Низкотемпературная система отопления: Низкотемпературные системы отопления | AW-Therm.com.ua

Содержание

Низкотемпературные системы отопления | AW-Therm.com.ua

А. Никишов

Развитие технической мысли позволило современному человеку иметь большой выбор систем отопления, в зависимости от требований и материальных возможностей, которого не было даже у предыдущего поколения. Постепенное развитие бытовой теплоэнергетики привело к тому, что все большую популярность у населения стали иметь системы низкотемпературного отопления жилья, о которых и пойдет речь в этой статье

Практика показала, что при сравнении двух источников тепла – с высокой и низкой температурами – наиболее комфортные для человека условия создаются именно низкотемпературным прибором отопления, который обеспечивает небольшой перепад температур в помещении и не вызывает негативных ощущений. Верхний предел так называемых низких температур, по определению энергетиков, находится в районе 40˚С. Низкотемпературные системы отопления, использующие теплоноситель, работают с температурами 40–60˚С – на входе в теплопроизводящее устройство и на его выходе.

А системы воздушного, электрического и лучистого обогрева используют и более низкие температуры, сравнимые с температурой тела человека. Так что само понятие низких температур довольно условное и, тем не менее, использование теплоносителя или других источников тепла с температурой до 45˚Симеет множество преимуществ, влияющих на выбор такой системы для отопления жилья, и, благодаря своим особенностям, органично вписывается в применение с возобновляемыми источниками энергии.

Ко всем системам отопления предъявляются определенные требования, которые призваны сделать наиболее эффективным, комфортным и безопасным их использование. Строительные, климатические, гигиенические и технологические требования подробно изложены в ДБН В.2.5–67:2013 в пунктах 4, 5, 6, 7, 9, 10 и 11. Эти требования позволяют максимально снизить негативные и одновременно повысить позитивные воздействия на человеческий организм, оказываемые системами отопления.

Необходимо отметить, что одним из важнейших условий эффективности работы любых систем отопления является тщательный учет теплопотерь, а для низкотемпературных систем это едва ли не самое важное. В противном случае такие системы будут малоэффективными и излишне энерго-, а, значит, и материально затратными.

Классификация

Системы низкотемпературного отопления можно условно разделить – по способу приготовления тепла – на монолитные, бивалентные и комбинированные. Монолитные системы характеризуются использованием одной или нескольких теплопроизводящих установок. В бивалентных используются два теплогенератора, имеющих различные принципы работы, один из которых может включаться как дополнительный источник тепла при очень низких температурах наружного воздуха. Несколько теплопроизводящих установок, включенных параллельно, образуют комбинированную систему отопления.

Нагрев теплоносителя во всех системах отопления может осуществляться прямым способом или косвенным. Примером прямого нагрева являются водонагревательные котлы различного типа, работающие на твердом, жидком или газообразном топливе, а также и электрические котлы. Косвенным способом нагревают теплоноситель в теплообменниках (бойлерах) или теплоаккумуляторах. Данный способ очень широко используется в системах, работающих на возобновляемых источниках энергии – ветряных и солнечных.

Также системы низкотемпературного отопления можно разделять по типу теплоносителя – жидкие, газовые, воздушные и электрические, и по виду отопительных приборов – поверхностные, конвекционные и панельно-лучевые.

Описание систем

Все большую популярность низкотемпературные системы отопления приобретают за счет того, что они очень гармонично сочетаются с оборудованием, работающим на возобновляемых источниках энергии. Во времена, когда традиционная энергия становится все дороже это немаловажный фактор.

Водяное отопление

Все системы этого типа характеризуются тремя основными параметрами – температура теплоносителя на выходе из теплопроизводящего устройства (в этом случае используются водонагревательные котлы на твердом, жидком, газообразном топливе и электрические), температура на его входе и температура воздуха в отапливаемом помещении. Такая последовательность цифр указывается во всех документах на котлы.

Современные системы низкотемпературного отопления, в основном, базируются на европейском стандарте EN422, в котором введено понятие «мягкого тепла», предполагающего использование теплоносителя с температурой на выходе из теплопроизводящего устройства 55˚С, а на входе – 45˚С.

Данный тип отопления предполагает применение в системе циркуляционных насосов, которые размещаются так же, как и в обычных системах отопления. Наиболее экономичными считаются «открытые» системы с размещением расширительного бака в верхней точке. Установка насосов в магистраль подачи теплоносителя позволяет избежать возможных зон разрежения, что имеет место при установке циркуляционных насосов на обратной магистрали.

В закрытых системах, работающих с повышенным давлением, наряду с циркуляционным насосом необходимо использовать автоматический воздухоотводчик и сбросной клапан, а также манометр, показывающий давление в системе. Расширительный бак в этом случае размещается в удобном для пользователя месте.

Одним из требований, определяющим эффективность работы открытого типа отопительных систем, является необходимость хорошей теплоизоляции расширительного бака. Иногда – в случае размещения его на чердаках зданий – требуется и его принудительный подогрев.

Одним из наиболее распространенных видов низкотемпературной системы отопления является всем известный «теплый пол» (рис. 1). Системы поверхностного отопления, например, производства компании Oventrop (Германия), включают трубы, монтаж которых может производиться и в пол, и в потолок, и в стены. При этом совершенно не затрагивается интерьер.

Рис. 1. Система отопления с «теплым полом»

В данных системах, благодаря преимущественно лучистому теплообмену, совершенно отсутствует движение воздуха, и тепло равномерно распределяется по помещению. Электронные программируемые регуляторы существенно повышают экономичность системы.

Подающая магистраль систем поверхностного обогрева содержит теплоноситель температурой 40–45˚С, что позволяет с максимальным эффектом использовать возможности конденсационных котлов, а также альтернативные (возобновляемые) источники энергии. В системе, как правило, используется труба из сшитого полиэтилена с защитным от кислорода слоем.

Паровое отопление

Этот тип отопления характеризуется использованием в качестве теплоносителя «насыщенного» пара, что приводит к необходимости обеспечить соответствующий сбор конденсата. И если в системе отопления присутствует один отопительный прибор, что не создает проблем, то при увеличении их количества конденсат отводить становится все труднее и труднее. Решение этой проблемы нашлось в использовании в качестве теплоносителя «холодного» пара. Его роль в современных системах низкотемпературного парового отопления играет, в частности, хладон-114 – негорючее, неядовитое, без запаха и химически устойчивое неорганическое соединение.

Система на «холодном» паре работает за счет использования тепла, выделяемого при конденсации насыщенных паров, которое и нагревает приборы отопления. Конденсатопроводы работают в «мокром» режиме, что обусловлено подпором конденсата. Конденсатоотводчики в этом случае не нужны – конденсат самотеком возвращается в испаритель. Подпиточный насос также не требуется. И паропроводы, и конденсатопроводы монтируются как горизонтально, так и вертикально. Причем совершенно необязательно соблюдать уклон. В случае вертикального монтажа подающий паропровод может размещаться как сверху, так и снизу.

Регулировка системы, работающей на «холодном» паре, осуществляется воздействием на давление пара и его температуру, для чего систему рассчитывают на давление, соответствующее максимально возможной температуре пара.

В качестве отопительных приборов в системе низкотемпературного парового отопления обычно используются секционные радиаторы и конвекторные панели. Для регулировки теплоотдачи каждый прибор отопления снабжают мембранным клапаном.

Воздушные системы

Использование этого типа систем (рис. 2) довольно ограничено. На это оказывают влияние несколько факторов. Во-первых, достаточно низкая степень теплообмена между воздухом и теплопроизводящим устройством или теплообменником.

Во-вторых, по гигиеническим соображениям. Воздушные потоки переносят пыль, а воздушные каналы и теплообменные устройства создают хорошие условия для развития нежелательных бактерий и микроорганизмов, и требуют специальной защиты. И, в-третьих, такие системы очень материалоемкие, а, значит, имеют высокую стоимость.

Рис. 2. Воздушная система отопления

Но, несмотря на это, воздушные системы низкотемпературного отопления можно использовать в следующих случаях:

  • если необходимо обеспечить централизованный обогрев при низкой скорости движения воздуха в каналах. Такой способ подходит для обогрева небольших домов и коттеджей с помощью плинтусного воздуховода;
  • если требуется обеспечить центральный подогрев с высокой скоростью воздуха в каналах – система высокого давления. В этом случае требуется специальное воздухораспределительное оборудование, обеспечивающее равномерное поступление воздуха во все помещения и обладающее шумопоглощающими свойствами. Регулировка этой системы осуществляется двумя способами: первичным – на теплообменнике, и вторичным – количеством приточного теплого воздуха;
  • если нужен локальный подогрев нескольких помещений или одного большого. Такие системы знакомы каждому по большим магазинам – используются и воздушные завесы на входе в помещения, и дополнительные воздуховоды с теплым воздухом в необходимых местах.

Электрическое отопление

Эта система представлена на рынке отопительных систем множеством производителей. В ее основе лежит принцип нагрева специального резистивного кабеля (рис. 3) электрическим током. Тепло, снимаемое с кабеля, передается в окружающую среду, создавая мягкий прогрев помещения. Комплектация системы может включать в себя греющие кабели или готовые маты, терморегуляторы и установочный комплект, обеспечивающий быстрый и легкий монтаж.

Рис. 3. Электрический «теплый пол»

Конструктивные элементы систем

Все системы отопления, как уже говорилось выше, предназначены для поддержания оптимального и комфортного соотношения трех параметров – температура теплоносителя после теплопроизводящего устройства, температура отопительного прибора и температура воздухав помещении. Обеспечить такое соотношение можно правильным подбором важных элементов системы.

Теплопроизводящие устройства

Все устройства для производства тепла можно разделить на три группы.

Первая группа – теплогенераторы на основе использования традиционного топлива и электроэнергии. В основной своей массе это различные водогрейные котлы, работающие на твердом, жидком, газообразном топливе и электрической энергии. Даже для косвенного нагрева «холодного» пара в паровых системах низкотемпературного отопления используются все те же водогрейные устройства.

В этой группе приборов можно отметить бытовой конденсационный котел, являющийся устройством, появившемся в результате инновационных разработок по рациональному использованию водяных паров, образующихся при горении топлива. Исследования, которые направлены на более полное использование энергии и одновременно минимизацию негативного воздействия на окружающую среду, позволили создать новый тип отопительного оборудования – конденсационный котел – позволяющий посредством конденсации получать дополнительное тепло из дымовых газов.

К примеру, итальянский производитель Baxi выпускает линейку конденсационных котлов как напольного, так и настенного исполнения. Модельный ряд настенных котлов Luna Platinum (рис. 4) состоит из одноконтурных и двухконтурных конденсационных котлов, с мощностью от 12 до 32 кВт. Ключевым элементом является теплообменник из нержавеющей стали AISI 316L. Различными составными частями котла управляет электронная плата, есть съемная панель управления с жидкокристаллическим дисплеем и встроенной функцией управления температурой. Система модулирования мощности горелки позволяет адаптировать выходную мощность котла к энергии, потребляемой зданием в диапазоне 1:10.

Рис. 4. Конденсационный котел BAXI Luna Platinum

Вторая группа – установки, использующие тепло внесистемных теплоносителей. В таких случаях применяют теплоаккумуляторы.

К третьей группе относятся устройства, использующие внешний теплоноситель для косвенного нагрева. В них с успехом применяются поверхностные, каскадные или барботажные шаровые теплообменники. Именно такой тип используется для подогрева «холодного» пара в системах парового низкотемпературного отопления.

Отопительные приборы

Отопительные приборы делятся на 4 группы:

  • приборы с равными по площади поверхностями, как со стороны теплоносителя, так и со стороны воздуха. Такой тип приборов известен всем – это традиционные секционные радиаторы;
  • устройства конвекционного типа, в которых площадь поверхности, соприкасающейся с воздухом, намного больше поверхности со стороны теплоносителя. В этих приборах излучение тепла носит второстепенный характер;
  • пластинчатые воздухонагреватели с побудительным воздушным потоком;
  • устройства панельного типа – напольные, потолочные или стеновые. В этой линейке отопительных панелей, к примеру, можно отметить чешские панельные стальные радиаторы Korado под названием Radik, выпускаемые в двух исполнениях – с боковым подключением (Klasik), и с нижним со встроенным термостатическим вентилем (VK). Панельные стальные радиаторы предлагает также компания Kermi (Германия).

Рис. 5. Панельный стальной радиатор Korado

К отопительным приборам низкотемпературных систем можно отнести различного рода секционные и панельные нагреватели, отопительные конвекторы, калориферы и отопительные панели.

Теплоаккумуляторы

Эти устройства необходимы в бивалентных системах низкотемпературного отопления, в которых используется энергия из возобновляемых источников или сбросная теплота. Теплоаккумуляторы могут быть жидко- или твердозаполненными, использующие теплоемкость заполнителя для накопления теплоты.

Широкое распространение все больше получают устройства, в которых тепло выделяется в момент фазовых превращений. В них теплота накапливается в процессе плавления вещества или тогда, когда кристаллическая его структура претерпевает определенные изменения.

Также эффективно работают термохимические теплоаккумуляторы, принцип работы которых основан на накапливании теплоты в результате химических реакций, происходящих с выделением тепла.

Аккумуляторы тепла могут подключаться к системе отопления как по зависимой схеме, так и по независимой, когда в них аккумулируется тепло от внесистемного теплоносителя.

Тепловые аккумуляторы могут быть также грунтовыми, скальными и даже подземные озера могут использоваться в качестве накопителя тепла.

Грунтовые тепловые аккумуляторы получают при размещении регистров, изготовленных из труб, с шагом полтора–два метра. Скальные теплоаккумуляторы обустраивают путем бурения вертикальных или наклонных скважин в скальных породах на глубину от 10 до 50 м, куда и закачивается теплоноситель. Использование подземных озер в качестве теплоаккумуляторов возможно в случае размещения в нижних слоях воды труб с закаченным в них теплоносителем. Отбор тепла осуществляется из труб, размещенных в верхних слоях подземных озер.

Тепловые насосы

При использовании в низкотемпературных системах отопления источника тепла, температура которого ниже температуры воздуха в помещении, а также для снижения материалоемкости отопительных приборов, в систему могут включаться тепловые насосы (рис. 6). Самыми распространенными устройствами этой группы являются компрессионные тепловые насосы, дающие при конденсации температуру от 60 до 80˚С.

Рис. 6. Принцип работы теплового насоса

Эффективную работу теплового насоса в низкотемпературной системе отопления обеспечивает включение в контур испарителя теплового аккумулятора, который способствует стабилизации температуры испарения «холодного» пара. Регулировка этой системы осуществляется путем изменения теплоотдачи самого насоса.

Преимущества и недостатки

Низкотемпературные системы отопления завоевывают своих сторонников тем, что создают более комфортные условия в помещении, нежели традиционные – с высоким нагревом отопительных приборов. Не происходит излишнее «осушение» воздуха, отсутствует – опять-таки излишняя – запыленность помещения вследствие неизбежного перемещения воздуха при очень горячих отопительных приборах.

Плюсом системы можно считать возможность ее нагрузки и до высоких температур, если в том вдруг возникнет необходимость.

Использование теплоаккумуляторов в системе дает возможность накапливать тепло и моментально использовать его в случае необходимости.

Низкий разброс температур – выходной из теплопроизводящего устройства и воздуха в помещении – позволяет легко регулировать систему, используя программируемые термостаты.

А что касается недостатков, то он, по существу, один – стоимость законченной системы несколько, а то и в разы выше, нежели традиционной высокотемпературной.

Читайте статьи и новости в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь на YouTube-канал.

Просмотрено: 17 986
Вас может заинтересовать:

Вам также может понравиться


Заказ был отправлен, с Вами свяжется наш менеджер.

Температурный режим и низкотемпературное отопление

Температурный режим характеризуется тремя параметрами: температурой теплоносителя на выходе из котла, на входе в котел и температурой воздуха в помещении. Проще говоря, подача/обратка/воздух, именно в такой последовательности идут числа во всех документах.

Традиционные системы отопления по старинке рассчитываются так, что на выходе из котла вода имеет температуру примерно в 70-80 град., а на входе около 60. Но такой режим на практике не используется. Для расчета систем отопления лучше принимать европейские нормы. Именно на них настроено большинство импортных котлов.

В европейском стандарте по отоплению EN 442 говорится об обычном температурном режиме 75/65 град., но в тоже время вводится понятие «мягкого тепла», что соответствует параметрам 55/45. Такой температурный режим в соответствии с документом должен стать основным в будущем.

Что такое низкотемпературная система отопления? Низкотемпературной можно условно назвать систему, где на выходе из котла до 60 град., а на входе — до 40. Разграничение по температуре довольно условно, да и дело не столько в самой температуре.

Уже известной разновидностью низкотемпературного отопления стала система «теплый пол». Но в ней могут эффективно использоваться и радиаторы. По сути каждый, кто имеет свой частный дом, пользуется низкотемпературной системой отопления, когда в переходный сезон устанавливает регулятор температуры газового котла на уровень 50-60 град.

Говоря о преимуществах низкотемпературного отопления, начать стоит с комфорта. Много написано об осушении воздуха сильно горячими радиаторами, о воздушной конвекции и пыли, которую она вызывает. Будучи грамотным человеком, не стоит воспринимать это как главный аргумент. Теоретически эти явления имеют место. Но нам сложно оценивать их величину. Каждому из нас и наших предков приходилось всю жизнь благополучно жить при традиционном отоплении с высокой температурой. Однозначно лишь то, что теплый радиатор действительно комфортнее горячего.

Следующим преимуществом низкотемпературного отопления является возможность применения современных технологий. Речь идет о конденсационных котлах и солнечных коллекторах. Они требуют того, чтоб в системе была низкая температура обратки.

Таким образом, низкотемпературная система отопленияэто система отопления, рассчитанная на работу в режиме низких температур, к примеру, 60/40 и ниже. Под этот режим подбираются генераторы тепла, радиаторы. Представляется, что низкотемпературное отопление допускает использование высоких температур во времена сильных морозов.

Энергоэффективность стальных панельных радиаторов в низкотемпературных системах отопления | Архив С.О.К. | 2015

Наверняка все вы неоднократно слышали от производителей стальных панельных радиаторов (Purmo, Dianorm, Kermi и т.д.) о небывалой эффективности их оборудования в современных высокоэффективных низкотемпературных системах отопления. Но никто не удосужился объяснить — откуда же берётся эта эффективность?

Для начала давайте рассмотрим вопрос: «Для чего нужны низкотемпературные системы отопления?» Они нужны для того, чтобы можно было использовать современные высокоэффективные источники тепловой энергии, такие как конденсационные котлы и тепловые насосы. В силу специфики данного оборудования температура теплоносителя в этих системах колеблется в пределах 45-55 °C. Тепловые насосы физически не могут поднять температуру теплоносителя выше. А конденсационные котлы экономически нецелесообразно разогревать выше температуры конденсации пара 55 °С ввиду того, что при превышении этой температуры они перестают быть конденсационными и работают как традиционные котлы с традиционным КПД порядка 90 %. Кроме того, чем ниже температура теплоносителя, тем дольше проработают полимерные трубы, ведь при температуре 55 °С они деградируют 50 лет, при температуре 75 °С — 10 лет, а при 90 °С — всего три года. В процессе деградации трубы становятся хрупкими и ломаются в нагруженных местах.

С температурой теплоносителя определились. Чем она ниже (в допустимых пределах), тем эффективнее расходуются энергоносители (газ, электричество), и тем дольше работает труба. Итак, тепло из энергоносителей выделили, теплоносителю передали, в отопительный прибор доставили, теперь тепло нужно передать от отопительного прибора в помещение.

Как все мы знаем, тепло от отопительных приборов в помещение поступает двумя способами. Первый — это тепловое излучение. Второй — это теплопроводность, переходящая в конвекцию.

Давайте рассмотрим каждый способ повнимательнее.

Всем известно, что тепловое излучение — это процесс переноса тепла от более нагретого тела к менее нагретому телу посредством электромагнитных волн, то есть, по сути, это перенос тепла обычным светом, только в инфракрасном диапазоне. Именно так тепло от Солнца достигает Земли. Из-за того, что тепловое излучение по сути является светом, то к нему применимы те же физические законы, что и для света. А именно: твёрдые тела и пар практически не пропускают излучение, а вакуум и воздух, наоборот, прозрачны для тепловых лучей. И только наличие в воздухе концентрированных водяных паров или пыли уменьшает прозрачность воздуха для излучения, и часть лучистой энергии поглощается средой. Поскольку воздух в наших домах не содержит ни пара, ни плотной пыли, то очевидно, что для тепловых лучей его можно считать абсолютно прозрачным. То есть излучение не задерживается и не поглощается воздухом. Воздух не греется излучением.

Лучистый теплообмен идёт до тех пор, пока существует разница между температурами излучающей и поглощающей поверхностей.

Теперь поговорим про теплопроводность с конвекцией. Теплопроводность — это перенос тепловой энергии от нагретого тела к холодному телу при непосредственном их контакте. Конвекция — это вид теплопередачи от нагретых поверхностей за счёт движения воздуха, создаваемого архимедовой силой. То есть нагретый воздух, становясь легче, под действием архимедовой силы стремится вверх, а его место возле источника тепла занимает холодный воздух. Чем выше разница между температурами нагретого и холодного воздуха, тем больше подъёмная сила, которая выталкивает нагретый воздух вверх.

В свою очередь, конвекции мешают различные преграды, такие как подоконники, шторы. Но самое главное — это то, что конвекции воздуха мешает сам воздух, а точнее, его вязкость. И если в масштабах помещения воздух практически не мешает конвективным потокам, то, будучи «зажатым» между поверхностями, он создаёт существенное сопротивление перемешиванию. Вспомните оконный стеклопакет. Слой воздуха между стёклами тормозит сам себя, и мы получаем защиту от уличного холода.

Ну, а теперь, когда мы разобрались в способах теплопередачи и их особенностях, давайте посмотрим на то, какие процессы проходят в отопительных приборах при разных условиях. При высокой температуре теплоносителя все отопительные приборы греют одинаково хорошо — мощная конвекция, мощное излучение. Однако при снижении температуры теплоносителя всё меняется.

Конвектор. Самая горячая его часть — труба с теплоносителем — находится внутри отопительного прибора. От неё греются ламели, и чем дальше от трубы, тем ламели холоднее. Температура ламелей практически равна температуре окружающей среды. Излучения от холодных ламелей нет. Конвекции при низкой температуре мешает вязкость воздуха. Тепла от конвектора крайне мало. Чтобы он грел, нужно либо повышать температуру теплоносителя, что сразу снизит эффективность системы, либо выдувать из него тёплый воздух искусственно, например, специальными вентиляторами.

Алюминиевый (секционный биметаллический) радиатор конструктивно очень похож на конвектор. Самая горячая его часть — коллекторная труба с теплоносителем — находится внутри секций отопительного прибора. От неё греются ламели, и чем дальше от трубы, тем ламели холоднее. Излучения от холодных ламелей нет. Конвекции при температуре 45-55 °С мешает вязкость воздуха. В итоге тепла от такого «радиатора» в нормальных условиях эксплуатации крайне мало. Чтобы он грел, нужно повышать температуру теплоносителя, но оправдано ли это? Таким образом, мы практически повсеместно сталкиваемся с ошибочным расчётом количества секций в алюминиевом и биметаллическом приборах, которые основываются на подборе «по номинальному температурному потоку», а не исходя из реальных температурных условий эксплуатации.

Самая горячая часть стального панельного радиатора — внешняя панель с теплоносителем — находится снаружи отопительного прибора. От неё греются ламели, и чем ближе к центру радиатора, тем ламели холоднее. А излучение от наружной панели идёт всегда

Стальной панельный радиатор. Самая горячая его часть — внешняя панель с теплоносителем — находится снаружи отопительного прибора. От неё греются ламели, и чем ближе к центру радиатора, тем ламели холоднее. Конвекции при низкой температуре мешает вязкость воздуха. А что с излучением?

Излучение от наружной панели идёт до тех пор, пока существует разница между температурами поверхностей отопительного прибора и окружающих предметов. То есть всегда.

Кроме радиатора данное полезное свойство присуще и радиаторным конвекторам, таким как, например, Purmo Narbonne. В них теплоноситель также протекает снаружи по прямоугольным трубам, а ламели конвективного элемента располагаются внутри прибора.

Применение современных энергоэффективных отопительных приборов способствует снижению затрат на отопление, а широкий ряд типоразмеров панельных радиаторов от ведущих производителей с лёгкостью помогут воплотить в жизнь проекты любой сложности.

Низкотемпературная система отопления — Обзоры (выбор системы отопления) — Отопление — Каталог статей

Традиционные системы отопления, рассчитываются по старому, при выходе из котла температура воды составляет в среднем 70-80 градусов, на входе примерно 60. На практике же такой режим не используется, и для расчета систем отопления используют европейские нормы. Именно по этим нормам, настроены импортные котлы длительного горения.

Европейский стандарт по отоплению EN 442 имеет обычный температурный режим 75/65 градусов, помимо этого существует также понятие «мягкое тепло», с режимными параметрами 55/45 град. Данный температурный режим, станет основным в будущем.

Что такое низкотемпературная система отопления?

Это система, где температура воды на выходе составляет 60 град. На входе – менее 40. Это довольно условное разграничение по температуре, да и дело здесь не только в температуре.

Довольно широкой известности, приобрела система низкотемпературного отопления «теплый пол». В ней также эффективно могут использоваться радиаторы разного размера.

Они предусматривают установку напольных и настенных элементов оборудования. Настенная система отопления представляет собой систему труб, в которой теплоноситель перемещается за счет конвекции: горячая вода направляется вверх, отдает тепло помещению и уже в охлажденном виде поступает вниз. Трубы таких систем устанавливаются на расстоянии 10 мм от стены, что способствует более быстрому нагреву дома. Основное правило монтажа низкотемпературной настенной системы состоит в том, что площадь труб должна составлять треть от площади всех стен в комнате. То есть, в комнате площадью 30 кв. м общая площадь труб должна составлять 10 кв. м.

Напольная низкотемпературная система функционирует по такому же принципу, что и настенное отопление. Однако напольный вариант отличается значительно более простым способом монтажа и меньшей стоимостью. Высокая эффективность напольного низкотемпературного отопления позволяет использовать эту систему во влажных помещениях с напольным покрытием из плитки или камня. В отличие от настенной системы, напольное отопление работает медленнее, поэтому на обогрев помещения требуется больше времени.

По сути, в каждом частном доме используется низкотемпературная система отопления, и в переходной сезон температура на регуляторе газового котла, равна 50-60 градусам.

Главным преимуществом низкотемпературного отопления, является его комфортность. Ведь не раз уже говорилось об осушении воздуха разогревшимися радиаторами, и о большом количестве пыли, вызванной вследствие воздушной конвекции.

Еще одним достоинством низкотемпературной системы отопления считается более низкий расход энергии, чем у обычной отопительной системы. Для предварительного нагрева воды может быть использован солнечный радиатор, установленный на крыше. Кроме того, преимуществом данной системы является высокая экономичность. Дело в том, что трубы не нуждаются в изоляции – они устанавливаются внутри стен и таким образом обогревают здание. Это означает, что низкотемпературная система не дает тепловых потерь.

Пластмассовые трубы превосходно эксплуатируются при невысоких температурах, не портятся от воздействия кислорода и не забиваются отложениями.

Необходимо учесть такую особенность низкотемпературных систем, как сокращение циркуляции пыли. Данный вид отопления рекомендуется устанавливать людям с высокой чувствительностью к пыли.

Чем температура отопительного прибора ближе к требуемой температуре воздуха, тем комфортнее находится в таком помещении. По другому, чем меньше температурный напор, тем комфортнее.

К еще одному преимуществу низкотемпературного отопления можно отнести, возможность применения в системе, современных технологий. А именно можно использовать конденсационные котлы и солнечные коллекторы. Которые требуют низкой температуры обратки, в системе.

По этому, низкотемпературная система отопления – являет собой систему отопления, рассчитанную на режим работы при низких температурах, в районе 60/40 градусов и ниже. Под этот режим специально подбираются генераторы тепла и радиаторы. Также в низкотемпературном отоплении допускается возможность использования высоких температур во время зимы, при сильных морозах.

Низкотемпературные радиаторы центрального отопления REGULUS-system

В современном строительстве все чаще применяются решения, базирующиеся на экологически чистых источниках возобновляемой энергии. Низкотемпературное отопление часто становится приоритетом. В связи с этим все шире стали применяться конденсационные котлы или тепловые насосы в соединении с хорошим утеплением объектов. Это не только снижение затрат на эксплуатацию и большая экономия тепловой энергии — достаточно, чтобы температура воды в инсталляции вместо 70ºC достигала 50ºC — но также это гарантия теплового комфорта. Однако, одного теплового насоса не достаточно, в современной, низкотемпературной инсталляции следует применить низкотемпературные радиаторы, которые отличаются наибольшей поверхностью теплообмена, эмиссией тепла с помощью конвекции и/или циркуляции, поддерживаемой вентилятором. Немаловажное значение имеет минимально возможный вес системы передачи тепла — преимущества которой можно оценить в переходные периоды.

Все радиаторные системы REGULUS-system отличаются очень большой поверхностью теплообмена. Прекрасно вписываются в вышеупомянутые условия, вполне соответствуя требованиям экономии энергии в строительстве и обеспечивая тепловой комфорт. Имеют поверхность контакта с нагреваемым воздухом на 50% большую, чем панельные радиаторы того же размера. Большая поверхность контакта означает более эффективное нагревание при низких параметрах теплового агента. Это также потому, что «регулусы» — это низкотемпературные радиаторы. Благодаря своему специфическому строению они не находят места в актуально принятой терминологии радиаторов. Не «ребряки», не «панели» и не «конвекторы» по определению. Состоят из двух систем: медной водяной системы и алюминиевой системы теплообмена. Их строение напоминает автомобильный радиатор. В медном змеевике течет инсталляционная вода, а тепло передается в окружающую среду через алюминиевые эмиттеры тепла. Нагревание помещение происходит смешанным способом с помощью широкоугольного теплового излучения, исходящего от рифленой поверхности и путем конвекции. Большая доля излучения от рифленой поверхности радиатора приводит к равномерному распределению тепла в помещении. 

 

В системах, питающихся фактором с низкими параметрами в переходные периоды, когда необходимостью является быстрое повышение или понижение температуры, хорошо сработает отопительная система с малой общей массой, чем и отличаются радиаторы REGULUS-system. Большая общая масса системы теплообмена отличается высокой тепловой инертностью, что и приводит к систематическому перегреванию или недостаточному нагреванию помещения. Быстрая задержка нагревания важна не только для оптимизации затрат на отопление, но также имеет ключевое значение для теплового комфорта. При внезапном усилении яркости солнечного света в переходные периоды или при возникновении неожиданного притока тепла, соответственно управляемая инсталляция с «регулусами» быстро перестает греть и так же быстро начинает работать, делая отопление экономичным и комфортным.

 

Отопительная система с малой общей массой делает возможным не только быстрый доступ пользователя к теплу, но и получение тепла в необходимом количестве. Такое отопление просто запустить и остановить, так как инертность системы — минимальная. Система с малой массой может работать практически круглый год, так как затраты на запуск отопления на пятнадцать или пятьдесят минут, с целью коррекции температуры, очень низкие. 

 

В предложении REGULUS-system также доступны версии низкотемпературных радиаторов, значительно улучшающих их эффективность в системах с экологически чистыми источниками тепла, такими как конденсационные котлы, тепловые насосы, системы с несколькими источниками тепла и буфером ц.о. Одной из таких версий является настенный радиатор, усиленный вентилятором. Вентилятор охлаждает тепловой фактор в радиаторе, тем самым увеличивает количество тепла, отдаваемого радиатором помещению — то есть, можно увеличить мощность без изменения размеров радиатора.

 

E-VENT строение напоминает другие настенные радиаторы REGULUS-system — с той разницей, что в нижней части пакета алюминиевой ламели есть вырез, а в нем магниты, позволяющие прикрепить и снять вентилятор (или вентиляторы, в случае большой длины радиатора). Благодаря вентилятору, устройство нагревает с переменной мощностью, соответствующей требованиям пользователя, повышается его мощность, также существует возможность управления динамикой нагревания. 
 

Радиатор E-VENT может работать в инсталляции также после выключения или деинсталляции, в таком случае работает в режиме стандартного водяного радиатора. Благодаря простоте монтажа и демонтажа вентилятора, радиатор E-VENT прекрасно проявит свои качества в инсталляции, снабженной стандартным котлом ц.о., работающим в высоких параметрах, который в будущем будет заменен на экологически чистый, низкотемпературный источник тепла (конденсационный котел, насос ц.о.). На первом этапе радиатор будет работать без вентилятора, а после смены источника тепла на низкотемпературный уже с вентилятором.

 

 

 

В низкотемпературных инсталляциях прекрасно сдает экзамен другой низкотемпературный радиатор REGULUS-system под названием DUBEL, являющийся альтернативой стальным, трехпанельным радиаторам. Dubel состоит из двух корпусов радиаторов типа SOLLARIUS (с плоской верхней крышкой), параллельно соединенных в общем корпусе — толщина 18 см. В предложении необычно редкое предложение на рынке: радиатор высотой всего лишь 12 см (+ монтажный стойки — 8 см высоты) для установки в полу в вертикальной позиции. Это низкотемпературный радиатор, который, несмотря на бытующее мнение, при своей относительно большой мощности имеет небольшие размеры. Эта конфигурация работает не только в инсталляциях с тепловыми насосами, но и позволяет ограничить габариты применяемых настенных радиаторов и может применяться в помещениях, потребляющих большое количество тепла. 

 

 

Все радиаторы REGULUS-system можно применять без ограничений, в открытых и закрытых системах ц.о., а также в инсталляции любого типа, выполненной из меди, пластика или, традиционно, из стали. Радиаторы прекрасно работают совместно с низкотемпературными источниками тепла, конденсационными и твердотопливными котлами, а также с тепловыми насосами. Строение радиаторов предусматривает защиту от коррозии и и изменений давления в инсталляции, значительно продлевая время их эксплуатации. Устройства имеют допуск к применению на территории ЕС.

 

РЕИМУЩЕСТВА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ РАДИАТОРОВ REGULUS-system  

  • экономичное экономичное отопление
  • обеспечение теплового комфорта
  • точная поставка тепла
  • динамичное отапление — быстрая реакция на потребности в тепле
  • равномерное распределение температуры
  • температура безопасного прикосновения
  • большая мощность без значительного увеличения габаритов
  • могут работать совместно с любым источником тепла.
  • гарантия 25 лет

 

Температурный режим и низкотемпературное отопление

Температурный режим характеризуется тремя параметрами : температурой теплоносителя на выходе из котла, на входе в котел и температурой воздуха в помещении. Проще говоря, – подача/обратка/воздух, именно в такой последовательности идут числа во всех документах.

Традиционные системы отопления по старинке рассчитываются так, что на выходе из котла вода имеет температуру примерно в – 70,080,0 °C, а на входе около – 60,0 °C. Но такой режим на практике не используется. Для расчета систем отопления лучше принимать европейские нормы. Именно на них настроено большинство импортных котлов.

В европейском стандарте по отоплению EN 442 говорится об обычном температурном режиме – 75/65 °C, но в тоже время вводится понятие “мягкого тепла”, что соответствует параметрам – 55/45 °C. Такой температурный режим в соответствии с документом должен стать основным в будущем.

Что такое низкотемпературная система отопления? Низкотемпературной можно условно назвать систему, где на выходе из котла до – 60,0 °C, а на входе – до 40,0 °C   Разграничение по температуре довольно условно, да и дело не столько в самой температуре.

Уже известной разновидностью низкотемпературного отопления стала система “теплый пол”. Но в ней могут эффективно использоваться и радиаторы. По сути каждый, кто имеет свой частный дом, пользуется низкотемпературной системой отопления, когда в переходный сезон устанавливает регулятор температуры газового котла на уровень – 50,060,0 °C.

Говоря о преимуществах низкотемпературного отопления, начать стоит с комфорта. Много написано об осушении воздуха сильно горячими радиаторами, о воздушной конвекции и пыли, которую она вызывает. Будучи грамотным человеком, не стоит воспринимать это как главный аргумент. Теоретически эти явления имеют место. Но нам сложно оценивать их величину. Каждому из нас и наших предков приходилось всю жизнь благополучно жить при традиционном отоплении с высокой температурой. Однозначно лишь то, что теплый радиатор действительно комфортнее горячего.

Следующим преимуществом низкотемпературного отопления является возможность применения современных технологий. Речь идет о конденсационных котлах и солнечных коллекторах. Они требуют того, чтоб в системе была низкая температура обратки.

Проектирование инженерных систем Тюмень
+7-932-2000-535

Таким образом, низкотемпературная система отопления – это система отопления, рассчитанная на работу в режиме низких температур, к примеру, – 60/40 °C и ниже. Под этот режим подбираются генераторы тепла, радиаторы. Представляется, что низкотемпературное отопление допускает использование высоких температур во времена сильных морозов.

Отопление и водоснабжение – многогранный инженерный процесс,

требующий знаний и умений ПРОФЕССИОНАЛА.

Проясним Вашу ситуацию и ответим на вопросы бесплатно +7-932-2000-535

Сантехнические работы Тюмень

Низкотемпературные системы отопления жилых зданий

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ (ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ)

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ (ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ) В ходе выполненных нами исследований было установлено следующее. 1. В структуре потребления тепловой энергии ее затраты на отопление могут достигать 75% от общей

Подробнее

ОТ 10 МАЯ 2012 Г.

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО (ОАО) «ИНСОЛАР-ИНВЕСТ» ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОНТРАКТ 16.526.11.6014 ОТ 10 МАЯ 2012 Г. РАЗРАБОТКА ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБРАЗЦОВ УСТАНОВОК, УСТРОЙСТВ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ КВАРТИРНОЙ

Подробнее

Тепловой насос: используем энергию земли

Тепловой насос: используем энергию земли Около трех четвертей энергии, потребляемой в домашних хозяйствах, расходуется на отопление и горячую воду. При этом энергия добывается главным образом посредством

Подробнее

ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ. MyHeat_N.indd :09

ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ MyHeat_N.indd 1 01.05.15 08:09 О ТЕПЛОВЫХ НАСОСАХ Тепловые насосы соответствуют требованиям завтрашнего дня, так как могут безгранично использовать доступное тепло окружающей среды. Вместе

Подробнее

Новые направления развития энергетики

6-я я Международная конференция Энергоэффективность в жилищно-коммунальном хозяйстве и промышленности, АДСОРБЦИОННЫЕ ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНОГО ТЕПЛА И ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ

Подробнее

www.danheat-sunrain.ru О нас О Компании «DanHeat-SunRain»: Компания DanHeat-SunRain является поставщиком альтернативных источников теплоснабжения в России. Компания образовалась путем слияния мирового

Подробнее

Воздушные тепловые насосы

Воздушные тепловые насосы Для наружной установки Для внутренней установки Тепловая мощность: от 8 до 60 квт Температура наружного воздуха до — 25⁰С Тепловая мощность: от 9 до 40 квт Температура наружного

Подробнее

Теплонасосные системы для

ТЕХНОЛОГИИ Теплонасосные системы для зданий в тренде РОССИЙСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА В. Ф. Горнов, директор проектного отделения ОАО «Инсолар-Инвест» Ключевые слова: энергоэффективность, грунтовый теплообменник,

Подробнее

Отопление тепловыми насосами

Отопление тепловыми насосами В р. п. Решетниково Клинского района Московской области построен в рамках адресной программы Московской области «Переселение граждан из аварийного жилищного фонда Московской

Подробнее

СДЕЛАНО В РОССИИ. Тепловые насосы

СДЕЛАНО В РОССИИ Тепловые насосы Содержание Содержание 1. О компании…. Принцип работы теплового насоса…. Тепловые насосы GHP -0S/L… a. Технические характеристики… b. Габаритные размеры…7 c. Характеристические

Подробнее

Ваш комфорт Наша забота

Ваш комфорт Наша забота Почему стоит выбрать электрический электродный отопительный котел Актуально и экономично альтернатива газовому отоплению; модельный ряд от 2 до 700 квт; низкие капитальные затраты;

Подробнее

Схема обвязки аккумуляционной ёмкости

Схема обвязки аккумуляционной ёмкости При работе электрокотла с теплоаккумулятором основное время работы электрокотла ночное. При этом электроэнергия расходуется по льготному ночному тарифу (должен быть

Подробнее

СХЕМЫ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ДВУХЭТАЖНОГО ДОМА

СХЕМЫ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ ДВУХЭТАЖНОГО ДОМА Основой для любого проекта отопления является правильно разработанная схема. Она определяет порядок монтажа, характеристики компонентов и параметры всей системы.

Подробнее

Системы энергосбережения

Системы энергосбережения г. Гороховец Женский Монастырь «Знаменка» ООО «Энергосберегающие системы» Авторизованный дилер STIEBEL ELTRON В Нижегородской области www.santexnn.ru (8313) 36-03-51 8(920)067-17-77

Подробнее

Тепловой насос «Воздух-Вода» UNITHERM

Тепловой насос «Воздух-Вода» UNITHERM для отопления и горячего водоснабжения 50 Гц R-410 INVERTER Диапазон производительности 6 квт 16 квт Инновационная система отопления, горячего водоснабжения и охлаждения!

Подробнее

Геотермальные климатические системы

Геотермальные климатические системы ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ Тепловые насосы — это компактные отопительные установки для автономного обогрева, охлаждения и горячего водоснабжения. Такие системы работают без использования

Подробнее

Газоснабжение Теплоснабжение

Вопросы вступительного экзамена магистратуры 6М072900-Строительство (Специализация Теплогазоснабжение и вентиляция) Направление подготовки научное и педагогическое, срок обучения 2 года Вопросы сформированы

Подробнее

Абсорбционные бромистолитиевые

Абсорбционные бромистолитиевые термотрансформаторы и некоторые технологии их использования для утилизации сбросной теплоты Докладчик: Ведущий инженер Института теплофизики СО РАН Горшков В.Г. Научно техническая

Подробнее

ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ

ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ Система отопления служит для обогрева помещений в холодный период года и поддержание нормативной температуры воздуха в помещении независимо от переменной температуры наружного

Подробнее

Все, что вам нужно знать о низкотемпературном отоплении

Наши дома становятся все лучше изолированными, что делает низкотемпературное отопление все более популярным. Низкотемпературное отопление (LTH) обогревает ваш дом более равномерно, с более постоянным темпом и более экологичным способом , чем обычная система центрального отопления. Кроме того, низкотемпературный нагрев щадит кошелек!

Что такое низкотемпературный обогрев?

В то время как температура подачи воды центрального отопления в традиционной системе отопления находится в диапазоне от 75 ° C до 85 ° C, в случае низкотемпературного отопления эта температура находится в диапазоне от 35 ° C до 55 ° C .Из-за этой низкой температуры тепловая мощность нагревательных приборов значительно выше, чем в обычных системах отопления. Это не только лучше для окружающей среды, но и намного дешевле!

Какие преимущества?

● Более экономичное отопление

В правильно изолированном доме низкотемпературное отопление позволяет снизить потребление энергии на на ошеломляющие 30% .

● Меньше сквозняков и холодных углов

При использовании низкотемпературного обогрева температура воздуха у потолка ненамного выше, чем у воздуха у пола.Это означает, что тепло на распределяется более равномерно на , чем в случае традиционного отопления. Не говоря уже о значительно меньших сквозняках и холодных углах.

● Очиститель воздуха

Низкотемпературное отопление производит на меньше переносимой по воздуху пыли вокруг дома (потому что оно включает более слабые воздушные потоки из-за повышения температуры). Это означает, что вы избегаете следов ожога, создаваемых нисходящими частицами пыли (частицы пыли, оседающие на горячие металлические поверхности), и, следовательно, снижаете риск раздражения дыхательных путей.

● Практический

Использование низкотемпературного обогрева обходится без необходимости выключить термостата, когда вы включаете на ночь или вам просто нужно выщипать дверь. Единственный раз, когда вам следует немного уменьшить термостат, — это когда вы выходите из дома на более длительный период времени (например, когда вы уезжаете в отпуск).

Какие есть недостатки?

Если у вас низкотемпературное отопление, особенно пол или стены, вы обнаружите, что вам нужно быть маленьким пациентом , прежде чем ваш дом станет красивым и теплым.Это делает низкотемпературное отопление менее подходящим для помещений, которые нужно обогревать быстро или только на короткое время.

Какие требования?

● Надлежащая изоляция

Единственный способ поддерживать равномерную температуру для создания приятного и уютного тепла с помощью низкотемпературного обогрева — это правильно изолировать дом.

● Подходящие отопительные котлы и элементы

Если вы решили перейти на низкотемпературное отопление, вы не можете использовать какой-либо отопительный котел или нагревательные элементы.Не обойтись без бойлера LTH или теплового насоса . Тепловой насос обойдется вам дороже, чем котел LTH, но, опять же, это также самый энергоэффективный вариант. Вы также можете использовать солнечное тепло для обогрева дома. В этом случае вам понадобится солнечный котел . Если вы хотите объединить разные системы, не проблема!

Наконец, если вы остановились на низкотемпературном обогреве, вам понадобится нагревательных элемента с большой поверхностью , чтобы максимально увеличить количество тепла, которое может передаваться в окружающий воздух.Существует выбор между радиаторами LT (увеличенные радиаторы), конвекторами LT (крупнее стандартных конвекторов), обогревом стен, пола или потолка или обогревом с помощью теплового насоса «воздух-воздух».

Преимущества низкотемпературных систем отопления

Низкотемпературные системы — это то место, куда направляются все домашние системы отопления. Это то, что требуется, если мы хотим установить больше тепловых насосов, но это также дает огромные преимущества для газовых котлов и открывает путь для других более чистых источников.

Что мы подразумеваем под «низкотемпературной системой отопления»?

Ну, мы не имеем в виду, что в доме холодно, мы просто имеем в виду, что комфортная температура в помещении достигается при относительно прохладной системе отопления. Таким образом, вместо радиаторов на 70 ° C, ваши радиаторы могут иметь температуру от 25 ° C до 50 ° C, но при этом обеспечивать комфорт и даже улучшать его. Обычно низкотемпературные системы отопления не превышают 35-55 ° C. Это абсолютно достижимо для большинства британских систем отопления в настоящее время, однако в этой статье мы говорим о преимуществах работы любой системы при температуре ниже, чем в настоящее время.

Важно отметить, что в идеале они также должны иметь низкие температуры внутри вашего источника тепла. Эти двое не обязательно идут рука об руку.

Есть 3 способа создания низкотемпературной системы отопления. Увеличенные размеры излучателя (радиатора), повышенная изоляция и контроль низких температур. Все они будут работать по отдельности, но лучший способ снизить температуру и извлечь выгоду из всех перечисленных ниже атрибутов — это реализовать их вместе.

Однако самая важная и простая часть — это правильно настроить и использовать регулирующие элементы управления, такие как погодная компенсация или компенсация нагрузки.Это даст вам максимальную отдачу от следующих преимуществ.

Более низкая скорость коррозии

После того, как ваша система будет запущена и заработает, ваша основная борьба будет против коррозии. В основном это происходит из-за радиаторов, которые загрязняют воду в системе. Это создает такие проблемы, как повреждение насоса и клапанов, образование накипи в главном теплообменнике в случае газовых котлов, проблемы с балансировкой и снижает эффективность эмиттера.

Коррозия — это химическая реакция. Как и в случае любой химической реакции, чем горячее химическое вещество, тем быстрее реакция.Это связано с тем, что при нагревании любая молекула возбуждается и колеблется с более высокой частотой. Это увеличивает его «скорость столкновения» с другими химическими веществами, с которыми он может реагировать, и, в свою очередь, увеличивает скорость химической реакции.

Фактически, существует практическое правило, согласно которому скорость коррозии металла увеличивается вдвое на каждые 10 ° C повышения температуры. Так, если, например, скорость коррозии составляет 10 МПа (мил на год) при 50 ° C, ожидайте, что она составит 20 МПа при 60 ° C.

Основной переменной здесь является уровень кислорода.Кислород является активным ингредиентом коррозии, отсюда и термин «окисление». Это становится очевидным, когда мы сравниваем открытые вентиляционные системы с герметичными.

В открытой вентилируемой системе вода быстро снижает содержание «растворенного кислорода», когда система нагревается выше 80 ° C. Тот факт, что он открыт для атмосферы, означает, что этот кислород может покинуть систему, и поэтому после достижения этой температуры скорость коррозии начинает быстро падать.

В герметичной системе, однако, тот факт, что в ней небольшое давление, увеличивает эту температуру насыщения кислородом, и поэтому кислород остается в воде.Тот факт, что система герметична, также не дает возможности проникнуть кислороду, поэтому скорость коррозии неуклонно возрастает.

Большинство систем в наши дни будут работать при максимальной температуре подачи 80 ° C и возвращении 60 ° C, что даже не приведет к уменьшению коррозии. Фактически, скорость коррозии в открытой вентиляционной системе не упадет до тех пор, пока температура потока не достигнет почти 90 ° C, и никогда в герметичной системе.

Коррозию невозможно остановить, ее можно только замедлить, и минимизация температуры подачи делает именно это.

Меньше теплового удара для системы

Все материалы подвержены термическому напряжению, однако некоторые из них больше, чем другие. В котлах и отопительном оборудовании выбираются компоненты, выдерживающие высокие температуры, но проблема заключается в том, чтобы снова остыть и снова нагреться.

Повторяющееся нагревание и охлаждение может привести к трещинам в материалах. Особенно, когда контактируют два материала с разными тепловыми характеристиками из-за разной степени расширения. Это одна из причин, по которой некоторым инженерам нравится видеть в котлах всю латунь и медь, а также отказ от возможности создавать композит, выдерживающий одинаковую температуру.

Это нагревание и охлаждение также может вызвать высыхание смазанных механических компонентов и повреждение резиновых уплотнений в соединениях и клапанах. Вы можете заметить аналогичные эффекты в других материалах, которые оставлены на усмотрение элементов снаружи, особенно в резине.

Конечно, выбираются материалы, которые менее подвержены этому воздействию. Но если вы работаете при более устойчивых более низких температурах, это продлит еще больше срока службы до того, как потребуется ремонт, что в реальном выражении повысит эффективность.

Лучше для расширительного бака

Расширительный бак — это то, что принимает на себя тепловое расширение воды при ее нагревании. Они имеют внутреннюю резиновую мембрану и наполнены воздухом, который со временем истощается.

При включении системного охладителя будет меньше воды в системе расширяться в резервуар, и поэтому резервуар будет меньше изгибаться. Это будет означать, что мембрана прослужит дольше до разрыва, а также будет разряжаться медленнее. Сохранение резины при более стабильной и более низкой температуре также полезно из-за термического напряжения, упомянутого выше.

Снижает кавитацию и защищает насос системы

Кавитация — это процесс, при котором ваш отопительный насос эффективно кипятит воду на входе из-за низкого давления. Это приводит к бесполезной трате энергии на работу насоса и поломке насоса, что приводит к отказу насоса, а также к шуму.

Понижая температуру теплоносителя, вы сокращаете процесс кипения. Эта кавитация также происходит на фитингах внутри системы. Кроме того, при понижении мощности котла, при условии, что у вас есть внутренний насос бойлера, вы замедляетесь, уменьшая кавитацию еще больше.Скоро выйдет статья о кавитации…

Чище и безопаснее Воздух в доме

Несмотря на то, что он называется «радиаторами», большая часть тепла от радиатора на самом деле является конвекционным теплом, а не излучается. Фактически, утверждается, что 80% тепла от радиатора передается конвекцией. В действительности соотношение лучистого тепла и конвективного тепла зависит от температуры радиатора. Эта конвекция втягивает воздух через радиатор и распространяет тепло по комнате, создавая конвекционный поток.

Когда воздух всасывается вверх по поверхности радиатора и проходит через конвекционные ребра радиатора (вы знаете, эта область, полная пыли и паутины, которую редко когда-либо очищают), он может выбросить в воздух огромное количество аллергенов.

Эти аллергены в основном состоят из омертвевшей кожи, экскрементов пылевых клещей, мертвых пылевых клещей, плесени, волос / кожи / клещей и т. Д., Если присутствуют домашние животные.

Хуже всего являются экскременты пылевых клещей, хотя около 10% населения имеют значительную аллергию на них, что вызывает одни из самых серьезных аллергий и, в частности, детскую астму.

Нагрев при более высокой температуре также имеет тенденцию к высушиванию воздуха, что может усугубить проблемы у людей с экземой или проблемами с дыханием.

Даже незначительное понижение температуры излучателя значительно изменяет способ передачи тепла с конвекции на более лучистое тепло, которое оседает в воздухе. Важный, особенно если домохозяйство проживает в уязвимом или чувствительном к аллергенам месте.

Меньшие потери через трубы в неотапливаемых зонах

Теплопередача создается за счет DT (перепада температур).Чем шире этот DT, тем эффективнее будет передача тепла. Трубопроводы, проходящие под подвесными полами и чердаками, особенно если они горячие, будут отводить тепло в области, где это не обязательно.

Хотя эти охладители не так эффективны, как изоляция трубопроводов, они снижают тепловыделение. Более того, если прибор понижает скорость, это часто также относительно снижает скорость насоса. Это снижает скорость потока и дополнительно снижает теплопередачу из-за наличия более «ламинарного потока».Еще один очень маленький выигрыш, но все они складываются.

Меньше шума / скрипа в системе

На самом деле это проблема не из-за высоких температур, а из-за отсутствия зазоров на трубах и должного внимания при установке. Но если у вас любопытная, скрипучая система, весьма вероятно, что скрип вызван расширением и сжатием длинных участков труб и хомутов радиатора.

При включении / выключении высокотемпературных систем эти длинные участки труб будут постоянно расширяться и сжиматься, что приводит к трению половыми досками и балками.Более стабильная работа системы и охлаждение минимизируют это движение.

Аналогично радиаторам, которые щелкают при расширении. Они скользят по зажимам, которые удерживают их, вызывая «тикающий шум», опять же, здесь помогает системный кулер.

Комфорт при более низких температурах в помещении

Есть много причин, по которым низкотемпературные системы более удобны, и вам будет трудно найти кого-то, кто живет с одним из них и не согласен с этим. Для этого есть 4 основные причины, самая важная из которых — увеличение лучистого тепла.

Лучистое тепло

Лучистое тепло — странная вещь. Для прохождения через нее не нужен посредник. Фактически, это то, как солнце нагревает землю через космический вакуум.

По сути, это световая волна (инфракрасная). Он движется по прямым линиям, и как только они ударяются о поверхность, они заставляют поверхность вибрировать с частотой, аналогичной частоте источника.

Лучистое отопление в комнате нагревает стены и мебель, которые, в свою очередь, излучают обратно в комнату.

Если вы войдете в комнату с низкой температурой воздуха, вы также можете излучать обратно в эту комнату, заставляя вас замерзнуть.Однако при более лучистом обогреве стены и излучатели будут излучать обратно к вашему телу и одежде, заставляя вас чувствовать себя теплее, чем если бы у вас просто не было слишком мало лучистого тепла.

Конечно, они уравновешивают определенное количество, но они заметны и также приводят к меньшему количеству сухого воздуха.

Повышенный комфорт за счет уменьшения градиента температуры в помещении и стабильной мощности излучателя.

Еще одним заметным эффектом низкотемпературного отопления в помещении является уменьшение градиента температуры. Когда комната нагревается более холодным излучателем, используется большее количество лучистого тепла, которое, как уже упоминалось, распространяется по прямым линиям.

Инфракрасный свет встречает и нагревает поверхности в комнате, а затем эта поверхность излучается обратно в комнату. В результате комната нагревается более равномерно.

Радиатор с большей конвекцией тепла нагревает воздух до температуры выше комфортной. По мере того, как это охлаждает, воздух будет падать с другой стороны комнаты, и такие предметы, как диваны и кровати, могут нарушить этот поток.

Природа высокотемпературного включения / выключения нагрева заключается в том, что радиатор также пульсирует. В помещении будет превышена выбранная комнатная температура, затем она будет ниже, прежде чем отопление снова включится.

Система с более низкой температурой может свести к минимуму этот эффект «перегрузки или недооценки» и даже просто сопоставить подвод тепла от системы с теплотой, необходимой для создания красивой комфортной устойчивой комнаты.

Все это означает, что комфорт можно найти при более низких температурах, а уменьшение значения параметра приводит непосредственно к экономии на счетах за топливо.

Безопаснее

Высокотемпературные радиаторы и открытые трубопроводы, несомненно, представляют опасность для уязвимых и даже в меньшей степени в случае возникновения каких-либо инцидентов.

Накипь

Накипь в газовых котлах происходит, когда железо из радиаторов или накипь из водопровода холодной воды попадают на горячую поверхность котла. Они могут затвердеть и создать прочный изолирующий слой, который бывает очень трудно удалить.

Считается, что 1 мм шкалы снижает эффективность на 5%. Более тревожный аспект заключается в том, что большинство людей вряд ли даже узнают об этом падении эффективности, пока не столкнутся с проблемами, которые могут возникнуть намного позже.

Более эффективное сгорание / передача тепла и более чистые выбросы (газовые, масляные и газовые котлы)

Теплопередача является произведением дельты T (разности температур). Чем больше разница температур между двумя веществами, тем эффективнее теплопередача и менее эффективен любой изолирующий слой между ними. Это называется «коэффициентом теплопередачи».

Котлы работают в диапазоне температур от 900 ° c до 1200 ° c, и чем ниже мы можем получить температуру воды в системе, тем выше коэффициент теплопередачи нашего теплообменника.

Информации о коэффициентах теплопередачи достаточно, но она выходит за рамки того, что мы здесь рассматриваем.

Кроме того, при использовании плавного регулирования для целевой низкой температуры котел проводит больше времени в модулированном состоянии. Это значительно увеличивает размеры камеры сгорания и теплообменника.

Это дает больше места для эффективного перемешивания горения и создания более чистого горения. Это проявляется в более низких показаниях нежелательного угарного газа, когда инженеры-теплотехники измеряют показания сгорания при низком огне.(Также может быть из-за увеличения избытка воздуха)

Это также дает более холодную камеру сгорания и, в свою очередь, снижает вредные выбросы NOx, нежелательного побочного продукта, создаваемого чрезмерно горячим сгоранием. Это модулированное состояние также имеет преимущества в виде меньшего количества остановок / пусков котла, а также целый ряд других преимуществ. Подробнее о преимуществах модулирования котла вы можете прочитать здесь.

Это также дает большую площадь поверхности теплообменника по сравнению с подводимым теплом для поглощения тепла.Это гарантирует, что максимально возможное количество тепла от сгорания будет отведено до того, как газ выйдет наружу. Это снижает потери дымовых газов.

Меньшие потери дымового газа / потери в дымовой трубе (все котлы)

На каждый градус дымового газа выше желаемой температуры в помещении мы теряем потенциальную энергию, которую можно было бы использовать в нашей собственности. Для того, чтобы эти температуры фактически выровнялись, потребовались бы совершенно непрактичные размеры радиатора и теплообменника.

Однако, как упоминалось выше, мы можем эффективно добиться этого, регулируя котел.Дать дымовым газам больше времени, чтобы контактировать с теплообменником и отдавать свое тепло.

Современные строительные нормы по теплоизоляции означают, что конструкция радиатора 40 30 (очень низкотемпературная система) не является полностью исключительной. Если этого удастся достичь, в промежуточные сезоны мы теоретически можем снизить потери дымовых газов до 1%.

Имейте в виду, что это не учитывает неэффективность цикла котла или неэффективность горения, которые рассматриваются в других статьях.На этом графике также представлена ​​чистая стоимость (европейская), а не валовая, которую мы обычно используем в Великобритании.

КПД котла обычно рассчитывается на основе состава топлива, условий горения и «потерь в дымовой трубе». Потери в дымовой трубе представлены любым теплом, которое выходит из котла через дымоход. Существует два типа потерь в дымовой трубе: «Потери сухого дымового газа» и «Потери дымового газа из-за влажности».

При измерении сухих дымовых газов вы измеряете потери «явного тепла». Это вся тепловая энергия, выходящая из дымохода выше температуры окружающей системы или температуры возвратной воды.Он не включает потерю энергии из-за влажности дымовых газов.

«Потеря дымового газа из-за влаги» относится к «скрытой» теплоте дымового газа, которая теряется из-за образования пара / водяного пара (испарения) как части процесса сгорания.

Эти потери дымового газа из-за влажности могут быть уловлены путем повторной конденсации водяного пара обратно в жидкость. Для этого мы используем конденсационные котлы.

Больше скрытой теплоты, извлеченной из дополнительной конденсации (все котлы)

Если у вас есть конденсационный котел, более низкие температуры теплообменника означают, что котел будет больше конденсировать.Вода, возможно, является неожиданным побочным продуктом горения. Но если мы посмотрим на химическое уравнение горения, это имеет смысл.

Ch5 + 2O2 -> 2h3O + CO2 + Heat

В старых котлах без конденсации эта вода покидала ваш котел через дымоход в виде водяного пара. Создание водяного пара (также известное как испарение) требует ценной энергии, фактически, до 11%. Если позволить этому пару повторно конденсироваться в старых котлах, это вызовет ржавчину и гниение внутренних частей котла.

С 2005 года современные «конденсационные котлы» стали обязательными в Великобритании.

Эти котлы могут охлаждать дымовые газы до температуры ниже 57 ° c, и когда это достигается, водяной пар снова конденсируется в жидкую воду.

Это изменение состояния с водяного пара на жидкое. Вода повторно выделяет тепло. Чем ниже температура дымовых газов, тем больше скрытой теплоты мы повторно поглощаем.

Каждый литр собранной конденсированной воды содержит дополнительно 0,65 кВт энергии, которая в противном случае осталась бы в атмосфере. Более глубокое объяснение доступно в нашей статье о теории уплотнения.

Это хорошо проиллюстрировано на приведенном ниже графике, показывающем более низкие температуры обратки, связанные с более высоким КПД.

Этот конденсат не только повышает эффективность, но и очищает теплообменник, обеспечивая чистые пути дымовых газов и максимальную теплопередачу.

Следует отметить, что этот график относится только к природному газу. максимальная эффективность конденсации масла, например, составляет 6%. Другие источники также имеют более низкие температуры конденсации, что затрудняет восстановление потерянной энергии.

Улучшенный COP для тепловых насосов

Хотя здесь меньше переменных и сложностей, гораздо больше эффективности можно получить за счет эксплуатации тепловых насосов при как можно более низкой температуре.

Тепловой насос с радиаторами при температуре 55 ° C может потреблять на 40% больше электроэнергии, чем система при температуре 40 ° C. И все мы знаем, сколько стоит электричество.

Это связано с зависимостью тепловых насосов от температуры / давления. То есть, чем выше давление хладагента, тем выше температура хладагента.

Меньшие эмиттеры и радиаторы или призыв к более высокой температуре для потребности в горячей воде означают, что компрессор должен работать сильнее, чтобы повысить температуру газа в холодильнике. Даже небольшое увеличение давления приводит к непропорционально большему использованию энергии из-за правила квадрата, которое мы упоминали в других статьях.

Не забудьте подписаться на нашу рассылку, чтобы получать наши последние статьи!

Оценка энергоэффективности здания — Веб-сайт поддержки: Низкотемпературные бытовые системы отопления

Расчетный инструмент

Введение

КПД конденсационных котлов и тепловых насосов выше, когда они подают тепло при более низкой температуре.Расчеты SAP учитывают это в случае низкотемпературной системы отопления.

Низкотемпературная система отопления определяется как система, в которой горячая вода, выходящая из теплогенератора, всегда имеет температуру, не превышающую 45 ° C или 35 ° C, даже в «расчетный день» (день с выбранными условиями холодной погоды). для расчета максимальных потерь тепла от жилища). Это определение не включает системы отопления, в которых температура воды ниже только время от времени, например, системы с погодозависимой компенсацией или средствами управления компенсацией нагрузки, а также системы под полом, в которых термостатический смесительный клапан используется для смешивания воды в высокая температура с более холодной водой перед подачей в систему теплого пола 1 .

Низкотемпературный обогрев требует другой конструкции системы, в основном для обеспечения того, чтобы излучатели тепла (радиаторы, радиаторы или конвекторы с вентилятором, или трубы напольного отопления) могли отдавать такое же количество тепла при более низкой температуре, как и традиционная радиаторная система. сделали при нормальной температуре (выше 55 ° C). Излучатели в каждой комнате должны иметь правильный размер, чтобы обеспечить это. Также должны быть установлены соответствующие регуляторы, чтобы гарантировать, что расчетная температура воды, выходящей из теплогенератора, не будет превышена, пока система обеспечивает обогрев помещения, и система введена в эксплуатацию для работы при низких температурах.При условии, что отопление помещений и нагрев воды не осуществляются одновременно, для нагрева воды могут применяться отдельные меры управления.

Низкотемпературные излучатели

применяются к расчетам SAP, когда соответствующий сертификат ввода в эксплуатацию, подтверждающий соответствие всем аспектам требований к проектированию, установке и вводу в эксплуатацию для низкотемпературной эксплуатации, подписан соответствующим образом квалифицированным специалистом и передан специалисту по оценке SAP.

В настоящее время единственное руководство по проектированию, признанное SAP, — это отчет BRE Trust Report FB 59 «Проектирование низкотемпературных бытовых систем отопления» 2 .Он включает в себя образец сертификата на проектирование, установку и ввод в эксплуатацию. Другие инструкции, которые могут появиться в будущем, также могут быть признаны при соблюдении тех же условий и ограничений.

Котлы конденсационные

Конденсационные котлы работают с более высоким КПД при более низких температурах подачи и возврата. Данные об эффективности отопления помещения котла по умолчанию, содержащиеся в таблице 4b спецификации SAP 2012, и записи отдельных котлов, хранящиеся в базе данных характеристик продукции (PCDB), основаны на расчетной температуре подачи воды в системе распределения тепла 55 ° C или выше.

Если система отопления была спроектирована для работы при более низкой температуре, эффективность обогрева помещения конденсационным котлом повышается за счет соответствующей корректировки эффективности, указанной в таблице 4c спецификации SAP 2012. Эти корректировки применяются ко всем типам излучателей тепла, когда расчетная температура подачи, указанная в акте ввода в эксплуатацию (с округлением до ближайшего целого числа), меньше или равна 45 ° C или 35 ° C.

Тепловые насосы

Тепловые насосы работают с более высокой эффективностью при более низких температурах подачи.Данные по эффективности обогрева помещения в разделе 9.2.7 и таблице 4a спецификации SAP 2012 содержат значения для 35 ° C и 55 ° C, а записи базы данных характеристик продукта (PCDB) для тепловых насосов предоставляют значения для 35 ° C, 45 ° C. и 55 ° С.

По умолчанию температура подачи составляет 55 ° C. Если система отопления была спроектирована для работы при более низкой температуре, данные для более низкой температуры подачи применяются, если расчетная температура воды в подающей линии, указанная в акте ввода в эксплуатацию (с округлением до ближайшего целого числа), меньше или равна 45 ° C. или 35 ° C.

Процедура

Вспомогательный расчетный инструмент (доступный ниже) реализует процедуру проектирования, определенную в отчете BRE Trust Report FB 59, «Проектирование низкотемпературных бытовых систем отопления» 2 , что позволяет определять расчетные температуры подачи и размеры тепловых излучателей. Инструмент расчета подходит только для определения тепловой мощности эмиттера, но не для определения требуемой мощности котла или теплового насоса. Он основан на расчете потерь тепла в каждом помещении и требует подробных данных о размерах, строительных материалах или показателях теплопроводности для каждого отапливаемого помещения.

Вспомогательный расчетный инструмент был разработан Building Research Establishment Ltd. как одна из возможных реализаций принципов, определенных в BRE Trust Report FB59, и может использоваться только в сочетании с этим руководством. Альтернативные инструменты расчета, реализующие принципы BRE Trust Report FB59 или любые альтернативные инструкции, соблюдающие те же условия и ограничения, также могут быть использованы при условии утверждения Строительным научно-исследовательским учреждением. Такие альтернативы должны выдавать соответствующий сертификат ввода в эксплуатацию, который подтверждает соответствие всем аспектам проектирования, установки и ввода в эксплуатацию для работы при низких температурах.Альтернативные утвержденные инструменты расчета будут перечислены на этой веб-странице, если / когда они станут доступны.

Для использования этого инструмента важно, чтобы выполнялись следующие параметры:

• Если теплогенератор также обеспечивает горячее водоснабжение, необходимо установить средства управления, гарантирующие, что он не подает одновременно горячее водоснабжение и отопление помещений

• В проект включен расчет теплопотерь для каждой комнаты жилища, отапливаемой установкой

• Конструкция низкотемпературной системы отопления должна включать все излучатели в системе отопления.

• Тепловая мощность любых существующих радиаторов, сохраняемых для проектирования низкотемпературной системы отопления, оценивается в соответствии с «Дополнением по тепловым излучателям к Руководству по проектированию бытовых систем отопления», доступном по адресу: http: // www.microgenerationcertification.org/images/Supplementary%20tables%20of%20heat%20emitter%20outputs.pdf

• Органы управления для обеспечения продолжительной низкотемпературной работы (ограничение температуры подачи на теплогенераторе) установлены и введены в эксплуатацию в соответствии с проектом и не могут быть отменены домовладельцем

• В системе с тепловым излучателем не используется термостатический смесительный клапан для смешивания воды высокой температуры с более холодной водой перед подачей в систему 1

1 — Системы под полом могут по-прежнему иметь смесительный клапан, но только в качестве защитного устройства

2 — Доступно с www.brebookshop.com

Заявление об ограничении ответственности

Building Research Establishment Ltd. разработала инструмент расчета, который реализует процедуру проектирования, определенную в отчете BRE Trust Report FB 59 «Проектирование низкотемпературных бытовых систем отопления».

Building Research Establishment Ltd. не делает никаких заявлений и не гарантирует, что содержание средства расчета, доступного на этом веб-сайте, пригодно для любого использования или что оно представляет собой точные данные и / или рекомендации.

Загрузите инструмент (и) здесь:

BRE — Расчетный инструмент для проектирования низкотемпературных бытовых систем отопления — V1.2

Консультации — Инженер по подбору | Оценка вариантов низкотемпературного нагрева воды

Джордж Маршалл, ЧП, EYP Architecture & Engineering, Олбани, Нью-Йорк. 27 октября 2016 г.

Цели обучения:

  • Поймите, что требования к энергоэффективности подняли дизайн HVAC на новый уровень.
  • Просмотрите различные продукты и системы, которые помогают достичь эффективности в системах водяного отопления.
  • Анализируйте низкотемпературную горячую воду (LTHW) и ее преимущества.

От костров, которые мы используем для обогрева, до современных конденсационных котлов, отопление обычно требует сжигания чего-либо для получения тепловой энергии. Десятилетия назад нефтедобывающая инфраструктура Соединенных Штатов, которая использовалась для разжигания Второй мировой войны, осталась на месте после войны, а дешевой нефти было в изобилии.К этому времени (конец 1940-х — начало 50-х годов) американцы решили, что они больше не хотят загружать уголь в котел или печь; гораздо проще было просто настроить термостат и сжечь масло. Многие угольные чугунные котлы были затем оснащены горелками, работающими на жидком топливе, чтобы обеспечить это удобство.

Большинство этих ранних систем отопления (коммерческих и жилых) были паровыми системами низкого давления и более ранними гидравлическими системами с гравитационным питанием, некоторые из которых все еще работают.Однако, когда в начале 1970-х годов разразился энергетический кризис Организации стран-экспортеров нефти (ОПЕК), нефти стало не хватать, и цены резко выросли впервые за 25 лет (с 21 доллара за баррель до 52 долларов за баррель). Это был первый раз, когда американцы серьезно взглянули на энергоэффективность, и родилась фраза «эффективность котла».

С 1970-х годов промышленность стала больше полагаться на системы водяного отопления, обычно представляющие собой комбинацию оборудования, работающего на жидком топливе и газе. Эти системы использовали от 180 до 200 ° F (с перепадом Т 20 ° F), нагревая горячую воду для всех оконечных устройств (включая вентиляционные установки, фанкойлы, вентиляторы и нагреватели).Революционные в то время, они обычно достигали 80% -ного КПД для систем водяного отопления с атмосферными котлами или котлами с наддувной тягой. Некоторые из этих котлов могут даже приблизиться к пороговому значению годовой эффективности использования топлива (AFUE) 82%, но их сдерживает более высокая температура возвратной воды, необходимая для предотвращения конденсации в котлах.

Энергоэффективность

За последние 15 лет в отрасли HVAC произошел резкий сдвиг в конструкции от обычных котлов и другого оборудования HVAC к чему-либо и всему, что характеризовалось высокой эффективностью.Это в первую очередь включает двигатели, использование частотно-регулируемых приводов (ЧРП), чиллеры, конденсаторные агрегаты, котлы, печи, рекуперацию тепла и средства управления. Интересно, что в новых энергетических нормах и правилах содержатся строгие правила в отношении эффективности двигателей и охлаждающего оборудования, но многие из них еще не раскрыли весь потенциал современной конструкции котлов. Например, Международный кодекс энергосбережения 2012 г. (с поправкой 2014 г.) по-прежнему разрешает использование газовых котлов и печей с AFUE всего 78%.Понятно, что это приемлемо для небольших паровых котлов для работы в этом диапазоне, но не для большого завода.

Существует огромное количество возможностей и стратегий для увеличения общего энергопотребления здания. Например, изобретение и широкое внедрение систем прямого цифрового управления (DDC) и VFD — это сбывшаяся мечта инженера, позволяющая ему или ей спроектировать последовательность операций управления, которая ограничена только воображением. Другой вариант — рекуперация тепла с энтальпийными колесами и высокопроизводительными жидкостными системами рекуперации тепла с КПД 75%, которые теперь широко доступны.

Сегодняшние модные словечки в отрасли включают чистую нулевую энергию (NZE) и проектирование высокоэффективного здания (HPBD), оба из которых учитывают не только проектирование механических систем, но и здание в целом, включая конструкцию оболочки, исследования дневного освещения, светодиодное освещение и т. Д. потребление воды и т. д. Этот тип целостного подхода чаще всего требуется клиентами в упреждающих попытках сэкономить деньги и улучшить общую производительность здания и жителей. Например, 10 лет назад типичный владелец офисного здания на северо-востоке США был бы счастлив использовать от 80 до 120 кБТЕ / кв. Фут / год.Сегодня ожидается, что то же здание будет использовать всего от 30 до 60 кБТЕ / кв. Фут / год.

Даже несмотря на все наши достижения и инновации, большую часть времени нам все равно приходится что-то сжигать, чтобы преодолеть разрыв и достичь идеала NZE. Это возвращает нас к конденсационному котлу. Благодаря постоянно расширяющейся сети природного газа по всей стране у нас есть экологически чистое топливо, которое можно эффективно использовать в конденсационных котлах. Используя обратную воду с более низкой температурой, мы можем эффективно улавливать больше скрытого тепла при работе котла в конденсационном режиме.

Чтобы воспользоваться этим потенциалом энергосбережения, инженеры и проектировщики должны изменить свое мнение о температуре воды для отопления. Примером может служить недавний инженерный проект для нескольких различных типов больших коммерческих зданий с использованием низкотемпературного горячего водоснабжения 130 ° F с дельтой Т от 20 ° до 30 ° F, в отличие от традиционного водоснабжения 180 ° F. Это небольшое изменение конструкции увеличивает общий КПД котельной с 80-х до середины 90-х, в зависимости от мощности котла и температуры теплоносителя.

КПД котла

Чем ниже температура обратной воды, тем выше КПД котла. Некоторые производители котлов фактически включают в котел соединение с двойным обратным потоком, чтобы обеспечить возврат отопительной воды и обратный трубопровод бытового водонагревателя или системы таяния снега, что дополнительно снижает общую температуру возвратной воды в котел. Кроме того, работа нескольких котлов на более низких скоростях сжигания для соответствия нагрузке может привести к увеличению КПД котельной на целых 2%.

Сложности использования низкотемпературной горячей воды (LTHW) включают проблемы проектирования, эксплуатационные проблемы и повышенную стоимость оконечного оборудования. На сегодняшний день одной из наиболее серьезных проблем / препятствий при проектировании является выбор и получение наиболее эффективного оборудования. Большинство основных производителей вентиляционных установок (AHU) могут обеспечить выбор змеевиков с использованием LTHW.

Некоторые производители боксов с переменным объемом воздуха (VAV) используют змеевики большего размера, для чего обычно требуется переход на конце корпуса (что делает общий размер VAV больше) или фактический монтаж змеевика в воздуховоде.Нагреватели агрегатов, обогреватели шкафов, змеевики нагнетателя и фанкойлы должны быть увеличены по размеру, чтобы использовать увеличенную площадь змеевиков и пониженную скорость вращения вентиляторов для достижения проектной мощности. В некоторых случаях команда разработчиков должна затем использовать небольшие кондиционеры вместо фанкойлов / теплообменников с вентилятором, чтобы получить желаемую выходную мощность. Поскольку для LTHW требуются катушки / оконечные устройства большего размера, стоимость оборудования немного выше.

Однако при использовании LTHW необходимо соблюдать осторожность при использовании конвекторов, ребристых трубок и панельных радиаторов, поскольку выходная мощность этого оборудования, использующего LTHW, обычно не указана или недоступна.Вот почему большинство систем LTHW (за исключением систем теплого пола или систем таяния снега), как правило, в основном являются системами воздушного типа.

Использование воды 180 ° F обеспечивает очень высокие температуры приближения к змеевикам. Это желательно, так как это позволяет уменьшить площадь поверхности змеевика при одновременном создании встроенного запаса прочности, чтобы компенсировать те кратковременные часы, когда наружная температура опускается ниже погодных данных ASHRAE. Системы LTHW, с другой стороны, обеспечивают очень низкие температуры приближения и эффективно устраняют этот встроенный фактор безопасности.Тщательная перепроверка расчетов и выбор оборудования обычно не позволяет проектировщику оказаться в лесу, но всегда есть другие факторы, связанные со строительством, которые потенциально могут бросить вызов или даже помешать правильному проектированию системы. Именно здесь может помочь система управления и хорошо продуманная стратегическая последовательность действий.

С точки зрения эксплуатации, в большинстве случаев здание LTHW будет работать в соответствии с проектом до тех пор, пока температура наружного воздуха (OA) не упадет на 10–30 ° F ниже расчетной температуры OA.Чтобы компенсировать эту горстку часов в год, инженерам следует рассмотреть возможность постепенного увеличения системы управления до температуры LTHW в соответствии с нагрузкой в ​​здании. Другие стратегии включают в себя разрешение боксов VAV на мгновение подниматься выше их минимальной уставки и более раннее начало утренней разминки. Это незначительное отклонение в работе дает значительные преимущества и не приводит к заметным потерям энергии.

LTHW быстро становится отраслевым стандартом, ведущие производители оборудования модернизируют свое оборудование с учетом будущих потребностей системы.Кроме того, большинство газовых коммунальных компаний и государственных энергетических органов предлагают скидки, чтобы помочь компенсировать возросшую стоимость систем, связанных с использованием LTHW. Эти системы LTHW могут эффективно повысить КПД котельной на целых 15%, в зависимости от базового сравнения.

Это значительный вклад в HPBD в отношении снижения стоимости энергии и сокращения выбросов углекислого газа. Системы распределения пара и горячей воды в центральном кампусе начинают децентрализоваться, используя этот потенциал.Все признаки указывают на то, что в ближайшем будущем будет разработано еще больше экологически чистых источников энергии, но на данный момент LTHW действительно начинает иметь значение.


Джордж Маршалл — старший инженер-механик в EYP Architecture & Engineering.

Как низко вы можете спуститься?

Живя в эпоху высокоэффективных источников тепла, включая технологии тепловых насосов, низкотемпературные системы приобрели огромную популярность в последние годы.Операционные системы с низкими температурами приносят много преимуществ для повышения эффективности и энергосбережения традиционных систем отопления. Низкотемпературная гидронная система работает с жидкостью, работающей при температуре от 60F до 130F (≈16C и 54C). К ним относятся системы, в которых используется теплый пол или даже стены.

Другие излучатели тепла также могут работать при низких температурах, если система предназначена для этого применения. К ним относятся радиаторы, плинтусы и фанкойлы. Все они имеют удельную выходную мощность в британских тепловых единицах, основанную на логарифмической разнице средних температур (LMTD), расходах (в результате deltaT), проводимости и площади поверхности, связанной с излучателем тепла.Если увеличить площадь поверхности излучателя тепла, температура воды, необходимая для той же мощности Btuh, может быть ниже (например, более крупные змеевики кондиционера, более длинная плинтус, более крупные радиаторы и т. Д.).

Если мы это понимаем, разумно предположить, что излучающие полы или излучающие стены могут дать наилучшие результаты для низкотемпературных систем, поскольку все квадратные метры полов и / или стен фактически становятся излучающей поверхностью. Чем больше поверхность, тем ниже температура поверхности и температура воды, необходимая для поддержания желаемого заданного значения в помещении.В свою очередь, чем ниже температура воды, тем эффективнее могут быть полностью конденсационные и модулирующие котлы. Низкотемпературные системы также позволяют использовать тепловые насосы в качестве основного источника тепла.

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

Низкотемпературные излучающие пол или стеновые системы называются излучающими, но они также обеспечивают некоторую конвективную теплопередачу. Конвективная составляющая изменяется в зависимости от ориентации (вверх, по горизонтали или вниз), площади поверхности и перепада температур, тогда как радиантная составляющая всегда будет постоянной в соответствии с законами лучистого переноса.Обычно это около 0,97 БТЕ / фут².ч. ° F (5,5 Вт / м 2 K).

Для отдельно стоящих и настенных радиаторов, поскольку общая площадь поверхности обычно значительно меньше, чем у излучающих полов и стен, общая температура поверхности радиаторов будет выше по сравнению с излучающими полами. В случае с принудительной подачей воздуха или фанкойлами излучающая составляющая игнорируется. Radiant нагревает предметы (включая людей), а не воздух, тем самым повышая уровень комфорта.

Как мы можем сделать низкотемпературные системы (или любые другие, если на то пошло) наиболее эффективными? Вот пара идей, которые могут помочь.Во-первых, при более низких температурах потери при распределении и передаче уже снижаются из-за более низкой разницы температур между поверхностью распределительного трубопровода и окружающим воздухом. Изолируйте все распределительные трубопроводы, чтобы максимально снизить потери между точкой A (источник) и точкой B (нагрузка). Наши европейские друзья называют это «добраться от точки А (источник) до точки В (нагрузка), не теряя C (градус Цельсия)».

Чтобы снизить температуру воды, по возможности увеличьте лучистую поверхность (например,грамм. радиаторы большего размера). Для теплых полов или стен увеличьте количество вставляемых трубок (например, более узкое расстояние — 6 дюймов против 9 дюймов по центру), чтобы снизить температуру воды на те же британские тепловые единицы на квадратный фут. выход. Еще раз обратите внимание, что большая площадь поверхности означает более низкую температуру поверхности.

Поскольку системы предназначены для обогрева помещения в наихудших возможных наружных условиях (наружный дизайн), система должна быть разработана для: правильной площади поверхности, которая может включать использование доступной площади в квадратных футах на полах и стенах с подогревом; и необходимая температура воды (расчетная температура подаваемой воды) в этот день.Используйте регуляторы температуры воды со сбросом наружного воздуха, которые регулируют воду в зависимости от наружной температуры. Это приведет к значительному снижению температуры воды в более мягкие дни на открытом воздухе. Это один из наиболее важных способов повышения эффективности системы при сохранении постоянного уровня комфорта.

Оттуда добавьте в систему обратную связь по температуре в помещении, которая представляет собой технологию, описываемую как точную настройку температуры воды в зависимости от внешних и внутренних условий. Если ограда здания плотная, обратная связь по температуре в помещении обычно приводит к подаче более низких температур воды (в отличие от одного только сброса наружного воздуха), при этом достигается почти непрерывная циркуляция и устраняются любые колебания температуры в помещении.Обратная связь по температуре в помещении также может значительно ускорить время отклика крупномасштабных систем лучистого напольного отопления.

Теперь давайте посмотрим на примеры низкотемпературных систем. Система, показанная на рис. 1 . — это низкотемпературная радиаторная система с тепловым насосом вода-вода. За некоторыми исключениями, тепловые насосы обычно имеют рабочий предел (MAX) около 100-110F. Это необходимо учитывать при выборе теплового излучателя. Производители могут помочь вам с этой информацией, но, например, в одном случае тепловую мощность данного радиатора необходимо умножить на коэффициент 0.271 (около четверти) при работе в этих диапазонах температур, в отличие от средней температуры воды 180F.

Что должен делать дизайнер в этих обстоятельствах? Если есть много недвижимости, просто сделайте радиатор побольше. Скорее всего, вы обнаружите, что изменения тепловой мощности аналогичны при использовании плинтуса в отличие от настенных радиаторов.

Поскольку несколько раз слышали, что радиаторы или плинтус нельзя комбинировать с низкотемпературными системами (например, тепловыми насосами), важно рассмотреть этот вариант конструкции системы.Все относительно. Если вы не можете установить теплые полы или стены при модернизации, не забывайте, что есть и другие варианты. Просто размер соответственно.

В качестве альтернативы тепловой насос и накопительный бак можно заменить конденсационным котлом, и пример останется практически таким же.

Как насчет системы, показанной на рис. 2 с комбинацией конденсационного котла и теплового насоса? В мягкие дни или большую часть отопительного сезона тепловой насос может поддерживать необходимую температуру воды в этой системе.Котел работает только тогда, когда системе требуется повышенная температура жидкости, превышающая рабочий диапазон теплового насоса. Радиаторы можно рассчитать исходя из средней температуры воды 140F для самых холодных наружных условий и максимальной тепловой нагрузки в здании. Котел может обеспечивать производство горячей воды круглый год.

На Рисунке 3 показано сочетание теплового насоса, конденсационного котла, ГВС, фанкойлов для второй ступени отопления (увеличенный размер
для работы при более низких температурах) и некоторых систем излучающих полов или стен.Фанкойлы также могут использоваться для охлаждения воздуха и быть связаны с преобразователями частоты вращения для вентиляции. Применяется тот же принцип, что и в . Рисунок 2 Применяется . Тепловой насос может обеспечивать тепло в течение большей части отопительного сезона, когда вторая ступень нагрева (воздух) может не потребоваться, или летом, когда обогрев пола может выполняться, пока температура воздуха охлаждается с помощью фанкойлов. Ключом к этой настройке является использование системы управления, которая может включать и отключать тепловые насосы в зависимости от требований системы к температуре воды, чтобы максимизировать эффективность и эффективность системы.

Приведенные выше примеры могут оказаться неприменимыми во многих обстоятельствах или даже нереализуемыми. Но они служат пищей для размышлений о том, чего потенциально могут достичь проектировщики, учитывая гибкость систем водяного отопления. <>

Майк Миллер — национальный менеджер по развитию бизнеса с опытом работы в производственном, сбытовом и подрядном секторах отрасли. С ним можно связаться по адресу [email protected], Linkedin или @hydronicsmike в твиттере.

Описание котельной системы

(LTHW) — Инженерное мышление

Описание котельной системы (LTHW). В этом уроке мы рассмотрим типичную современную систему отопления в коммерческом здании. Есть много вариантов того, как это можно настроить, но эта версия довольно типична для коммерческих зданий новой постройки.

Прокрутите вниз, чтобы просмотреть учебник YouTube по системам кипячения

В этой системе у нас есть два больших котла, которые подключены параллельно.Это означает, что оба котла могут работать одновременно или по отдельности. Один из котлов может быть изолирован, отключен и открыт для обслуживания, в то время как другой котел продолжает работать и обеспечивать отопление здания. Это наиболее распространенный тип конфигурации для современных систем отопления. Другая версия будет подключена последовательно, но это устаревшая конструкция, которая не так практична, по крайней мере, для коммерческих офисов.

Пример разных котлов Котлы

бывают разных исполнений, несколько примеров я привел выше.Это может быть пара больших котлов или несколько более мелких. В лучших проектах будет использоваться сочетание размеров, чтобы эффективно удовлетворить спрос. Возможно большой зимой и меньший летом.

Эти котлы служат источником тепла для системы отопления. Это тепло передается циркулирующей воде системы отопления, которая затем выталкивается наружу и вокруг здания.

В системах такого типа вы встретите два термина: первичные и вторичные цепи.

В первичном контуре горячая вода будет циркулировать от котлов к гидравлическому разделителю.Гидравлический разделитель будет подавать горячую воду во вторичные контуры, а затем возвращать использованную горячую воду из охладителя обратно в другой конец гидравлического разделителя.

Вода первичного контура может течь прямо через гидравлический разделитель и обратно в котел, чтобы забрать больше тепла, или может течь вверх через вторичные контуры. Путь прохождения воды будет зависеть от потребности в горячей воде во вторичных контурах. Вода может протекать прямо, потому что бойлерам для работы требуется минимальный расход, иначе они могут повредить или разрушить свои внутренние части.

Каждый первичный и вторичный контуры имеют свои собственные насосные агрегаты.

Первичные насосы обычно представляют собой более крупные насосы, обычно центробежного типа с приводом от асинхронного двигателя. Это зависит от размера системы, хотя они также могут быть встроенными, особенно в небольших офисных помещениях.

Подробное описание первичной и вторичной сторон , описанных здесь

Первичные насосы будут проталкивать воду только по первичному контуру.Эта горячая вода выходит из котла, попадает в этот трубопровод, всасывается первичным насосом и затем выталкивается в гидравлический разделитель.

Эта вода может затем либо выйти через вторичные насосы, выходящие из коллектора с малыми потерями, и течь в стояки, либо некоторая ее часть будет проходить через другую сторону коллектора. В любом случае вода достигнет дальнего конца коллектора и продолжит течь обратно в котел, но при более низкой температуре, чтобы собрать больше тепла и повторить этот цикл.

Из коллектора с горячей стороны выходят несколько небольших насосов, которые подсоединены к трубам, известным как стояки. Стояки поднимаются вверх по зданию, чтобы подавать нагретую воду в разные контуры. Например, кондиционеры восточного или западного крыла.

В этом примере у нас четыре вторичных цепи. Вторичные контуры 1–3 имеют сдвоенный насос, а четвертый — только один, поскольку тепловая нагрузка небольшая и находится поблизости, возможно, возле стойки регистрации.

Вторичные насосы

Выше вы можете увидеть пример некоторых вторичных насосов меньшего размера.Это могут быть и большие центробежные насосы, это зависит от размера системы отопления. Эти насосы нагнетают горячую воду туда, где это необходимо, но только для выбранной области здания, к которой подключен трубопровод.

Установки с двумя насосами обычно работают в дежурном и резервном режимах. Это означает, что один насос работает в любой момент времени, а другой действует как резервный на случай выхода рабочего насоса из строя.

Вторичные контуры будут обеспечивать водой определенную площадь здания.Например, первый контур может обеспечивать горячей водой радиаторы на первом этаже. Второй, вторичный контур может обеспечивать горячей водой вентиляционные установки и фанкойлы только на восточной стороне здания и т. Д. И т. Д.

После того, как горячая вода проходит через теплообменник и теряет часть своей тепловой энергии, она возвращается через возвратный стояк, откуда она перетекает обратно в коллектор с низкими потерями и обратно в котел для сбора большего количества тепла.

Горячая вода

В этом примере у нас также есть вторичный контур, который идет в водонагреватель.Водонагреватель — это место, где производится горячая вода, это горячая вода, которая выходит из кранов.

Почему мы отделяем бытовую воду от горячей воды, циркулирующей по всему зданию? Много химикатов попадает в первичную систему отопления системы LTHW, систему горячего водоснабжения с низкой температурой, и вы действительно не хотите пить это.

Горячая вода подается из котла во вторичный контур, где она затем нагнетается насосом в теплообменник в водонагревателе.Затем он будет передавать свое тепло свежей воде, которая находится внутри резервуара. Температура пресной воды неизбежно повысится из-за теплообменника. Эта подогретая пресная вода затем подается на кухни, чайные зоны и раковины в ванных комнатах, где она используется и стекает в канализацию. Он не вернется обратно в систему отопления. Между тем, подаваемая горячая вода из котла во вторичном контуре будет вытекать из теплообменника внутри водонагревателя с более низкой температурой, потому что она отдала часть своего тепла пресной воде, и она вернется обратно в водонагреватель. Гидравлический разделитель и обратно в котел.

Блок наддува

Выше вы можете увидеть пример расширительного бака и блока повышения давления. Давление в системе изменится, например, если включится вторичный насосный агрегат, тогда первичный насосный агрегат увидит снижение давления, потому что теперь больше воды течет из коллектора во вторичный контур.

То же самое, если температура воды повышается или понижается, ее плотность изменится, и это также повлияет на давление.Вода расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении.

Расширительный бак и блок повышения давления подключаются к главному трубопроводу, обычно где-то около гидравлического коллектора. Если давление становится слишком высоким, то, очевидно, расширительный бак поглотит часть этого, а когда оно станет слишком низким, блок повышения давления заставит его вернуться в систему, чтобы выровнять его.

Система дозирования

Выше вы можете увидеть пример дозирующей емкости. Обычно это устанавливается с помощью тонких трубопроводов, соединенных через гидравлический разделитель.Затем он будет использовать перепад давления, чтобы пропустить через него горячую воду. Дозатор просто позволяет заливать химические ингибиторы в систему, что сохраняет ее чистоту и отсутствие бактерий.


PURMO

Тепловой насос

Благодаря снижению потребности в тепле, домам и офисам теперь требуется меньше тепловой энергии для поддержания тепла. Это делает тепловой насос идеальным помощником в современной системе отопления. Температура на глубине нескольких метров под землей довольно постоянна в течение года, около 10 ° C.Геотермальные тепловые насосы используют это преимущество с помощью петли труб — вертикального контура заземления — заглубленного на 100–150 м под землей, или, альтернативно, горизонтальной сетки ближе к поверхности. Обычно смесь воды и этанола прокачивается через этот контур, где теплообмен происходит до того, как нагретая жидкость возвращается в насос. Оттуда тепло передается в систему отопления. Тепловые насосы воздух-вода также являются хорошей альтернативой. В качестве источника тепла они могут использовать наружный воздух или / или вытяжной воздух для вентиляции.

Конденсационный котел

Традиционные котлы имели единственную камеру сгорания, окруженную водными путями теплообменника, через которые проходили горячие газы. Эти газы в конечном итоге были выпущены через дымоход, расположенный в верхней части котла, при температуре около 200 ° C. Они больше не устанавливаются в новые, но в прошлом многие из них устанавливались в уже существующих домах. С другой стороны, конденсационные котлы сначала позволяют теплу подниматься вверх через первичный теплообменник; когда наверху газы перенаправляются и отводятся через вторичный теплообменник.

В конденсационных котлах топливо (газ или мазут) сжигается для нагрева воды в трубопроводе, который может включать радиаторы здания. Когда топливо сгорает, пар является одним из побочных продуктов процесса сгорания, и этот пар конденсируется в горячую воду. Из этой возвратной воды отбирается энергия и накапливается тепло, прежде чем она возвращается в контур (рис. 3.2). Хотя можно использовать газ или масло, газ более эффективен, поскольку выхлоп нагретой воды в газовой системе конденсируется при 57 ° C, тогда как в системе на масляной основе этого не происходит до 47 ° C.Дополнительным преимуществом газовой системы является более высокое содержание воды.

Для всех конденсационных котлов достигается значительная экономия энергии за счет эффективного использования сжигаемого топлива: температура выхлопных газов составляет около 50 ° C по сравнению с традиционными котлами, дымовые газы которых выходят неиспользованными при 200 ° C.

Оба источника тепла являются эффективными способами подачи воды в системы с низкой температурой

Как тепловые насосы, так и конденсационные котлы представляют собой эффективный способ подачи низкотемпературной воды в современные и изолированные здания, что делает их идеально подходящими для радиаторов, которые могут использоваться с любым источником тепла, включая возобновляемые источники энергии.

КПД тепловыделения

Конденсационные котлы

могут работать в конденсационном режиме, когда температура воды на входе в тепловую сеть остается ниже 55 ° C. Повышение эффективности по сравнению со стандартным котлом составляет около 6% для жидкого топлива и около 11% для газа.

Тепловые насосы отлично работают с низкотемпературными радиаторами

Считается, что тепловые насосы предназначены только для полов с подогревом, хотя на самом деле они также отлично работают с низкотемпературными радиаторами.Стандарт EN 14511-2 описывает упрощенный метод расчета сезонного коэффициента полезного действия, SPF, с учетом только температуры воды на входе в систему отопления. Этот способ расчета может дать достаточно точные значения SPF для теплого пола, где разница температур входящей и обратной воды обычно невелика, часто менее 5 К. Этот упрощенный метод не применим для радиаторного отопления, где разница температур входящей и обратной воды больше. Для этих расчетных целей EN 14511-2 показывает точный метод, также учитывающий температуру обратной воды.В сочетании с SPF это COPa, годовой коэффициент полезного действия, который описывает эффективность теплового насоса, когда продолжительность сезона составляет один год.

Примечание: Потребность в первичной энергии конденсационного котла с солнечной батареей, используемого для отопления и нагрева воды, аналогична потребности единственного водяного теплового насоса. Источник: ZVSHK, Wasser Wärme, Luft, Ausgabe 2009/2010

Рис. 3.4 Таблица значений COPa для различных расчетных температур воды, комбинированного производства отопления и горячего водоснабжения, ГВС и только отопления.Также показаны результирующие температуры конденсации. Эталонное здание представляет собой современный односемейный дом в Мюнхене, оборудованный электрическим геотермальным тепловым насосом. Значения COP подтверждены лабораторными измерениями (Bosch 2009).

Рис. 3.4

Годовой коэффициент полезного действия:

COPa

COPa = количество тепла, доставляемого тепловым насосом, деленное на энергию, необходимую для управления процессом в течение одного года


Дизайн
темп.
Конденсация
темп.
COPa
в сочетании
COPa
только нагрев
70/55/20 62,4 2,8 3,0
55/45/20 49,2 3,2 3,6
60/40/20 49,0 3,2 3,6
50/40/20 44,0 3,3 3,8
45/35/20 38,8 3,5 4,1
50/30/20 38,7 3,5 4,1
40/30/20 33,7 3,6 4,4
35/28/20 30,2 3,8 4,6

Электрический геотермальный тепловой насос.Показатели COPa из эталонного здания (IVT Bosch Thermoteknik AB)

Очень выгодно использовать низкие температуры с радиаторами, при использовании тепловых насосов в качестве теплогенератора

Результаты показывают, что очень выгодно использовать низкие температуры с радиаторами при использовании тепловых насосов в качестве теплогенератора. Тепловые насосы для небольших домов часто совмещают с производством горячей воды. Сравнивая комбинированные значения COPa, мы видим, что расчетные температуры воды типичной системы LTR (45/35) дают примерно на 10% более высокий КПД теплового насоса, чем система 55/45.Разница между системой 45/35 и типичной системой теплого пола 40/30 составляет около 3% и 9% по сравнению с системой 35/28.

Энергетическое обновление зданий

Здания, отапливаемые низкотемпературными радиаторными системами, потребляют меньше энергии, чем здания с напольным отоплением

Повышение энергоэффективности старых зданий — более эффективный способ экономии энергии

Короче говоря, здания, отапливаемые низкотемпературными радиаторными системами, потребляют меньше энергии, чем здания с подогревом полов, даже при использовании тепловых насосов в качестве теплогенератора.Различия в значениях COP компенсируются более высокой энергоэффективностью низкотемпературных радиаторов.

Энергопотребление зданий, особенно жилых, в настоящее время растет. Энергия, используемая в зданиях, является крупнейшим сектором энергопотребления в Европе. Логично, что наша деятельность по энергосбережению должна быть направлена ​​на сокращение энергопотребления в зданиях. Интересно, однако, что современные здания (новые или хорошо отремонтированные) на самом деле не являются проблемой, когда речь идет о потреблении энергии.Если мы возьмем в качестве примера немецкий строительный фонд, количество новых зданий, построенных после 1982 года, составляет 23% от общего фонда страны, но потребляет только 5% тепловой энергии. Другими словами, повышение энергоэффективности старых зданий — более эффективный способ экономии энергии.

Общий энергетический баланс здания состоит из потоков энергии в здание и из него

Общий энергетический баланс здания состоит из потоков энергии в здание и из него.Потенциальная энергия охлаждения не включена в эти цифры. Энергетические потоки в примере здания можно определить следующим образом:

Эти цифры являются примерными значениями для старых многоэтажных зданий, где типичная потребность в энергии для отопления помещений, включая потери при передаче и вентиляции, составляет около 240 кВтч / м 2 a. Если мы хотим приблизиться к другим типам домов, мы должны принять во внимание следующие характеристики: размеры поверхности, значения коэффициента теплопередачи и скорость вентиляционного потока.Например, одноэтажный дом имеет относительно более высокие потери через крышу и землю, чем многоэтажное здание.

Потребность в энергии для обогрева помещений и удельные тепловые нагрузки

Мы можем сопоставить потребность в отоплении помещений, кВтч / м 2 a, и удельную тепловую нагрузку, Вт / м 2 , на основе имеющихся статистических данных для различных периодов энергопотребления зданий в Германии.

Рассмотрим эталонный многоэтажный дом, если он ремонтируется, и пересчитаем.Удельную тепловую нагрузку на исходной ступени можно оценить по диаграмме Рис. 3.9 при потребности в отоплении помещения 240 кВтч / м 2 a. Величина тепловой нагрузки составляет около 120 Вт / м 2 . Оболочка здания и изоляция будут улучшены. Новые значения U элементов здания будут:

— Наружные стены U = 0,24 Вт / м 2 K
— Окна и входные двери U = 1,3 Вт / м 2 K
— Крыша U = 0,16 Вт / м 2 K
— Земля U = 0,5 Вт / м 2 K
U ш.среднее значение = 0,40 Вт / м 2 K

Если площадь элементов здания не изменилась, а скорость вентиляции осталась неизменной, мы можем рассчитать влияние улучшенной изоляции. Потери при передаче будут снижены до 31%, когда U-значения, взвешенные по площади, Uw. среднее значение = 1,3 Вт / м 2 K понизится до Uw.mean = 0,40 Вт / м 2 К. Таким образом, вентиляция останется неизменной, а общее снижение потерь тепла составит всего 44.3%.

Примечание: Этот тип широко распространенного проекта улучшения изоляции часто мотивируется потребностью в улучшенных окнах и более привлекательном фасаде или потребностью в более высоком тепловом комфорте и более здоровой внутренней среде.

Новая доля убытков составит:

— Вентиляция и инфильтрация 65,1%
— Наружные стены 11,4%
— Окна и входные двери 16,1%
— Крыша 3,6%
— Земля 4,4%
сумма 100%

Тепловая нагрузка составит 44.

Leave Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *