Calentamiento del aire: fuentes de energía térmica.

¿Cómo se puede organizar la calefacción de aire de locales industriales o de una casa particular? ¿Qué puede ser una fuente de energía térmica? ¿Qué opción es más rentable y más conveniente de usar? Tratemos de responder estas preguntas.

Que es

La respuesta a esta pregunta es simple y obvia. Este esquema no utiliza portador de calor intermedio (agua, vapor, propilenglicol, aceite, etc.). El equipo transfiere calor directamente al aire en la habitación; A menudo se combina con la ventilación y proporciona no solo calefacción, sino también intercambio de aire con la calle.

Nota: el cálculo del calentamiento del aire combinado con la ventilación se realiza no por la capacidad de calor del aire de suministro, sino por el nivel de pérdida de calor de la habitación. Para instalaciones industriales, la necesidad de calor es de hasta 100 W / m3; Para residencial - 40-60 W / m3.

Comparación con el calentamiento de agua.

¿Cuáles son las desventajas y ventajas del calentamiento de aire en el fondo de los sistemas tradicionales con refrigerante?

Pros

• De la cadena de transferencia de calor de la fuente de energía térmica a las personas y objetos en la sala, se excluye un enlace adicional. Dado que la eficiencia de cualquier transferencia de calor no es igual al 100%, obtenemos algunos ahorros.

• Su uso como refrigerante significa que la habitación de un almacén, taller o garaje que no se utiliza no se puede dejar sin calefacción durante la temporada de frío.. La recuperación del contorno descongelado costará una cantidad mayor que la que se guardará. El uso de refrigerantes sin congelación generalmente resuelve el problema; sin embargo, ellos mismos con un volumen interno significativo del circuito costarán una cantidad bastante notable. Los generadores de calor para calentar el aire, por el contrario, pueden permanecer inactivos a cualquier temperatura sin dañarse a sí mismos.
• El equipo para calentar el aire también puede funcionar como suministro de ventilación.. Que, nota, todavía tiene que ser montado en el local de producción o una casa grande. El calentamiento del agua es una partida separada del gasto.
• No se requieren medidas adicionales para iniciar el calentamiento del aire. (acceso a botes de descarga para purga de aire, balanceo con estrangulaciones, etc.).

Para ser justos: después del balanceo y la primera ejecución, el calentamiento de agua correctamente diseñado requiere un mínimo de atención. La válvula automática de calefacción de aire instalada en lugar de la válvula Mayevsky expulsará aire sin la participación del propietario.

Contras

Un defecto grave, tal vez, es sólo uno. La instalación del calentamiento de aire se lleva a cabo principalmente durante la construcción o revisión: los conductos y las rejillas de distribución de aire son demasiado grandes para ser invisibles.

Además, los orificios para los conductos de aire en las particiones internas serán mucho más grandes que para las tuberías.

Fuentes de calor

Pasemos a la consideración de los métodos de implementación y, sobre todo, de las fuentes de calor. Entonces, ¿qué es la calefacción de aire hogar, invernaderos o talleres?

Calderas

Las calderas de gas que calientan el aire difieren de sus contrapartes para los sistemas de agua, solo el intercambiador de calor de aire y la presencia de un ventilador. Otros atributos son muy familiares: un quemador cerrado con extracción de aire de la calle a través de una tubería coaxial, control de encendido electrónico y un sistema de seguridad que detiene el flujo de gas cuando se apaga la llama.

Caldera solar estructuralmente muy cerca del gas. Además, muchos dispositivos pueden cambiar de un tipo de combustible a otro después de un simple cambio del quemador.

Estufas, chimeneas

Una variedad de estufas y chimeneas, ambas diseñadas originalmente para este propósito y modificadas por los propietarios, pueden servir como fuente de aire caliente.

Tenga en cuenta que las calderas para calentar el aire son fundamentalmente diferentes de una estufa, ya que no están diseñadas para la transferencia directa de calor a una habitación con calefacción a través de las paredes de la carcasa.

¿Cuál es usualmente la implementación del calentamiento de aire de una estufa o chimenea de combustible sólido?

En resumen, varios conductos de acero de gran sección transversal pasan a través de la cámara de combustión o cerca de ella. El aire que se calienta en ellos puede propagarse a través de la habitación debido a la convección natural o a través del sistema de ductos.

Dado que el aire caliente tiende hacia arriba, y los conductos de aire con una inclinación constante no siempre son posibles, las estufas y chimeneas con calefacción de aire a menudo reciben aire forzado por los ventiladores en los canales del intercambiador de calor.

Consejo: cuando organice el calentamiento de aire con sus propias manos, el flujo de aire hacia los canales se puede organizar mediante ventiladores de ductos convencionales. Para evitar que las fundas de plástico se derritan durante el disparo, una simple instrucción ayudará: el ventilador no se inserta en el canal en sí, sino en el manguito de ventilación de aluminio conectado a él.

La estufa de combustible sólido más conocida para el calentamiento de aire es la llamada Buleryan. El nombre originalmente pertenecía al desarrollador del diseño, la compañía canadiense del mismo nombre; Sin embargo, durante mucho tiempo se ha convertido en una palabra familiar.

El horno tiene dos características clave:

1. Los conductos de aire de acero que rodean la cámara de combustión se doblan y se cruzan de tal manera que aseguran la mezcla más eficiente de aire en la habitación.
2. Buleryan - horno de pirólisis. ¿Qué significa esto? Que la combustión del combustible se divide en dos etapas: la combustión de leña con un flujo limitado de aire y la combustión posterior de los productos de combustión incompleta en una cámara separada.

Por lo tanto, el propietario recibe una serie de bonificaciones:

1. Trabajo largo (hasta 12 horas) en una sola pestaña.
2. Ajuste flexible de la salida de calor sin pérdida de eficiencia. Los productos de combustión incompleta no se llevan a la chimenea y se queman completamente en el horno.
3. No es necesario limpiar con frecuencia la caja de fuego y el cenicero. Los carbones en proceso de pirólisis no se mantienen en principio; Se puede utilizar una pequeña cantidad de ceniza para fertilizar el patio trasero.

Calentadores electricos

El aire fresco a menudo se calienta mediante calentadores eléctricos, que son calentadores tubulares convencionales (a veces con aleteo, lo que aumenta la transferencia de calor). La ventaja de calentar con electricidad es que no requiere la eliminación de productos de combustión y ningún mantenimiento periódico.

Además, en este caso, está disponible un control de potencia simple y muy flexible con la capacidad de conectar termostatos remotos, controles remotos programables, etc.

Sólo dos inconvenientes; Pero son bastante pesados.

1. La potencia eléctrica requerida para calentar el aire es a menudo de decenas de kilovatios. No en todas partes las líneas eléctricas te permiten conseguirlo.
2. El calor obtenido por calentamiento directo con electricidad es significativamente más costoso que todas las alternativas. Damos valores aproximados a los precios actuales de la energía.

Bombas de calor

Finalmente, la fuente de calor más prometedora son las bombas de calor de varios tipos. Entre otras cosas, son interesantes porque proporcionan no solo calefacción, sino también aire acondicionado.

¿Cómo funciona tal dispositivo?

1. El refrigerante (freón) es comprimido por el compresor y alimentado al intercambiador de calor. Como durante la compresión, como cualquier otra sustancia, se calienta mucho, se transmite un exceso de calor a través del radiador que sopla el ventilador hacia el aire circundante.
2. El freón que ha dado calor pasa a través de la válvula de expansión y, al aumentar considerablemente su volumen, se enfría. Al mismo tiempo, él, al pasar por el segundo intercambiador de calor, absorbe el exceso de calor de una fuente de bajo potencial.

Las diferentes fuentes de bombas de calor pueden usar agua, suelo y aire como fuente de calor de bajo grado.

Atraen dos características:

• La bomba de calor puede transportar calor de un objeto frío a uno caliente. Por ejemplo, las bombas de calor de aire para calefacción Mitsubishi Zubadan pueden funcionar en calefacción a una temperatura ambiente de -30 ° C.
• Se tarda 3-5 veces menos energía para transportar el calor que el calor directo. Por lo tanto, un kilovatio de energía térmica le cuesta al propietario de la casa no 3.6 rublos, sino 0.8 - 1.2.

Cada proyecto de calentamiento de aire por una bomba de calor (tierra-aire, agua-aire y aire-aire) tiene sus propias características.

Aire de tierra

El costo de la bomba se inicia en alrededor de medio millón de rublos. Incluso al menos la instalación costará la misma cantidad: las sondas del intercambiador de calor están sumergidas en pozos verticales de hasta cien metros de profundidad; La perforación cuesta un promedio de 2,000 rublos por metro lineal de un pozo.

Nuance: el intercambiador de calor puede ser horizontal; pero en este caso, requiere un área enorme, que más tarde será inadecuada para la siembra.

¿Por qué, a pesar de los costos significativos, estas bombas tienen demanda?

Hay dos razones:

• Pueden extraer calor del suelo en cualquier zona climática. A una profundidad por debajo del nivel de congelación, la temperatura es constantemente igual a +8 - +12 C.
• La eficiencia energética del dispositivo no depende de las condiciones externas y siempre es constante, precisamente debido a la temperatura constante del suelo en profundidad.

Agua-aire

Este esquema se puede implementar de dos maneras:

1. El intercambiador de calor se coloca en un depósito libre de hielo.

1. Para la extracción de calor, se utiliza agua del pozo, que, después de pasar por el intercambiador de calor, drena hacia el segundo pozo.

El esquema es mucho más barato que el primero, pero por razones obvias, está lejos de ser aplicable en todas partes.

Aire a aire

Todas las bombas de aire caliente para calefacción tienen una temperatura de funcionamiento limitada (generalmente hasta -15 - -30 ° C). Al mismo tiempo, el COP del dispositivo (el parámetro que describe la eficiencia energética durante el calentamiento. Indica la relación de la potencia térmica y eléctrica efectiva) disminuye al disminuir la temperatura exterior.

Sin embargo, para una zona de clima cálido, la calefacción con una bomba de calor de aire se paga por sí sola. Con el costo de los electrodomésticos de 25,000 rublos con una potencia térmica de 3 kW, simplemente no pueden encontrar alternativas.

En realidad, el autor compartirá voluntariamente su propia experiencia: el ático de su casa se calienta por segundo año con una bomba de calor de aire doméstica Cooper.&HunterCH-S12FTXN.

El costo de calefacción de dos pisos con bombas de calor de aire ascendió a aproximadamente 2,500 rublos por mes.

Por supuesto, vale la pena considerar un par de matices:

• Lugar de acciones - Crimea, Sebastopol. Las heladas de invierno son la excepción y no la regla. La temperatura media de enero es de +3ºC.
• Las tarifas de electricidad están actualmente ligeramente por debajo del promedio en Rusia.

Conclusión

Esperamos que la información disponible para el lector lo ayude en la selección y el diseño de la calefacción. Materiales adicionales sobre lo que podría ser el calentamiento de aire de la casa de campo, ofrecerán el video adjunto. ¡Éxitos!