Как сделать теплоаккумулятор для отопления своими руками: Теплоаккумулятор (буферная емкость) своими руками

Содержание

Теплоаккумулятор (буферная емкость) своими руками

Теплоаккумулятор содержит большой объем воды (теплоносителя), поэтому может накапливать тепловую энергиюЮ и отдавать ее, когда котел не работает. Это позволяет значительно реже подходить к твердотопливному котлу, фактически раз в двое суток в межсезонье, если котел мощный и дом утепленный, а также дает возможность использовать по максимуму на благо отопления дешевый ночной тариф электроэнергии.

Идея установить буферную емкость (теплоаккумулятор) выглядит блестящей для всех умученных дежурством у котлов, но разбивается о ценник на теплоаккумуляторы. Оказывается, что увеличить комфорт не слишком то и дешево. Но может получится сделать теплоаккумулятор своими руками? Ведь на первый взгляд ничего сложного…

 

Как можно сделать теплоаккумулятор

Заводская конструкция теплоаккумулятора, как правило, – бочка, круглая в сечении. Объм обычно в пределах 500 – 2000 литров. Диаметр – до метра, высота до 2,5 метров. Размещается на ножках, с множеством вваренных штуцеров. Может содержать в себе 1 или 2 или больше спиральных теплообмеников, для подсоединения независимых контуров, например, солнечного коллектора, нагрева проточной воды…

Емкость утеплена слоем теплоизоляции, чтобы не перегревать воздух в котельной. В фирменных теплоаккумуляторах внутри организована сложное распределение потоков… Можно взглянуть на рекламу Buderus на видео…

 

Основа конструирования буферной емкости – как должны направляться потоки

Чтобы создать правильное направление потоков, подключение к буферной емкости выполняются следующим образом.

  • Подача с котла – в верхней части.
  • Подача из емкости на радиаторы – в верхней части, на уровне подачи котла
  • Обратка с радиаторов – в нижней части.
  • Обратка на котел – в нижней части, чуть ниже обратки с радиаторов.

При этом жидкость в теплоаккумуляторе обязательно должна двигаться сверху вниз, по кольцу контура котла, а также — от котла к радиаторам.

Отследить направление движения жидкости можно по температурным датчикам — обратка котла должна быть теплее, чем обратка радиаторов.

Важно соблюсти принцип:  – расход теплоносителя в контуре котла должен превышать расход в радиаторах, только тогда теплоаккумулятор сможет нормально работать. Это обычно обеспечивается большим гидравлическим сопротивлением контура потребителей, при одинаковых насосах.

Радиаторы получат горячий теплоноситель сразу, как он появится внутри теплоаккумулятора, забирая его своим насосом с верхней части, что обеспечивает оперативность управления всем отоплением и реагирование на суточные перепады температур.

Важнейший вопрос при установке теплоаккумулятора – защита котла от холодной обратки, выполняется обязательно, например с помощью трехходового клапана.

 

Основы конструирования буферной емкости

Гораздо предпочтительнее использовать большую готовую бочку или трубу, тогда будет намного меньше сварных швов, чем в самодельной прямоугольной конструкции.

  • Ввариваются патрубки 3/4 дюйма для подключения контуров. Но контур твердотопливного котла, для реализации аварийного самотечного циркулирования, желательно создавать не менее 1дюйма, при этом подача от котла, где возможен перегрев, – стальная.
  • Сливной патрубок, он же и очиститель шлама – в самой нижней части.
  • В крышке рекомендуется создать патрубок большого диаметра для подключения автоматического воздухоотводчика или группы безопасности.

Сделать буферную емкость самостоятельно может лишь квалифицированный сварщик. Пример создания теплоаккумулятора из бочек, но явных ошибок схемотехники повторять не стоит…

Одно из пропагандируемых некоторыми специалистами решений – 4 дешевые бочки 200 литров, попарно соединенные патрубками большого диаметра…

 

Какой объем буферной емкости понадобится

Ключевой вопрос – какой объем теплоаккумулятора можно считать достаточным. Обычный режим работы – разогрев до +90 градусов и остывание до +60 градусов, пока работа радиаторов будет эффективной… В разнице 30 градусов заключается та энергия, которую можно накапливать и использовать.

Несложный тепловой расчет показывает, что одной тонны воды будет достаточно для обогрева среднеутепленного дома 100 м кв в самые пиковые морозы в течении 5 часов. А при средне-сезонной температуре – сутки.

На практике, емкость 1,2 тонны в хорошо утепленном небольшом доме позволяет не подходить к котлу 30 кВт на дровах в течении 2 суток… Ставить буферную емкость менее 0.8 тонны особого смысла нет…

 

Вопрос утепления

Не нужно спешить накладывать утеплитель до завершения полных испытаний с нагревом и под давлением. При нагреве свыше 60 градусов полистиролы начинают усиленно разлагаться, выделяя яд. Для буферной емкости лучше использовать неплотную минеральную вату толщиной 5 см, ее изоляцию от жилого пространства сделать фольгированным вспененным полиэтиленом проклеенным скотчем.

 

Буферная емкость из еврокуба

Недорого можно приобрести б/у полиэтиленовые емкости на тонну воды, находящиеся в металлической решетке. Их допустимый предел нагревания — +70 градусов, — выше начинает проявляться текучесть материала. Но среди достоинств  – предельная дешевизна изготовления, можно все сделать своими руками без привлечения сварщика… Что из этого получается, смотрите видео.

Узнаем как изготовить теплоаккумулятор своими руками

В большинстве случаев какая бы то ни было отопительная система имеет в составе три основные части, среди них можно выделить трубные магистрали, радиаторы отопления и котел, который заменяется отопительными приборами. Но системы последнего поколения достаточно часто оснащаются другими полезными устройствами, среди них можно выделить теплоаккумулятор. Изготовить своими руками его в домашних условиях достаточно просто. С помощью данного дополнения можно накапливать избыток энергии, вырабатывающийся в котле и расходующийся понапрасну. В большинстве случаев подобные варианты представляют собой металлический бак, который снабжён несколькими патрубками, расположенными сверху и снизу. К последним подключаются источники тепла, тогда как ко вторым присоединяются потребители. Внутри располагается жидкость, которую хозяева могут использовать для своих целей.

Произвести манипуляции по изготовлению можно достаточно просто, для этого необходимо подготовить определенный набор инструментов и материалов, а также запастись терпением.

Конструктивные особенности

Если вы решили изготовить теплоаккумулятор своими руками, для начала необходимо ознакомиться с особенностями и принципом работы данного оборудования. В основе функционирования лежит значительная теплоемкость воды. Трубопровод котла подсоединяется к верхней части емкости, в последнюю из которых поступает горячая вода с максимально высокой температурой. Снизу должен быть расположен циркулирующий насос, который отвечает за выбирание холодной воды и нагнетание ее по системе отопления. Жидкость при этом поступает обратно в котел.

В самые короткие сроки ранее остывшая жидкость заменяется на только что нагретую. После прекращения функционирования котла вода в магистралях системы начинает медленно остывать. В процессе циркуляции она поступает в емкость, в которой начинается выдавливание в трубы горячего теплоносителя. Это позволяет обеспечивать обогрев помещений за определенный промежуток времени.

Необходимость изготовления теплоаккумулятора

Если вы решили изготовить теплоаккумулятор своими руками, то должны знать о том, какие функции он выполняет. Стоит учесть, что современные накопительные устройства тепла представляют собой достаточно сложные аппараты, выполняющие множество функций. Они обеспечивают жилье горячим водоснабжением, позволяют увеличить коэффициент полезного действия систем отопления дома до максимально возможного, при этом снижаются финансовые затраты на топливо. Помимо прочего, устройство способно стабилизировать режим температуры внутри помещений.

С помощью данного оборудования есть возможность объединить несколько источников тепла, заключив их в единый контур. Обратная задача тоже может быть выполнена. Теплоаккумулятор своими руками достаточно просто изготавливается. Он будет накапливать избыточное количество энергии, которая вырабатывается котлом.

Недостатки теплового аккумулятора

Если вы решили изготовить теплоаккумулятор для котла своими руками, то необходимо учесть, что он обладает существенными недостатками, среди них можно выделить то, что ресурс воды будет зависеть от объема установленной емкости. Вместительность является весьма ограниченным понятием, именно поэтому вода имеет свойство заканчиваться. Ввиду этого владельцы частных домов достаточно часто запасаются дополнительной системой подогрева. Первый недостаток порождает второй: он выражен в необходимости внушительной площади, которую требуют более ресурсоемкие установки. Это может быть отдельное помещение, которое имеет вид котельной. Не в каждом доме есть возможность обустройства такой комнаты.

Изготовление простого теплового аккумулятора

Если вам нужен теплоаккумулятор, изготовить своими руками данное оборудование будет достаточно просто. Следует основываться на принципе функционирования термоса. Наличие стенок, которые не способны проводить тепло, не позволяет теплоносителю остывать в течение достаточно долгого периода времени. Для работы нужно будет подготовить емкость, объем которой равен 150 литрам или больше. Будут необходимы скотч, бетонная плита, утеплительный материал, а также медные трубки. Последние можно заменить ТЭНами.

Рекомендации специалиста

Когда изготавливается теплоаккумуляторы для отопления своими руками, на первом этапе необходимо поразмышлять над тем, как будет выглядеть бак. Наиболее часто для его изготовления применяется металлическая бочка, которую можно найти даже у себя на участке. Конечный объем можно определить индивидуально, однако использовать емкость, вместительность которой меньше 150 литров, не стоит. Это обусловлено нецелесообразностью проведения работ.

Технология изготовления

Если вы решили изготовить теплоаккумулятор своими руками, чертежи которого могут быть составлены самостоятельно, на первом этапе выбранную бочку обязательно нужно привести в порядок. Для этого она тщательно очищается, изнутри удаляются мусор и пыль. Если есть участки, на которых уже образовалась коррозия, то от данного дефекта необходимо избавиться.

Теперь мастеру предстоит подготовить теплоизоляцию, которой будет оборачиваться емкость. Утеплительный материал отвечает за то, чтобы внутри бочки в течение более длительного времени сохранялось тепло. Для самодельного устройства превосходно подходит минеральная вата. Ею нужно окутать емкость со внешней стороны, закрепив все скотчем. Дополнительно конструкция накрывается листовым металлом, который можно заменить фольгированной пленкой. С помощью нее нужно тщательно окутать емкость.

Внутреннее наполнение

Если будет изготавливаться теплоаккумулятор из бочки своими руками, важно решить, с помощью какого из вариантов вода внутри станет нагреваться. Использовать можно электрические ТЭНы, а также змеевик, по последнему из которых спускается теплоноситель. Первый вариант является достаточно сложным, кроме того, он небезопасен. Именно поэтому от него рекомендуется отказаться. Что касается змеевика, то его можно изготовить самостоятельно, используя медную трубку. Диаметр последней должен составить 3 см, тогда как длина может изменяться в пределах от 8 до 15 метров. Из данного элемента подготавливается спираль, которая после размещается внутри.

Заключительные работы

В качестве теплового аккумулятора в изготавливаемой модели выступает верхняя часть емкости. Из нее предстоит пустить отводной патрубок. В нижней части монтируется еще один патрубок, который будет вводным. Через него станет поступать холодная вода. Указанные составляющие системы обязательно снабжаются кранами. На этом можно считать, что довольно простое устройство полностью готово к эксплуатации. Однако перед началом использования важно решить один вопрос, который связан с пожарной безопасностью. Правила гласят, что установка должна располагаться только на бетонной плите, по возможности конструкцию следует отгородить стенками.

Особенности проведения подключения

Если вы задумались о том, как сделать теплоаккумулятор своими руками, то необходимо ознакомиться и с особенностями подключения. Транзитом через всю емкость должен проходить обратный трубопровод, на концах которого следует предусмотреть вход и выход. Первоначально между собой предстоит соединить емкость и обратку котла. Между ними располагается циркуляционный насос. Последний устанавливается со второй стороны, как и отсекающий кран. Сопрягается подающий трубопровод по такой же технологии, как и предыдущий, однако теперь установка тепловых насосов не производится.

Теплоаккумулятор можно сделать своими руками

Удобство использования, экономия финансов при применении теплоаккумулятора обусловили высокую популярность данной конструкции среди тех, кто задумывается о наиболее рациональных методах отопления частного дома. Особенностью работы, которая характеризует теплоаккумулятор, является постепенное накопление тепла при работе основного котла отопления, после выключения которого температура в помещении поддерживается за счет жидкости, нагретой внутри корпуса конструкции.

Сегодня предприятиями торговли предлагается целый ряд разновидностей теплоаккумуляторов. Все они соответствуют требованиям безопасности и позволяют существенно экономить средства на отоплении частного дома. Однако самостоятельное изготовление подобного устройства под силу даже начинающему мастеру: достаточно точного следования предложенной ниже инструкции и внимания к каждому шагу, чтобы своими руками создать надежный аккумулятор тепла.

 

Общее представление об устройстве теплового аккумулятора

Теплоаккумулятор для котлов отопления имеет следующие основные конструктивные части:

  • металлическая емкость (бочка) большого размера;
  • слой утеплителя, выложенный по внешней поверхности емкости и предназначенный для сохранения температуры жидкости содержащейся внутри бочки;
  • патрубки либо змеевик, расположенные внутри емкости и предназначенные для нагревания жидкости (обычно жидкость подогревается в ночное время, когда тариф на пользование электроэнергией минимальный).

Также в емкости имеется термометр для контроля температуры.

 

Теплоаккумулятор: основные шаги самостоятельного изготовления

Поскольку важным критерием эффективности теплового аккумулятора является его объем, то выбор металлической емкости следует считать наиболее важным этапом, обеспечивающим максимальную утилитарность данного элемента системы отопления. Знатоки рекомендуют подбирать баки объемом от 150 л и более.

 

Также потребуются следующие материалы:

  • бетонная плита;
  • скотч широкий;
  • теплоизолирующий материал: тепловой аккумулятор имеет устройство, схожее со строением бытового термоса, и сохранение температуры жидкости в нем обеспечивается за счет хорошей теплоизоляции;
  • трубы из меди либо ТЭНы.

Размещение корпуса изготавливаемого теплоаккумулятора — вопрос наличия свободного пространства в доме либо на прилагающем участке. Значительный его объем подразумевает отдельное помещение типа топочной, что не всегда соответствует плану жилого дома; потому более целесообразно устанавливать аккумулятор тепла вне жилого помещения.

 

Технология сборки теплоаккумулятора

Составление чертежа для самостоятельной сборки теплового аккумулятора позволяет изначально  представить и понять во всех подробностях будущую конструкцию агрегата. Весь процесс изготовления состоит из нескольких основных шагов, выполняя которые, можно быстро получить требуемое устройство с заданными параметрами.

 

Первый шаг — подготовка бочки, состоящая в тщательной ее промывке и удалении мусора, зачистке участков с признаками начинающейся коррозии, покрытии слоем антикоррозийной краски.

Второй шаг — выбор и подготовка теплоизоляции. Этот материал призван обеспечивать максимально длительный срок сохранения температуры жидкости, потому его теплоизоляционные свойства должны быть идеальными.

 

В качестве теплоизоляции наиболее часто используется минеральная вата: она демократична в ценовом отношении и отличается продолжительным сроком службы. Ею тщательно оборачивается вся бочка с внешней стороны, затем этот слой закрепляется с помощью широкого скотча. Для лучшего поддержания температуры укрепленную минеральную вату оборачивают листовым металлом либо фольгированной пленкой.

Третий шаг — определение вида нагревательного элемента. Им могут стать ТЭНы, однако этот вариант небезопасен при использовании и имеет высокие требования к установке. Потому в качестве альтернативы может использоваться змеевик.

Для самостоятельного изготовления змеевика следует взять медную трубку диаметром не менее 3 см. Длина ее может различаться в зависимости от размера корпуса теплоаккумулятора: обычно она составляет от 7 до 15 метров. Труба сворачивается в форме спирали и надежно крепится внутри бочки.

 

Заключительные работы состоят в установке отводного патрубка в верхней части полученной конструкции и вводного патрубка в ее нижней части. Оба патрубка в обязательном порядке снабжаются кранами. Через нижний патрубок вода поступает в агрегат, а патрубок в верхней части теплоаккумулятора обеспечивает отбор  тепла, сохраненного устройством.

 

Важно! Следует помнить, что по правилам пожарной безопасности тепловой аккумулятор необходимо устанавливать на бетонной плите, по возможности он должен быть огорожен стенами.

Подключаем и наслаждаемся!

Теперь — подключение. Самостоятельно изготовленный тепловой аккумулятор прост в использовании, безопасен и экономичен. Однако следует соблюдать ряд простых правил его подключения для гарантированно долгой работы устройства без серьезных поломок.

  1. Через весь бак должен быть установлен обратный трубопровод, на его двух концах требуется предусмотреть соответственно вход и выход.
  2. Соединение емкости и обратки котла должно производиться в первую очередь.
  3. Между емкостью и обраткой устанавливается циркулярный насос (он должен располагаться как отсекающий кран, со второй стороны).
  4. Подающий трубопровод выводится по той же технологии (см. п. 3).

Изготовление простейшего теплового аккумулятора своими руками производится достаточно легко и быстро и позволяет экономить средства при отоплении частного дома за счет накопления тепловой энергии, вырабатываемой основным котлом отопления.

Надеемся, что представленный нами материал поможет вам сделать ваш дом более комфортным, а его отопление более экономичным. Будем рады прочитать и ваши комментарии на эту тему.

В представленном ниже видео можно почерпнуть еще больше информации о теплоаккумуляторах.

как сделать своими руками, приборы для кирпичных агрегатов российского производства

Теплоаккумуляторы для котлов отопления являются полезным изобретением и широко используются владельцами автономных систем обогрева. Прибор существенно экономит тепловую энергию, имеет простое устройство и может быть смонтирован самостоятельно.

Предназначение

Роль теплоаккумуляторов в системе отопления трудно переоценить. Прибор осуществляет сбор и хранение теплоносителя, поддерживает в нём необходимую температуру, и при необходимости отдаёт его обратно в систему. Это способствует сохранению оптимального температурного режима помещений даже при выключенном котле. Кроме поддержания заданных тепловых параметров, аккумулятор предохраняет котёл от перегрева, забирая у него лишнее тепло, и понижает объём расходуемого топлива на 30%. При этом происходит синхронное повышение коэффициента полезного действия отопительного прибора.

Один теплоаккумулятор может одновременно обслуживать несколько котлов, работающих на разном виде топлива. Кроме того, прибор исполняет роль водонагревателя в системе горячего водоснабжения, и некоторое время осуществляет подогрев воды при выключенном котле.

Но использование теплоаккумуляторов целесообразно не для всех видов котельного оборудования. Например, в высокотехнологичных автоматизированных электрокотлах установка тепловых накопителей экономически не обоснована. Такие устройства сами контролируют рациональность использования ресурсов и оборудованы термодатчиками, отключающими их от сети в случае перегрева. А вот для твердотопливных и пиролизных котлов такие приборы крайне необходимы.

Это объясняется тем, что в камеры сгорания таких агрегатов требуется регулярная загрузка твёрдого топлива, из-за чего приходится постоянно следить за степенью его сгорания и постоянно подбрасывать уголь или дрова. В ночные часы делать это не совсем комфортно: приходится вставать несколько раз за ночь и контролировать работу котла. Решением проблемы может стать установка теплоаккумулятора, что позволит запасать вырабатываемое днём тепло и эффективно тратить его в ночные часы. Хозяин помещения сможет спокойно спать всю ночь, а установка прибора заметно снизит расход топлива и значительно сократит затраты на обогрев.

Технические характеристики

Конструктивно тепловой аккумулятор напоминает большой термос. Корпус прибора выполнен в виде цилиндрического бака и изготовлен из нержавеющей стали. Сверху бак имеет обвязку из теплоизолирующего материла, что способствует заметному увеличению времени остывания теплоносителя. Толщина утеплителя на моделях заводского производства составляет 100 мм. Сверху теплоизолянт закрывается плотным кожухом, для производства которого используется кожзаменитель. Внутри резервуара располагаются теплообменники. Их количество зависит от объёма бака и мощности модели, и может варьироваться от одного до трёх – в заводских моделях, и до пяти – в самодельных.

Объём бака также может быть разным: в наиболее бюджетных вариантах он составляет всего 100 литров, в то время как большие промышленные установки оборудованы резервуарами в несколько кубов и требуют для своей установки оборудования отдельной котельной. В некоторых моделях внутри основной ёмкости устанавливается меньший по диаметру бойлер, обеспечивающий горячее автономное водоснабжение. На корпусе аккумулятора присутствуют несколько резьбовых патрубков, используемых для подключения прибора к отопительному котлу, а также для подсоединения разводки отопления. Скорость расходования тепла из накопителя зависит от теплопотерь помещения, внешней температуры и ёмкости накопительного бака. Отопление на пассивном режиме с выключенным котлом может осуществляться от двух часов до двух дней.

Принцип работы

Схема работы теплоаккумулятора достаточно проста. Благодаря работе циркуляционных насосов, установленных между котлом и аккумулятором, горячий теплоноситель через верхний патрубок заходит в буферную ёмкость. При этом охлаждённая жидкость через нижние патрубки возвращается в котёл. На участке между тепловым накопителем и радиаторами устанавливается ещё один насос, обеспечивающий подачу теплоносителя к радиаторам.

После того как вода в батареях отдаёт своё тепло помещению и её температура достигает нижней допустимой отметки, автоматически срабатывают термодатчики. По их сигналу включаются насосы, которые мгновенно возобновляют подачу горячего теплоносителя в радиаторы.

Во время бездействия насоса, расположенного на выходе из аккумулятора, происходит накопление тепловой энергии. После полного прогорания одной закладки топлива котёл переключается на режим ожидания, а отопление дома осуществляется с помощью теплоаккумулятора, который отдаёт накопленную тепловую энергию радиаторам. При отсутствии в системе тепловых аккумуляторов, горячая жидкость будет бесконтрольно нагревать помещение, что повлечёт за собой его перегрев и вызовет необходимость открытия окон с целью понижения температуры. Это будет означать, что котёл отапливает улицу, и топливные ресурсы растрачиваются впустую. Использование теплоаккумулятора поможет избежать таких ситуаций и обеспечит экономный расход топлива.

Разновидности

Классификация теплоаккумулятров осуществляется по двум признакам: функциональности и принципу тепловой отдачи.

Функционально приборы подразделяются на два типа.

  • Накопительные аккумуляторы для систем отопления подразумевают подключение только радиаторов отопления, и могут функционировать как на воде, так и на антифризе. Такие модели будут оптимальным вариантом для обустройства бюджетной системы обогрева и могут быть использованы для дополнительного подключения «тёплых полов».
  • Теплоаккумуляторы для обустройства отопления и ГВС наряду с обогревом предполагают подключение сантехнических приборов к горячей воде. В качестве теплоносителя в таких моделях используется только вода. Применение антифриза не рекомендуется ввиду риска смешивания жидкостей при возникновении нештатных ситуаций.

По принципу тепловой отдачи аккумуляторы также подразделяются на два вида. Первый тип представлен статическими моделями, предполагающими прямой нагрев теплоносителя внутри бака, который может осуществляться при помощи ТЭНов. Ко второму виду относят динамические приборы, работающие в связке с отопительным котлом, и принимающие в накопительный бак уже нагретый теплоноситель. В результате чего змеевик, расположенный внутри ёмкости, нагревается от горячей воды, поступающей из котла. Динамические модели часто оборудованы трехходовыми кранами, клапанами и автоматическими устройствами. Это позволяет осуществлять регулировку температуры воды в батареях и системе «тёплый пол» посредством запорной арматуры, управляющей водяным контуром.

Критерии выбора

Прежде чем приступить к приобретению теплоаккумулятора, следует определиться с комплектацией и размером накопительного резервуара. Расчет необходимого объёма должен быть основан на мощности котла и соответствии этих показателей с параметрами накопителя. При определении нужного объёма нужно иметь в виду, что по отзывам владельцев отопительных котлов на каждый киловатт мощности должно приходиться 50 л ёмкости. Таким образом, для котла мощностью 2 кВт ёмкость бака теплоаккумулятра должна составлять 100 литров.

После того как необходимый размер бака будет определён, можно приступать к выбору модели по функциональным признакам. В случае если хозяев часто не бывает дома, целесообразно приобрести максимально автоматизированную модель. Такой прибор будет сам регулировать температуру нагрева теплоносителя и отключит оборудовании в случае поломки или аварии. При выборе теплоаккумулятора для работы в напорных системах с высоким давлением, лучше остановиться на моделях, оборудованных торосферическими крышками.

Изготовление и монтаж самодельного устройства

Современный рынок котельного оборудования предлагает огромный выбор теплоаккумуляторов как российского, так и зарубежного производства. Однако при отсутствии возможности приобретения заводской модели сделать теплоаккумулятор можно своими руками. Самым простым вариантом такого устройства станет обычная бочка, оборудованная входным и выходным патрубками, и обёрнутая теплоизоляционным материалом. Эффективность такой конструкции будет невелика, но для отопления небольшого кирпичного домика она вполне подойдёт. Для изготовления бака потребуется листовой металл и сварочный аппарат. После того как ёмкость будет сварена, в неё врезаются 4 патрубка: два для подачи воды и столько же для её возврата.

Входящие и выходящие патрубки должны располагаться на противоположных сторонах резервуара. Затем в верхнюю часть ёмкости вваривается муфта с вмонтированными в неё термодатчиком и защитным клапаном. Далее, обустраивается теплоизоляция и выполняется установка накопителя на место. В случае отсутствия сварочного аппарата или навыков его использования, можно взять ёмкость из огнеупорного пластика. Для того чтобы в процессе эксплуатации бак не потерял своих первоначальных форм, рекомендуется поместить его в специально изготовленный каркас решетчатого типа. Роль заводского змеевика может выполнить обычный гофрированный металлический шланг.

Монтаж теплоаккумулятра не требует наличия специальных навыков и может быть выполнен самостоятельно.

Для этого нужно неукоснительно следовать правилам установки и выполнить ряд действий.

  • Составить подробную схему системы отопления, отметив на ней особенности планировки, размер помещений и количество этажей.
  • При движении теплоносителя естественным образом размещение накопителя должно производиться непосредственно рядом с котлом.
  • При соединении котла и трубопровода необходимо полностью загерметизировать стыки, используя при этом синтетические герметики, рекомендованные для данных материалов.
  • Температура воздуха в помещении, где устанавливается оборудование, не должна опускаться ниже 10 градусов.
  • Монтаж соединительных патрубков должен проводиться таким образом, чтобы в случае аварии доступ к ним был открыт и не перекрывался самим прибором или посторонними предметами.
  • Размещение буферной ёмкости должно производиться строго на одном уровне с котлом. Более высокое расположения накопителя не допускается.
  • После установки насосного оборудования необходимо заполнить систему водой и произвести пробный запуск. При обнаружении течи, нужно слить воду из системы и принять меры к устранению протекания. Затем вновь заполнить систему и повторить запуск.

Теплоаккумуляторы для твердотопливных котлов являются важным звеном систем автономного отопления. Они способны обогреть дом и обеспечить хозяев горячей водой даже при выключенном приборе, что существенно сокращает расход топлива и значительно экономит семейный бюджет.

О том, как установить теплоаккумулятор для котлов отопления, смотрите в следующем видео.

принцип работы и основные характеристики

Проектируя систему отопления в доме, необходимо учитывать, что не всегда пик выработки тепла совпадает с пиком его потребления. Поэтому, учитывая рост цен на энергоносители, современные технологии стремятся усовершенствовать отопительное оборудование таким образом, чтобы была возможность использовать как можно большее количество тепла с наименьшими затратами в течение максимально продолжительного периода времени.

Одним из таких усовершенствований магистрали, является теплоаккумулятор. По сути это бак для накопления горячей воды. Принцип его работы основывается на высоком показателе теплоёмкости для воды – для нагревания воздуха на 4 0С необходимо охладить воду всего на 1 0С. Использование таких приспособлений, как теплоаккумулятор, позволяет ощутимо экономить затраты на отопление дома. Это устройство не относится к разряду сложных – его вполне возможно сделать своими руками, если есть желание избежать лишних финансовых расходов.

Теплоаккумулятор – принцип работы и основные характеристики

Принцип работы теплового аккумулятора выглядит довольно просто. К верхней его части подведена труба от твердотопливного, газового или электрического котла. По ней горячая вода поступает в бак. Остывая, она опускается в нижнюю часть, где расположен циркуляционный насос. При помощи этого насоса остывшая вода подаётся в обратную магистраль и движется в сторону котла для нового нагрева.

Любой котёл работает не постоянно, а ступенчато – периодически включаясь и выключаясь.

После прекращения работы котла теплоноситель попадает в бак, а на его место поступает горячая жидкость – сохранение её температуры обеспечил теплоаккумулятор. То есть, после того, как котёл прекратил нагрев, отопление и горячее водоснабжение продолжаются на протяжении временного отрезка, пока теплоаккумулятор держит тепло и сохраняет воду горячей.

На схеме 1 показана схема работы теплового аккумулятора в системе с применением твердотопливного котла.

Проектируя и собирая систему отопления своими руками, вы можете ориентироваться на данную схему для того, чтобы не изобретать принцип подключения с нуля.

Основные задачи, которые выполняет теплоаккумулятор

Тепловые аккумуляторы устанавливаются в систему отопления для выполнения следующих задач:

  • Горячее водоснабжение дома.
  • Обеспечение стабильности температурного режима в доме.
  • Максимальное повышение коэффициента полезного действия отопительного оборудования, повышение эффективности его работы при минимизации финансовых расходов на обогрев дома.

  • При необходимости создание общего контура, если имеется не один котёл, а два или больше.
  • Накопление тепловой энергии, которую в избытке вырабатывает котёл.

При всех преимуществах, теплоаккумулятор имеет и свои недостатки. Бак любой ёмкости всё-таки ограничивает ресурс горячей воды. Как бы мы ни увеличивали бак, всё равно объём нагретой жидкости остаётся лимитированным. Если мы используем бак больших размеров, нам необходимо выделить под него отдельную площадь – это не всегда возможно.

Собираем теплоаккумулятор своими руками

Собрать тепловой аккумулятор своими руками довольно несложно – его конструкция достаточно проста и выполнение всех работ вполне по силам даже человеку, не имеющему строительных навыков.

Для начала необходимо запастись следующими элементами:

    • Ёмкость, из которой будем изготавливать бак. Это может быть обычная металлическая бочка. Следует выбирать объём более 150 л – бак меньшего размера просто невыгоден с практической точки зрения.
    • Утеплитель – лучше всего минеральная вата.

  • Обыкновенный скотч.
  • Медная трубка для изготовления змеевика.
  • Плита из камня или бетона.

Для начала очищаем бочку от мусора, пыли и ржавчины, зачищаем все места, где может появиться коррозия. Убираем остатки содержимого – это можно сделать при помощи выпаривания. Снаружи выполняем утепление бака для того, чтобы сохранить тепло максимально в течение максимально продолжительного отрезка времени. Для этого оборачиваем ёмкость минеральной ватой, обматываем скотчем а по верху оборачиваем либо слоем фольги, либо листовым металлом.

Из медной трубки, изгибая её, делаем змеевик в виде спирали и располагаем его внутри бочки. В такой конструкции вода поступает снизу, а выводится сверху. Для этого привариваем вводной и выводной патрубки. Их необходимо оснастить кранами. Наш теплоаккумулятор, изготовленный своими руками, готов к работе.

Необходимо помнить о соблюдении всех требований пожарной безопасности. Для того, чтобы избежать пожара, тепловой аккумулятор лучше всего разместить на бетонной или каменной плите. Он должен быть снабжен всеми необходимыми датчиками контроля температуры и давления – это минимизирует риск возникновения аварийной ситуации.

Подключение теплового аккумулятора своими руками к системе отопления

Подключение теплового аккумулятора к магистрали можно без труда выполнить своими руками, если вы пусть даже поверхностно знакомы с системами отопления.

Пошагово процесс происходит следующим образом:

  • Обратная магистраль проходит через весь бак – на его концах делаем вход и выход размером полтора дюйма.
  • На трубе, которая соединяет обратку с аккумулятором, монтируется циркуляционный насос – он обеспечивает движение воды в сторону отсекающего крана, расширительного бака и отопительного прибора.
  • Магистраль подачи монтируют аналогично – на ней также необходим циркуляционный насос и отсекающий кран.

Наглядно схема подключения к магистрали показана на схеме 2.

Необходимо учитывать, что такая схема используется при условии, что для обогрева используется один котёл. Если же в магистрали присутствует более одного котла, подключение значительно усложняется.

Тепловой аккумулятор можно устанавливать в различных типах отопительных систем – где используется твердотопливный, газовый или электрический котёл. В любой из них его применение значительно повысит эффективность работы системы и снизит затраты на обогрев помещений.

Сегодня многие светлые умы предлагают большое количество различных вариантов модернизации систем отопления, которые используют тепловые аккумуляторы. Можно использовать дополнительное средство нагрева воды – например, электроэнергию, либо солнечный коллектор. Можно дополнительно утеплить ёмкость при помощи пенополиуретана – даже тонкий слой этого вещества сделает теплоизоляцию значительно эффективней. Можно разделить пространство бака на температурные зоны, что позволит делать разбор горячей воды дифференцированно, исходя из её температуры. Увеличив число патрубков, можно обеспечить подключение нескольких контуров.

Пространство для фантазии и усовершенствований бесконечно. Если у вас есть изобретательская жилка, вы сумеете самостоятельно придумать много возможностей сделать работу теплового аккумулятора более выгодной и удобной.

Заключение

Использование теплоаккумулятора в системе отопления позволяет ощутимо снизить расходы на обогрев дома при том, что коэффициент полезного действия системы значительно возрастает и появляются дополнительные функции, которые делают более совершенными её эксплуатационные характеристики.

Конструкция теплоаккумулятора достаточно проста для того, чтобы сделать это устройство своими руками. Приложив немного усилий, терпения и смекалки, вы сможете минимизировать затраты на обогрев вашего жилья и повысить уровень температурного комфорта в доме. А тем, кто не имеет желания изготавливать устройство своими силами, современный рынок предлагает большой выбор различных моделей от отечественных и импортных производителей на любой вкус и финансовые возможности.

Теплоаккумулятор своими руками. Часть 1.

Теплоаккумулятор своими руками. Часть 1.
Теплоаккумулятор на 1600л.

Тепловой аккумулятор является важным компонентом гелиосистемы. Дело в том, что обычно, горячая вода нам необходима утром или вечером, когда мы уходим или приходим с работы, а вот солнце интенсивно светит только днем! Если мы не будем запасать тепло, выработанное солнечными коллекторами, то пользоваться гелиосистемой станет крайне неудобно и малоэффективно или даже невозможно!

Выработанное тепло от солнечных коллекторов лучше всего аккумулировать. И чем больше у вас будет этого запаса, тем более уверенно вы будете себя чувствовать. К примеру, себе я взял бойлер косвенного нагрева для ГВС на 250 литров. Для небольшой семьи из 2-х или 3-х человек, его как раз должно хватать на 2 – 3 дня.

Конечно, бойлер ГВС можно сделать самостоятельно, по такому же принципу как мой ТА для системы отопления (ниже будет описание), но из-за того, что там будет постоянно свежая водопроводная вода – такой бойлер очень быстро поржавеет и выйдет из строя. К тому же, кто захочет пользоваться горячей ржавой водой? А всякие эмали и керамические покрытия, которые наносятся в заводских условиях на внутренние поверхности бойлера, как правило, недоступны в быту.

А вот «бойлер» для системы отопления – другое дело! Тут уже можно пытаться делать самостоятельно. Если у вас закрытая система отопления, и вы не доливаете в нее часто свежей воды, то ТА из обычной черной стали может служить вам долгие годы.

На 10 коллекторов, минимально рекомендуемый объем ТА около 1000 литров. Так как я планирую использовать еще и твердотопливный котел, на случай отключения газа, а для Украины это сейчас актуально как никогда, то решил сделать ТА чуть больше. На самом деле я взял просто удобные для себя размеры. Это цилиндрическая емкость 1м в диаметре и 2м в высоту. Вот в таком объеме помещается почти 1600л воды.

Разумеется, в домашних условиях, сделать цилиндрическую емкость очень сложно, особенно, если металл 4мм. Листы стали надо сначала прокатать. Я вообще фиговый сварщик и в мыслях не было делать такой ТА дома. Заказал себе такую емкость на местном заводе ЖБИ. Под заказ, там вварили все необходимые для меня патрубки. И что самое главное, сделали крышку диаметром 60 см. Т.е я спокойно мог пролазить в ТА. Эта крышка понадобилась для установки теплообменников для солнечных коллекторов. После установки змеевиков, крышка выжимается через резиновую прокладку, и емкость становится герметичной и напорной. Т.е она может эксплуатироваться под давлением.

Отдельно хочу сказать про давление! Емкости таких габаритных размеров плохо выдерживают даже относительно небольшое давление в 2 – 3 атмосферы. Когда я начал накачивать давление в емкость, то она начала выгибаться. Первым делом, выдавило пузом верхушку и днище бака. А вторым делом ту самую съемную крышку, не смотря на то, что она была сделана из металла толщиной 8мм… На диаметр 60 см было равномерно распределено 20 отверстий для болтов на 12мм.

Поэтому мой вам совет – на крышку желательно кинуть пару ребер жесткости. Хотя я, обошелся и без них. А второе – обязательно накачайте давление в емкость на заводе! Лучше в таком порядке… Пусть сначала проварят все внутренним швом, затем накачают давление, чтобы ее расперло. В принципе, после этого бочка принимает свою форму. Затем сбросить давление и уже пройтись наружным швом и вварить все необходимые патрубки, ножки и крышку.

ВНИМАНИЕ!!! Испытания давлением необходимо производить только водой. Использование воздуха для таких емкостей может привести к серьезным разрушеняим и (или) летальному исходу.

Теплоаккумулятор, общий вид. Частично загрунтован.

Теплоаккумулятор полность выкрашен серебрянкой, для уменьшения собственного излучения.



Аккумуляторы солнечной энергии для дома, фермы и малого бизнеса: предложения по выбору и использованию материалов и устройств для хранения тепла

AE-89


АЕ-89

Университет Пердью

Совместная служба поддержки

Уэст-Лафайет, IN 47907





Стив Экхофф и Мартин Окос

Факультет сельскохозяйственной инженерии
Университет Пердью

Содержание

Введение

Типы материалов, используемых для хранения солнечного тепла

Преимущества и недостатки различных материалов для хранения

Как материалы с фазовым переходом работают в аккумулировании солнечного тепла

Размер и тип камней, наиболее подходящих для хранения тепла

Тип используемого теплоносителя

Определение размера вашего хранилища

Расположение вашего хранилища

Важность конфигурации хранилища (формы)

Уменьшение требуемого объема хранилища

Предложения при покупке коммерческого устройства для хранения тепла

Связанные публикации

 

Никому не нужно определять для рядового гражданина понятие «энергетика». хруст».Наши ежемесячные счета за топливо и коммунальные услуги постоянно напоминают нам о том, стоимость американского уровня жизни. И «эксперты» предупреждают, что кризис здесь, чтобы остаться.

Из альтернатив традиционным видам энергии одна получает самое серьезное внимание — по крайней мере, для дома, фермы и небольшого потребности бизнеса в отоплении — это солнечная энергия. Сегодня много новых домов планируется и строится для размещения солнечного отопления системы. Различные типы переносных коллекторов и солнечного отопления пакеты преобразования легко доступны на розничном рынке.

К сожалению, слишком много потенциальных потребителей солнечной энергии слишком мало информации о некоторых аспектах строительства или преобразования к солнечной системе отопления. Одна область неадекватной или дезинформации в особенным (и дорогостоящим из-за ошибок) является хранение собранная энергия. Таким образом, цель настоящей публикации состоит в том, чтобы ответить на некоторые основные вопросы о правильном выборе и использовании теплоаккумулирующие устройства.

В публикацию включены обсуждения различных способов накопления тепла. материалы и средства передачи, и как выбрать «правильный»; размер, расположение и форма запоминающего устройства; и предложения по покупкам для такого устройства.Включены два рабочих листа (с примерами) — один для определить, сколько тепла вам, вероятно, потребуется, а другой чтобы узнать, насколько вы могли бы сократить расходы за счет надлежащего изоляция. Доступны Purdue Extension, перечисленные в конце этой публикации. публикации, посвященные смежным аспектам солнечного отопления и энергосбережение.

Какие материалы используются для хранения солнечного тепла и есть ли «лучший» один?

Ряд материалов можно использовать в качестве носителя для хранения дома, на ферме или системы солнечного отопления для малого бизнеса; но обычно только три рекомендуется в настоящее время — камень, вода (или смеси вода-антифриз) и химическое вещество с фазовым переходом, называемое глауберовой солью.Эти материалы, наиболее последовательно отвечающие критериям выбора носитель информации, а именно способность (1) отдавать тепло своим точки приложения при желаемой температуре, и (2) сделать это дёшево, исходя не столько из стоимости материала, сколько из стоимости Общая система и ее обслуживание.

Таким образом, не существует одного «лучшего» теплоаккумулирующего материала; а скорее каждый из трех имеет характеристики, которые могут сделать его наиболее желанным при определенных условиях.

Каковы преимущества и недостатки каждого материала для хранения и при каких условиях он, вероятно, будет использоваться?

Камни

В качестве материала для хранения горные породы дешевы и легкодоступны, имеют хорошие характеристики теплопередачи с воздухом (среда переноса) при низкой скорости и действуют как собственный теплообменник. Основной недостатками являются их высокое соотношение объема на хранимую БТЕ по сравнению с вода и материалы с фазовым переходом (что означает больший запас тепла площадь), а также трудности с конденсацией воды и микробным деятельность.Если точка росы воздуха, поступающего в хранилище, выше температуры горных пород влага из воздуха конденсируется на камни. Влага и тепло в скальной породе могут привести к микробному рост.

Камнехранилище — самая надежная из трех систем хранения из-за своей простоты. После установки системы обслуживание минимален, и мало что может снизить производительность хранилища.

Воздушные солнечные коллекторы обычно используются с аккумулирующими камнями. устройства.Поскольку воздухосборники дешевле и не требуют обслуживания чем жидкостные коллекторы, система, использующая хранение камней и воздушную солнечную энергию. коллекторы кажутся наиболее логичными для отопления жилых помещений. Однако, другие обстоятельства, такие как наличие дешевых материалов, ограниченность коллектор или место для хранения или несовместимость с существующим система отопления, может диктовать использование воды или фазового перехода устройство хранения материала. Однако помните, что конечная решающим фактором должны быть первоначальные затраты и затраты на техническое обслуживание система.

Обсуждаются тип и размер горных пород, которые лучше всего аккумулируют тепло. позже.

Вода

Вода как накопительный материал имеет то преимущество, что она недорогая. и легко доступны, имеют отличную теплопередачу характеристик и совместимости с существующими системами горячего водоснабжения. системы. Его основные недостатки включают трудности с системой коррозия и утечки, а также более дорогие затраты на строительство.

Из-за хорошего отношения теплоаккумуляции к объему (в пять раз больше, чем камень) и большая эффективность жидких солнечных коллекторов, Системы сбора и хранения жидкости могут быть очень практичными: (1) где доступно тщательное обслуживание (например, в многоквартирных домах или промышленные здания), (2) где конечным использованием является горячая вода (например, как в молочном сарае или на предприятии пищевой промышленности), или (3) где система хранения воды может быть напрямую связана с существующим отоплением система как в бытовом плинтусном горячем водоснабжении.

Вместо камня можно рассмотреть систему хранения воды. хранения в ситуациях, когда пространство ограничено. Резервуар для воды может легко быть похороненным под землей, чтобы сэкономить место.

Материалы с фазовым переходом (PCM)

Материал с фазовым переходом Глауберова соль из-за ее низкого соотношения объема на хранимую БТЕ требуется всего 1/8 объема горных пород и 2/5 пространство воды для сопоставимого накопления тепла (см. рис. 1).Это также поглощает и отдает большую часть своего тепла при постоянном температура. Недостатки глауберовой соли, по крайней мере, на данный момент, его стоимость по отношению к породе и воде, а также различные технические проблемы (например, проблемы с упаковкой из-за плохой электропроводность и его коррозионная природа). Такие проблемы нужно решена до того, как можно будет гарантировать надежность PCM.

Рис. 1. Сравнительные объемы при одинаковом количестве накопления тепла с использованием трех различных материалов для хранения.

Материалы с фазовым переходом чаще всего используются в ситуациях, когда существуют ограничения по площади. Часто стоимость дополнительного места в новый дом для устройства для хранения камней будет больше, чем добавленная стоимость покупки PCM, такого как глауберова соль. Эти материалы также весьма желательна там, где премия ставится на поддержании постоянной температура. Жилые помещения, отапливаемые ПКМ, зачастую более комфортны, так как температура воздуха из хранилища более равномерна, пока он разрядка.

Как материалы с фазовым переходом работают в аккумулировании солнечного тепла?

PCM — это химические вещества, которые подвергаются твердо-жидкостному превращению. переход при температурах в пределах желаемого диапазона для нагрева целей. В процессе перехода материал поглощает энергию когда он переходит из твердого состояния в жидкое и при этом высвобождает энергию обратно в твердое тело. Что делает PCM желательным для хранения тепла, так это его способность удерживать сильно различающееся количество энергии в одном и том же температура.

Для иллюстрации рассмотрим фазовые превращения, происходящие с водой. Если вода помещается в морозильную камеру, тепло от нее отводится хладагента, пока он не станет льдом. Если затем положить лед в жидкость при комнатной температуре, она плавится, поглощая энергию этого окружающая жидкость. Количество поглощаемого тепла составляет около 143 БТЕ/час. фунт, что означает, что фунт льда может охладить фунт воды из 175°F до 32°F, в то время как сама по себе только меняет форму (т.е., ото льда при 32° до воды при 32°).

В настоящее время изучаются потенциальные материалы для хранения тепла. не менее дюжины химических соединений, которые меняют фазу при температуре в пределах полезного диапазона для обогрева помещений. Однако в этот момент продается только глауберова соль (декагидрат сульфата натрия) коммерчески. Глауберова соль меняет фазы при 90°F и имеет 108 БТЕ на фунт «скрытой теплоты» (количество тепла, поглощаемого или выделяемого при изменении фазы).Из-за высокой скрытой теплоты глауберова соль требует меньшего объема хранения, чем камень или вода; что могло означает более низкую стоимость складских помещений и больше полезного пространства в доме чтобы компенсировать относительно высокую стоимость материала.

У PCM есть некоторые химические свойства, которые могут создавать проблемы при нагревании. хранение и передача; но большинство из них были или преодолеваются. Один что PCM имеют тенденцию к переохлаждению при отводе тепла. Это означает, что, вместо того, чтобы отдавать свою скрытую теплоту при температуре фазового перехода, солевые PCM могут оставаться жидкими до тех пор, пока их температура не упадет до 15-30°C. ниже этой температуры.Для борьбы с этим переохлаждением» в книге Глаубера соль, около 3 процентов химиката, декагидрат тетрабората натрия, добавляют, чтобы вызвать фазовый переход при соответствующей температуре.

Другая проблема с солевыми PCM заключается в неконгруэнтном плавлении. что происходит, когда соль частично нерастворима в воде кристаллизация. В случае глауберовой соли при ее плавлении температуре около 15 процентов сульфата натрия остается в нерастворимая безводная форма.В два раза плотнее насыщенного растворе безводное оседает и не перекристаллизуется при тепло отводится. Для предотвращения этого используется загуститель. водный раствор в суспензии, пока он не сможет преобразоваться в кристалл структуру при отводе тепла.

Способность аккумулировать тепло снизится со 108 до примерно 60 БТЕ/час. фунт, когда безводный оседает. В настоящее время лучшее утолщение используемым агентом является аттапульгитовая глина, которая при добавлении к глауберовской соли в количестве 7-10 процентов, предотвращает оседание безводный и не разлагается со временем.

Примечание : Остерегайтесь смесей, содержащих целлюлозу, крахмал, опилки, силикагель, кремнезем и т. д. Эти типы загустителей хорошо подходят для какое-то время, но в конечном итоге либо гидролизуются солью, либо разлагаются бактериями и становятся неэффективными. Работа с уважаемая компания должна устранить некоторые из этих забот. Не позволяйте продавец продает вам «секретный» загуститель; если бы это было хорошо он был бы запатентован, и не было бы нужды в секретах.)

Если в качестве материала для хранения используется камень, какой размер и тип подходят лучше всего?

Хотя размер выбранного камня будет определяться в первую очередь стоимость, в целом, чем больше размер, тем лучше для хранения целей. Основная причина в том, что требуется меньше энергии, чтобы заставить теплообмен воздуха через крупные камни, чем через мелкие. Горные породы менее дюйма в диаметре обычно слишком малы; в то время как еще чем 4-6 дюймов в диаметре слишком велики из-за недостаточного площадь поверхности теплообмена.

Если вы собираете собственный камень для хранения, ищите круглое поле. камни диаметром от 4 до 6 дюймов. Если покупать на коммерческой основе каменный карьер, самый большой доступный размер, вероятно, «септик гравия», диаметром 1-3 дюйма. Но не слишком беспокоит размер; согласитесь на 2-дюймовый септический гравий, если у вас есть платить премию за более крупный камень. Если есть, старый кирпич для дома хороший материал для хранения при укладке, чтобы обеспечить доступ воздуха.

Вероятно, более важным, чем размер камня, является однородность размера. Если слишком много вариаций, мелкие камни заполнят пустоты между более крупными камнями, тем самым увеличивая мощность воздуходувки требование. Кроме того, избегайте тех типов камней, которые склонны к шелушению и чешуйчатые, такие как известняк. Образовавшуюся «пыль» собирает теплообменный воздух и либо засоряет фильтры топки, либо, если топка обходит, дует прямо в зону нагрева.

Так как воздух должен продуваться через скальное ложе, необходимо знать необходимое количество энергии. В общем, чем быстрее поток воздуха и/или чем меньше размер породы, тем больше потребляемая мощность.

Например, скорость воздуха 50 футов в минуту через 10-футовый слой породы толщиной 1 дюйм имеет перепад давления около 1 дюйма. вода (статическое давление). Уменьшение скорости до 30 футов в минуту сократит падение давления до 1/2 дюйма водяного столба.Падение давления по всей системе (т. е. коллектор, накопительный слой и воздуховоды) должно быть не более 3-4 дюймов водяного столба (статическое давление).

Перед заполнением хранилища рассмотрите возможность промывки или просеивания из «штрафов», которые в противном случае могли бы заполнить пустоты. Хранение камней должны обеспечивать выход скопившейся влаги. Также, рассмотреть способы предотвращения роста плесени и бактерий, один из которых поддержание высокой температуры хранения даже в периоды низкого использования.

Какой тип теплоносителя следует использовать?

В качестве среды передачи, наиболее часто используемой в системах солнечного отопления, воздух, вода и водно-незамерзающие смеси. Какой из них вы должны использовать вполне может быть продиктован типом выбранного материала для хранения. Для например, для хранения горных пород в качестве среды передачи требуется воздух; вода или накопитель воды-антифриза использует одну и ту же жидкость для теплопередачи; Память ПКМ. с другой стороны, будет использовать либо воздух, либо жидкость, в зависимости от типа теплообменника.

Многие из первых домов, построенных на солнечных батареях, использовали водосборники. с запасом воды из-за преимуществ повышенной эффективности и уменьшенный размер. Однако в настоящее время системы солнечного отопления, использующие воздуха в качестве среды переноса рекомендуются для домашнего использования. Один причина в меньшем потенциале повреждения; неисправная система подачи воздуха почти не вызовет таких проблем, как протекающая или замерзшая вода. система бы. Также воздухосборники и воздуховоды обычно дешевле и требуют меньше обслуживания.Пока более надежная и «отказоустойчивая» жидкость системы разрабатываются, воздух, вероятно, по-прежнему будет рекомендованным теплоноситель для домашнего солнечного отопления.

Насколько большим должно быть мое хранилище солнечного тепла?

Необходимый объем хранилища зависит от четырех факторов: (1) нагрева потребность площади в отапливаемом помещении, (2) суточного резерва хранения желаемый, (3) диапазон температур, в котором хранится тепло, и (4) тип используемого складского материала.Ниже приводится краткое обсуждение каждого коэффициент и рабочий лист I (с примером) для расчета необходимого тепла емкость хранения с использованием различных материалов для хранения.

Потребность в отоплении – количество тепла, необходимое для поддержания желаемого температуры в доме или другом помещении. Он равен сумме тепла, которое конструкция теряет в окружающую среду через стены и кровли за счет теплопроводности и конвекции. Эта потеря тепла может быть оценивается с помощью простых уравнений, найденных в большинстве тепловых переводные книги (см. Связанные публикации на стр. 9) или часто газ и представители теплоснабжающей организации принимают такие решения в качестве оказание услуг.

Резерв хранения — это количество тепла, необходимое, если энергия не может быть собирается за определенное количество дней. Хотя и весьма изменчива, объем резерва, обычно планируемый для домашнего солнечного отопления на настоящее время от 3 до 5 дней.

Диапазон температур, в котором сохраняется тепло — разница между максимальной температурой накопительного слоя при заполнении и минимальная температура, при которой должен быть теплоноситель обогрев.В домах, отапливаемых солнечными батареями, максимальная температура «постели», вероятно, быть 130-150°F, в зависимости от используемого коллектора; тогда как минимум температура переноса составляет около 75-80 ° F, при условии желаемого помещения температура 70°F. Таким образом. хорошая цифра «диапазон температур» для использовать в расчетах объема хранилища будет 50 ° F (130 ° — 80°) (Существует тенденция накапливать тепло при максимально возможной температура для минимизации размеров хранилища; но как температура от коллектора повышается, КПД падает).

Материалы для хранения тепла отличаются некоторыми характеристиками, которые также следует учитывать при определении емкости хранилища. В таблице 1 перечислены объемная плотность, удельная теплоемкость (теплоемкость) и скрытая теплота три распространенных материала для накопления солнечного тепла — камень, вода и глауберовы поваренная соль. На рис. 1 показан сравнительный объем каждого материала для такой же объем накопления тепла, на основе примера в Рабочем листе I.

Таблица 1.Характеристики аккумулирования тепла трех распространенных видов солнечного тепла Материалы для хранения.

  Материал хранения Объемная плотность Удельная теплоемкость Скрытая теплота 
-------------------------------------------------- --------------------------
Рок 100 фунтов/куб.м. 0,2 БТЕ/фунт°F ---------------

Вода 62,4 фунта/куб.м. 1 БТЕ/фунт°F ---------------

Глауберова соль 56 фунтов/куб.м. 0,5 БТЕ/фунт.°F 108 БТЕ/фунт. при 90°F
(фазовый переход (включая нагрев ниже 90°F
темп., 90°F) теплообменник) 0,8 БТЕ/фунт°F
                                         выше 90°F
-------------------------------------------------- ---------------------------
 

Рабочий лист 1. Расчет необходимого объема солнечного тепла

Пример: предположим, что ваш дом нуждается в отоплении (расчетная потери) в размере 15 000 БТЕ в час, и вы хотите, чтобы ваша система солнечного отопления иметь 3-дневный резерв хранения.Каким будет ваше необходимое хранилище емкость с использованием горных пород, воды или глауберовой соли в качестве материала для хранения?

                                                                                       Наш Ваш
                      Пример ситуации с предметами и расчетами


1. Объем, необходимый для использования ROCK в качестве носителя

   а. Потребность здания в отоплении: расчетные потери тепла (см. обсуждение выше).= 15 000 БТЕ/час ___________

   б. Часов в день: 24. = 24 часа в день ___________

   в. Желаемый резерв хранения: в среднем 3-5 дней (см. обсуждение выше). = 3 дня ___________

   д. Общее количество необходимого тепла: Этап 1.a (15 000 БТЕ/ч) x Этап 1.b (24 часа в день) x Этап 1.c
      (3 дня). = 1 080 000 БТЕ ___________

   е.Насыпная плотность складируемого материала: Из таблицы 1. = 100 фунтов/куб.фут ___________

   ф. Удельная теплоемкость материала хранения: Из таблицы 1. = 0,2 БТЕ/фунт°F ___________

   грамм. Температурный диапазон, в котором сохраняется тепло: в среднем 50-75°F (см.
      обсуждение выше). = 50°F -----------

   час Количество тепла на кубический фут материала для хранения: Шаг 1.e (100 фунтов/куб. фут) x Шаг 1.f.
      (0,2 БТЕ/фунт-°F) x Шаг 1.g (50°F). = 1000 БТЕ/куб.фут ___________

   я. Объем хранилища, необходимый для использования породы: Шаг 1.d (1 080 000 БТЕ) ÷ Шаг 1.h
      (1000 БТЕ/куб.фут). = 1080 куб. футов ____________

2. Объем, требуемый при использовании ВОДЫ в качестве носителя

   а. Общее количество необходимого тепла: То же, что и в шагах с 1.a по 1.d. = 1 080 000 куб. футов ___________

   б. Насыпная плотность складского материала: Из таблицы 1.= 62,4 фунта/куб.фут ___________

   в. Удельная теплоемкость аккумулирующего материала: Из таблицы 1. = 1 БТЕ/фунт°F ___________

   д. Температурный диапазон, в котором сохраняется тепло: То же, что и в шаге 1.g. = 50°F ___________

   е. Теплоты на куб. фут складского материала: Шаг 2.b (62,4 фунта/куб. фут) x Шаг 2.c
(1 БТЕ/фунт°F) x Шаг 2.d (50°F). = 3120 БТЕ/куб.фут __________

   ф. Требуемый объем хранения с использованием воды: Шаг 2.a (1 080 000 БТЕ) ÷ Шаг 2.e
      (3120 БТЕ/куб.фут). = 346 куб. футов ___________

3. Объем, требуемый при использовании GLAUBER'S SALT в качестве носителя данных.

   а. Общее количество необходимого тепла: То же, что и в шагах с 1.a по 1.d. = 1 080 000 БТЕ ___________

   б. Насыпная плотность складируемого материала: Из таблицы 1. = 56 фунтов/куб.фут ___________

   c Скрытая теплота аккумулирующего материала: из таблицы 1.= 108 БТЕ/фунт ___________

   д. Удельная теплоемкость аккумулирующего материала: Из таблицы 1.

                            *Выше температуры фазового перехода = 0,8 БТЕ/фунт°F ___________
                            ** Ниже температуры фазового перехода = 0,5 БТЕ/фунт°F ___________

   е. Разница температур между фазовым переходом (90°F) и хранением
      максимум (130°F) и минимум (80°F): см. обсуждение температурного диапазона
      над.*Разница температур выше фазового перехода = 40°F ___________
                                    **Разница температур ниже фазового перехода = 10°F ___________

  ф. Количество тепла на фунт материала для хранения: Этап 3.c + (Этап 3.d* x Этап 3.e*) + (Этап 3.d**
     x Шаг 3.e**). Пример: 108 БТЕ/фунт. + (0,8 БТЕ/фунт°F x 40°F) + (0,5 БТЕ/фунт°F x
     10F) = 108 БТЕ/фунт.+ 32 БТЕ/фунт. + 5 БТЕ/фунт. = 145 БТЕ/фунт ___________

  грамм. тепла на куб. фут складского материала: шаг 3.b (56 фунтов/куб. фут) x
     Шаг 3.f (145 БТЕ/фунт). = 8120 БТЕ/куб.фут ___________

  час Объем хранилища, необходимый для использования глауберовой соли: Шаг 3.a (1 080 000 БТЕ)÷
     Шаг 3.g (8120 БТЕ/куб.фут). = 133 куб. футов ___________

 

Где должен располагаться мой аккумулятор солнечного тепла?

Как правило, для обогрева жилых помещений накопитель может быть содержится в самом доме.Так как он тяжелый. лучший расположение в подвале или самом низком уровне — и на бетоне. нет деревянные опорные элементы. Внутреннее хранилище должно иметь некоторую изоляцию, особенно если хранилище заряжается во время лето. Тем не менее, он не должен быть так сильно изолирован, как наружный. аккумулирование, так как потери тепла идут непосредственно на обогрев дома.

Хранилище также может быть расположено за пределами дома либо в на земле или в неотапливаемом помещении.при условии хорошей изоляции. Сухой, хорошо дренированная почва действует как подходящая изоляция при хранении похоронен снаружи; подземное хранилище также обеспечивает более удобную жизнь пространство в доме.

Важна ли форма теплоаккумулятора?

Важность конфигурации хранилища зависит от используемый материал для хранения. Хранилища для жидкостей обычно хранятся в один большой бак. Использование нескольких резервуаров меньшего размера позволит максимизация температуры в меньшем объеме, а не нагреть весь объем одного бака.Однако из-за стоимости нескольких резервуаров и связанных с ними проблем с клапанами, а также потому, что значительная вертикальная температурная стратификация в водной бак, рекомендуется использовать один бак и взлетать вода наверху, где она самая теплая.

Эффективность хранилища камней очень зависит от конфигурация. Основная проблема при проектировании хранилища горных пород заключается в том, чтобы свести к минимуму падение давления в потоке воздуха через хранилище.В как правило, чем короче расстояние, которое должен пройти воздух, и тем ниже поток воздуха, тем меньше будет падение давления.

Минимальная длина, необходимая для адекватной теплопередачи внутри хранение зависит от расхода воздуха, коэффициента теплопередачи воздуха к породы и площади поперечного сечения. В нормальных условиях эксплуатации, эта минимальная длина довольно мала. Следовательно, чем короче хранилище может быть (в пределах разумного), чем ниже эксплуатационная Стоимость.Как правило, поток воздуха составляет 20-30 футов в минуту. желательно. Площадь склада можно приблизительно определить, разделив суммарный расход воздуха из коллектора (куб. подачи в минуту) на скорость (в футах в минуту).

В то время как воздух можно дуть через горную породу горизонтально, наиболее Эффективная система предназначена для вертикального воздушного потока. Горячий воздух из коллектора выдувается вверх, а холодный воздух возвращается к коллектору снизу.Когда для нагрева требуется тепло комнате поток воздуха обратный.

Может ли дополнительная изоляция уменьшить требуемый объем хранилища (и стоимость)?

Поскольку потребность здания в отоплении определяет количество тепла, которое необходимо собрать и сохранить, снижение этого требования приведет к аналогично уменьшить площадь коллектора и вместимость хранилища нужный. Обычно самым дешевым способом снижения теплопотерь является правильная изоляция. На самом деле, деньги сэкономлены за счет меньшего объема памяти. место, материал для хранения и площадь коллектора часто больше, чем окупается дополнительная изоляция.

Насколько добавление изоляции может снизить стоимость Солнечная система отопления зависит от ряда факторов, таких как структурная прочность здания, существующий уровень теплоизоляции, материал для хранения, который будет использоваться, и т. д. Но экономия может быть значительным, как показывает пример в Рабочем листе II. Используйте рабочий лист для определения потребностей в отоплении и последующем сборе-хранении объем и стоимость системы при текущем уровне изоляции, а затем на «правильных» уровнях.Как правило, складское помещение должно быть утеплено. значение R-11, если в отапливаемом помещении и до R-30, если в неотапливаемом площадь.

На что следует обращать внимание или спрашивать при покупке коммерческого обогревателя устройство хранения?

Если предсказанный строительный бум, связанный с солнечной энергетикой, действительно становится реальностью, обязательно возникнет какое-то ложное компаний, которые попытаются воспользоваться потребительским «невежеством». относительно систем хранения солнечного тепла и материалов.Защищать себя от этих фирм, а так же иметь базу для принятия мудрых вариантов, следуйте предложенной процедуре:

    1. Остерегайтесь систем «черного ящика». Знайте, что в системе и как он работает.
    2. Если вы не знакомы с компанией, проверьте ее через Better Бизнес-бюро или аналогичная организация.
    3. Свяжитесь с кем-нибудь, у кого уже есть один из устройства хранения данных; они могут многое рассказать вам о типе исполнения ждать.Будьте очень осторожны, если продавец не может или не хочет дать вам клиенты, с которыми можно связаться.
    4. Получите претензии компании в письменном виде перед покупкой система. Также заставьте их гарантировать заданный уровень производительности и замените неисправные детали.
    5. Попросите показать проектные расчеты системы и проверьте их использование доступных справочных материалов или получение помощи от вашего округа Офис расширения.
    6. Если для системы требуется специальный материал для хранения тепла, например рок, подсчитайте его стоимость, если бы вы купили его сами.Это будет дать вам представление о количестве труда и затрат на рекламу в сделке.
    7. Если система требует предварительно упакованных модулей PCM. попросить посмотреть данные компании, подтверждающие заявления о тепловой мощности, скрытой теплоте и ожидаемый срок полезного использования. Помните, претензии относительно количества раз в Материал для хранения ПКМ был переработан, не так важно, как количество тепло, поглощаемое и выделяемое в каждом цикле. Если безводная соль удерживает отстоя, эффективность хранилища со временем снижается, но PCM по-прежнему будет работать (на уровне 60 БТЕ за фунт вместо 108). БТЕ).

Похожие публикации

Единичные копии следующих публикаций Purdue Extension доступны решения по солнечному отоплению и энергосбережению жителям Индианы из офиса расширения округа или написав в Media Distribution Center, 301 South Second Street, Лафайет, Индиана 47901-1232.

Солнечное отопление для дома, фермы и малого бизнеса (AE-88)


Рабочий лист II. Определение эффекта дополнительной изоляции


по объему и стоимости аккумулирования тепла и коллектора

Пример: Типичный квадратный двухэтажный дом.с площадью поверхности кровли 1267 квадратных футов и площадь поверхности стены 2400 квадратных футов должны быть солнечное отопление. В настоящее время он имеет в качестве изоляции только 6 дюймов стекловолокно (коэффициент проводимости 0,053 БТЕ/час-°F-кв.фут в крыше и 1 дюйм фибрового картона (значение проводимости 0,33 БТЕ/час-°F-кв. фут) в стены. Температура внутри будет поддерживаться на уровне 70 ° F: ожидается наружная низкая температура составляет 10°F. Должен ли владелец проектировать воздух коллектор и система хранения глауберовой соли для домашнего подарка потребность в отоплении.или стоит добавить еще 6 дюймов изоляция в крыше и 3 1/2 дюйма в стенах?

                                                                                Наш Ваш
           Пример ситуации с предметами и расчетами

1. Потребность в отоплении здания с существующей изоляцией

   а. Разница между внутренней и наружной температурой: Из примера выше
        (70°F - 10°F).= 60°F _____________

   б. Площади поверхности крыши и стен; Из примера выше.
*Площадь корня = 1267 кв. футов _____________
**площадь стен = 2400 кв. футов _____________

   в. Значение проводимости для данного типа и толщины изоляции:
      Обратитесь к продавцу строительных материалов. (Пример: крыша, 6 дюймов.
      стекловолокно; стена, 1 дюйм ДВП).
                                                        *Изоляция крыши = .053 БТЕ/час-
°F-кв.фут _____________
                                                        **Изоляция стен = 0,33 БТЕ/час-
°F-кв.фут _____________

   д. Потери тепла с крыши: Шаг 1.a (60°F) x Шаг 1.b* (1267 кв. футов)
      x Шаг 1.c* (0,053 - БТЕ/час-°F-кв.фут). = 4029 БТЕ/час ______________

   е. Потери тепла через стены: Шаг 1.a (60°F) x Шаг 1.b* (2400 кв. футов) x
      Шаг 1.c** (0,33 БТЕ/ч.-°F-кв.фут). = 47 520 БТЕ/час ______________

  f.Общая существующая потребность в отоплении: Этап 1.d (4029 БТЕ/час) + Этап 1.e
    (47 520 БТЕ/час). = 51 549 БТЕ/час ______________

2. Количество и стоимость материалов для хранения для удовлетворения текущих потребностей в отоплении

  а. Часов в день: 24. = 24 часа в день _____________

  б. Желаемый запас тепла: Ср. 3-5 дней. = 3 дня ___________

  в.Теплоаккумулирующая способность аккумулирующего материала: Для глауберовой соли
     см. рабочий лист I, шаг 3.f

  д. Стоимость единицы складского материала: уточняйте у поставщика. = 0,25 долл. США/фунт _____________
 
  е. Общее количество необходимых материалов для хранения: (Этап 1.f x Этап 2.a x Этап 2.b) ÷ Этап 2.c.
     Пример: (51 549 БТЕ/час x 24 часа/день x 3 дня) ÷ 145 БТЕ/фунт.
     = 3 711 526 БТЕ ÷ 145 БТЕ/фунт. = 25 597 фунтов _____________

  f. Общая стоимость необходимых материалов для хранения: Шаг 2.е. (25 597 фунтов) x Шаг 2.d
    (0,25 доллара за фунт). = 6399 долларов ______________

3. Размер и стоимость коллектора для удовлетворения текущих потребностей в отоплении.

   а. Желаемая мощность сбора потребности в отоплении: В среднем 2 дня. = 2 дня ______________

   б. Значение излучения для коллектора: уточните у поставщика. = 1000 БТЕ/кв.фут ______________

   в. Стоимость коллектора за кв.м.: Уточняйте у поставщика.= 1,00 долл. США/кв. фут ______________

   д. Необходимая общая площадь коллектора: (Этап 1.f x Этап 2.a x Этап 3.a) ÷ Этап 3.b.
      Пример: (51 549 БТЕ/час x 24 часа/день x 2 дня) ÷ 1000 БТЕ/кв. фут
      = 2 474 352 БТЕ ÷ 1000 БТЕ/кв. фут. = 2474 кв. футов ______________

   е. Общая стоимость коллектора: Этап 3.d (2474 кв. футов) x
       Шаг 3.c (1,00 долл. США за кв. фут). = 2474 доллара ______________

4.Потребность в отоплении здания с дополнительной изоляцией

  а. Значение проводимости для имеющейся + добавленной изоляции: Шаг 1.c + добавленная
     изоляция. (Пример: крыша 6 дюймов из стекловолокна + 6 дюймов пенополистирола; стена 1 дюйм.
     ДВП + 3-1/2 дюйма, пенопласт
                                               *Корневая изоляция = 0,026 БТЕ/час- ______________
°F-кв.фут
**Изоляция стены = 0,071 БТЕ/час- ______________
°F-кв.футов
                           
  б. Потери тепла с крыши: Этап 1.a (60 °F x Этап 1.b* (1267 кв. футов)
     x Этап 4.a* (0,026 БТЕ/час-°F-кв.фут) = 1977 БТЕ/час ______________

  в. Потери тепла через стены: Шаг 1.a (60°F) x Шаг 1.b** (2400 кв. футов)
     x Шаг 4.a** (0,071 БТЕ/ч)-°F-кв.фут). = 10 224 БТЕ/час ______________

  д. Общая потребность в отоплении с дополнительной изоляцией: Этап 4.b (1977 БТЕ/час) +
      Шаг 4.c (10 224 БТЕ/ч) = 12 201 БТЕ/ч _____________

5. Количество и стоимость складского материала для обеспечения «дополнительной изоляции».
  потребность в отоплении

  а. Общее количество необходимых материалов для хранения: (Шаг 4.d x Шаг 2.a x Шаг 2.b) ÷ Шаг 2.c
     Пример: (12 201 БТЕ/час x 24 часа/день x 3 дня ÷ 145 БТЕ/кв. фут =
     878 472 БТЕ ÷ 145 БТЕ/фунт = 6058 фунтов _____________

  б. Общая стоимость необходимого складского материала:
     Шаг 5.a (6058 фунтов) x Шаг 2.d (0,25 долл. США/фунт) = 1515 долл. США _____________

6.Размер и стоимость коллектора для обогрева с «дополнительной изоляцией».
  требование

  а. Необходимая общая площадь коллектора: (Этап 4.d x Этап 2.a x Этап 3.a) ÷ Этап 3.b.
     Пример: (12 201 БТЕ/ч x 24 ч/день x 2 дня) - 1000 БТЕ/кв. фут. знак равно
     585 648 БТЕ ÷ 1000 БТЕ/кв.фут. = 586 кв. футов ______________

  б. Общая стоимость коллектора:
       Шаг 6.а. (586 кв. футов) x Шаг 3.c (1,00 долл. США за кв. фут). = 586 долларов ______________

7. Экономия затрат на систему отопления за счет добавления изоляции

  а. Стоимость единицы изоляции: уточняйте у поставщика. Пример: 6 дюймов и 3-1/2 дюйма.
    маты.
* 6 дюймов. маты = 0,20 долл. США/кв. фут ______________
**3-1/2 дюйма в матах = 0,12 доллара США за кв. фут ______________
                                            
  б. Стоимость дополнительной изоляции: (Шаг 1.b* x Шаг 7.a*) + (Шаг 1.б** х Шаг 7.а**).
     Пример: (1267 кв. футов x 0,20 долл. США/кв. фут) + (2400 кв. футов x 0,12 долл. США/кв. фут)
     = 253 доллара + 288 долларов. = 541 долл. США ______________

  в. Общая стоимость системы отопления с существующей изоляцией: Этап 2.f (6399 долл. США) + Этап 3.e
    (2474 доллара). = $8823 ______________

  д. Общая стоимость системы отопления с дополнительной изоляцией: Этап 5.b (1515 долл. США) + Этап 6.b
      (586 долларов США) + Шаг 7.b (541 доллар США). = 2642 доллара ______________

  е.«Экономия» за счет изоляции: Шаг 7.c (8873 долл. США) —
       Шаг 7.d (2642 доллара США). = 6231 долл. США ______________

 

Новый 9/78

Совместная консультационная работа в сельском хозяйстве и домашнем хозяйстве, состояние Индиана, Университет Пердью и Министерство сельского хозяйства США. сотрудничество; Х.А. Уодсворт, директор West Lafayette, IN. Выдается в в продолжение актов от 8 мая и 30 июня 1914 г.Кооператив Служба распространения знаний Университета Пердью — это позитивное действие / равное институт возможностей.

Интеграция аккумулирования скрытого тепла в системы отопления на базе тепловых насосов для энергосберегающего переключения нагрузки схемы интеграции накопителей тепла для переключения нагрузки с тепловым насосом.

Использование пароохладителя и переохладителя в тепловом насосе для зарядки накопителей в новых планировках.

Моделирование динамических характеристик переключения нагрузки с проверенными моделями накопителей и тепловых насосов.

Улучшенная энергоэффективность благодаря новой компоновке по сравнению с традиционной компоновкой с использованием конденсатора.

Оценка экономического и экологического эффекта смещения нагрузки и предоставление рекомендаций по инвестициям.

Abstract

Интеграция накопителей скрытой тепловой энергии (LHTES) в системы отопления зданий все чаще исследуется как технология управления тепловой нагрузкой.Обычный метод интеграции LHTES для систем отопления на основе теплового насоса заключается в подключении конденсатора теплового насоса для зарядки блока LHTES. Однако такая интегрированная компоновка обычно приводит к увеличению потребления электроэнергии в системе отопления. Чтобы подчеркнуть эту проблему и найти решения, в этом документе представлены три новых схемы интеграции LHTES, в которых блок LHTES соединен с пароохладителем основного теплового насоса (вариант 2), конденсатором каскадного цикла дополнительного теплового насоса (вариант 3). или комбинация использования как пароохладителя, так и бустерного цикла (Вариант 4).В контексте многоквартирного дома в Стокгольме была разработана квазистационарная модель системы отопления для оценки новых интегрированных схем, которые были сопоставлены с базовой системой отопления без накопителя (случай 0) и традиционной интегрированной схемой с использованием конденсатор основного теплового насоса (Вариант 1). Почасовой ввод электроэнергии в систему отопления был смоделирован для расчета показателей эффективности, включая коэффициент эффективности отопления, эксплуатационные расходы и обоснованные капитальные затраты, а также косвенные выбросы CO 2 .Для периода оценки 1-й недели 2019 г. были смоделированы две стратегии переключения нагрузки: 1) зарядка в непиковые часы (с 20:00 до 6:00) и 2) зарядка в дневное время (с 10:00 до 19:00). Результаты моделирования стратегии зарядки в непиковые периоды показывают, что в случаях 2–4 коэффициент теплопроизводительности на 22–26 % выше, чем в случае 1, а эксплуатационные расходы могут быть снижены на 2–5 % по сравнению со случаем. 0. Экономия эксплуатационных расходов может оправдать капитальные затраты в размере 11–25 тыс. шведских крон (SEK) для систем LHTES в случаях 2–4, предполагающих 15-летнюю эксплуатацию.Кроме того, преимущество использования стратегии зарядки в дневное время заключается главным образом в снижении выбросов CO 2 , что на 14% ниже, чем при стратегии зарядки в непиковые часы. Таким образом, более высокая энергоэффективность для отопления подтверждается тремя новыми предлагаемыми схемами интеграции (варианты 2–4) по сравнению со схемой загрузки конденсатора.

Ключевые слова

Ключевые слова

Ключевые слова

Изменение фазы Материал

Тепловая энергия Хребели

Тепловой насос

Насос нагрузки

Нагрузка на нагрузку

Энергетика Использование

Экономический анализ

CO 2 Выбросы

Рекомендуемые статьи

© 2021 Авторы.Опубликовано Elsevier Ltd.

Хранение грудного молока: что можно и что нельзя делать

Хранение грудного молока: что можно и чего нельзя делать

Хранение грудного молока может сбивать с толку. Следуйте этим практическим советам по выбору контейнеров, замораживанию грудного молока, размораживанию грудного молока и многому другому.

Персонал клиники Майо

Если вы кормите грудью и возвращаетесь к работе или ищете больше гибкости, вы, вероятно, подумываете об использовании молокоотсоса. И как только вы начнете сцеживаться, важно знать, как безопасно хранить сцеженное молоко.Подумайте о том, что можно и чего нельзя делать при хранении грудного молока.

Какой контейнер следует использовать для хранения сцеженного грудного молока?

Перед сцеживанием или обращением с грудным молоком вымойте руки водой с мылом. Затем храните сцеженное молоко в чистом контейнере из пищевого стекла с крышкой или в контейнере из жесткого пластика, который не содержит химического вещества бисфенола А (БФА). Также можно использовать специальные полиэтиленовые пакеты, предназначенные для сбора и хранения молока.

Не храните грудное молоко в одноразовых вкладышах для бутылочек или пластиковых пакетах, предназначенных для обычного бытового использования.

Как лучше всего хранить сцеженное грудное молоко?

Используя водонепроницаемые этикетки и чернила, пометьте каждый контейнер датой сцеживания грудного молока. Если вы храните сцеженное молоко в детском дошкольном учреждении, добавьте имя вашего ребенка на этикетку.

Поместите контейнеры в заднюю часть холодильника или морозильной камеры, где температура самая низкая. Если у вас нет доступа к холодильнику или морозильной камере, временно храните молоко в изолированном холодильнике с пакетами со льдом.

Наполните отдельные контейнеры молоком, которое потребуется вашему ребенку для одного кормления. Вы можете начать с 2–4 унций (60–120 миллилитров), а затем отрегулировать по мере необходимости. Также рассмотрите возможность хранения меньших порций — от 1 до 2 унций (от 30 до 60 миллилитров) — на случай непредвиденных ситуаций или задержек с регулярным кормлением. Грудное молоко расширяется при замерзании, поэтому не наполняйте контейнеры до краев.

Можно ли добавить свежесцеженное грудное молоко к уже хранящемуся молоку?

Вы можете добавить свежесцеженное грудное молоко к охлажденному или замороженному молоку.Тем не менее, тщательно охладите свежесцеженное грудное молоко в холодильнике или охладителе с помощью пакетов со льдом, прежде чем добавлять его к ранее охлажденному или замороженному молоку. Не добавляйте теплое грудное молоко к замороженному грудному молоку, потому что это приведет к частичному оттаиванию замороженного молока.

Сколько хранится сцеженное грудное молоко?

Срок безопасного хранения сцеженного грудного молока зависит от метода хранения. Примите во внимание следующие общие рекомендации для здоровых младенцев:

  • Комнатная температура. Свежесцеженное грудное молоко можно хранить при комнатной температуре до шести часов. Однако оптимально использовать или правильно хранить грудное молоко в течение четырех часов, особенно если в комнате тепло.
  • Изолированный охладитель. Свежесцеженное грудное молоко можно хранить в изолированном холодильнике с пакетами со льдом до одного дня.
  • Холодильник. Свежесцеженное грудное молоко можно хранить в задней части холодильника до четырех дней в чистых условиях.Однако оптимально использовать или заморозить молоко в течение трех дней.
  • Морозильная камера. Свежесцеженное грудное молоко можно хранить в задней части морозильной камеры до 12 месяцев, но оптимально использовать замороженное молоко в течение шести месяцев.

Имейте в виду, что исследования показывают, что чем дольше вы храните грудное молоко — будь то в холодильнике или в морозильной камере — тем больше потеря витамина С в молоке.

Также важно помнить, что грудное молоко меняется в зависимости от потребностей ребенка.Грудное молоко, сцеженное, когда ребенок только что родился, не будет полностью удовлетворять те же потребности ребенка, когда он или она станет на несколько месяцев старше. Кроме того, правила хранения могут различаться для недоношенных, больных или госпитализированных детей.

Как разморозить замороженное грудное молоко?

Сначала разморозьте самое старое молоко. Поместите замороженный контейнер в холодильник за ночь до того, как вы собираетесь его использовать. Вы также можете осторожно подогреть молоко, поставив его под теплую проточную воду или в миску с теплой водой.

Не нагревайте замороженную бутылку в микроволновой печи или очень быстро на плите.Некоторые части молока могут быть слишком горячими, а другие холодными. Кроме того, некоторые исследования показывают, что быстрое нагревание может повлиять на антитела в молоке.

Хотя необходимы дальнейшие исследования того, можно ли повторно заморозить и безопасно использовать ранее замороженное молоко, которое было разморожено, многие эксперты рекомендуют выбрасывать размороженное молоко, которое не используется в течение 24 часов.

Отличается ли размороженное грудное молоко запахом или внешним видом от свежего грудного молока?

Цвет вашего грудного молока может незначительно отличаться в зависимости от вашей диеты.Кроме того, может показаться, что размороженное грудное молоко имеет другой запах или консистенцию, чем свежесцеженное молоко. По-прежнему безопасно кормить ребенка. Если ваш ребенок отказывается от размороженного молока, может помочь сокращение времени хранения.

Получите самую свежую медицинскую информацию от экспертов Mayo Clinic.

Зарегистрируйтесь бесплатно и будьте в курсе научных достижений, советов по здоровью и актуальных тем, связанных со здоровьем, таких как COVID-19, а также экспертных знаний по управлению здоровьем.

Узнайте больше об использовании данных Mayo Clinic.

Чтобы предоставить вам наиболее актуальную и полезную информацию, а также понять, какие информация полезна, мы можем объединить вашу электронную почту и информацию об использовании веб-сайта с другая информация о вас, которой мы располагаем. Если вы пациент клиники Майо, это может включать защищенную информацию о здоровье.Если мы объединим эту информацию с вашей защищенной медицинской информации, мы будем рассматривать всю эту информацию как информацию и будет использовать или раскрывать эту информацию только так, как указано в нашем уведомлении о практики конфиденциальности. Вы можете отказаться от получения сообщений по электронной почте в любое время, нажав на ссылка для отписки в письме.

Подписаться!

Спасибо за подписку

Наш электронный информационный бюллетень Housecall будет держать вас в курсе последней медицинской информации.

Извините, что-то пошло не так с вашей подпиской

Повторите попытку через пару минут

Повторить попытку

26 февраля 2022 г. Показать ссылки
  1. Ваш путеводитель по грудному вскармливанию.Управление женского здоровья. Управление женского здоровья. https://www.womenshealth.gov/patient-materials/resource/guides. По состоянию на 11 февраля 2020 г.
  2. Сцеживание и хранение грудного молока. Управление женского здоровья. https://www.womenshealth.gov/breastfeeding/pumping-and-storing-breastmilk. По состоянию на 12 февраля 2020 г.
  3. Gleason CA, et al., ред. Грудное вскармливание. В: Болезни Эйвери новорожденных. 10-е изд. Эльзевир; 2018. https://www.clinicalkey.com. По состоянию на 11 февраля 2020 г.
  4. Эглаш А. и др.Клинический протокол ABM № 8: Информация о хранении грудного молока для домашнего использования у доношенных детей, редакция 2017 г. «Медицина грудного вскармливания». 2017; doi:10.1089/bfm.2017.29047.aje.
  5. Гао С. и др. Изменения в составе жирных кислот грудного молока при хранении, обращении и переработке: систематический обзор. Простагландины, лейкотриены и незаменимые жирные кислоты. 2019; doi:10.1016/j.plefa.2019.04.008.
  6. Steel C. Передовая практика обращения и введения сцеженного грудного молока и донорского грудного молока для госпитализированных недоношенных детей.Границы в питании. 2018; doi:10.3389/fnut.2018.00076.
  7. Диетические рекомендации для американцев на 2020–2025 гг. Министерство здравоохранения и социальных служб США и Министерство сельского хозяйства США. https://www.dietaryguidelines.gov. По состоянию на 18 января 2021 г.
Подробнее

Товары и услуги

  1. Книга: Акушерство

.

Сэкономит ли мне деньги безбаковый водонагреватель?

Проточные водонагреватели могут снизить ваши счета за электроэнергию, но это не всегда означает, что они сэкономят вам деньги

По данным Министерства энергетики, среднее американское домохозяйство ежегодно тратит 2060 долларов на счета за электроэнергию.И 13% от этой стоимости приходится на нагрев воды. Это около 268 долларов в год на нагрев воды для горячего душа, посудомоечных и стиральных машин, ведер для швабры и хорошего мытья рук.

Это не включает дополнительный средний ежемесячный счет в размере 70,39 долларов США (845 долларов США в год) за саму воду, при этом средний счет за воду в Атланте составляет 91,92 доллара США в месяц (1104 доллара США в год).

Все это складывается для большинства семей, и неудивительно, что домовладельцы ищут способы сэкономить на расходах на подогрев воды.

Является ли проточный водонагреватель секретом экономии?

За последнее десятилетие безбаковые водонагреватели стали популярной альтернативой традиционным накопительным водонагревателям. Безрезервуарные водонагреватели, также известные как водонагреватели по требованию или проточные водонагреватели, имеют ряд преимуществ перед накопительными водонагревателями. Они нагревают воду практически мгновенно, когда вам это нужно. И больше не нужно поддерживать подогрев резервуара с водой объемом от 30 до 80 галлонов, когда им никто не пользуется.

Это заставило многих домовладельцев поверить в то, что переход на безрезервуарный водонагреватель сэкономит им деньги.В долгосрочной перспективе некоторые семьи действительно могут сэкономить немного денег, но для большинства расчет не так ясен.

Проточные водонагреватели нагревают воду более эффективно

Ясно одно: при прочих равных безбаковые водонагреватели обычно более эффективны, чем накопительные водонагреватели. (Предполагается, что мы сравниваем газ с газом, электричество с электричеством и одинаковое количество ежедневного использования.)

«Для домов, которые потребляют 41 галлон или менее горячей воды в день, водонагреватели по требованию могут быть на 24–34% более энергоэффективными, чем обычные водонагреватели с накопительным баком», — заключает Министерство энергетики.«Они могут быть на 8-14% более энергоэффективными для домов, которые используют много горячей воды — около 86 галлонов в день».

Повышение эффективности может привести к годовой экономии в среднем 108 долларов США при использовании газовых водонагревателей и 44 долларов США при использовании электрических водонагревателей.

Эта экономия на счетах за электроэнергию может показаться привлекательной, но это не всегда означает, что безбаковые водонагреватели сэкономят вам деньги в целом. Чтобы понять почему, давайте немного подробнее рассмотрим различия между безбаковыми водонагревателями и традиционными накопительными водонагревателями, о чем мы ранее писали более подробно.

Затраты на энергоэффективность

Экономия энергии безрезервуарных водонагревателей связана с более высокими первоначальными затратами как на покупку, так и на установку. Более сложная конструкция безрезервуарных водонагревателей приводит к более высокой цене покупки. Исследование, проведенное Consumer Reports, показало, что некоторые недорогие водонагреватели без бака по цене сопоставимы с накопительными водонагревателями, но другие стоят на 550 долларов дороже.

А безбаковые водонагреватели сложнее в установке. Для газовых безрезервуарных водонагревателей может потребоваться дополнительная вентиляция и линии подачи газа большего диаметра.А электрические безрезервуарные водонагреватели для всего дома потребляют столько энергии во время работы, что домовладельцам может потребоваться модернизировать свои электрические системы до 200 ампер и более.

Согласно исследованию Consumer Reports, эти сложности привели к увеличению затрат на установку на 200-700 долларов. (Модернизация электрической системы, если потребуется, может значительно увеличить эти расходы.)

Водонагреватели без резервуара могут в конечном итоге окупить себя за счет экономии на счетах за электроэнергию, но период окупаемости может быть длительным: 22-27 лет для газового водонагревателя без резервуара, 12-20 лет для электрического.

Безрезервуарные водонагреватели, как правило, служат дольше, чем накопительные: во многих случаях от 20 до 25 лет. Таким образом, они могут в конечном итоге обеспечить эту экономию. Но это долгое ожидание небольших чистых сбережений.

Другие преимущества безбакового водонагревателя

Это не значит, что безрезервуарные водонагреватели — плохая идея. Их большая эффективность может быть полезна для окружающей среды. И они предлагают несколько потенциальных преимуществ производительности для вашего дома.

Более длительный срок службы

Во-первых, как мы упоминали выше, безбаковые водонагреватели обычно служат дольше, часто в два раза дольше.Гарантия на обычный накопительный водонагреватель составляет 6 лет, а срок службы — от 8 до 12 лет. Гарантия на безбаковые водонагреватели составляет 10 лет, а срок их службы составляет от 20 до 25 лет.

Кроме того, большинство деталей безбакового водонагревателя заменяемы. Проблемы, которые могут положить конец сроку службы накопительного водонагревателя, могут потребовать только ремонта безбакового водонагревателя.

Бесконечный запас

За важным исключением, безбаковые водонагреватели избавляют от перебоев с горячей водой. Ваша семья может принимать горячий душ в течение всего дня и ни разу не иссякнет и не придется ждать, пока водонагреватель нагреет очередную партию.Для больших или занятых семей это может изменить вашу утреннюю и вечернюю рутину.

Исключение касается расхода. Проточный водонагреватель нагревает воду практически мгновенно, но только до определенного объема воды в минуту. В зависимости от размера и модели типичная скорость потока варьируется от 2 до 5 галлонов в минуту. С некоторыми безрезервуарными водонагревателями для всего дома одновременная работа посудомоечной машины, стиральной машины и горячего душа может превысить этот расход, в результате чего вы временно останетесь без достаточного количества горячей воды.(Как только спрос снова станет ниже максимального расхода — скажем, когда стиральная машина закончит заполнять бак — у вас снова будет достаточно горячей воды.)

Большинству семей легко приспособиться к ограничениям скорости потока, и они наслаждаются бесконечным запасом воды. Но домовладельцам, которые используют много горячей воды одновременно, следует выбирать проточные водонагреватели с более высоким расходом. (Ранее мы писали о том, как выбрать проточный водонагреватель правильного размера для ваших нужд.)

В некоторых домах имеет смысл установить несколько водонагревателей без резервуара, в том числе водонагреватели меньшего объема «на месте использования» непосредственно рядом с часто используемыми или удаленными приборами. Это может устранить ограничение скорости потока. И это может обеспечить еще более высокий общий КПД — от 27% до 50% — потому что меньше тепла теряется через трубопроводы подачи, когда горячая вода поступает туда, где она нужна.

Экономия места

Типичный накопительный водонагреватель имеет высоту около пяти футов и диаметр около двух футов.Это занимает много места. Он может заполнить шкаф, переполнить вашу прачечную или, в старых домах, стать бельмом на глазу на вашей кухне.

Проточные водонагреватели намного меньше. Они занимают меньше места и обычно крепятся к стене. Их легко спрятать, и даже если они находятся на виду, многие из них имеют очень привлекательный дизайн.

Подходит ли вам безбаковый водонагреватель?

При выборе безбакового водонагревателя нужно учитывать многое.Но вам не обязательно решать самостоятельно. Мы здесь и готовы помочь. Свяжитесь с Ragsdale сегодня, чтобы узнать больше о безрезервуарных водонагревателях и выяснить, подходят ли они для вашего дома.

Я полностью подключил дом к электричеству. Вот как это работало и сколько это стоило

Барри Синнамон — генеральный директор калифорнийской компании Cinnamon Energy Systems.

***

Я пишу это в Сан-Хосе под марсианским красным небом, изредка падающим легким пеплом и слабым запахом дыма в воздухе.Солнечная энергия снизилась на 60 процентов, несмотря на то, что огонь горит не менее чем в 50 милях отсюда.

Некоторые люди говорят, что это новая норма. По всей вероятности, ситуация ухудшится по мере того, как мы будем сталкиваться с более экстремальными погодными явлениями и повышением уровня моря из-за таяния ледяных щитов. Многие люди в Калифорнии буквально бессильны, поскольку наша коммунальная инфраструктура не справляется с последствиями изменения климата, усугубляемого растущими потребностями нашего общества в электроэнергии.

К счастью, с доступными в настоящее время солнечными батареями, батареями и тепловыми насосами каждое двухэтажное здание с солнечной крышей может быть чистым генератором энергии — по сути, с отрицательным выбросом углерода.Более того, с батареями, подключенными к сети, здания могут легко обеспечить отказоустойчивость, необходимую нашей сети во время нехватки электроэнергии и отключений электроэнергии.

Помимо альтруизма, генерация дешевле, чем консервация существующих зданий. Более рентабельно добавить солнечную энергию и систему хранения, чем повышать эффективность оболочки здания или заменять существующее оборудование ОВКВ до истечения срока его службы новым высокоэффективным оборудованием.

Время сжечь этот мост к природному газу

Бывший Ю.Министр энергетики S. Эрнест Мониз назвал природный газ мостом к возобновляемым источникам энергии. Мы пересекли этот мост; возобновляемые источники энергии на месте теперь дешевле природного газа для всех применений, кроме промышленного технологического тепла и дальних перевозок.

Человечество столкнулось с чрезвычайной ситуацией, связанной с изменением климата. Поскольку солнечную энергию и хранилище на крыше можно установить быстро и недорого, мы не должны останавливаться на нулевом выбросе углерода — мы должны стремиться сделать все здания углеродно-отрицательными как можно быстрее.

Экономика клиентов при использовании возобновляемых источников энергии на месте является убедительной. Рассмотрим дом, который использует 1000 терм природного газа для отопления помещений в год; при цене 2 доллара США за тепло, это составляет 2000 долларов США в год. Текущие тепловые насосы будут потреблять 8 300 киловатт-часов в год, чтобы обеспечить такое же количество тепла; по цене 0,30 доллара за кВтч, что составляет около 2500 долларов за электроэнергию.

Однако, если учесть в уравнении солнечную энергию на крыше при средней ставке 0,10 долл. США/кВтч, годовые эксплуатационные расходы на тепловой насос составят 830 долл. США.Аналогичная энергетическая математика также демонстрирует, что водонагреватель с тепловым насосом превосходит водонагреватель на природном газе.

Преодоление нашей зависимости от ископаемого топлива является сложной задачей, поскольку на здания приходится 28 % общего потребления энергии в Калифорнии. К сожалению, литература о реальных случаях электрификации существующих зданий ограничена. Является ли модернизация электрификации практичной, рентабельной и удобной? Могут ли здания ежегодно вырабатывать всю необходимую им энергию?

Чтобы выяснить это, я начал проект по полному переводу 50-летнего дома в Сан-Хосе на электричество.Больше никакого ископаемого топлива.

По пути я столкнулся с несколькими камнями преткновения, но также получил несколько очень приятных сюрпризов. Следующее обсуждение разбивает этот опыт электрификации зданий на три основных этапа: подготовка, создание и преобразование.

Подробная информация представлена ​​в следующей таблице и в обсуждении ниже.

Подготовка: Низко висящие фрукты

Здравый смысл предлагает начать с энергоаудита. Я использую программы энергетического аудита более 40 лет, включая программу Home Energy Advisor Министерства энергетики США.К сожалению, эти программы редко учитывают местные тарифы на коммунальные услуги, стимулы для солнечной энергии и хранения, а также снижение стоимости солнечной энергии и хранения, а также новые технологии тепловых насосов и бытовых приборов.

Мой противоположный совет — отказаться от энергетического аудита и вместо этого сосредоточиться на низко висящих фруктах — как правило, на светодиодном освещении; герметизация протекающих окон, дверей и воздуховодов; и эффективная эксплуатация электроприборов при самых низких тарифах на электроэнергию.

Тем не менее, некоторые продукты и услуги предоставляют отчеты о потреблении электроэнергии в режиме реального времени; эти услуги весьма полезны для выявления и последующего сокращения потребления электроэнергии в здании.

Для этого проекта не было экономического смысла повторно утеплять стены или модернизировать оставшиеся окна с одинарным остеклением. Тем не менее, древняя изоляция чердака была удалена пылесосом и добавлено 18 дюймов вдуваемой целлюлозы, что повысило значение R с менее чем 7 до 60.

Замена всех ламп накаливания и компактных люминесцентных ламп на светодиоды не представляла никакой сложности. . Старый односкоростной насос для бассейна был заменен новым насосом с переменной скоростью, который настолько тихий, что может работать ночью, когда тарифы на электроэнергию низкие.Устранение «вампирских» нагрузок, использование термостата пониженного энергопотребления и эксплуатация приборов в непиковое время обеспечили дополнительную экономию.

Генерация: Солнечная энергия и аккумулирование

После того, как простые и дешевые меры по повышению энергоэффективности будут реализованы, почти в каждом случае следующим шагом будет выработка электроэнергии с помощью солнечной энергосистемы на крыше. Окупаемость этих систем происходит быстрее, чем при обновлении функциональных приборов, добавлении дополнительной изоляции стен или замене дверей и окон.

Поскольку данные о предыдущем потреблении энергии в доме отсутствовали, было подсчитано, что около 10 кВт фотоэлектрических панелей на крыше приведут к нулевому счету за электроэнергию, включая ОВКВ, нагрев воды, приготовление пищи, насосы для бассейна и один электромобиль. Я также установил 20 кВтч накопителя энергии и два инвертора (один с возможностью зарядки электромобилей).

Текущие тарифы на электроэнергию составляют 0,48 доллара США за кВтч с 16:00 до 21:00. и 0,17 доллара за кВтч в остальное время. Сохраняя солнечную энергию в аккумуляторе в течение дня (вместо того, чтобы продавать ее обратно в сеть по более низким дневным тарифам), а затем используя эту энергию ночью, клиенты аккумуляторов могут эффективно избегать высоких пиковых тарифов на электроэнергию.Кроме того, существует очевидное преимущество наличия резервного питания для основных нагрузок в доме во время отключений электроэнергии, вызванных отказом коммунального оборудования, пожарами и отключениями электроэнергии в целях общественной безопасности.

Переоборудование: замена всех газовых приборов

Приобретение новых высокоэффективных приборов для замены существующих функциональных приборов редко оказывается рентабельным. Лучше подождать, пока старая техника не умрет, если только эффективность существующей техники не является крайне низкой или есть другие причины (такие как комфорт, шум или непреодолимая вина окружающей среды).

В рамках подготовки к этому комплексному проекту электрификации первоначальная главная сервисная панель на 200 ампер была модернизирована до новой сервисной панели, готовой к работе от солнечной энергии. Поскольку эта работа была выполнена одновременно с установкой солнечных батарей и аккумуляторов, на эту модернизацию распространяется федеральный налоговый кредит.

Хотя существующая газовая печь работала, компрессор кондиционера работал ненадежно, а воздуховоды в доме находились в плохом состоянии. Для обеспечения отопления и кондиционирования воздуха была установлена ​​двухзонная система теплового насоса, а также два вентиляторных блока, новые воздуховоды и два термостата, подключенных к Интернету.

Обратите внимание, что это была не «сплит-система» без воздуховодов, а скорее традиционная система с воздуховодами, использующая существующие схемы вентиляционных отверстий в каждой комнате. Во время работы эту высокоэффективную инверторную систему отопления, вентиляции и кондиционирования практически невозможно услышать. Более того, наружная компрессорная установка занимала меньше места, чем существующий цилиндрический компрессор кондиционера, а удаление старой газовой печи и системы вентиляции освободило дополнительное место в гараже.

В Сан-Хосе действует программа скидок, поощряющая установку водонагревателей с тепловым насосом.Существующий газовый водонагреватель на 65 галлонов был заменен водонагревателем с тепловым насосом на 65 галлонов. Поскольку тарифы на время использования давали дополнительные преимущества при стирке в непиковое время, газовая сушилка была заменена электрической сушилкой.

После того, как были внесены изменения в технику, старинная газовая плита стала единственным газовым прибором, оставшимся в доме. Вместо этой газовой плиты была установлена ​​индукционная варочная панель, что завершило электрификацию дома. Однако остались два редко используемых уличных газовых прибора: газовый обогреватель для бассейна/спа и газовый гриль.Поскольку эти газовые приборы, загрязняющие окружающую среду, используются редко и не имеют убедительных электрических вариантов, их оставили на месте.

Извлеченные уроки

  • Дома, которые полностью электрифицированы — ОВКВ с тепловым насосом, водонагреватель с тепловым насосом, электрическая плита / духовка, электрическая сушилка, солнечная энергия, хранилище, электромобиль — не могут обойтись меньшими электрическими сетями на 100 или 125 ампер. Затраты для отдельных потребителей могут варьироваться от 5 000 долларов США за простое обновление электроснабжения до более 20 000 долларов США, если необходимо обновить подземную проводку или трансформаторы.Типичны авансовые платежи за инженерные услуги и задержки на шесть месяцев и более. Города и штаты, которые планируют электрифицировать существующие здания, должны найти способы упреждающей оптимизации и сокращения затрат на модернизацию электроснабжения. Ни один домовладелец в здравом уме не стал бы ждать от трех до шести месяцев без отопления и горячей воды, чтобы обновить электричество. Они просто заменят сломанные газовые приборы на новые.

  • Технология тепловых насосов быстро развивалась. Однако подрядчики HVAC могут не понимать проблемы интеграции с солнечными батареями, системами хранения и резервного питания.В некоторых цитатах, которые я получил, рекомендовалось резервное отопление на природном газе или электричестве, а также более старая и менее эффективная технология теплового насоса, которая не работала бы во время отключения электроэнергии. Установленный мультизональный инверторный тепловой насос компактен и эффективен, а также имеет низкое потребление тока при работе и запуске.

  • Сантехники иногда путают водонагреватели с тепловым насосом с накопительными водонагревателями или обычными электрическими баковыми водонагревателями (которые фактически запрещены в некоторых регионах).Для установки водонагревателя с тепловым насосом может потребоваться дополнительная электрическая цепь на 30 ампер, что является электрической задачей, которая выходит за рамки работы обычных сантехников.

  • Оценить солнечную систему довольно просто, если использовать исторические данные об энергии. Более сложные инженерные расчеты необходимы для определения дополнительной солнечной мощности, необходимой, когда рассматривается водонагреватель с тепловым насосом, система HVAC или электромобиль. При проектировании аккумуляторной системы необходимо учитывать как мощность, доступную от батареи, так и энергоемкость батареи, и эти требования к мощности/энергии зависят от размера солнечной системы, а также от устройств, которые, как ожидается, будут работать во время отключения электроэнергии.

  • Хотя оборудование для полностью электрических домов надежно, большинство программ и протоколов связи все еще находятся на ранней стадии. Эти системы (и соответствующие приложения для мобильных телефонов) редко взаимодействуют друг с другом. Самые большие проблемы в этом проекте связаны с настройкой этих приложений и обеспечением их надежной связи.

  • В этом проекте участвовали семь различных типов специализированных подрядчиков: изоляционные, бассейновые, электрические, солнечные/аккумулирующие, HVAC, сантехнические и плотницкие.Домовладельцам, которые не знакомы с техническими компромиссами, следует подумать о найме консультанта, который понимает доступные варианты оборудования, а также местные правила, тарифы на электроэнергию и стимулы.

  • В этом проекте значительно улучшен комфорт и безопасность. Электрическая система безопаснее; HVAC, нагрев воды и приготовление пищи не создают выбросов и пожароопасности; обогрев и охлаждение работают тише и комфортнее; а резервное питание автоматическое, бесшумное и безопасное.

  • После одного года эксплуатации становится ясно, что солнечная система мощностью 10 кВт на крыше была бы подходящим размером.Однако во время монтажа были установлены дополнительные панели, в результате чего мощность системы увеличилась до 12,8 кВт. По истечении первого года система выработала 17 404 кВтч, из них 7 788 кВтч превышены по счету за коммунальные услуги. Излишков энергии было бы намного меньше, если бы дома заряжались два электромобиля, а не один. 20 кВт-ч накопителя энергии обеспечили достаточную мощность, чтобы избежать пикового использования энергии в 335 из 365 дней в году. Только в очень жаркие, задымленные или пасмурные дни приходилось пользоваться электроэнергией в часы пик.

Политические рекомендации

Ощутимые последствия изменения климата вынуждают Калифорнию электрифицировать здания и транспорт во все более короткие сроки. Необходимо заменить все газовые приборы, а также необходимо недорогое и надежное электричество. Модернизация существующих зданий с помощью солнечных батарей и накопителей на месте является самым быстрым и наименее дорогим средством для достижения этой цели. Поскольку дополнительные затраты на добавление большего количества солнечной энергии и хранения относительно низки, поощрение зданий к тому, чтобы они стали углеродно-отрицательными, выгодно для окружающей среды, сети и налогоплательщиков.

Эффективные переходы такого масштаба ускоряются за счет благоприятной экономики клиентов. С финансовой точки зрения, есть частный капитал как от владельцев зданий, так и от банковского сектора. Однако этот переход откладывается и отклоняется действующими коммунальными службами. Стремление принадлежащих инвесторам коммунальных предприятий получать все большую прибыль в корне противоречит потребности Калифорнии в быстром переходе на безопасную и доступную электроэнергию; единственное решение — пересмотреть бизнес-модель коммунального предприятия, а это непростая задача.

Реальные результаты этого проекта предлагают три ключевых политики для улучшения экономики и ускорения электрификации зданий:

  1. Справедливая компенсация хост-клиентам

Потребители и инвесторы должны продолжать получать справедливую компенсацию как за энергию (кВтч), так и за мощность (кВт), которую они отдают в сеть. Они должны получить компенсацию за инвестиции, которые они делают в солнечную энергию и системы хранения, тем более, что эти миллионы солнечных и аккумуляторных систем обеспечивают энергию и мощность во время нехватки электроэнергии и отключений электроэнергии.Упущенная выгода для инвесторов коммунальных услуг не должна использоваться в качестве обоснования для увеличения затрат клиентов, особенно когда есть более быстрые и менее дорогие альтернативы налогоплательщикам.

  1. Устранение бумажной работы, упрощение стимулов, автоматизация межсетевых соединений

Эти ненужные бюрократические расходы добавляют 30 и более процентов к проектам электрификации, особенно тем, которые связаны с улучшениями, взаимодействующими с электрической сетью. Управление стимулами и взаимосвязями должно быть изъято из рук существующих отраслей, которые явно выступают против этих мер самогенерации и сохранения.Смешно, что коммунальные предприятия, принадлежащие инвесторам, настолько преднамеренно и эффективно управляют программами поощрения, что затраты на оформление этих документов часто превышают ценность самого поощрения. Задержки подключения от четырех до шести месяцев типичны для аккумуляторных проектов, что соразмерно снижает финансовые выгоды для клиентов (пятимесячная задержка со счетом за электроэнергию в размере 300 долларов США означает, что дополнительные 1500 долларов США идут коммунальному предприятию вместо того, чтобы быть сэкономленными клиентом).

  1. Модернизация электроснабжения жилых домов

Процесс модернизации электроснабжения дома нарушен и требует капитального ремонта.Когда у домовладельца выходит из строя водонагреватель или печь, или он покупает электромобиль, или он хочет установить солнечную батарею на крыше, чтобы удовлетворить все (или более) свои потребности в электричестве, или он хочет установить аккумулятор для резервного питания и услуг поддержки сети , они не могут ждать шесть месяцев и тратить целых 20 000 долларов США на свою утилиту, чтобы перейти на обновление услуги. Эти дополнительные расходы и задержки часто полностью сводят на нет усилия домовладельцев по электрификации. Лучшим курсом действий для правительств будет координация модернизации электроснабжения групп близлежащих домов.Домовладельцам не нужно будет ориентироваться в непрозрачном наборе коммунальных и городских правил для модернизации, можно будет выбрать одного подрядчика для выполнения дорогостоящих подземных и воздушных электромонтажных работ в районе, а домовладельцы затем смогут электрифицировать свои дома, когда это будет удобно.

Ускорив переход Калифорнии к электрификации, мы можем избежать наихудших последствий глобального потепления, одновременно улучшая окружающую среду и экономику. Хорошей новостью является то, что и технология, и экономика готовы поддержать эти усилия по электрификации.

Источники энергии для отопления – энергоэффективные, разумные инвестиции

Большинство систем лучистого отопления работают на теплой воде. Нагреть воду не так уж и сложно. Вот лишь некоторые из множества вариантов источников энергии для отопления: природный газ, пропан (LP), нефть, уголь, древесина, электричество, тепловые насосы, геотермальные тепловые насосы и солнечная энергия. Radiantec стремится предлагать продукты, которые отличаются высокой энергоэффективностью и при этом являются разумными инвестициями.

Водонагреватель Polaris

Газовый водонагреватель

Здесь, в Radiantec , мы часто рекомендуем использовать бытовые водонагреватели вместо дорогих бойлеров.Щелкните здесь для получения дополнительной информации о том, как использование водонагревателя вместо бойлера обеспечивает энергоэффективность и экономит ваши деньги.

Газ

легко доступен и производится в основном в Соединенных Штатах. Цена на газ выросла вместе с другими источниками, но он достаточно чистый, чтобы использовать его с технологией конденсации дымовых газов.

Мой друг-сантехник верит в бойлер для горячей воды, но мы использовали водонагреватель Polaris, и наша система работает отлично.Ах да, мы сами его установили.

Рик, Массачусетс

Качественный дровяной котел

Жидкотопливные котлы или водонагреватели

В настоящее время в некоторых местах нефть может быть дешевле газа. Нефть также имеет большую теплотворную способность, чем сжиженный газ (LP). Однако масло имеет ряд недостатков. Нефть загрязняет окружающую среду сильнее, чем газ, а отопительные установки в настоящее время не так эффективны. Нам неизвестны устройства, работающие на жидком топливе, которые могут конденсировать дымовой газ, но некоторые из них находятся на стадии разработки.

Кроме того, многие из наших запасов нефти импортируются из нестабильных стран. Цена и доступность мазута могут быть нестабильными по политическим причинам . Наконец, некоторые люди считают, что наши нефтяные ресурсы должны быть зарезервированы для транспортировки.

Дровяные или угольные обогреватели

Эти нагреватели работают лучше всего, когда им позволяют длительное время горения при достаточно высоких температурах.

К сожалению, дровяные и особенно угольные обогреватели могут серьезно загрязнять окружающую среду, когда они выключаются с оставшимся запасом топлива.Если вы решите использовать этот источник тепловой энергии, мы рекомендуем вам включить в систему какой-либо аккумулирующий тепло, чтобы обогреватель мог работать в удобное время и с меньшими выбросами. Для этой цели очень хорошо подходит система хранения, подобная системе солнечного отопления .

На рисунке справа показана популярная система солнечного отопления, которая производит горячую воду для бытовых нужд, а также обогрев помещений. Если вы используете дровяной котел вместо солнечных батарей, у вас будет система отопления на дровах со многими преимуществами.Вы будете производить горячую воду для бытовых нужд и пользоваться преимуществами аккумулирования тепла. Мы также считаем, что система в целом будет безопаснее. Древесина или уголь могут обеспечить энергетическую независимость и могут быть экономически эффективными, если вы цените труд как полезное упражнение. Но очень важно сжигать эти продукты чисто.

Солнечные коллекторы

Солнечные коллекторы легко нагревают воду. Относительно низкие температуры, необходимые для излучающих систем, обеспечивают хорошую эффективность солнечной панели . Качество и эффективность солнечного отопления значительно улучшились , а стоимость инвестиций или «окупаемость» может быть очень хорошей, если система хорошо спроектирована.

Почти во всех системах солнечного отопления требуется какой-либо способ хранения тепла в периоды, когда солнце не светит. Плитная конструкция идеально подходит для этой цели. Бытовые водонагреватели также можно использовать для хранения воды, нагретой солнцем, для последующего использования.

Почти во всех случаях солнечной энергетической системе требуется какая-либо форма «резерва» для обеспечения тепла в течение длительных периодов облачности.В противном случае вы достигнете точки убывающей отдачи, перепроектируя свою систему в попытке перейти на 100% солнечную энергию.

Вы можете либо «сделать небольшую солнечную энергию» и использовать два или три солнечных коллектора, либо, если позволяет архитектура, вы можете использовать больше солнечных коллекторов, чтобы увеличить долю солнечного нагрева в вашем тепле и горячей воде. В любом случае, было бы ошибкой «переусердствовать» с солнечной системой. Вы можете создать архитектурные проблемы, если попытаетесь втиснуть на крышу слишком много солнечных панелей.

Имейте в виду, что солнечные панели, предназначенные для нагрева воды, содержат сеть трубок, заполненных водой, поэтому они весят значительно больше, чем фотогальванические солнечные панели, предназначенные для преобразования солнечной энергии.


Солнечные коллекторы не обязательно размещать на доме. Их также можно установить на подставку на уровне земли .

Фотогальванические солнечные коллекторы, производящие электричество, дешевеют.

В зависимости от климата, архитектуры и обязательств доля солнечного отопления варьируется от 25% до 95% . Солнечная секция

 

Модернизация радиаторов


К уже имеющемуся котлу можно добавить отопление плинтуса .Вам понадобится смесительный клапан, чтобы иметь возможность понизить высокотемпературную котловую воду до температуры, безопасной для вашей системы лучистого тепла, в то же время обеспечивая высокотемпературную котловую воду для выполнения задач, для которых был разработан котел.

Может оказаться желательным использовать трубки с барьером от диффузии кислорода для защиты компонентов системы. Альтернативой может быть разделение двух жидкостей с помощью теплообменника.

 

Электрообогрев

Электрическое отопление не очень желательно, если не доступен недорогой источник электроэнергии с низким воздействием на окружающую среду, такой как гидро- или солнечная энергия.В некоторых случаях, когда требуется очень мало электроэнергии, может иметь смысл использование электрического источника тепла.

Электричество обходится дорого и обычно оказывает сильное воздействие на окружающую среду.

Большая часть электроэнергии в Соединенных Штатах вырабатывается либо из угля, либо из атомной энергии, либо из ископаемого топлива. Энергоэффективность электроэнергии невысока из-за потерь при преобразовании энергии, а также из-за потерь в линии при передаче.

Следует избегать использования электричества для простых целей, таких как отопление и горячее водоснабжение .

Геотермальная


Так называемые геотермальные источники энергии извлекают тепловую энергию из земли с помощью электрического теплового насоса. Проблема в том, что паразитные затраты на электроэнергию обычно очень высоки и цена покупки системы также довольно высока.

В некотором смысле экологические затраты на геотермальную систему почти такие же высокие, как и на прямую электрическую систему, и если все сложить, реальной экономии средств не будет.

Если «COP» или «коэффициент производительности» можно улучшить и снизить затраты, этот подход может внести реальный вклад, но цифры пока не известны.

ВНИМАНИЕ:

Некоторым нагревательным устройствам для перемещения воды через устройство требуется чрезмерная мощность насосов. Было бы обидно купить два высоконапорных насоса, а потом вечно слушать шум, который они производят, а также платить за электроэнергию, которую они используют. Этой проблеме особенно подвержены модулирующие газовые агрегаты.

4 шага к безопасности пищевых продуктов

Как предотвратить пищевое отравление?

Знаете ли вы, что только в этом году каждый шестой американец заболеет пищевым отравлением? Пищевое отравление не только ежегодно приводит к госпитализации 128 000 американцев, но и может вызвать долгосрочные проблемы со здоровьем.Вы можете защитить свою семью от пищевого отравления дома, выполнив следующие четыре простых шага: убрать , отдельно , приготовить и охладить .

Чистота: часто мойте руки, посуду и поверхности

Микробы, от которых вы можете заболеть, могут сохраняться во многих местах на вашей кухне, включая пищу, руки, посуду, разделочные доски и столешницы.

Мойте руки правильно:

  • Используйте обычное мыло и воду — не используйте антибактериальное мыло — и трите тыльную сторону ладоней, между пальцами и под ногтями не менее 20 секунд.Нужен таймер? Дважды напейте песню «С днем ​​рождения» от начала до конца.
  • Ополосните руки, затем вытрите чистым полотенцем.
  • Часто мойте руки, особенно в это ключевое время, когда микробы могут распространяться:
    • До , во время и после приготовление пищи
    • После  обработка сырого мяса, птицы, морепродуктов или их соков или сырых яиц
    • До поедания
    • После пользования туалетом
    • После  смены подгузников или уборки ребенка, который пользовался туалетом
    • После прикосновения к животному, корму для животных или экскрементам животного происхождения
    • После прикосновения к мусору
    • До  и  после  уход за больным
    • До и после обработка пореза или раны
    • После сморкания, кашля или чихания
    • После обращение с кормом или лакомствами для домашних животных.

Мойте поверхности и посуду после каждого использования:

  • Мойте разделочные доски, посуду, столовые приборы и столы горячей водой с мылом, особенно после того, как на них было сырое мясо, птица, морепродукты или яйца.
  • Часто стирайте тряпки для посуды в стиральной машине в режиме горячей воды.

Мыть фрукты и овощи, кроме мяса, птицы или яиц:

  • Промойте фрукты и овощи под проточной водой без использования мыла, отбеливателя или моющих средств, предназначенных для промышленных целей.
  • Промойте фрукты и овощи, прежде чем чистить кожуру, удалять кожицу или срезать любые поврежденные или помятые участки.
  • Чистите твердые продукты, такие как дыни или огурцы, с помощью чистой щетки.
  • Высушите продукт бумажным полотенцем или чистым тканевым полотенцем.
  • Не мойте мясо, птицу, яйца или морепродукты, чтобы не распространять вредные микробы по кухне.
  • Продукты с пометкой «предварительно вымытые» не требуют повторной стирки.
Дополнительная информация:

Краткие советы по безопасности пищевых продуктов: чистота (FDA)

Чистота помогает предотвратить болезни пищевого происхождения (USDA)

Раздельно: избегайте перекрестного загрязнения

Используйте отдельные разделочные доски и тарелки для продуктов, мяса, птицы, морепродуктов и яиц:

  • Используйте одну разделочную доску для свежих продуктов или других продуктов, которые не будут подвергаться тепловой обработке перед употреблением, а другую – для сырого мяса, птицы или морепродуктов.Заменяйте их по мере износа.
  • Используйте отдельные тарелки и посуду для приготовленных и сырых продуктов.
  • Используйте горячую мыльную воду для тщательного мытья тарелок, посуды и разделочных досок, которые касались сырого мяса, птицы, морепродуктов, яиц или муки.

Храните отдельные продукты отдельно:

  • В корзине отделите сырое мясо, птицу, морепродукты и яйца от других продуктов и поместите пакеты с сырым мясом, птицей и морепродуктами в пластиковые пакеты, если таковые имеются.При выезде положите сырое мясо, птицу и морепродукты в отдельные пакеты от других продуктов.
  • Дома поместите сырое мясо, птицу и морепродукты в контейнеры или герметичные герметичные пластиковые пакеты. Заморозьте их, если не планируете использовать в течение нескольких дней.
  • В холодильнике храните яйца в оригинальной упаковке и храните их в основном отделении, а не в дверце.
Дополнительная информация:

Краткие советы по безопасности пищевых продуктов: отдельно (FDA)

Будьте умнее.Держите продукты отдельно. Не допускайте перекрестного загрязнения. (USDA)

Готовьте при правильной температуре

Еда безопасно приготовлена, если внутренняя температура достаточно высока, чтобы убить микробы, которые могут вызвать у вас заболевание:

  • Используйте пищевой термометр, чтобы убедиться, что ваша еда безопасна. Когда вы решите, что ваша еда готова, поместите пищевой термометр в самую толстую часть пищи, стараясь не касаться костей, жира или хрящей.
  • Обратитесь к нашей таблице минимальных температур приготовления, чтобы убедиться, что ваши продукты достигли безопасной температуры.

Сохранение пищи горячей (140°F или выше) после приготовления:

Если вы не подаете еду сразу после приготовления, держите ее подальше от опасной температурной зоны (от 40°F до 140°F), где микробы быстро размножаются, используя источник тепла, такой как жаровня, нагревательный противень или мультиварка. .

Тщательно разогрейте продукты в микроволновой печи (165˚F или выше):

  • Прочтите инструкции по приготовлению на упаковке и точно следуйте им, чтобы пища была тщательно приготовлена.
  • Если на этикетке продукта указано: «После приготовления дайте постоять в течение x минут», следуйте указаниям: оставив приготовленные в микроволновой печи продукты на несколько минут, вы сможете полностью приготовить их, поскольку более холодные участки поглощают тепло от более горячих участков.
  • Перемешивайте продукты во время нагревания. Следуйте инструкциям на упаковке замороженных продуктов промышленного приготовления; некоторые не предназначены для перемешивания при нагревании.

Соблюдайте особые указания для барбекю и коптильни:

Дополнительная информация:

Краткие советы по безопасности пищевых продуктов: Cook (FDA)

Приготовление на гриле и безопасность пищевых продуктов (USDA)

Кухонные термометры (USDA)

Охлаждение: правильно охлаждайте и замораживайте продукты

Охлаждение скоропортящихся продуктов в течение 2 часов:

  • Бактерии, вызывающие пищевое отравление, быстрее всего размножаются при температуре от 40°F до 140°F.
  • Температура в холодильнике должна быть установлена ​​на 40°F или ниже, а в морозильной камере на 0°F или ниже. Для уверенности используйте термометр.
  • Никогда не оставляйте скоропортящиеся продукты вне холодильника более чем на 2 часа. Если продукты подвергаются воздействию температуры выше 90°F (например, в горячей машине или на летнем пикнике), поместите их в холодильник в течение 1 часа.
  • Остатки следует помещать в неглубокие контейнеры и сразу же охлаждать, чтобы обеспечить быстрое охлаждение.
  • Никогда не размораживайте и не маринуйте продукты на столе.Самый безопасный способ размораживания или маринования мяса, птицы и морепродуктов — в холодильнике.
  • Замораживание не уничтожает вредоносные микробы, но обеспечивает безопасность продуктов до тех пор, пока вы не сможете их приготовить.
  • Знайте, когда нужно выбрасывать продукты, изучив нашу таблицу «Сроки безопасного хранения». Убедитесь, что вы выбрасываете еду до того, как размножатся вредные бактерии.
Дополнительная информация:

Краткие советы по безопасности пищевых продуктов: охлаждение (FDA)

Охлаждение и безопасность пищевых продуктов (USDA)

Остатки и безопасность пищевых продуктов (USDA)

.

Leave Comment

Ваш адрес email не будет опубликован.