Sammenligning av effektiviteten til forskjellige varmesystemer

Grunnleggende alternativer for hytteoppvarming

Når vi planlegger byggingen av et privat hus eller flytter fra en byleilighet til en hytte på landet, estimerer vi ikke bare størrelsen på de første bygg- eller renoveringskostnadene, men også kostnadene ved å vedlikeholde slike boliger.
Og det skiller seg betydelig fra kostnadene ved å drive en byleilighet. Og en av hovedkostnadspostene her er oppvarmingskostnader.

Vurder og sammenlign de viktigste tilgjengelige alternativene for å organisere oppvarming i en hytte.

Rør

Ved første øyekast virker det kanskje ikke viktig hvilke rør som brukes til oppvarming. Men etter å ha vurdert fordeler og ulemper med hvert materiale, blir det klart hvorfor dette er en alvorlig sak.
En av de mest populære typene rør er metallplast. Diameteren deres varierer fra 16 til 63 mm.

metall-plastrør
Blant fordelene med dette materialet er:

• varmeledningsevne er lav,
• lett reparert,
• ikke behov for profesjonelle redigeringsverktøy.

Ulempene inkluderer følgende:

• tilkoblingene kan lekke,
• bulker forblir på slag.

Et annet alternativ som ofte brukes er polypropylen.

rør og beslag av polypropylen
Den har følgende styrker:

• stor diameter - opptil 125 mm,
• motstand mot mekanisk trykk,
• når systemet fryser, blir ikke rørene ubrukelige,
• etter loddet kan det ikke forekomme væskelekkasje.

Imidlertid er det også svakheter:

• behovet for dyrt utstyr for å gjøre installasjonen,
• forleng med sterk oppvarming av kjølevæsken,
• hvis de er skadet, er de vanskelige å reparere.

Når du velger rør, er det bedre å ta hensyn til værforhold, type oppvarming og økonomiske muligheter.

Varme batterier

Et av hovedelementene i varmesystemet. Fra feil valg av batteri, kan effektiviteten til hele oppvarmingen avhenge. I dag er det et stort utvalg av radiatorer. Hvis du klassifiserer dem etter materialet som de er laget av, kan du skille mellom følgende typer: stål, støpejern, bimetall og aluminium. For ikke å demontere alle mulige alternativer, er det nok å forstå de grunnleggende prinsippene for valg av batteri.

1. System type. De nødvendige kriteriene for radiatoren avhenger av om det er autonome eller sentralvarme. For et sentralisert system er det bedre å ta batterier som tåler trykkstigninger og vann med forskjellig surhet. Radiatorer med forskjellige trykk kan brukes til autonom oppvarming.
2. Varmeoverføring. I følge denne indikatoren er aluminium i utgangspunktet, deretter stål og deretter støpejern. Men det er også verdt å tenke på at for eksempel det samme støpejernet avkjøles lenger.
3. Livstid. I denne parameteren er støpejernsradiatorer i utgangspunktet, deretter bimetallisk, stål og støpejern.
4. Andre kriterier. Dette inkluderer mer synlige parametere - design, pris, produsent og så videre.

Tatt i betraktning alle disse faktorene, kan du velge det beste alternativet for deg selv.

Varmebærer

Uten denne komponenten vil ikke varmesystemet fungere. De vanligste termiske væskene er vann og frostvæske.

1. Vann. Likevel bruker de det oftere. Siden du ikke trenger å kjøpe vann til oppvarming, er dette et veldig økonomisk alternativ, og det overfører varme perfekt. I tillegg er vannet ikke skadelig for miljøet.
2. Frostvæske. Det er en spesiallaget for varmesystemet. Selv om du trenger å betale penger for det, er hovedfordelen at den ikke fryser ved lave temperaturer.

Når du velger et valg mellom vann og frostvæske, er det bra å avveie økonomiske muligheter, feil i varmesystemet, værforhold og så videre. Ovennevnte informasjon vil hjelpe deg med å velge de riktige forskjellige elementene i varmesystemet.Før du velger, er det viktig å lese nøye gjennom alle fordeler og ulemper.

De viktigste alternativene for oppvarming av en hytte 1. Hovedgass

Denne løsningen ser ut til å være den enkleste, men det kan bare være slik hvis stedet opprinnelig er forgasset. Ellers kan kostnadene for å legge rørledningen variere fra 500 tusen til tre millioner rubler per husstand: alt avhenger av størrelsen på landsbyen, avstanden til gassrørledningen og andre forhold.

Egentlig er gass fortsatt den billigste drivstofftypen i Russland, men rubelkostnadene for produksjonen vokser, mens verdensprisene har en tendens til å synke. Derfor er det vanskelig å forutsi situasjonen i lang tid. Vi går ut fra antagelsen om at en tilstrekkelig beregning av oppvarmingskostnadene innebærer en analyse av kostnadene for en ganske lang periode, med tanke på reparasjons- og driftskostnader. Spesielt for et landsted anbefales det å vurdere en 50-års periode.

Vi antar at for oppvarming av en to-etasjes hytte med et areal på 300 m2 med kjøkken er det nødvendig med en automatisk kjele med en kapasitet på 15 kW.

Kostnaden for slikt utstyr fra kjente produsenter i dag er omtrent 30.000 rubler. Det må skiftes hvert 10. år, det vil si over 50 år, til dagens priser vil 150.000 rubler "kjøre over". Tatt i betraktning kostnadene for årlig vedlikehold (ca. 5000 rubler) - 400 000 rubler, eller 8 000 rubler. i år.

Med kostnaden for hovedgass 5,14 rubler / m3 (for Moskva-regionen) og den spesifikke forbrenningsvarmen på 33.500 kJ / m3, vil kostnaden på 1 kW * t varme ikke være mer enn 59 kopek (tatt i betraktning den faktiske kjelens effektivitet, som er omtrent 92%) ... I løpet av oppvarmingssesongen, som for eksempel i Moskva-regionen offisielt varer 215 dager, for en hytte med et areal på 300 m2, vil varmebehovet være 85.000 kWh, som vil koste rundt 50.300 rubler. Totalt, tar vi hensyn til driftskostnader, får vi 58 300 rubler.

Totalt sett får vi 58 300 rubler. per år (forutsatt at gass allerede er levert til landsbyen).

Hvilken kjele du skal velge?

Når det gjelder valg, bør du starte fra 4 hovedalternativer. Med tanke på hver enkelt, må man vurdere hva slags drivstoff som er tilgjengelig og billig i et bestemt område.

Gass

Bensinkjelen er den mest populære på grunn av tilgjengeligheten av dette drivstoffet. Hvis vi snakker om styrkene hans, kan følgende bemerkes:

• lang levetid,
• høy effektivitet, noe som betyr kostnadsbesparelser,
• enkel vedlikehold,
• ikke behov for å bruke energi på anskaffelse av drivstoff når det er tilgang til motorveien.

Nå om noen av svakhetene:

• tillatelse til å installere kjelen kreves,
• for å koble til, må du ringe spesielle tjenester,
• på grunn av trykkstigning i gassrørledningen, slås enheten av,
• gass ​​lager støy under forbrenningen.

Generelt sett en økonomisk og pålitelig type oppvarming, som bare krever riktig installasjon.

Elektrisk kjele

Denne enheten er også ganske populær. Her skyldes oppvarmingen av kjølevæsken strøm. Siden den er allment tilgjengelig, er det verdt å vurdere denne metoden fra forskjellige vinkler. Plusser med elektrisk utstyr:

• fungerer uten støy,
• relativt lave kostnader,
• skader ikke helse eller miljø,
• enkel administrasjon.

Ulempene inkluderer:

• i tilfelle spenningssvingninger, er enheten slått av, og automatiseringen er også deaktivert,
• strømforbruk,
• for en kraftig enhet er det behov for et 3-fase 380 V-nettverk.

En slik kjele er spesielt egnet når prisen på strøm er billig.

Kjeler med fast drivstoff

Ganske kjent type kjeler. Her brukes kull, tre og så videre som drivstoff. Når vi snakker om fordelene med slikt utstyr, bør man huske følgende punkter:

• billig type drivstoff,
• brukervennlighet,
• krever ingen dokumenter for installasjon,
• lett reparert.

Her er noen av ulempene:

• mye tid og krefter blir brukt på anskaffelse av drivstoff og kjelvedlikehold,
• det må være en skorstein.

Denne oppvarmingsmetoden brukes ganske ofte i tettsteder uten gassledning.

Oljefyr

Den bruker flytende drivstoff som fyringsolje, parafin og så videre. Følgende områder bør nevnes fordelene med utstyr for flytende drivstoff:

• oppvarming uavhengig av kommunikasjon,
• brukervennlighet,
• høy effektivitet,

Når du snakker om ulempene, må du huske følgende nyanser:

• nødvendigvis et eget rom for kjelen,
• dyrt utstyr,
• høye drivstoffkostnader,
• behovet for store drivstofftanker.

Vanligvis brukes ikke varmeenheter med flytende drivstoff ofte.

De viktigste alternativene for oppvarming av en hytte 2. Bensintank

Hvis det ikke er noen hovedgass, kan du lagre flytende gass. Mange gjør dette, selv om denne metoden forutsetter at en stor container med eksplosiv flytende gass hele tiden blir gravlagt på nettstedet ditt. I det minste krever dette et ganske stort inngjerdet område hvor ingenting kan plantes eller bygges, og spesielle sikkerhetstiltak. I tillegg kreves det en tilgjengelig kilde til flytende gass med mulighet for levering til stedet.

Kostnadene og effektiviteten til kjeler for flytende gass er omtrent de samme som for strømnettet. Installasjonen av bensintanken vil koste rundt 400 000 rubler. Når det gjelder 50 år, får vi 800 000 rubler, eller 16 000 rubler. i år.

Med kostnaden for flytende gass 15 rubler per liter (med levering innen 100 km fra en stor by) og den spesifikke forbrenningsvarmen til en propan-butanblanding på ca. 12,8 kW * t / l, får vi kostnaden på 1 kW * h varme på 1,23 rubler, noe som tilsvarer utgifter i mengde 104 550 rubler. i år.

Og tar hensyn til driftskostnadene - 120 550 rubler. i år.

Typer energi og varmebærere

Varmesystemer kan klassifiseres som følger:

• tradisjonell, ved bruk av flytende varmebærere, overføring av varme fra varmeenheten gjennom rørledningen til varmeenhetene;
• luft, ved hjelp av en kjølevæskeluft, som oppvarmes og tilføres til det oppvarmede rommet;
• direkte elektrisk, dispensering av kjølevæske, men direkte konvertering av strøm til varme.

(Se også: Oppvarming av et trehus med en solid fyrkjele)

Tradisjonelle systemer kan bruke gass som varmebærer, flytende drivstoff - diesel, fyringsolje, elektrisitet, fast drivstoff.

Den mest økonomiske og optimale typen drivstoff er gass. Den største ulempen med disse systemene er den betydelige kostnaden og kompleksiteten ved å dokumentere tilkoblingen til det sentraliserte systemet.

Bruken av flytende drivstoff medfører mange ulemper: kompleksiteten i levering og lagring av energibæreren, behovet for økte sikkerhetstiltak. (Se også: Varmekjele med vannkrets)

Ulempen med tradisjonelle varmeforsyningssystemer er muligheten for kjølemediumlekkasjer, særlig hvis frostvæske, en giftig og farlig forbindelse brukes. Periodisk innkobling av varmeenheter og pumper skaper støy og vibrasjoner. For problemfri funksjon av varmesystemet er det nødvendig med periodisk forebyggende vedlikehold av kjelene.

For drift av luftvarmesystemer er det også nødvendig å installere kjeleutstyr, som medfører alle de ovennevnte ulempene. Men fra et miljøperspektiv er dette systemet mer akseptabelt og lovende. Varmesystemet som bruker luft som varmemedium er pålitelig og lett justerbar. Men selv når du bruker spesielle filtre, beskytter det ikke rommet mot inntrenging av støvpartikler og annet organisk materiale i luften, som brenner på overflaten av kjeleutstyret og danner karbonmonoksid.

Direkte elektrisk oppvarming er billig å installere, men bruker en ekstremt dyr kilde til termisk energi - elektrisitet. (Se også: Ordning og installasjon av varmeledninger med metallplast)

De viktigste alternativene for oppvarming av en hytte 3. Diesel

Diesel er å foretrekke å bruke i fjerntliggende bosetninger, da det vanligvis er lettere å kjøpe og levere til stedet. I tillegg kan du transportere den selv. Effektiviteten til en dieselkjele er flere prosent lavere, den koster litt mer (en 15 kilowatt kjele, ca 40.000 rubler), og varer litt lenger - opptil 15 år. En underjordisk drivstofftank med et forsyningssystem og installasjon vil koste rundt 200 000 rubler. I tillegg er en dieselkjele avhengig av strøm: med hyppige strømavbrudd, må du ta vare på å kjøpe en generator. Vi vil vurdere tjenestekostnadene til å være omtrent de samme overalt - 5000 rubler. i år. Hvis vi opererer med disse tallene, vil driftskostnadene i 50 år til nåværende priser utgjøre 610 000 rubler. eller 12 200 rubler. i år. Kostnaden for diesel for kjelehus, med tanke på levering, vil være lik 36 rubler. per liter (varierer etter region). Den spesifikke forbrenningsvarmen er 10,3 kW * t / l. De. kostnaden på 1 kW * t varme, med tanke på effektiviteten til dieselkjeler, vil være 3,93 rubler, og kostnadene for oppvarmingssesongen - 333 800 rubler.

Tatt i betraktning driftskostnader - 346 000 rubler. i år.

De viktigste alternativene for oppvarming av en hytte 4. Fast drivstoff

I denne kapasiteten kan ved, pellets (briketter) eller kull brukes. Du må imidlertid forstå at en kjele med fast drivstoff ikke er helautomatisk. Dette betyr at noen hele tiden må jobbe som brannmann. Når det gjelder pelletskjeler, er automatiseringsnivået høyere, men faren for drivstofftenning er også høyere.

Dette må tas i betraktning når du bruker kullfyrte kjeler. Derfor vil det i begge tilfeller være behov for ytterligere sikkerhetstiltak. Kostnaden for utstyr varierer veldig. For eksempel vil en 15-kilowatt kjele med manuell lasting koste rundt 25 000 rubler, men utsiktene til stadig å løpe inn i fyrerommet og kaste ved eller kull for hånd vil neppe smile av deg. En kjele med automatisk drivstoffforsyning kan koste fra 100.000 (pellet) til 200.000 rubler. (karbon). Det er sant at de alle tjener i 20-25 år.

Som et resultat vil driften av en vedfyringskjele koste 6250 rubler. per år, automatisk pellet - med 10 000 og automatisk kull - med 15 000 (alt - med tanke på kostnadene ved årlig vedlikehold).

Kostnaden for drivstoff avhenger betydelig av regionen. For eksempel i Moskva-regionen vil 1 kubikkmeter (i gjennomsnitt 650 kg) bjørkeved til en engrospris i dag koste 1400 rubler. (vi tror at når du bestiller et stort volum på en gang, vil levering være gratis), kull av akseptabel kvalitet - 6000 rubler. per tonn, drivstoffbriketter - omtrent samme pris.

Hvis vi antar at den spesifikke forbrenningsvarmen til ved er omtrent 3,4 kW * t / kg, kull - 7,5 kW * t / kg og briketter - 5,6 kW * t / kg; at effektiviteten til en vedkjele er omtrent 75%, og effektiviteten til en automatisk kjele er 80%; da får vi kostnaden på 1 kW * t varme, henholdsvis lik 0,84, 0,64 og 0,85 rubler. (ved, kull og briketter). Det vil si at oppvarming med tre vil koste 71.400 rubler i året, og 54.060 rubler med kull. og briketter - 72 420 rubler.

Og med tanke på driftskostnader: ved - 77 650 rubler. i år; kull - 69.060 rubler. i år; briketter - 82 420 rubler. i år.

Kulloppvarming er, som vi kan se, billigere enn oppvarming med andre typer fast drivstoff, men ved i 2020 har blitt mer lønnsomt enn briketter. Men alt fast drivstoff kommer dyrere ut enn hovedgass.

Sammenligning av effektiviteten til forskjellige varmesystemer

Denne artikkelen ble skrevet veldig lenge og hardt. Ikke fordi du måtte finne på noe, men bare på grunn av at det er forklart med enkle ord som er forståelige for de fleste, hva er fordelene, for eksempel vann gulvvarme radiatoroppvarming var ikke en enkel oppgave når det gjelder energieffektivitet. Dette er rett og slett umulig uten innføring av spesielle fysiske termer og definisjoner. Jeg måtte på en eller annen måte diskutere disse aspektene og forklare dem på et språk som er mer kjent for deg og meg.

Så mange har nok allerede hørt den oppvarmingen gulvvarme er mer effektiv enn radiatorvarme. Mer effektiv enn radiatorer og oppvarming med varmt gulvbrett... Men hva akkurat denne effektiviteten ligger i, som til slutt kommer til uttrykk i månedlige bruksregninger, forstår nok ikke alle. La oss prøve å finne ut av det.

Oppvarming med radiatorer i prinsippet dateres historien tilbake til det fjerne 1875, da den første leiligheten med vannoppvarming dukket opp i Russland og hele Europa. I disse dager spilte ganske store pilastere rollen som radiatorer. Før det var oppvarming hovedsakelig komfyr. Problemet var at ovnsoppvarmingssystemet ikke var egnet for store lokaler med flere rom. i rommet der ovnen var plassert direkte, ble det skapt komfortable forhold på grunn av strålende varmeoverføring, og resten ble liggende bak konvektiv varmeoverføring. På grunn av den lave effektiviteten til sistnevnte var det nødvendig å varme opp ovnene mye mer, noe som økte det allerede betydelige drivstofforbruket.

På grunn av det faktum at de termofysiske egenskapene til vann, slik som varmekapasitet og varmeledningsevne, er flere størrelsesordener bedre i denne forbindelse til luft, radiatorvarmesystem lov til å øke effektiviteten til oppvarming av bygninger betydelig og redusere forbruket av ved og kull.

Nesten 140 år har gått siden den gang. Design radiatorer forbedret, som et resultat av at varmefjerningen fra en enhet av overflaten til disse enhetene økte, men disse forbedringene eliminerte ikke hoved- og hovedulempen.

Faktum er at i sammenligning med arealet av rommet er overflaten til radiatorene relativt liten. Dette skaper behovet for å varme den tilførte varmebæreren til høye temperaturer (70-90 oC). Og med så høy temperatur, slutter radiatoren i det vesentlige å være en radiator, dvs. den viktigste metoden for varmeoverføring er ikke lenger stråling, men konveksjon.

Temperaturfeltet med denne metoden ser slik ut: luften som er oppvarmet fra radiatoren er naturlig

på en måte suser opp til taket, der det i utgangspunktet har en temperatur i størrelsesorden + 30 оСnår luften avkjøles, mister den gradvis temperaturen. I føttene er lufttemperaturen 17-20 оС... Samtidig er gulvtemperaturen - 16-17 оС... Figuren viser tydelig at luftsirkulasjonen kontinuerlig opprettholdes i rommet, som for det første overfører støv og suspenderte partikler, og for det andre, noe som er viktig, brukes et visst termisk arbeid på sirkulasjon. Det vil si at radiatorer ikke bare varmer opp luften, men også gir den bevegelsesenergien. Ingenting dukker opp fra ingenting, og ytterligere 4 til 7% av all termisk energi blir brukt på sirkulasjonen av luftmassen.

Det viktigste ulempe radiatorer, som du sikkert la merke til fra diagrammet, er det utenfor nyttig volum romtemperaturene er relativt høye (opptil 30 ° C), noe som ikke gir mening i hverdagen (hvilken forskjell gjør det for deg, hvor mange grader er det 1 meter over hodet ..?), men tvert imot, øker varmetapet betydelig gjennom taket og til ventilasjonen.

Kort sagt, oppvarming med radiatorer krever oppvarming av hele volumet i rommet på en bestemt måte. Den gjennomsnittlige høyden på romtemperaturen er som følger: 1,5 meter over gulvnivået (60% av romvolumet) - gjennomsnittstemperaturen er ca. + 20 оС, gulvnivå fra 1,5 m til 2,5 m (40% av rommet) - gjennomsnittlig temperatur ca. +26 оС... Dermed bestemmes den gjennomsnittlige faktiske temperaturen i et rom med volum V av ligningen:

Tsrrad. = (0,6 × 22 + 0,4 × 26) = 24 ° C.

Merk at jo høyere romtemperaturen er, desto høyere er varmetapet naturlig.

For å begynne å vurdere strålingsvarmesystemer, som inkluderer systemet varmtvannsgulv og systemet varmt gulvbrett, er det nødvendig å innføre et annet viktig fysisk begrep - bestrålingskoeffisienten. Uten å ty til intrikate formuleringer fra fysikk og trigonometri, la oss forklare.Bestrålingskoeffisienten er den delen av termisk energi som kan utstråles til kroppen din fra hvilken som helst overflate. Siden en person er en skapning som oftest er oppreist, som ligger minst 16 timer om dagen i et vertikalt plan, er det åpenbart at det er vanskeligere å utstråle varme fra overflaten av gulvet til kroppen vår enn fra overflaten av veggene. Og slik viser det seg fysisk. Referanseverdiene for eksponeringskoeffisientene til overflaten til menneskekroppen vil være: fra gulvet ~ 0.130, fra overflaten vegger ~ 0.240... Videre i orden.

Hvis for eksempel kraften i systemet varmt gulv innendørs er 500 watt, så når det fungerer på menneskekroppen, rekkefølgen av 65 watt (etterfylling av ca 60% av alle varmetap i kroppen), blir resten av varmen overført ved hjelp av varmeoverføring gjennom føttene (se artikkelen "AVANTEN Varmet gulv. Prinsipper for å redusere driftskostnader") og konveksjon. Fordelingen av lufttemperaturer i rommet er ganske jevn (se figur) og er i gjennomsnitt ca. 20 oC... Det er ingen luftsirkulasjon, varme mellom luftlagene overføres hovedsakelig ved diffusjon.

Oppvarming varmt gulvbrett Er faktisk en kombinert oppvarming varme vegger og varme gulv... Listerlisten fungerer ikke annerledes (se artikkelen "Det fysiske aspektet ved effektiviteten til gulvlisten i bygninger"). Samtidig på grunn av en enda større strålende komponent i denne typen oppvarming (bestrålingskoeffisient 0,240) en person føler seg ganske komfortabel i rommet, selv om lufttemperaturen i det er satt til +18 ° C på grunn av dets ganske jevne fordeling over volumet. Med en liten tilnærming kan gjennomsnittstemperaturen tas til omtrent 19 ° C. Oppvarming med en varm sokkel oppvarmer ikke overflaten på gulvet og veggene direkte, men hovedsakelig på grunn av konveksjonen av et lite volum luft som strømmer langs overflatene. Samtidig brukes i beste fall omtrent 1% av termisk energi til termisk arbeid.

I henhold til forholdet mellom gjennomsnittstemperaturer i lokalene vil det således være enkelt å beregne tallene for den komparative effektiviteten til et bestemt varmesystem.

Den fysiske betydningen av tallene gitt i tabellen koker ned til det faktum at
hvis det samme rommet er oppvarmet, slik at personen i den var komfortabel, vekselvis tre forskjellige systemer, så vil de største varmetapene være i et rom med radiatorer, et rom med et oppvarmet gulv vil kreve 21% mindre energi, mens et rom med en varm baseboard vil redusere behovet for varme med 24%... Og alt dette skyldes hovedsakelig en mer rasjonell fordeling av varme gjennom bygningen.

Vi anser det som nødvendig å merke seg at, som det fremgår av materialet i artikkelen, er designeksemplet vist for en bygning med standard (leilighet) takhøyde. Med økende romhøyde, forskjellen i energieffektivitet mellom radiatorer og strålingsvarmesystemer (gulvvarme og varme gulvbrett) vil bare øke.

AVANTEN-selskapet,

18.07.2013.

De viktigste alternativene for oppvarming av en hytte 5. Elektrisk kjele

Kostnaden for en automatisk elektrisk kjele av den kraften vi trenger (30 kW) vil være omtrent 50 tusen rubler (den må skiftes hvert 10. år). Du må også betale ekstra for ekstra inngangskapasitet, som er minst 10 tusen rubler per kilowatt (vi tar hensyn til de mest rimelige prisene på markedet). Den totale kostnaden for tilkobling vil være 300 tusen rubler.

Kostnaden for en kilowatt-time strøm i Moskva-regionen er 4,81 rubler / kW * t, kjelens effektivitet er 99%. Totalt får vi de årlige kostnadene for oppvarming - 413 000 rubler.

Og tar hensyn til kostnadene for utstyr - 424.000 rubler. i år.