Riscaldamento dell'aria: fonti di energia termica

Come si può organizzare il riscaldamento dell'aria di locali industriali o di una casa privata? Quale può essere una fonte di energia termica? Quale opzione è più redditizia e più comoda da usare? Proviamo a rispondere a queste domande.

Cos'è?

La risposta a questa domanda è semplice e ovvia. Questo schema non usa portatori di calore intermedi (acqua, vapore, glicole propilenico, olio, ecc.). L'apparecchiatura trasferisce il calore direttamente all'aria nella stanza; Spesso è combinato con la ventilazione e fornisce non solo il riscaldamento, ma anche lo scambio d'aria con la strada.

Nota: il calcolo del riscaldamento dell'aria combinato con la ventilazione non viene effettuato dalla capacità termica dell'aria di mandata, ma dal livello di perdita di calore dalla stanza. Per ambienti industriali, la necessità di calore è fino a 100 W / m3; per residenziale - 40-60 W / m3.

Confronto con il riscaldamento dell'acqua

Quali sono gli svantaggi e i vantaggi del riscaldamento ad aria sul fondo dei sistemi tradizionali con refrigerante?

Gli extra

• Dalla catena del trasferimento di calore dalla fonte di energia termica alle persone e agli oggetti nella stanza, è escluso un collegamento aggiuntivo. Poiché l'efficienza di qualsiasi trasferimento di calore non è pari al 100%, otteniamo così dei risparmi.

• Utilizzare come liquido di raffreddamento significa che la stanza di un magazzino, officina o garage inutilizzati non può essere lasciata senza riscaldamento durante la stagione fredda.. Il recupero del contorno scongelato avrà un costo superiore a quello che verrà salvato. L'uso di refrigeranti senza congelamento generalmente risolve il problema; tuttavia, essi stessi con un volume interno significativo del circuito costeranno una quantità abbastanza notevole. I generatori di calore per il riscaldamento dell'aria, al contrario, possono rimanere inattivi a qualsiasi temperatura senza danni a se stessi.
• Le apparecchiature per il riscaldamento dell'aria possono funzionare anche come ventilazione di alimentazione. Quale, nota, ancora deve essere montato nei locali di produzione o in un grande cottage. Il riscaldamento dell'acqua è una voce separata della spesa.
• Non sono necessarie ulteriori misure per avviare il riscaldamento dell'aria. (accesso ai cassonetti per l'emorragia, il bilanciamento delle strozzature, ecc.).

In tutta onestà: dopo il bilanciamento e la prima prova, il riscaldamento dell'acqua correttamente progettato richiede un minimo di attenzione. La valvola automatica di riscaldamento dell'aria installata al posto della valvola Mayevsky scaricherà l'aria senza la partecipazione del proprietario.

cons

Un difetto grave, forse, è solo uno. L'installazione del riscaldamento dell'aria viene effettuata principalmente durante la costruzione o la revisione: i condotti e le griglie di distribuzione dell'aria sono troppo grandi per essere invisibili.

Inoltre, i fori per i condotti dell'aria nelle partizioni interne saranno molto più grandi di quelli dei tubi.

Fonti di calore

Passiamo alla considerazione dei metodi di attuazione e, soprattutto, delle fonti di calore. Quindi, qual è la casa di riscaldamento dell'aria, serre o laboratori?

caldaie

Caldaie a gas Il riscaldamento ad aria differisce dalle loro controparti per i sistemi ad acqua solo scambiatore di calore ad aria e la presenza di un ventilatore. Altri attributi sono abbastanza familiari: un bruciatore chiuso con aspirazione dell'aria dalla strada attraverso un tubo coassiale, un controllo elettronico dell'accensione e un sistema di sicurezza che arresta il flusso di gas quando la fiamma si spegne.

Caldaia solare strutturalmente molto vicina al gas. Inoltre, molti dispositivi sono in grado di passare da un tipo di carburante all'altro dopo un semplice cambio del bruciatore.

Stufe, caminetti

Una varietà di stufe e caminetti, entrambi progettati originariamente per questo scopo e modificati dai proprietari, possono fungere da fonte di aria calda.

Nota: le caldaie per il riscaldamento dell'aria sono fondamentalmente diverse da una stufa solo perché non sono progettate per il trasferimento diretto del calore in una stanza riscaldata attraverso le pareti dell'alloggiamento.

Che cosa è in genere l'implementazione del riscaldamento ad aria compressa da una stufa a combustibile solido o un caminetto?

In breve, diversi condotti d'acciaio di ampia sezione attraversano il focolare o vicino ad esso. L'aria riscaldata in essi può diffondersi nella stanza a causa della convezione naturale o attraverso il sistema di canali.

Poiché l'aria calda tende verso l'alto e la posa di condotti dell'aria con un'inclinazione costante non è sempre possibile, le stufe ei caminetti con riscaldamento ad aria sono spesso forniti di aria che forza l'aria nei canali dello scambiatore di calore dai ventilatori.

Suggerimento: quando si organizza il riscaldamento dell'aria con le proprie mani, il flusso d'aria nei canali può essere organizzato da ventilatori convenzionali. Per evitare che le custodie in plastica si sciolgano durante la cottura, una semplice istruzione aiuterà: la ventola viene inserita non nel canale stesso, ma nella boccola di ventilazione in alluminio collegata ad essa.

La più nota stufa a combustibile solido per il riscaldamento dell'aria è il cosiddetto Buleryan. Il nome originariamente apparteneva allo sviluppatore del design - l'azienda canadese con lo stesso nome; tuttavia, è da tempo diventato una parola familiare.

Il forno ha due caratteristiche chiave:

1. I condotti d'aria in acciaio che circondano il focolare sono piegati e incrociati in modo da garantire la più efficiente miscelazione dell'aria nella stanza.
2. Buleryan - forno di pirolisi. Cosa significa? Che la combustione del carburante è divisa in due fasi: la combustione senza fiamma di legna con un limitato flusso d'aria e il post-combustione di prodotti di combustione incompleta in una camera separata.

Pertanto, il proprietario riceve un numero di bonus:

1. Lunghe (fino a 12 ore) funzionano su una scheda.
2. Regolazione flessibile della potenza termica senza perdita di efficienza. I prodotti di combustione incompleta non vengono portati nel camino e completamente bruciati nel forno.
3. Non è necessaria la pulizia frequente del focolare e del cassetto cenere. I carboni nel processo di pirolisi non rimangono in linea di principio; Una piccola quantità di cenere può essere utilizzata per fertilizzare il cortile.

Riscaldatori elettrici

L'aria fresca è spesso riscaldata da riscaldatori elettrici, che sono riscaldatori tubolari convenzionali (a volte con alettatura, che aumenta il trasferimento di calore). Il vantaggio del riscaldamento con l'elettricità è che non richiede la rimozione dei prodotti di combustione e nessuna manutenzione periodica.

Inoltre, in questo caso, è disponibile un controllo dell'alimentazione semplice e molto flessibile con la possibilità di collegare termostati remoti, telecomandi programmabili, ecc.

Solo due inconvenienti; ma sono abbastanza pesanti.

1. L'energia elettrica necessaria per il riscaldamento dell'aria è spesso di decine di kilowatt. Non ovunque le linee elettriche ti permettono di ottenerlo.
2. Il calore ottenuto dal riscaldamento diretto con l'elettricità è significativamente più costoso di tutte le alternative. Diamo valori approssimativi per i prezzi correnti dell'energia.

Pompe di calore

Infine, la fonte di calore più promettente sono le pompe di calore di vario tipo. Tra l'altro, sono interessanti in quanto forniscono non solo il riscaldamento, ma anche l'aria condizionata.

Come funziona un dispositivo del genere?

1. Il refrigerante (freon) viene compresso dal compressore e alimentato allo scambiatore di calore. Dal momento che durante la compressione, come qualsiasi altra sostanza, diventa molto caldo, un eccesso di calore viene erogato attraverso il radiatore soffiato dalla ventola all'aria circostante.
2. Il freon che ha dato calore passa attraverso la valvola di espansione e, essendo notevolmente aumentato di volume, si raffredda. Allo stesso tempo, lui, passando attraverso il secondo scambiatore di calore, prende il suo eccesso di calore da una fonte a basso potenziale.

Diverse fonti di pompe di calore possono utilizzare l'acqua, il suolo e l'aria come fonte di calore di bassa qualità.

Attirano due caratteristiche:

• La pompa di calore può trasportare il calore da un oggetto freddo a uno caldo. Ad esempio, le pompe di calore aria per il riscaldamento Mitsubishi Zubadan possono funzionare a temperature ambiente di -30 ° C.
• Per trasportare il calore ci vogliono da 3 a 5 volte meno energia rispetto al calore diretto. Quindi, un chilowatt di energia termica costa al proprietario della casa non 3,6 rubli, ma 0,8 - 1,2.

Ogni progetto di riscaldamento ad aria mediante una pompa di calore (aria-aria, acqua-aria e aria-aria) ha le sue caratteristiche.

Aria a terra

Il costo della pompa parte da circa mezzo milione di rubli. Anche se almeno l'installazione costerà la stessa quantità: le sonde dello scambiatore di calore sono immerse in pozzi verticali fino a cento metri di profondità; la perforazione costa in media 2.000 rubli per metro lineare di un pozzo.

Nuance: lo scambiatore di calore può essere orizzontale; ma in questo caso, richiede un'area enorme, che in seguito sarà inadatta alla piantagione.

Perché, nonostante i costi significativi, queste pompe sono richieste?

Ci sono due ragioni:

• Possono estrarre calore da terra in qualsiasi zona climatica. Ad una profondità inferiore al livello di congelamento, la temperatura è costantemente uguale a +8 - +12 C.
• L'efficienza energetica del dispositivo non dipende dalle condizioni esterne ed è sempre costante, proprio a causa della temperatura costante del suolo in profondità.

Acqua-aria

Questo schema può essere implementato in due modi:

1. Lo scambiatore di calore è posto in un serbatoio privo di ghiaccio.

1. Per l'estrazione del calore, l'acqua viene utilizzata dal pozzo che, dopo aver attraversato lo scambiatore di calore, scarica nel secondo pozzetto.

Lo schema è molto più economico del primo, ma per ovvi motivi è lungi dall'essere applicabile ovunque.

L'aria-aria

Tutte le pompe di calore ad aria per il riscaldamento sono limitate nella temperatura di esercizio (in genere fino a -15 - -30 ° C). Allo stesso tempo, il COP del dispositivo (il parametro che descrive l'efficienza energetica durante il riscaldamento indica il rapporto tra la potenza termica ed elettrica effettiva) diminuisce con la diminuzione della temperatura esterna.

Tuttavia, per una zona climatica calda, il riscaldamento con una pompa di calore aria è più che remunerativo. Con il costo degli elettrodomestici da 25.000 rubli con una potenza termica di 3 kW, semplicemente non riescono a trovare alternative.

In realtà, l'autore condividerà volentieri la propria esperienza: l'attico di casa sua viene riscaldato per il secondo anno da una pompa di calore ad aria domestica Cooper.&HunterCH-S12FTXN.

Il costo del riscaldamento di due piani con pompe di calore aria ammontava a circa 2.500 rubli al mese.

Certo, vale la pena considerare un paio di sfumature:

• Disponga le azioni - Crimea, Sebastopoli. Le gelate invernali sono l'eccezione piuttosto che la regola. La temperatura media di gennaio è +3 C.
• Le tariffe dell'energia elettrica sono attualmente leggermente inferiori alla media in Russia.

conclusione

Speriamo che le informazioni a disposizione del lettore lo aiuteranno nella scelta e nella progettazione del riscaldamento. Ulteriori materiali su ciò che potrebbe essere il riscaldamento ad aria del cottage, offrirà il video allegato. Buona fortuna!