitallisesti jäätymisenestoaineeseen ja koko järjestelmään. Tällaisissa tapauksissa on välttämätöntä säätää mahdollisuudesta siirtää ylimääräistä lämpöä esimerkiksi altaaseen tai käyttää itseään tyhjentävää järjestelmää, jossa pysähtyminen on periaatteessa suljettu pois. Aurinkosähköasemien käyttö on keskipitkällä kaistalla perusteltua 6-7 kuukautta vuodessa, yksi 2 metrin levy riittää kuuman veden toimittamiseen yhdelle tai kahdelle ihmiselle. Lämmitystä aurinkokeräimillä keskikaistalla ei käytännössä ole. Liian vähän energiaa he voivat kerätä kylmässä. Lämpöä varten lämpöpumppu on toivottavaa, ja keräilijöitä voidaan jättää järjestelmän tuki ja suurin osa töistä kesällä. Lämmityksen laskennassa oletetaan, että rakennuksen lämmöntarve on 5-10 kW / 100 m. Erityinen luku määritellään alueesta, rakennuksen itsensä ominaisuuksista ja sen lämpöeristyksestä riippuen. Valitse sitten toimintatapa. Monovalentti harvoin käytetty, tällaisen pumpun kustannukset lisääntyvät huomattavasti. Kylmällä säällä huippukuormien yhteydessä on tavallisesti mahdollista liittää lisälaitteita, ts. työskentele kaksivalenssisessa tai yksisuuntaisessa toimintatilassa, kun pumppu tuottaa 50-70% tarvittavasta energiasta. Siinä otetaan huomioon myös mahdollisuus katkaista virtalähde (kertoimella 1.2) ja kuumaveden valmistamisen kustannukset (0,1 -0,3 kW / henkilö). Näistä tiedoista määritetään tarvittava pumpun teho.

Ilma-vesipumppuissa asennuskustannukset ovat suhteellisen pienet. Veden ja veden pumppujen asennusten arvioitaessa on tarpeen lisätä porauskaivojen kaivojen ja laitteiden kustannukset. Kuten jo mainittiin, vesipumppuja ei kuitenkaan sovelleta kaikkialla. Lisäksi niiden käyttöä koskeva hanke on koordinoitava asianomaisten yksiköiden kanssa. Useimmiten pysyvää käyttöä varten suolavesipumput ovat edullisia ja niiden asentamisen kustannukset muodostavat merkittävän osan suolaliuospiirin asennuksesta. Muotoiluputkien pituuden laskemiseksi on otettava huomioon maaperän koostumus. Talon keräimille lämmönpoiston määrä on 10-35 W juoksumetriä kohden, tarkemmin sanottuna 10 W hiekkapohjaisissa maissa, 20 savessa ja enintään 35, jos keräilijä kulkee maaperässä korkealla kosteuspitoisuudella. Putkien välisen etäisyyden oletetaan olevan 0,7-1,2 m. Yhden metrin pystysuuntaiset maadoitetut koettimet voidaan "poistaa" enemmän. Tavallisimmalla järjestelmällä, kun kaksi U-muotoista putkea sijoitetaan yhteen kuoppaan, lämmönlähteen ensimmäisessä approksimaatiossa oletetaan olevan 50 W / m. Tarkat arvot tunnistetaan vain poraamalla. Periaate on sama: sitä kovaa tiheämpi ja sitä enemmän se kastuu, sitä korkeampi lämmönpoisto. Yleensä käytetään useita koettimia, joiden välissä on vähintään 5-6 metrin etäisyydelle ottaen samalla huomioon pohjaveden liikesuunta, jotta yhdestä koettimesta jäähdytetty vesi ei pääse seuraaville. Teoreettisesti tilanne on mahtava, kun maaperän koetin talvella vie niin paljon lämpöä ympäröivältä maaperältä, ettei sillä ole aikaa täyttää kesällä. Tämän seurauksena asennuksen tehokkuus vähenee ensi vuonna. Tähän liittyviä tutkimuksia tehtiin, havaittiin, että melko intensiivisen käytön aikana maaperän lämpötilan putoaminen ensimmäiselle vuodelle on 1-3 astetta, toisesta vielä vähemmän ja sen jälkeen ei havaittavissa vähäistä laskua. Jos kesän aikana pumppu toimii jäähdytyslaitteena ja "pumput" lämpenevät maaperään, lämpötilan ero maaperän läheisyydessä anturin läheisyydessä ja etäisyydestä siitä nopeasti muuttuu merkityksettömältä. Jotta maadoitusta ei ylikierrettäisi, sallitun lämmönpoisto anturin juoksumittarista ei saa ylittää 100 kWh vuodessa. Laske näistä tiedoista ääriviivat ja maanrakennuksen tilavuus ja valitse tarvittavat halkaisijat putkista ja muista tarvittavista laitteista ja laske projektikustannukset. Kuten näette, laskelma ei ole yksinkertainen, työn hinta on myös suuri, mutta suolaveden keräilijöiden ilmoitettu pitkäikäisyys on yli sata vuotta. Tilastotietojen keräämiseksi ja tämän lausunnon oikeellisuuden varmistamiseksi sinun on kuitenkin odotettava vähintään vuosisataa. Ensisilmäyksellä voi tuntua, että halvalla tarjota halvalla lämpöenergiaa on kallista. Käytännössä on käynyt ilmi, että kertaluonteiset alkukustannukset ovat melko nopeasti perusteltuja. Nykyisten energianhintajärjestelmien takaisinmaksuaika on 5-10 vuotta. Elinkaarta voidaan mitata kymmeniä ja satoja vuosia, ja "suurille korjauksille" yleensä riittää vain muutamia komponentteja, erityisesti pumppuja ja kompressoreita.

Top