Система охлаждения и отопления: Уникальная технология отопления/охлаждения: поддерживаем температуру по принципу кровеносной системы | Строительная Россия

Система охлаждения двигателя: описание и принцип работы

Помимо главной функции отвода тепла от основных узлов двигателя автомобиля, система охлаждения решает ряд дополнительных задач. Фактически она участвует в работе системы смазки, отопления салона, выхлопа и рециркуляции отработавших газов, турбонаддува и коробки передач. О том, как она устроена, а также в чем заключается принцип работы охлаждающей системы и пойдет речь далее.

Виды систем охлаждения двигателя

Регулирование температуры автомобильного двигателя может осуществляться при помощи охлаждающей жидкости (антифриза, ОЖ) и посредством циркуляции воздуха. Исходя из этого различают три вида систем:

• Воздушная. Физически представляет собой обдув, благодаря которому происходит вытеснение горячего воздуха из подкапотного пространства в атмосферу. Воздушное охлаждение может быть естественным и принудительным (с использованием вентилятора). В силу низкой эффективности как самостоятельная система практически не применяется.
• Жидкостная. Представляет собой систему трубчатых контуров, по которым циркулирует охлаждающая жидкость. Жидкостное охлаждение может быть принудительным (перекачка насосом), термосифонным (за счет разности в плотности нагретой и охлажденной жидкостей) и комбинированным (охлаждение головки блока цилиндров осуществляется принудительно, а остальные узлы термосифонным принципом). Такая система более эффективна в сравнении с воздушной, но при определенных режимах работы (длительный простой с включенным двигателем, повышенные температуры окружающей среды) может быть недостаточной для качественного охлаждения.
• Комбинированная. Представляет собой использование и воздушного обдува, и жидкостных контуров.

Системы охлаждения на основе жидкости также разделяются на открытые и закрытые. Первые имеют сообщение с атмосферой при помощи пароотводной трубки, а во вторых жидкость полностью изолирована от окружающей среды. В закрытых системах давление антифриза больше, а следовательно, выше и температура кипения. Это позволяет использовать их при высоких температурах нагрева жидкости (до 120°C).

Устройство и принцип работы системы охлаждения ДВС

Система охлаждения двигателя

Наиболее популярной в современных автомобилях является комбинированная система охлаждения двигателя с принудительной циркуляцией воздуха и жидкости. Она состоит из следующих элементов:

• Радиатор системы охлаждения.
• Вентилятор радиатора.
• Малый и большой охлаждающие контуры.
• Рубашка системы охлаждения (система каналов в блоке цилиндров).
• Датчик температуры.
• Термостат.
• Расширительный бачок.
• Насос (помпа).
• Радиатор печки.
• Масляный радиатор (опционально).
• Радиатор системы рециркуляции отработавших газов (опционально).

В момент запуска двигателя насос начинает перекачку жидкости по малому контуру. Когда двигатель нагревается до рабочей температуры, срабатывает термостат и открывает второй (большой) контур охлаждения. Проходя через узлы мотора, охлаждающая жидкость нагревается и расширяется. При увеличении температуры часть жидкости поступает в расширительный бачок. Это позволяет компенсировать излишний объем, независимо от того, какое давление установилось в системе.

Большой и малый круги циркуляции ОЖ

Проходя через участок радиатора системы охлаждения, антифриз вновь остывает и возвращается на новый цикл. Если этот режим снижения температуры оказывается недостаточным, срабатывает температурный датчик, передающий сигнал блоку управления двигателя и запускающий вентилятор воздушного охлаждения. Если и его оказывается недостаточно, на приборную панель (индикатор) поступает сигнал о перегреве двигателя.

Масляный радиатор и радиатор рециркуляции отработавших газов может присутствовать не во всех системах охлаждения. Они необходимы для синхронного снижения температуры смазки и выхлопа, что делает эксплуатацию автомобиля более безопасной и экономичной. В автомобилях с турбонаддувом также может присутствовать еще один охлаждающий контур для снижения температуры воздуха наддува.

Системы охлаждения двигателя и отопления салона

Системы охлаждения двигателя и отопления салона
Системы охлаждения двигателя и отопления салона

Текст этой страницы сайта предоставлен Олегом (A.G. Sierra Hatch) и слегка отредактирован.

Немного об актуальном.

На различных сайтах, в связи с приходом холодов, пронаблюдал прирост интереса к системе охлаждения и отопления. Спешу поделиться своими соображениями по данному поводу. Соображения базируются, разумеется, не на пустом месте, они почерпнуты из личного опыта, общения с Сиерроводами и литературы различных издательств по ремонту и эксплуатации Форд Сиерра.

Система охлаждения ДВС и отопления салона состоит из:

• Радиатора охлаждения двигателя
• Верхнего и нижнего шлангов радиатора
• Расширительного бачка
• Водяного насоса — «помпы», приводимого ремнем (на CVH — ремнем ГРМ)
• Термостата (термоклапана)
• Вентилятора охлаждения, либо механического, с приводом через вискомуфту, либо одного или двух электрических, включаемых датчиком
• Шлангов автоматического пускового устройства карбюратора (не всегда)

Компоненты системы отопления салона:

• Два шланга отопителя салона
• Собственно отопитель с заслонками и радиатором
• Вентилятор отопителя
• Воздуховоды и блок управления

При пуске холодного ДВС охлаждающая жидкость циркулирует внутри рубашки охлаждения двигателя, а также по шлангам и радиатору ОТОПИТЕЛЯ салона. Это — малый контур охлаждения. На старых моделях в малый контур включён расширительный бачок через шланг отвода воздушных пробок от корпуса термостата. В более поздних моделях воздух отводится от верхнего шланга радиатора охлаждения. Это позволяет уменьшить объём малого контура, быстрее прогревать двигатель при низких температурах и выводить воздушные пробки из радиатора. Во время прогрева ДВС до рабочей температуры, верхний шланг радиатора ОХЛАЖДЕНИЯ должен оставаться холодным, в противном случае, можно утверждать, что не исправен термостат (не закрывается или не полностью закрывается клапан), расположенный в передней части мотора, либо резиновая прокладка, установленная между корпусом термостата и его клапаном. Температура начала и полного открытия термостата бывает различной в зависимости от типа двигателя и его объёма.
Данные по температуре, предписанные руководством по эксплуатации «Haynes» (это — почти что Библия для Сиерровода).

	OHC	CVH	CVH 1.8 CFI (код R6A)	DOHC
Начало открытия, оС	85-89	88	85-89	85-89
Полностью открыт, оС	88*	100	100	102

^* Существуют также термостаты для ОНС с номиналом 92^оС

Далее, при нагревании охл. жидкости до 88^оС и выше начинает открываться термоклапан. Открывается он постепенно, по этому резкого снижения температуры не происходит (как это описывают некоторые коллеги). Стрелка датчика температуры просто останавливается в какой-нибудь зоне (вообще, двигателю не свойственны резкие колебания температуры). После чего в действие вступает радиатор охлаждения. Это — большой контур охлаждения. Если вы передвигаетесь зимой короткими перебежками, то большой контур и вовсе может не вступать в работу, особенно на ранних моделях Sierra.
И, наконец, последняя стадия — включение в работу электровентилятора охлаждения радиатора, происходит после достижения определённой температуры на датчике включения электровентилятора (CVH с правой стороны корпуса термостата, DOHC на корпусе термостата). Опять же, резких поползновений к снижению температуры быть не должно. Если это всё-таки происходит, значит, клапан либо датчик вступают в работу с запозданием или скачком. В случае с термостатом, причиной может служить выработка или заусенцы на штоке, вызывающие подклинивание, а затем резкий срыв под воздействием возросшего усилия термоклапана либо неисправность последнего.

Проверяется термостат просто: ставим на огонь кастрюлю с водой и окунаем в нее клапан термостата, подвешенный на верёвке, либо проволоке, так, чтобы он не касался дна, и был хорошо виден процесс открытия клапана. Рядом опускаем градусник с «потолком» измерения более 100^оС. Далее следим за клапаном и замечаем по градуснику температуру начала открытия и полного открытия. Как я уже сказал, клапан должен открываться плавно. Если вы сняли клапан с машины, и он не закрывается (плотно) при комнатной температуре, то экспериментировать с кастрюлей не надо (да и хозяйкам это не нравится), и так ясно, что он неисправен. Собственно клапан — единственная причина переохлаждения ДВС.

У печки же причин для охлаждения найдётся несколько:

— слишком низкая температура ДВС;

— забиты или имеют накипь (теплоизолятор) соты радиатора отопителя. Можно промыть всю систему охлаждения, а лучше снять радиатор отопителя и, заодно, проверить на теплопроводность и водопротекаемость. Делается это так: подставляем один из патрубков снятого радиатора под водопроводный кран и включаем горячую воду. Выходит она через свободный патрубок (по-моему, логично), а мы, тем временем, ощупываем радиатор. Если радиатор греется неполностью (неравномерно) или недостаточно, то забиты отдельные соты (там, где нет нагрева), либо накипь или засорение по всей площади (во втором случае). Радиатор можно и нужно промыть проточной водой в прямом и обратном направлении.

— неправильно установлены шланги радиатора. Шланг с обраткой ОЖ (охлаждающая жидкость) от двигателя (от помпы) присоединяется к верхнему патрубку, шланг от автоматического пускового устройства карбюратора (или впускного коллектора) — к нижнему патрубку радиатора отопителя. ОЖ находится под большим давлением, и верхнее расположение обратного шланга способствует лучшему выведению воздушных пробок из радиатора отопителя. Кроме того, не вижу смысла подвергать сомнению решение создателей машины.

— забита решётка радиатора или усыпана осенней листвой, пухом и т.д. Проверить можно, включив вентилятор отопителя, и, открывая и закрывая подачу тёплого воздуха, сравнить силу воздушного потока: если тёплый поток сильно меньше холодного (холодный воздух идёт в обход радиатора), значит радиатор покрыт грязью и т.д. Для очистки от листвы можно снять вентилятор отопителя со стороны моторного отсека, предварительно убрав пластиковую решётку и механизм стеклоочистителей. Такой путь мне кажется более легким, по сравнению с полной разборкой торпедо и отопителя. Так же, перед установкой отопителя (или вентилятора) на место, необходимо проверить ( а лучше заменить) поролоновую прокладку между отопителем (вентилятором) и кузовом машины. Вместо поролона я установил прокладку из полипропилена (туристические коврики, уплотнители для окон и т.д.).

— ну, и самое банальное – не работают должным образом тяги заслонок. Для проверки к рычагам заслонок на отопителе можно добраться, не снимая низа торпедо.

Одна из ошибок при установке отопителя на место — крепление его только двумя гайками! В задней части корпуса отопителя имеются два плоских штыря, которые обязательно (!!!) должны быть вставлены в проушины перегородки моторного отсека. В противном случае, между корпусом и печкой остаётся внушительная щель, и о тепле можно забыть.

Также холодный воздух может приходить из-под отклеившегося лобового стекла, неплотно подогнанных дверей, из-за потери или разрушения резиновых заглушек на перегородке между салоном и моторным отсеком. Все это проявляется во время движения.

Не забывайте вовремя менять Антифриз или доливать концентрат (если летом доливали только воду). Выработанный Антифриз (тосол) теряет свои свойства: раньше замерзает при минусовых температурах, что может привести к закипанию мотора. В то время как в расширительном бачке плещется (как-бы) вполне жидкий антифриз, в рубашке охлаждения ДВС образуются льдинки (объяснить данный феномен не могу, может, кто постарается, за то ему отдельное спасибо). При высоких температурах старая жидкость быстрее закипает, это критично для двигателей DOHC и CVH (взгляните на температуру полного открытия термоклапана). Антифриз заменяется раз в два с половиной — три года. Для старых моторов желательна предварительная промывка системы охлаждения промывками-пятиминутками.

Вкратце о том, что может вызвать перегрев ДВС:

— Как всегда, термостат (не открывается, поздно открывается, открывается не полностью).

— Радиатор охлаждения (плохая проходимость сот; замята, забита грязью или отсутствует большая площадь обрешетки радиатора). Одной из причин плохой проходимости может быть использование герметика системы охлаждения. Он забивает и без того узкие от времени и окислов каналы старых радиаторов. Не стоит пытаться с помощью герметиков устранять течь в соединениях шлангов с патрубками, проще купить нормальные хомуты (Norma, например).

— Вентилятор охлаждения радиатора. Позднее срабатывание датчика включения вентилятора (вследствие налёта накипи, окислов, шлаков, или же, просто неисправности). Неработоспособность датчика (для проверки подсоедините один провод к датчику и (-) АКБ, второй к датчику и (+) АКБ через лампу 12V, датчик окуните в горячую воду так, чтобы не закоротить контакты. Вода нагрелась — лампа горит, вода остыла — лампа погасла (проще купить новый датчик)). Исправность вентилятора (проверяется прямым подключением к АКБ). Вязкостные муфты на двигателях ОНС выходят из строя, как правило, по одной причине — вытекание жидкости из муфты из-за разрушения сальника. Лечится заменой муфты (кстати, они подходят от многих других марок автомобилей), заклинивание муфты — не выход. Можно вместо вискомуфты установить на радиатор электрический вентилятор (лучше два). Наиболее просто в этом случае найти рамку с вентиляторами от Sierra с двигателями DOHC или CVH. В противном случае можно сотворить самодельную конструкцию. Датчик включения вентилятора придется врезать в верхний шланг радиатора (если нет под него заглушки в радиаторе), изготовив переходную муфту. Схема проводки достаточно проста, хотя подключение все-же требует некоторого знания электрики. При наличии трехконтактного датчика можно реализовать последовательное включение вентиляторов, как и сделано в оригинальном варианте.

— Образование накипи внутри ДВС (Антифриз-концентрат разводится только дистиллированной водой, ни в коем случае не водой из-под крана)

— Слишком раннее зажигание или использование высокооктанового бензина (незначительное повышение температуры)

Удачи на дорогах! A.G. Sierra Hatch ([email protected])

Выбор системы отопления и охлаждения дома |

Существует несколько основных способов отопления и охлаждения жилых помещений. К ним относятся: воздушная приточная вентиляция, водяная система плинтусного отопления, гравитационная воздушная и конвективная системы. Все они имеют свои преимущества и недостатки, которые определяют их применимость.

Приточная воздушная система

Правильно решённая воздушная приточная система, использующая воздух с невысокой температурой, имеет максимум преимуществ и минимум недостатков. Она позволяет применять значительное число стандартных устройств и в то же время вводить различные дополнительные устройства.

Достоинства приточной воздушной системы:

• обеспечивает фильтрацию через простые фильтры;
• позволяет осуществлять контроль вентиляции;
• осуществляет отопление или охлаждение;
• отбирает возлух из припотолочного пространства, обеспечивая однородность воздушной среды;
• хорошо сочетается с новыми системами, например, солнечным или дровяным отоплением;
• использует только трубопроводную систему и исключает утечку воды;
• подаёт осушенный или увлажнённый воздух;
• движение воздуха может создавать приятный шумовой фон в домах с низким уровнем шума;
• расходует мало энергии при подаче воздуха с невысокими температурами;
• весьма экономична, когда требуется кондиционирование или осушка воздуха.

Недостатки приточной воздушной системы:

• может создавать высокий уровень шума в случае неправильного решения и установки;
• может потребовать больших первоначальных затрат в больших зданиях;
• может быть неэффективна в случае неверного решения и установки;
• хуже обеспечивает регулировку температурного режима отдельных помещений по сравнению с другими системами.

Возможные варианты приточной воздушной системы:

• вентиляторы постоянного действия;
• фильтрация через активированный уголь для устранения запахов;
• повторное использование тепла;
• конвективная напольная или потолочная распределительная система.

Водяная система

По сравнению с напорной воздушной системой гидравлическая система (с горячей водой) более экономична, т.к. требует меньших капитальных затрат, если речь идёт о системе отопления крупного здания. Кроме того, гидравлическая система позволяет осуществлять индивидуальную регулировку теплового режима помещений, однако она не может подавать, фильтровать или кондиционировать вентиляционный воздух. Из-за высокой температуры рабочей жидкости (71–82°C) её нельзя применять с новыми системами, например солнечными коллекторами.

Гравитационная воздушная система

Гравитационная воздушная система имеет среднюю эффективность и низкую стоимость; она только увлажняет воздух. Но она может эффективно работать вместе с правильно решёнными новыми энергетическими системами и продолжает работать при нарушении энергоснабжения. Однако эта система обычно требует применения больших трубопроводов и не позволяет фильтровать, охлаждать и осушать подаваемый воздух.

Конвективная система

Наиболее распространённая конвективная система представляет собой либо электрическую решётку, заделанную в пол или потолок комнаты, либо систему трубопроводов горячей воды, помещённую в пол. В случае применения приточной или напорной системы, использующей воздух с низкой температурой (29–35°C), возможно устройство конвективной системы, заделываемой в пол или потолок. Применение её позволяет улучшить комфортные условия и повысить эффективность работы всей системы отопления путём использования этого воздуха в качестве рабочей среды конвективной системы.

Обычно полы и потолки выполняются из пустотных железобетонных панелей. Пустоты используют в качестве трубопроводов в системе распределения тёплого воздуха. Исследованиями, проведёнными в Швеции, было установлено, что температура бетонных элементов в этом случае на 2–3°C выше, чем средняя температура воздуха в помещении, что позволяет понизить понизить комфортную температуру воздуха в помещении. Кроме того, сам тёплый пол становится более комфортным и обеспечивает накопление тепла. Представляется, что такая система имеет ряд достоинств.

Водяное охлаждение дома | Отопление водоснабжение: монтаж, ремонт, замена, сервис, тепло, вода

На чтение 2 мин. Просмотров 217k.

Частный дом – это индивидуальный вид жилища, который для комфортного проживания в нем должен быть снабжен и независимыми коммуникациями. И если с водоснабжением, канализацией и отоплением все ясно, то в отношении охлаждения дома есть варианты.

Чтобы в летний зной не мучиться от удушья в комнатах можно установить привычные всем кондиционеры, но есть возможность применить и альтернативный вариант – водяное охлаждение дома. Для этого используется уже имеющаяся в доме система отопления. А с этого момента поподробнее.

Теплообменник для охлаждения

Устройство, с помощью которого в независимой системе отопления нагревается вода, которая циркулирует в трубах и радиаторах называется теплообменником. Теплообменник уникален тем, что в зимнее время его можно использовать для подогрева воды, а в летнее – для охлаждения. В нашем случае мы будем использовать термин «теплообменник для охлаждения».

ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ Является отделом Холдинга СпецСтройАльянс по работе с частными лицами Проводим работы под ключ с дальнейшим сервисным обслуживанием: системы отопления; водоснабжения; канализации, газификации. Звоните круглосуточно: 8 495 744 67 74

Теплообменники бывают различных типов и конструкций. Самым эффективным теплообменником для охлаждения дома считается двухтрубный теплообменник труба в трубе. Он представляет собой систему с очень простой конструкцией, при этом скорость и степень охлаждения воды достаточно высока.

Теплообменник для охлаждения представляет собой трубу большого диаметра, внутри которой находится труба с меньшим диаметром. Вода внутренней трубы омывается холодной водой межтрубного пространства, отдавая при этом свою температуру. Охлажденная вода заполняет систему радиаторов в доме. Все очень просто.

Водяное охлаждение дома

Чтобы обеспечить теплообменник для охлаждения холодной водой, его необходимо подключить к скважине. Почему к скважине? Вода со скважины является не поверхностной, а глубинной, поэтому даже в самое холодное время года она обладает достаточно низкими температурами и идеальной чистотой. А это дополнительный природный ресурс.

Основные элементы для водяного охлаждения дома:

• теплообменник;
• резервуар для воды;
• охладитель;
• помпа;
• электрические вентиляторы.

Монтаж охлаждения дома

Охлаждение дома с помощью воды имеет много достоинств: отсутствие шума, вибрации, равномерность охлаждения помещения. Однако успешной работы системы, лучше не заниматься монтажом охлаждения дома самостоятельно. Чтобы в доме была комфортная температура, и не появлялся конденсат, нужны правильные расчеты.

Наша компания предоставляет качественные услуги по монтажу охлаждения дома. Если вас заинтересовало водяное охлаждение Вашего жилища, мы готовы помочь Вам осуществить это намеренье. Мы гарантируем высокое качество работ.

Тепловой насос: охлаждение и система отопления

С. Шовкопляс

Экономичное отопление – вполне решаемый вопрос. Сейчас на рынке имеется достаточно широкое предложение эффективных технических решений. А можно ли инженерную инфраструктуру, сделанную для отопления в холодный период, задействовать и для охлаждения дома в жаркое время года? Этот вопрос решается с помощью комбинированных систем отопления / охлаждения с тепловыми насосами

Приобретая товар, услугу, изделие, потребитель рассчитывает на его основные потребительские качества (например, от системы отопления и ГВС – на выработку и подачу достаточного количества тепла), но, тем не менее, учитывает и его дополнительные свойства – value added, дополнительные функции, добавленную потребительную стоимость. Можно ли отопительную систему использовать в качестве климатической машины, работающей круглый год – и летом, и зимой? Можно ли ожидать от системы теплоснабжения еще и функции охлаждения? Насколько это реализуемо и выгодно? Об этом пойдет речь на примере решения, предлагаемого фирмой Buderus.

Использование в качестве основного теплогенератора реверсивного теплового насоса (источника низкопотенциального тепла) совместно с системой отопления «теплый пол» или фэнкойлами (системы распределения низкопотенциального тепла) позволяет превратить отопительную систему в комбинированную нагревательно-охладительную климатическую машину для целого дома, максимально использующей возобновляемые источники природной энергии круглый год.

Немецкой компанией Buderus для обеспечения частного дома горячей водой и отоплением / охлаждением помещений разработана типовая схема такой комбинированной системы (см. рисунок), которая состоит из:

Этим проектом Buderus предусмотрено специальное решение для гидравлического соединения комбинированной схемы тепло- и холодоснабжения помещения.

Рис. Типовая схема комбинированной системы отопления / охлаждения от компании Buderus с использованием бивалентного теплового насоса «воздух-вода»

Таблица 1. Спецификация к схеме комбинированной системы отопления / охлаждения от компании Buderus

Основным (ведущим) источником энергии в этой схеме служит тепловой насос Logatherm WPL AR B «воздух-вода», который в зависимости от погодных условий работает в реверсивном режиме для тепло- или холодоснабжения дома. В данной модели буква «B» означает «бивалентный», то есть тепловой насос Logatherm WPL AR B предназначен для комбинированной системы теплоснабжения в сочетании с дополнительным источником тепла, таким как газовый котел. Дополнительным теплогенератором может также быть и твердотопливный котел с автоматической подачей топлива, а также электрический котел. Любой дополнительный источник предназначен для покрытия «пиковых» нагрузок в режиме работы теплового насоса на отопление. При этом обязательно нужно учесть, что максимальная мощность дополнительного (ведомого) котла не должна превышать 35 кВт. Тепловые насосы Logatherm WPL AR разработаны как для охлаждения с помощью конвекторов с вентиляторами (фэнкойлов), так и для пассивного охлаждения через системы отопления пола, стен или потолка.

Теплоноситель от теплового насоса поступает в буферный бак Logalux P200 / 5W (поз. К.8), который имеет специальную высокоэффективную теплоизоляцию и предназначен для хранения как теплой, так и холодной воды.

Буферный бак Logalux P200 / 5W обладает специальной высокоэффективной теплоизоляцией с высокой устойчивостью к диффузии водяного пара, позволяющей в жаркое время года накапливать в нем холодную воду с температурой +10 ^о . Эта теплоизоляция одновременно препятствует образованию конденсата на поверхности бака.

Особенности работы теплового насоса предполагают наличие минимального константного объема теплоносителя системы отопления. Этот неизменяемый минимально-необходимый объем можно обеспечить, применив также буферную емкость Buderus Logalux P50W объемом от 50 л.

Из буферного бака Logalux P200 / 5W тепло- или хладоноситель поступает в контуры тепло / холодоснабжения. Нагрев горячей воды происходит в бивалентном баке ГВС Logalux SMH 400 (поз. К.7) от теплового насоса по приоритету.

Если в момент запроса на нагрев горячей воды теплоноситель имеет температуру ниже необходимой для приготовления горячей воды, то сначала переключается трехходовой «разгонный» клапан (поз. К.20), и теплоноситель движется по «малому кругу», что позволяет мгновенно повысить его температуру до необходимого уровня для нагрева горячей воды. Этим же исключается возможность попадания хладоносителя в бак ГВС при работе теплового насоса в режиме охлаждения.

Трехходовой клапан для ГВС (поз. К.19) переключается только после достижения необходимого значения температуры теплоносителя для нагрева горячей воды. Для возврата в режим охлаждения после окончания процесса приготовления горячей воды теплоноситель также замыкается в «малом круге» с помощью переключающего «разгонного» клапана (поз. К.20). При снижении температуры наружного воздуха ниже заданного значения и / или при снижении мощности теплового насоса включается газовый конденсационный котел (поз. К.1). Нагретый теплоноситель от газового конденсационного котла проходит через встроенный трехходовой смесительный клапан теплового насоса. Таким образом, на выходе из теплового насоса достигается необходимая температура воды для системы отопления.

При достаточном уровне поступления солнечной энергии происходит дополнительный нагрев горячей воды в бивалентном баке ГВС Logalux SMH 400 EW теплом от гелиосистемы, состоящей из 3-х солнечных коллекторов Logasol SKN 4.0. В летний период солнечная установка может практически на 100% обеспечить дом горячей водой, при этом тепловой насос будет включаться очень редко (только в дождливые и пасмурные дни), что также позволит значительно сократить затраты на приготовление горячей воды летом.

Тепловой насос Logatherm WPL AR B разделен с конденсационным котлом (дополнительным источником тепла) с помощью гидравлической стрелки (поз. К.2). Он переводится в режим охлаждения в соответствии с программой «режима охлаждения», которую пользователь может самостоятельно запрограммировать, учитывая индивидуальные пожелания, а именно, в какой период времени летом тепловой насос должен обеспечивать дом холодом.

Как работает автоматика

Работа данной комбинированной схемы отопления / охлаждения организована на базе цифровой системы управления Buderus EMS Plus. Главный ее элемент – базовый модуль теплового насоса НС100А. Система регулирования обеспечивает погодозависимое управление системы отопления. Датчик температуры наружного воздуха подключается к плате базового модуля управления теплового насоса. Контуры отопления работают в двух режимах – отопления и холодоснабжения (охлаждения).

Для обеспечения работы газового котла в модулированном режиме применяется модуль МС 400. МС 400 соединяется с газовым конденсационным котлом Logamax plus GB172i по шине EMS Plus. Соединение модуля МС 400 с платой управления теплового насоса осуществляется через вход / выход 0-10 В. Таким образом, при снижении температуры наружного воздуха или для повышения тепловой мощности тепловой насос через сигнал 0-10 В выдает запрос на тепло к модулю МС 400, а по шине EMS Plus модуль МС 400 «передает информацию» котлу о том, сколько дополнительной энергии необходимо в данный момент.

В данной схеме гелиосистема нагревает воду только для ГВС. Управление гелиосистемой осуществляется функциональным модулем управления EMS Plus для гелиосистем – MS 100, который также подключается к главному регулятору теплового насоса НС 100А по шине EMS plus.

Гелиомодуль MS 100 обеспечивает управление частотным насосом гелиоконтура. В зависимости от интенсивности солнечного облучения и динамики роста температуры рабочей жидкости в гелиосистеме, которая измеряется датчиком гелиоколлектора, изменяется частота вращения насоса, тем самым обеспечивается оптимальная циркуляция жидкости в солнечном контуре и достигается наиболее эффективный режим работы гелиоустановки. Количество вырабатываемого тепла гелиосистемой может определяться в соответствии с алгоритмом предусмотренной в регуляторе программы (путем косвенных вычислений) или с помощью дополнительного теплового счетчика.

«Теплый пол» и фэнкойлы

Реализация системы отбора тепла в виде контура «теплого пола» и фэнкойлов позволяет использовать систему отопления в обратимом режиме – для охлаждения летом. Использование воды в качестве хладоносителя намного эффективнее, чем использование воздуха.

«Теплый пол» (в данном случае, летом – «холодный пол») к тому же охлаждает не только воздух в помещении, но и перегретые конструкции здания, которые затем служат неким аккумуятором холода, сглаживающим нестационарные температурные режимы. Данное решение – фэнкойлы и теплообменник на полу – из-за их «низкопотенциальной» особенности намного комфортнее, чем холодные струи от кондиционеров. Схема (см. рисунок) предусматривает подключение до 4-х независимых контуров.

Режим охлаждения для второго, третьего, четвертого контуров может быть задан при условии, что первый контур предусмотрен для режима охлаждения. Регулятор RC 100H имеет встроенный датчик комнатной температуры и датчик относительной влажности воздуха. Измеряя реальную температуру в помещении, RC 100H обеспечивает комфортные условия в доме как зимой, так и летом. Датчик относительной влажности контролирует, чтобы на стенах и на полу не образовывалась влага при работе теплового насоса в режиме охлаждения.

Однако следует помнить об особенностях работы всей системы для охлаждения. Принципиально возможны два различных режима работы:

• режим охлаждения выше температуры точки росы, например охлаждение с помощью системы отопления пола;
• режим охлаждения ниже температуры точки росы, например охлаждение с помощью фэнкойлов.

В режиме охлаждения температура поверхности системы отопления пола не должна опускаться ниже 20 °C. Чтобы обеспечить соблюдение критериев комфортности и избежать образования конденсированной влаги, необходимо учитывать граничные (предельные) значения температуры на поверхности пола.

Для контроля выпадения влаги (можно настроить нижний предел температуры вплоть до +5 °C) нужно устанавливать датчики температуры точки росы (до 5 штук) в критических местах, в которых может образовываться конденсат или, например, в подающий трубопровод системы отопления пола. Тогда можно предотвратить образование конденсата на полу даже при кратковременных колебаниях погодных условий. Датчики подают сигнал на отключение подачи теплоносителя (или теплового насоса) при образовании конденсата во избежание увлажнения конструкций здания и дискомфорта для обитателей.

Минимальная температура в подающем трубопроводе для охлаждения с помощью системы отопления пола и минимальная температура поверхности пола зависят от конкретных условий
микроклимата в помещении (температура воздуха и его относительная влажность). Следует учитывать эти факторы при проектировании. В частности, не рекомендовано применять охлаждение пола во влажных теплых помещениях, например в ванных комнатах и кухнях. Нужно предусмотреть отключение напольных контуров в них, когда тепловой насос работает в реверсивном режиме – на охлаждение.

Кроме того, для буферного бака-накопителя необходимо применять теплоизоляцию с высокой устойчивостью к диффузии водяного пара (что реализовано в модели Logalux P200/5W и других тепловых аккумуляторах этой серии с различным рабочим объемом).

При эксплуатации ниже температуры точки росы необходимо также полностью обеспечить теплоизоляцией с высокой устойчивостью к диффузии водяного пара все трубопроводы подключения. Выпадающий конденсат, например, в фэнкойлах, необходимо отводить в соответствии с действующими нормами.

Режим эксплуатации ниже точки росы, вообще говоря, технически возможен, но нежелателен для комбинированной системы отопления / охлаждения частного дома из соображений комфортности, его следует избегать.

Вопросы эффективности

В таблице 2 приведены характеристики теплового насоса «воздух-вода» Logatherm WPL AR B производства фирмы Buderus, показанного на схеме (рис. 1), однако эта серия имеет намного более широкий модельный ряд. По таблице 2 можно оценить мощность и эффективность тепло- и холодопроизводительности. Она достаточно высока.

Таблица 2. Тепловой насос WPL 17 AR, мощностные характеристики согласно EN 14511
*) отношение холодопроизводительности к количеству потребленной энергии называется холодильным коэффициентом, или EER

Следует отметить, что в качестве основного теплоагрегата для отопления / охлаждения можно использовать рассольно-водяные и водно-водяные тепловые насосы. Они могут быть энергоэффективнее, иметь более высокий COP и EER и лучшие показатели затратности. Однако применение именно воздушно-водяногонасоса значительно экономит общие затраты на реализацию проекта. В этом случае нет никаких особых требований к размерам земельного участка, не требуется финансовых вложений в проектирование и получение разного рода разрешений на рытье канав, бурение и тампонаж скважин и прочее, что в случае рассольно-водяных и водно-водяных тепловых насосов может быть сопоставимо по затратам с ценой самого теплового насоса. В некоторых случаях (особенно в районах старой застройки или из-за геологических особенностей местности) обустройство скважин и геотермальных полей вообще может оказаться невозможным.

Тем не менее, место размещения наружного блока (ODU W, поз. К.18, см. рис. 1) воздушно-водяного теплового насоса должно соответствовать требованиям, указанным в документации производителя по проектированию. Это в основном касается направленности выхода вентилятора и расстояния от стены, граничащей с жилой комнатой, а также обустройства основания для наружного блока и теплоизоляции связующих трубопроводов.

Обычно систему отопления выбирают и рассчитывают «по теплу». В таком случае – возможность использовать комбинированную системудля охлаждения – это опция, дополнительная функция. Поэтому нужно обязательно проверить, будет ли достаточно холодопроизводительности теплового насоса для покрытия потребности по охлаждению помещений дома в жаркое время года.

Однако, подобно тому, как для покрытия пиковых тепловых нагрузок в данной схеме (см. рисунок) имеется конденсационный настенный газовый котел Logamax plus GB172i), точно так же и для обеспечения всех потребностей для охлаждения в жаркое время года потребуется дополнительная техника (например, широко распространенные сплит-системы).

Вообще говоря, общая экономическая эффективность реализации каждого проекта очень сильно зависит от правильности и точности проектирования системы с учетом всех локальных особенностей, а также от факторов, которые не видны на схеме. Например: длина трубопроводов и количество теплоизолированных участков, стоимость прокладки всех инженерных коммуникаций системы, расположение компонентов системы в конкретном доме и прочее.

Корректное практическое сравнение экономической эффективности применения комбинированной системы для отопления / охлаждения и раздельных систем требует очень большого количества идентичных параметров – одинаковость строения, одинаковые отапливаемые и охлаждаемые помещения, одинаковые системы распределения тепла, система вентиляции, та же ориентация по сторонам света, размеры окон и тип стеклопакетов, даже просто расположение окружающих деревьев и местность в целом.

Тем не менее, согласно техническим характеристикам теплового насоса Buderus и на основании экспериментальных данных, полученных при анализе работы уже реализованных систем тепло- холодоснабжения в соответствии с данной схемой, снижение затрат на охлаждение дома может быть достигнуто в три и более раз.

Что ни говорите, а глобальное потепление дает о себе знать. В Финляндии автору статьи не так давно показали вполне современный, хорошо теплоизолированный дом, построенный всего десяток лет назад. И сообщили, что из всех затрат на энергию для этого дома примерно 15% расходуется на отопление и ГВС, еще пять – на все прочие инженерные системы, включая освещение, а 80% тратится… на охлаждение помещений летом обычными электрическими кондиционерами. В Финляндии. В стране Деда Мороза и белых ночей.

Согласитесь, что возможность снизить летний счет за дорожающую электроэнергию минимум втрое, причем за счет использования энергии солнца, воздуха и воды, к тому же путем эффективного круглогодичного использования… системы отопления и подготовки горячей воды, – весьма заманчиво, разумно и практично.

Больше важных статей и новостей в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь!

Кондиционеры для отопления дома зимой с тепловым насосом, принцип работы и подсказка какой выбрать

Первоначально кондиционеры изобретались для охлаждения воздуха в регионах, где в летний период времени температура воздуха поднималась до значений, при которых находиться на улице, да и в самих помещениях, было тяжело. С тех времен прошел не один десяток лет, и сегодняшний кондиционер может не только охлаждать воздух.

Современные кондиционеры – это многофункциональный комплекс, позволяющий решать множество задач. Это и охлаждение, и отопление, осушение воздуха, вентиляция воздуха, его очищение, устранение запахов и различного рода бактерий. Однако сегодня хотелось бы остановиться на такой функции сплит-системы, как нагрев или отопление. 

Принцип работы и эффективность кондиционера работающего на обогрев

Современные системы кондиционирования в 99 случаях из 100 имеют возможность работать как на охлаждение воздуха, так и на нагрев. Причем, при работе на обогрев, система настолько экономична, что оставляет позади себя все существующие системы отопления.

Коэффициент энергоэффективности (А) в этом случае может составлять до 3,6. Это означает, что при затрате 1000 Вт электроэнергии на работу кондиционера, тепло вырабатывается в количестве 3600 Вт. Здесь же можно отметить, что при самом простом и доступном обогреве с помощью электронагревателей, на каждые затраченные 1000 Вт электроэнергии можно получить тепло в количестве, максимум, 990 Вт.

Именно по этой причине некоторые западные страны и многие штаты США не имеют классической системы отопления, а обогреваются с помощью сплит-систем.

Однако при такой системе отопления есть некоторые нюансы. 

Такая эффективность системы кондиционирования на обогрев может подходить не для любых регионов Земли и не при всех температурах наружного воздуха. Чем ниже температура воздуха на улице, тем меньше эффективность.

Каждая система кондиционирования имеет рекомендуемые значения температур наружного воздуха, при которых она будет функционировать без дополнительных изменений в ее конструкции. Кондиционеры экономичного класса, в режиме обогрева работающие по принципу включено/выключено, могут работать при температуре воздуха до минус 7 оС. При более низких температурах такое оборудование требует специального исполнения. Для этого производитель предусматривает  в конструкции кондиционера дополнительный нагреватель картера компрессора, нагреватель поддона наружного блока, специальный переразмеренный двухроторный инверторный компрессор или компрессор с EVI впрыском пара в середину роторной полости. Все это обеспечит  надежную работу сплит-системы при температуре воздуха на улице до минус 30 °C и поддерживать коэффициент энергоэффективности на высоком уровне.

В случае если  система кондиционирования инверторного типа  без специальных доработок, то она может работать в режиме обогрева при температуре наружного воздуха только до минус 15°С. В России и других регионах подобной климатической зоны более низкие зимние температуры не наблюдаются, но если и бывают, то редко и незначительное время. Но, как уже было сказано, при понижении наружной температуры коэффициент энергоэффективности падает.

Выбираем климатическую систему для отопления дома

Для помещений, в которых 2 или 3 комнаты, организовать отопление сплит-системами вполне реально и удобно. Если же помещений больше, дом с множеством комнат, коттедж, небольшой офис, то не всегда бывает возможность установить все наружные блоки на внешние стены. 

В этом случае обогревать помещения можно не только сплит-системами.

Мультизональные VRF системы кондиционирования

Мультизональные системы (VRF) – это современные системы кондиционирования для большого количества помещений, и до 64 внутренних блоков в одном холодильном контуре. Все принципы и возможности работы VRF-системы можно изучить в соответствующей литературе, а сейчас рассмотрим возможность работы на обогрев. Отличия в способе обогрева от сплит-системы почти нет. Только больше вариантов размещения внутренних блоков и больше их ассортимент, касающийся их конструкции. В остальном внутренний блок также нагревает воздух в помещении и может работать как на обогрев зимой, так и на охлаждение летом.

Система чиллер-фанкойл

Сплит-система, которая может работать и в режиме охлаждения, и в режиме обогрева, обычно называется кондиционером с «режимом теплового насоса».

Кроме мультизональных систем и сплит-систем есть еще один тип оборудования, которое может работать в режиме теплового насоса. Это система чиллер–фанкойл. Система достаточно давно разработана и успешно, несколько десятков лет, применялась для охлаждения и обогрева огромного количества помещений.

Впрочем, в настоящее время существуют мини-чиллеры, способные работать в пределах нескольких комнат, а также огромные конструкции, обслуживающие торговые центры, бизнес-центры, гостиницы, жилые комплексы. Их работа в корне отличается от рассмотренного выше оборудования. Если во всех предыдущих случаях в процессе охлаждения и обогрева использовался только холодильный агент, обычно это экологически чистый R410А, то в системах с чиллером кроме холодильного агента есть еще и вода. Причем, объем воды в несколько десятков или даже сотен раз превышает объем холодильного агента. В качестве основного рабочего вещества выступает вода, а холодильный агент является промежуточным звеном. 

Вода, нагретая холодильным агентом, насосами подается на внутренние блоки в помещениях, и охлаждает или нагревает воздух. Так же, как и сплит-системы, чиллеры могут работать на охлаждение и на тепло.

Тепловые насосы

В последнее десятилетие сильно начало развиваться направление в области обогрева с помощью чиллеров. Такие системы начали называть тепловыми насосами или чиллерами, работающими в режиме теплового насоса. Такие тепловые насосы имеют узкую направленность и специализируются на отоплении. Кроме отопления такие системы могут обеспечить дом и теплым воздухом и горячей водой, т.е. это современный комплекс тепло-водоснабжения нескольких помещений одновременно. 

С каждым годом производителей тепловых насосов становится все больше, и тепловой насос становится все экономичнее и более адаптированным к низким температурам окружающего воздуха. Новые конструкции тепловых насосов используют не воздух в качестве источника тепла, а грунтовые воды или тепло земли. Такие источники тепла имеют постоянную температуру и зимой, и летом. Причем, на глубине ниже расстояния промерзания грунта температура всегда положительная, что позволяет забыть о низких температурах наружного воздуха. Эффективность таких систем очень высокая, и может считаться почти полностью автономной по тепло-водоснабжению отдельно стоящего здания. Особенно это актуально для домов, которые далеко расположены от других источников теплопоступлений.

Одним из недостатков данной системы являются достаточно большие капитальные затраты, связанные с дополнительным контуром, насосными модулями и применением протяженных трубопроводов и незамерзающих жидкостей. В связи с тем, что подобные системы все еще развиваются, модернизируются, улучшается их работа, — стоимость тепловых насосов остается большой. 

Также следует отметить, что работы по монтажу и проведение других сопутствующих работ следует доверять сертифицированным специалистам, что также может быть дорого. 

И наконец, тепловые насосы – это сложное оборудование, и следует учитывать, что при выходе его из строя нужно предусмотреть временное резервное отопление, так как ремонт может занять какое-то время.

Система охлаждения дома — системы ОВК

Системы охлаждения, применяемые в жилом секторе, отличаются от аналогов, используемых в промышленности, прежде всего меньшей мощностью, относительно небольшими габаритами, пониженным шумом и более высокой функциональностью.

В основном, мощность охлаждения установок, применяемых в частных жилых домах колеблется от нескольких киловатт до несколько десятков киловатт.

Чаще всего применяются так называемые сплит-системы, состоящие из 2-х блоков – один блок (конденсаторный) устанавливается снаружи дома, а другой внутри охлаждаемого помещения (испарительный блок). Мощность (холодопроизводительность)  сплит-систем находится в пределах 2,5-6,0кВт. Такие системы используются для кондиционирования одной или 2-х комнат.

Для кондиционирования помещений всего дома применяются мульти сплит-системы, в которых к одному наружному блоку подключено сразу несколько внутренних блоков, расположенных в различных помещения дома. Мощность таких систем для жилого дома достигает 15-20кВт.

Для создания более качественного климата в доме могут устанавливаться канальные системы кондиционирования, в которых происходит подмес свежего воздуха с наружи, его фильтрация, охлаждение и распределение по воздуховодам в помещения дома. 

Все перечисленные выше системы кондиционирования используют в рабочем цикле газ ФРЕОН, который не отличается экологичностью и в случае возникновения утечек может принести вред здоровью.

НАИБОЛЕЕ ЭКОЛОГИЧНЫМИ являются ОХЛАДИТЕЛИ ВОЗДУХА Metmann, Испания для понижения температуры воздуха, в которых применяется ВОДА, а не ФРЕОН. В жилом доме достаточно установить на крыше такую установку, чтобы обеспечить вентилирование всего дома прохладным и свежим воздухом.

Охладители воздуха

Для охлаждения воздуха в частном доме, офисе или небольшом здании мы предлагаем охладители испанской фирмы Metmann, работающие без фреона и являющиеся на настоящий момент самыми экологически чистыми установками для охлаждения воздуха. Часто эти установки называют БИОКОНДИЦИОНЕРАМИ или охладителями испарительного типа. Основной характеристикой охладителей является расход воздуха (объем поступления охлажденного воздуха в помещение). 

Этот тип охладителей воздуха работает на постоянный приток «горячего» наружного воздуха в установку, его дальнейшее охлаждение и подачу в помещения. Таким образом, испарительный охладитель работает также как приточная вентиляционная установка. 

В отличие от классических кондиционеров, работающих на фреоне в замкнутом пространстве и охлаждающих воздух помещения без его замены, испарительные охладители напротив, обеспечивают постоянный приток в помещение наружного воздуха.

Кондиционеры

Классические кондиционеры (сплит-системы, канальные кондиционеры и т.п.) имеют внешний блок – конденсаторный и один или несколько внутренних блоков – испарительных, устанавливаемых внутри помещения. Блоки соединены между собой трубопроводами (фреонопроводами) по которым циркулирует фреон. 
Как правило,  система охлаждает воздух, находящийся внутри помещения без забора свежего воздуха снаружи и подмес свежего воздуха весьма ограничен.

оборудование для охлаждения дома

Основы системы отопления и охлаждения: советы и рекомендации

Как только воздух нагревается или охлаждается в источнике тепла / холода, его необходимо распределить по различным комнатам вашего дома. Этого можно добиться с помощью систем с принудительной подачей воздуха, гравитации или излучения, описанных ниже.

Системы нагнетания воздуха

Система принудительной подачи воздуха распределяет тепло, производимое печью, или холод, производимый центральным кондиционером, через вентилятор с электрическим приводом, называемый нагнетателем, который нагнетает воздух через систему металлических каналов в комнаты в вашем доме.По мере того, как теплый воздух из печи течет в комнаты, более холодный воздух из комнат течет вниз по другому набору каналов, называемому системой возврата холодного воздуха, в топку для обогрева. Эта система регулируется: вы можете увеличивать или уменьшать количество воздуха, проходящего через ваш дом. В центральных системах кондиционирования используется та же система принудительной подачи воздуха, включая вентилятор, для распределения холодного воздуха по комнатам и возврата более теплого воздуха для охлаждения.

Проблемы с системами принудительной подачи воздуха обычно связаны с неисправностью вентилятора.Воздуходувка также может быть шумной и добавляет стоимость электроэнергии к стоимости печного топлива. Но поскольку в ней используется воздуходувка, система принудительной подачи воздуха представляет собой эффективный способ направлять переносимое по воздуху тепло или холодный воздух по всему дому.

Гравитационные системы

Гравитационные системы основаны на принципе подъема горячего воздуха и опускания холодного воздуха. Следовательно, гравитационные системы нельзя использовать для распределения холодного воздуха из кондиционера. В гравитационной системе печь располагается рядом с полом или под ним.Нагретый воздух поднимается по воздуховодам и попадает в пол по всему дому. Если печь расположена на первом этаже дома, тепловые регистры обычно располагаются высоко на стенах, потому что регистры всегда должны быть выше печи. Нагретый воздух поднимается к потолку. Когда воздух охлаждается, он опускается, попадает в каналы возвратного воздуха и возвращается в печь для повторного нагрева.

Другой основной системой распределения для отопления является лучистая система.Источником тепла обычно является горячая вода, которая нагревается печью и циркулирует по трубам, встроенным в стену, пол или потолок.

Радиант Системс

Излучающие системы работают, обогревая стены, пол или потолок комнат или, что чаще всего, обогревая радиаторы в комнатах. Затем эти предметы нагревают воздух в комнате. В некоторых системах используются электрические нагревательные панели для выработки тепла, которое излучается в комнаты. Как и гравитационные настенные обогреватели, эти панели обычно устанавливают в теплом климате или там, где электричество относительно недорогое.Излучающие системы нельзя использовать для распределения холодного воздуха от кондиционера.

Радиаторы и конвекторы, наиболее распространенные средства распределения лучистого тепла в старых домах, используются с системами водяного отопления. Эти системы могут зависеть от силы тяжести или от циркуляционного насоса для циркуляции нагретой воды от котла к радиаторам или конвекторам. Система, в которой используется насос или циркулятор, называется гидравлической системой.

Современные системы лучистого отопления часто встраиваются в дома, построенные на фундаменте из бетонных плит.Под поверхностью бетонной плиты прокладывается сеть водопроводных труб. Когда бетон нагревается трубами, он нагревает воздух, соприкасающийся с поверхностью пола. Плита не должна сильно нагреваться; в конечном итоге он будет контактировать с воздухом во всем доме и нагревать его.

Системы Radiant, особенно когда они зависят от силы тяжести, подвержены ряду проблем. Трубы, используемые для распределения нагретой воды, могут забиться минеральными отложениями или наклониться под неправильным углом.Бойлер, в котором вода нагревается у источника тепла, также может выйти из строя. В новых домах системы горячего водоснабжения устанавливаются редко.

В следующем разделе вы узнаете, как термостат и другие элементы управления используются для поддержания климата в помещении, создаваемого вашими системами отопления и охлаждения.

,

Principles of Heating and Cooling

Понимание того, как тепло передается с улицы в ваш дом и от вашего дома к вашему телу, важно для понимания проблемы поддержания прохлады в вашем доме. Понимание процессов, которые помогают сохранять ваше тело прохладным, важно для понимания стратегий охлаждения вашего дома.

Принципы теплопередачи

Тепло передается к объектам и от них — например, к вам и вашему дому — посредством трех процессов: теплопроводности, излучения и конвекции.

Проводимость — это тепло, проходящее через твердый материал. В жаркие дни тепло попадает в ваш дом через крышу, стены и окна. Теплоотражающие крыши, изоляция и энергоэффективные окна помогут снизить теплопроводность.

Излучение — это тепло, перемещающееся в виде видимого и невидимого света. Солнечный свет — очевидный источник тепла для дома. Кроме того, низковолновое невидимое инфракрасное излучение может переносить тепло непосредственно от теплых предметов к более холодным.Благодаря инфракрасному излучению вы можете почувствовать тепло горячего элемента конфорки на плите даже через всю комнату. Старые окна позволят инфракрасному излучению, исходящему от теплых предметов снаружи, проникать в ваш дом; оттенки могут помочь заблокировать это излучение. Новые окна имеют низкоэмиссионные покрытия, которые блокируют инфракрасное излучение. Инфракрасное излучение также будет переносить тепло от стен и потолка прямо к вашему телу.

Конвекция — еще одно средство для достижения тепла от ваших стен и потолка.Горячий воздух естественным образом поднимается вверх, унося тепло от стен и заставляя его циркулировать по всему дому. Когда горячий воздух проходит мимо вашей кожи (и вы вдыхаете его), он согревает вас.

Охлаждение вашего тела

Ваше тело может охладиться посредством трех процессов: конвекции, излучения и потоотделения. Вентиляция усиливает все эти процессы. Вы также можете охладить свое тело с помощью теплопроводности — например, некоторые автокресла теперь оснащены охлаждающими элементами, — но это обычно нецелесообразно для использования в вашем доме.

Конвекция возникает, когда тепло уносится от вашего тела через движущийся воздух. Если окружающий воздух холоднее вашей кожи, воздух поглотит ваше тепло и поднимется. По мере того как нагретый воздух поднимается вокруг вас, более прохладный воздух движется, чтобы занять его место и поглотить больше вашего тепла. Чем быстрее движется конвекционный воздух, тем прохладнее вы чувствуете.

Излучение возникает, когда тепло распространяется через пространство между вами и предметами в вашем доме. Если предметы теплее, чем вы, тепло пойдет к вам.Удаление тепла через вентиляцию снижает температуру потолка, стен и мебели. Чем прохладнее ваше окружение, тем больше тепла вы излучаете на объекты, а не наоборот.

Perspiration может быть неудобным, и многие люди предпочли бы сохранять спокойствие без него. Однако во время жаркой погоды и физических упражнений пот — это мощный охлаждающий механизм тела. Когда влага покидает поры кожи, она переносит с собой много тепла, охлаждая ваше тело.Если ветерок (вентиляция) проходит по вашей коже, эта влага испарится быстрее, и вам будет еще прохладнее.

.

Системы отопления

Системы домашнего отопления состоят из нагревательного элемента (печи или котла), распределительной системы (воздуховоды и регистры или трубы и радиаторы) и термостатов, управляющих системой. В некоторых случаях обогреватели используются в качестве основного источника или для дополнительного отопления и не имеют систем распределения, таких как обогреватели плинтуса.

Если вы думаете о модернизации или замене системы отопления дома, ваш выбор системы отопления может быть ограничен типом системы, которая у вас есть в настоящее время, а также вашими вариантами энергии (независимо от того, есть ли у вас доступ к природному газу в вашем районе. ).

Некоторые системы отопления могут быть более дорогостоящими, но они могут быстро окупить инвестиции с меньшими эксплуатационными расходами. Например, электрическая система отопления помещений может стоить дешевле, но система отопления на природном газе окупится и сэкономит в среднем 12000 долларов за 25-летний срок службы.

Энергоэффективные системы отопления потребляют меньше энергии и, следовательно, менее вредны для окружающей среды. Помимо выбора энергоэффективной системы для уменьшения негативного воздействия на окружающую среду, жители Манитоба могут сократить потребление электроэнергии, что позволяет Manitoba Hydro экспортировать излишки гидроэлектроэнергии в провинции и штаты, которые в противном случае сжигали бы ископаемое топливо (например, уголь).Это помогает снизить глобальные выбросы парниковых газов.

Мы предлагаем финансирование, чтобы помочь со стоимостью замены вашей системы отопления.

Виды систем отопления дома

На отопление дома приходится более 60% ваших счетов за электроэнергию, и это самая большая часть. Осознайте связанные с этим затраты и примите обоснованное решение при замене старого отопительного оборудования.

Существует много типов систем отопления дома. Основные источники в Манитобе:

Тип энергии, используемой вашей системой отопления, влияет на то, сколько стоит отапливать ваш дом.За подачу природного газа в дом взимается базовая ежемесячная плата, которая включена в стоимость отопления дома природным газом. Исходя из сегодняшних тарифов на электроэнергию, отопление среднего дома в Манитобе с использованием природного газа обходится примерно на 550 долларов меньше, чем электричество.

Природный газ

Системы отопления, работающие на природном газе, классифицируются по годовой эффективности использования топлива (AFUE), которая описывает, насколько эффективна система отопления в течение всего отопительного сезона. Например, высокоэффективная печь с AFUE 92% будет обеспечивать 92% энергии природного газа в дом в течение отопительного сезона.

• Высокоэффективные печи
  Высокоэффективные печи на природном газе используют вторичный теплообменник для извлечения энергии из водяного пара, который является побочным продуктом сжигания природного газа. Высокоэффективные печи на природном газе имеют рейтинг AFUE от 92% и выше. Подсчитано, что вы можете сократить годовой счет за отопление своего дома до 35% по сравнению с использованием обычной печи.

  В высокоэффективных газовых печах нельзя использовать обычный металлический дымоход для отвода дымовых газов из дома.Вместо этого они используют одобренную пластиковую вентиляционную систему для отвода дымовых газов с более низкой температурой наружу через боковую стену или крышу.

  Если вы переключитесь на высокоэффективную печь на природном газе, вы можете оставить существующий водонагреватель на природном газе на металлическом дымоходе при условии, что он имеет надлежащие вентиляционные отверстия и дымоход соответствует местным требованиям. Ваш подрядчик должен проинформировать вас, соответствует ли дымоход требованиям. Если это не так, возможно, вам придется изменить систему вентиляции.Другой вариант — установить водонагреватель на природном газе, выходящий через боковую стенку, или электрический водонагреватель. Поговорите со своим подрядчиком по отоплению обо всех возможных вариантах.

• Печи со средней эффективностью.
  В печах со средней эффективностью, работающих на природном газе, используется электронная система зажигания, которая устраняет необходимость в постоянном запальнике, и вытяжной вентилятор, который заменяет традиционную систему вентиляции с естественной тягой. Печи со средней эффективностью имеют рейтинг AFUE от 78 до 84% и не поступали в продажу с 2009 года.

• Обычные печи
  Обычная газовая печь имеет постоянную запальную лампу, которая работает непрерывно, и систему вентиляции с естественной тягой, которая позволяет нагретому воздуху выходить из дымохода, даже когда печь выключена. Эти печи имеют оценку AFUE 60% и не поступают в продажу с 1995 года.

• Котлы с высоким КПД
  Котлы на природном газе с высоким КПД используют вторичный теплообменник для извлечения энергии из водяного пара, который является побочным продуктом сжигания природного газа.В высокоэффективных котлах, работающих на природном газе, нельзя использовать обычный металлический дымоход для отвода дымовых газов из дома. Вместо этого они используют одобренную пластиковую вентиляционную систему для отвода дымовых газов с более низкой температурой наружу через боковую стену или крышу. Рейтинг AFUE для котла с высоким КПД составляет примерно 90%. Подсчитано, что вы можете сократить годовой счет за отопление своего дома до 35%, используя высокоэффективный котел, а не обычную модель.

• Котлы средней эффективности
  Котлы средней эффективности имеют электронное зажигание и используют вытяжной вентилятор или вентиляционную заслонку для предотвращения выхода нагретого воздуха вверх и из дымохода, когда котел выключен.Эти типы котлов имеют оценку AFUE от 80 до 85%.

• Обычные котлы
  Обычные котлы имеют постоянную запальную лампу, которая всегда включена, и систему вентиляции с естественной тягой, которая позволяет нагретому домашнему воздуху выходить вверх и наружу через дымоход. Расчетный рейтинг AFUE для этих типов котлов составляет 60%. Эти агрегаты не поступали в продажу с 1999 года.

Вернуться к началу

Электрический

В электрических печах или обогревателях для плинтусов используются электрические резистивные нагревательные элементы для выработки тепла.Пока электрическая система отопления находится в доме, почти 100% электроэнергии, потребляемой системой отопления, используется для отопления дома.

Если вы планируете установить электрическую печь или обогреватели плинтуса, возможно, вам потребуется модернизировать свои электрические сети. В зависимости от мощности электроприборов и оборудования, установленных в настоящее время в вашем доме, и размера вашего дома, Электротехнический кодекс Манитобы допускает максимальную нагрузку электрического обогрева от 8 до 10 киловатт при стандартной сети 100 ампер.Большинству домов потребуется больше, поэтому вам придется увеличить объем ваших электрических сетей. Это может включать замену вашей электрической панели или установку нового 200-амперного оборудования. Лицензированный электрик скажет вам, нужны ли какие-либо из этих изменений.

Вернуться к началу

Геотермальные источники

Геотермальные системы — это энергоэффективная альтернатива электропечам. Они используют возобновляемые источники энергии Земли для обогрева или охлаждения вашего дома. Геотермальные технологии могут снизить годовые затраты на отопление до 70%.

Вернуться к началу

Пропан или масло

Пропановые и масляные системы исторически были более дорогими для обогрева, чем природные газовые и электрические системы. Мазут и пропан необходимо доставить к вам домой и хранить во внешнем резервуаре. Обычно они используются в районах, где нет природного газа.

Вернуться к началу

Дерево

Сезонная эффективность отопления дровами может составлять от 45 до 80%, однако фактическая эффективность системы может варьироваться в зависимости от потребляемого древесного топлива.Содержание влаги в древесине будет иметь наибольшее влияние на эффективность дровяной системы отопления. Система отопления на дровах, сжигающая древесину с низким содержанием влаги, будет работать более эффективно, чем такая же система отопления, сжигающая древесину с высоким содержанием влаги.

Источники энергии для систем отопления на дровах обычно бывают двух видов: куски твердой древесины, такие как бревна и древесные гранулы. Древесные пеллеты производятся из древесных отходов с использованием тепла и давления. Древесные гранулы обычно имеют более низкое содержание влаги, чем твердая древесина.И цельная древесина, и древесные гранулы имеют свои преимущества и недостатки, и решение использовать один вид древесного топлива по сравнению с другим действительно зависит от потребностей и обстоятельств конкретного домовладельца.

Существует 2 основных типа систем отопления на дровах.

• Центральные системы (печи и котлы)
  Система центрального отопления использует сеть каналов и водопроводных труб для распределения тепла по всему дому.
• Обогреватели (печи и камины)
  Обогреватель определяется как прибор, предназначенный для обогрева общей площади, и чаще всего продается как дополнительная система отопления.

Вернуться к началу

Некоторые ремонтные работы могут изменить способ попадания воздуха в ваш дом и из него, а также могут повлиять на уровень влажности в вашем доме. Узнайте больше об управлении влажностью.

,

10 мифов о геотермальном отоплении и охлаждении

Иллюстрация геотермальной системы отопления и охлаждения, которая справляется с несколькими нагрузками для сообщества. Иллюстрация Сары Чейни.

Иллюстрация Сары Чейни.

Представьте себе дом, в котором всегда комфортно, а система отопления и охлаждения находится вне поля зрения. Эта система работает эффективно, но не требует обширного обслуживания или знаний со стороны владельцев.

В воздухе пахнет свежестью; Вы можете слышать щебетание птиц и ленивое шуршание ветра в деревьях.Дом делится энергией с землей, подобно тому, как корни деревьев обменивают жизненно важные элементы на свои листья и ветви. Звучит комфортно, не правда ли?

Геотермальное отопление и охлаждение делает эту мечту реальностью. Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (отопление, вентиляция и кондиционирование) приводят здание в гармонию с землей под землей, используя преимущества подземных температур для обогрева зимой и охлаждения летом.

Как работает геотермальное отопление и охлаждение

Наружная температура колеблется в зависимости от сезона, но температура под землей меняется не так сильно, благодаря изоляционным свойствам земли.На глубине 4–6 футов под землей температура остается относительно постоянной круглый год. Геотермальная система, которая обычно состоит из внутреннего блока обработки и заглубленной системы труб, называемой контуром заземления, и / или насоса для обратной закачки, использует эти постоянные температуры для обеспечения «бесплатной» энергии.

(Обратите внимание, что геотермальную систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха не следует путать с «геотермальной энергией», процессом, при котором электричество вырабатывается непосредственно из тепла внутри земли. Это происходит в масштабах коммунальных предприятий и использует различные процессы, обычно путем нагрева воды до кипения. ,)

Трубы, образующие контур заземления, обычно изготавливаются из полиэтилена и могут быть закопаны под землю горизонтально или вертикально, в зависимости от характеристик участка. Если водоносный горизонт доступен, инженеры могут предпочесть разработать систему «разомкнутого цикла», в которой скважина пробурена в подземных водах. Вода перекачивается, проходит мимо теплообменника, а затем возвращается в тот же водоносный горизонт посредством «обратной закачки».

Схема работы геотермальных систем HVAC.

Иллюстрация из Modern Geothermal HVAC.

Зимой жидкость, циркулирующая через контур заземления или колодец системы, поглощает накопленное тепло от земли и переносит его в помещение.Внутренний блок сжимает тепло до более высокой температуры и распределяет его по всему зданию, как если бы это был кондиционер, работающий в обратном направлении. Летом геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха забирает тепло из здания и передает его через контур заземления / насос к скважине обратной закачки, где оно отдает тепло в более холодную землю / водоносный горизонт.

В отличие от обычных систем отопления и охлаждения, геотермальные системы HVAC не сжигают ископаемое топливо для выработки тепла; они просто передают тепло к Земле и от нее.Обычно электроэнергия используется только для работы вентилятора, компрессора и насоса агрегата.

Геотермальная система охлаждения и обогрева состоит из трех основных компонентов: теплового насоса, жидкого теплоносителя (открытый или закрытый контур), системы подачи воздуха (воздуховод) и / или лучистого отопления (в полу). или где-нибудь еще).

Геотермальные тепловые насосы, как и все другие типы тепловых насосов, имеют КПД, оцениваемую в соответствии с их коэффициентом полезного действия, или COP. Это научный способ определить, сколько энергии перемещает система по сравнению с тем, сколько она потребляет.Большинство геотермальных тепловых насосных систем имеют КПД от 3,0 до 5,0. Это означает, что на каждую единицу энергии, используемую для питания системы, от трех до пяти единиц выдается в виде тепла.

Геотермальные системы не требуют особого обслуживания. При правильной установке, что очень важно, скрытый контур может прослужить несколько поколений. Вентилятор, компрессор и насос агрегата размещены в помещении, защищены от суровых погодных условий, поэтому имеют тенденцию служить в течение многих лет, а зачастую и десятилетий. Обычно периодические проверки и замена фильтров, а также ежегодная очистка змеевика — единственное необходимое техническое обслуживание.

Геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

используются более 60 лет в США и за их пределами.

Они работают с природой, а не против нее, и они не выделяют парниковых газов. (Как упоминалось ранее, они потребляют меньшее количество электроэнергии для работы, потому что они связаны со средней температурой Земли.)

Геотермальные системы HVAC становятся обычным явлением в экологически чистых домах в рамках растущего движения за экологичное строительство.В прошлом году на зеленые проекты приходилось 20 процентов всех новостроек в США. К 2016 году в статье Wall Street Journal предсказывалось, что экологическое жилье вырастет с 36 миллиардов долларов в год до 114 миллиардов долларов. Это приближается к 30-40 процентам всего рынка жилья.

Но большая часть информации о геотермальном отоплении и охлаждении основана на устаревшей информации или на явных мифах. В нашей новой книге Modern Geothermal HVAC Engineering and Control Applications (Egg / Cunniff / Orio -McGraw-Hill 2013) соавторы Грег Каннифф, Карл Орио и я развенчиваем многие из этих мифов.

Разрушенные мифы о геотермальных системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

1. Геотермальные системы HVAC не считаются возобновляемой технологией, потому что они используют электричество.

Факт: геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используют только одну единицу электроэнергии для перемещения до пяти единиц охлаждения или обогрева с земли в здание.

2. Фотоэлектрическая и ветровая энергия являются более предпочтительными возобновляемыми технологиями по сравнению с геотермальными системами HVAC.

Факт: Геотермальные системы HVAC удаляют в четыре раза больше киловатт-часов потребления из электрической сети на каждый потраченный доллар, чем фотоэлектрическая и ветровая энергия добавляют в электрическую сеть.Эти другие технологии, безусловно, могут сыграть важную роль, но геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха часто являются наиболее экономически эффективным способом снижения воздействия кондиционирования помещений на окружающую среду.

3. Геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха требует много двора или недвижимости для размещения контуров заземления полиэтиленовых труб.

Факт: В зависимости от характеристик площадки контур заземления может быть заглублен вертикально, что означает, что надземной поверхности не требуется. Или, если есть доступный водоносный горизонт, который можно использовать, потребуется всего несколько квадратных футов недвижимости.Помните, что вода возвращается в водоносный горизонт, откуда она попала после прохождения теплообменника, поэтому она не «используется» или не подвергается иным негативным воздействиям.

4. Геотермальные тепловые насосы HVAC издают шум.

Факт: системы работают очень тихо, и на улице нет оборудования, которое беспокоило бы соседей.

Техник осматривает геотермальный кондиционер для ОВК.

Фото любезно предоставлено Джей Эггом.

5. Геотермальные системы со временем «изнашиваются».

Факт: петли заземления могут прослужить несколько поколений.Теплообменное оборудование обычно служит десятилетиями, так как оно защищено в помещении. Когда его действительно нужно заменить, затраты будут намного меньше, чем установка всей новой геотермальной системы, поскольку установка петли или колодца является наиболее дорогой в установке. Новые технические инструкции устраняют проблему удержания тепла в земле, поэтому тепло может передаваться с ней бесконечно. В прошлом некоторые системы ненадлежащего размера действительно перегревали или переохлаждали землю с течением времени до такой степени, что у системы больше не было достаточного температурного градиента для функционирования.

6. Геотермальные системы HVAC работают только в режиме отопления.

Факт: они так же эффективно работают при охлаждении и могут быть спроектированы так, чтобы при желании не требовать дополнительного резервного источника тепла, хотя некоторые клиенты решают, что более экономично иметь небольшую резервную систему только на самые холодные дни, если это означает их контур может быть меньше.

7. Геотермальные системы HVAC не могут одновременно нагревать воду, бассейн и дом. Факт: системы могут быть спроектированы для одновременной обработки нескольких нагрузок.

8. Геотермальные системы HVAC прокладывают трубопроводы хладагента в землю.

Факт: в большинстве систем в контурах или линиях используется только вода.

9. Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используют много воды.

Факт: Геотермальные системы фактически не потребляют воду. Если водоносный горизонт используется для обмена теплом с землей, вся вода возвращается в тот же водоносный горизонт. Раньше проводились некоторые операции «насос-сброс», при которых вода после прохождения через теплообменник тратилась впустую, но сейчас они чрезвычайно редки.При коммерческом применении геотермальные системы HVAC фактически устраняют миллионы галлонов воды, которые в противном случае испарились бы в градирнях традиционных систем.

10. Геотермальная технология HVAC финансово неосуществима без федеральных и местных налоговых льгот.

Факт: Федеральные и местные льготы обычно составляют от 30 до 60 процентов от общей стоимости геотермальной системы, что часто может сделать начальную цену системы конкурентоспособной по сравнению с обычным оборудованием.Стандартные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха стоят около 3000 долларов за тонну обогрева или охлаждения при новом строительстве (дома обычно используют от одной до пяти тонн). Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха начинаются от 5000 долларов за тонну и могут доходить до 8000 или 9000 долларов за тонну. Однако новые методы установки сокращают затраты до такой степени, что цена приближается к обычным системам при правильных условиях.

Факторы, способствующие снижению затрат, включают экономию от масштаба для общественных, коммерческих или даже крупных жилых помещений и растущую конкуренцию за геотермальное оборудование (особенно со стороны таких крупных брендов, как Bosch, Carrier и Trane).Открытые контуры с использованием насоса и скважины обратной закачки дешевле в установке, чем закрытые.

Спасибо за тысячи лайков и сотни комментариев! National Geographic закрыл комментарии для этого блога. Пожалуйста, продолжите разговор и получите ответы, которые вам нужны для геотермального отопления и охлаждения, в блоге Джея Эгга «Геотермальное отопление и охлаждение: вопросы и ответы»

Джей Эгг — соавтор новой книги Современные геотермальные системы HVAC Engineering и Control Applications (McGraw-Hill 2013), с Грегом Канниффом и Карлом Орио.Он был соавтором книги Геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования, экологичное отопление и охлаждение в 2010 году с Брайаном Кларком Ховардом из National Geographic. Джей консультируется с геотермальной отраслью HVAC. Ранее он работал установщиком технологии через свою компанию EggGeothermal.

,