Jämförelse av effektiviteten hos olika värmesystem

Grundläggande stuga uppvärmning alternativ

När vi planerar byggandet av ett privat hus eller flyttar från en stadslägenhet till en lantstuga beräknar vi inte bara storleken på de ursprungliga bygg- eller renoveringskostnaderna utan också kostnaden för att underhålla sådana bostäder.
Och det skiljer sig avsevärt från kostnaden för att driva en stadslägenhet. Och en av huvudkostnadsposterna här är uppvärmningskostnader.

Överväg och jämför de viktigaste tillgängliga alternativen för att organisera uppvärmning i en stuga.

Rör

Vid första anblicken kanske det inte verkar viktigt vilka rör som används för uppvärmning. Men efter att ha övervägt för- och nackdelarna med varje material blir det klart varför detta är en allvarlig fråga.
En av de mest populära typerna av rör är metallplast. Deras diameter varierar från 16 till 63 mm.

metall-plaströr
Bland fördelarna med detta material är:

• värmeledningsförmågan är låg,
• lätt repareras,
• inget behov av professionella redigeringsverktyg.

Nackdelarna inkluderar följande:

• anslutningarna kan läcka,
• bucklor kvarstår vid slag.

Ett annat alternativ som ofta används är polypropen.

rör och rördelar av polypropen
Den har följande styrkor:

• stor diameter - upp till 125 mm,
• motstånd mot mekaniskt tryck,
• när systemet fryser blir rören inte oanvändbara,
• det kan inte finnas någon vätskeläckage efter lödningen.

Det finns dock också svagheter:

• behovet av dyr utrustning för installationen,
• förlängs med stark uppvärmning av kylvätskan,
• om de är skadade är de svåra att reparera.

När du väljer rör är det bättre att ta hänsyn till väderförhållanden, typ av uppvärmning och ekonomiska möjligheter.

Värmebatterier

Ett av huvudelementen i värmesystemet. Från fel val av batteri kan effektiviteten för hela uppvärmningen bero. Numera finns det ett stort urval av radiatorer. Om du klassificerar dem efter materialet från vilket de är gjorda, kan följande typer urskiljas: stål, gjutjärn, bimetall och aluminium. För att inte ta isär alla möjliga alternativ räcker det att förstå de grundläggande principerna för att välja ett batteri.

1. Systemtyp. Vilka kriterier som krävs för kylaren beror på om det finns autonom eller centralvärme. För ett centraliserat system är det bättre att ta batterier som tål tryckstegringar och vatten med olika surhet. Radiatorer med olika tryck kan användas för autonom uppvärmning.
2. Värmeöverföring. Enligt denna indikator är aluminium i första hand, sedan stål och sedan gjutjärn. Men det är också värt att överväga att till exempel samma gjutjärn svalnar längre.
3. Livstid. I denna parameter är gjutjärnsradiatorer i första hand, sedan bimetalliska, stål och gjutjärn.
4. Andra kriterier. Detta inkluderar mer synliga parametrar - design, pris, tillverkare och så vidare.

Med tanke på alla dessa faktorer kan du välja det bästa alternativet för dig själv.

Värmebärare

Utan denna komponent fungerar inte värmesystemet. De vanligaste termiska vätskorna är vatten och frostskyddsmedel.

1. Vatten. Ändå använder de det oftare. Eftersom du inte behöver köpa vatten för uppvärmning är detta ett mycket ekonomiskt alternativ och det överför värmen perfekt. Dessutom är vattnet inte skadligt för miljön.
2. Frostskydd. Det finns en speciellt gjord för värmesystemet. Även om du måste betala pengar för det, är dess största fördel att det inte fryser vid låga temperaturer.

När du väljer mellan vatten och frostskyddsmedel är det bra att väga ekonomiska möjligheter, värmesystemfel, väderförhållanden och så vidare. Ovanstående information hjälper dig att välja rätt olika element i värmesystemet.Innan du väljer är det viktigt att noggrant läsa igenom alla fördelar och nackdelar.

De viktigaste alternativen för uppvärmning av en stuga 1. Huvudgas

Denna lösning verkar vara den enklaste, men det kan bara vara så om webbplatsen initialt är förgasad. Annars kan kostnaden för att lägga rörledningen sträcka sig från 500 tusen till tre miljoner rubel per hushåll: allt beror på byns storlek, gasledningens avstånd och andra förhållanden.

Egentligen är gas fortfarande den billigaste typen av bränsle i Ryssland, men rubelkostnaden för dess produktion växer och världspriserna visar en nedåtgående trend. Därför är det svårt att förutsäga situationen under lång tid. Vi utgår från antagandet att en adekvat beräkning av uppvärmningskostnaderna innebär en analys av kostnaderna under en ganska lång tidsperiod med hänsyn till reparations- och driftskostnader. I synnerhet för ett lantgård är det lämpligt att överväga en 50-årsperiod.

Vi antar att för uppvärmning av en två våningar stuga med en yta på 300 m2 med kök behövs en automatisk panna med en kapacitet på 15 kW.

Kostnaden för sådan utrustning från kända tillverkare idag är cirka 30000 rubel. Det måste bytas vart tionde år, det vill säga över 50 år, till dagens priser kommer 150 000 rubel att "springa över". Med hänsyn till kostnaden för årlig service (cirka 5 000 rubel) - 400 000 rubel eller 8 000 rubel. i år.

Med kostnaden för huvudgas 5,14 rubel / m3 (för Moskva-regionen) och den specifika förbränningsvärmen på 33 500 kJ / m3, kommer kostnaden för 1 kW * h värme att vara högst 59 kopeck (med hänsyn till den faktiska pannans effektivitet, vilket är ungefär 92%) ... Under uppvärmningssäsongen, som till exempel i Moskva-regionen officiellt varar 215 dagar, för en stuga med en yta på 300 m2 kommer värmebehovet att vara 85 000 kWh, vilket kommer att kosta cirka 50 300 rubel. Totalt, med hänsyn till driftskostnaderna, får vi 58 300 rubel.

Totalt sett får vi 58 300 rubel. per år (förutsatt att gas redan har levererats till byn).

Vilken panna ska du välja?

När det gäller val bör du börja från fyra huvudalternativ. Med tanke på var och en måste man överväga vilken typ av bränsle som finns tillgängligt och billigt i ett visst område.

Gas

Gaspannan är den mest populära på grund av tillgången på detta bränsle. Om vi ​​pratar om hans styrkor kan följande noteras:

• lång livslängd,
• hög effektivitet, vilket innebär kostnadsbesparingar,
• lätt underhåll,
• inget behov av att spendera energi på bränsleupphandling när det finns tillgång till motorvägen.

Nu om några av svagheterna:

• tillstånd att installera pannan krävs,
• för att ansluta måste du ringa specialtjänster,
• på grund av trycksteg i gasledningen stängs enheten av,
• gasen ljuder under förbränningen.

I allmänhet en ekonomisk och pålitlig typ av uppvärmning som endast kräver korrekt installation.

Elpanna

Denna enhet är också ganska populär. Här beror uppvärmningen av kylvätskan på el. Eftersom den är allmänt tillgänglig är det värt att överväga denna metod från olika vinklar. Plus av elektrisk utrustning:

• fungerar utan buller,
• relativt låg kostnad,
• skadar inte hälsa eller miljö,
• enkel hantering.

Nackdelarna inkluderar:

• vid spänningssvängningar stängs enheten av och automatiseringen är också inaktiverad,
• elförbrukning,
• för en kraftfull enhet behövs ett 3-fas 380 V-nätverk.

En sådan panna är särskilt lämplig när priset på el är billigt.

Pannor med fast bränsle

Ganska välkänd typ av pannor. Här används kol, trä och så vidare som bränsle. På tal om fördelarna med sådan utrustning bör man komma ihåg följande punkter:

• billig typ av bränsle,
• enkel användning,
• kräver inga dokument för installation,
• lätt repareras.

Här är några av nackdelarna:

• mycket tid och ansträngning läggs på bränsleupphandling och pannunderhåll,
• det måste finnas en skorsten.

Denna uppvärmningsmetod används ganska ofta i bosättningar utan gasledningar.

Oljepannor

Den använder flytande bränslen som eldningsolja, fotogen och så vidare. Följande områden bör anges med fördelarna med utrustning för flytande bränsle:

• uppvärmning oberoende av kommunikation,
• enkel användning,
• hög effektivitet,

På tal om nackdelarna måste du komma ihåg följande nyanser:

• ett separat rum för pannan är obligatoriskt,
• dyr utrustning,
• höga bränslekostnader,
• behovet av stora bränsletankar.

Vanligtvis används inte värmeenheter med flytande bränsle ofta.

De viktigaste alternativen för uppvärmning av en stuga 2. Bensintank

Om det inte finns någon huvudgas kan du lagra flytande gas. Många gör detta, även om den här metoden antar att en stor behållare med explosiv flytande gas ständigt kommer att begravas på din webbplats. Detta kräver åtminstone ett ganska stort inhägnad område där ingenting kan planteras eller byggas, och speciella säkerhetsåtgärder. Dessutom krävs en tillgänglig källa för flytande gas med möjlighet till leverans till anläggningen.

Kostnaden och effektiviteten för pannor för flytande gas är ungefär desamma som för elnätet. Installationen av bensintanken kostar cirka 400 000 rubel. I termer av 50 år får vi 800 000 rubel eller 16 000 rubel. i år.

Med kostnaden för flytande gas 15 rubel per liter (med leverans inom 100 km från en stor stad) och den specifika förbränningsvärmen för en propan-butanblandning på cirka 12,8 kW * h / l får vi kostnaden för 1 kW * h värme vid 1,23 rubel, vilket motsvarar kostnader på 104 550 rubel. i år.

Och med hänsyn till driftskostnaderna - 120 550 rubel. i år.

Typer av energi- och värmebärare

Värmesystem kan klassificeras enligt följande:

• traditionell användning av flytande värmebärare, överföring av värme från värmenheten genom rörledningen till värmeenheterna;
• luft med en kylvätska, som värms upp och tillförs till det uppvärmda rummet;
• direktelektriskt, utan kylvätska, men omvandlar direkt el till värme.

(Se även: Uppvärmning av ett trähus med en fast bränslepanna)

Traditionella system kan använda gas som värmebärare, flytande bränslen - diesel, eldningsolja, el, fast bränsle.

Den mest ekonomiska och optimala typen av bränsle är gas. Den största nackdelen med dessa system är den betydande kostnaden och komplexiteten att dokumentera anslutningen till ett centraliserat system.

Användningen av flytande bränsle medför många olägenheter: komplexiteten i leverans och lagring av energibäraren, behovet av ökade säkerhetsåtgärder. (Se även: Värmepanna med vattenkrets)

Nackdelen med traditionella värmeförsörjningssystem är möjligheten till nödläckage av kylvätska, särskilt om frostskyddsmedel, en giftig och farlig förening används. Regelbunden påslagning av värmeenheter och pumpar skapar buller och vibrationer. För problemfri drift av värmesystemet krävs periodiskt förebyggande underhåll av pannorna.

För drift av luftuppvärmningssystem är det också nödvändigt att installera pannutrustning, vilket medför alla ovanstående nackdelar. Men ur miljösynpunkt är detta system mer acceptabelt och lovande. Värmesystemet som använder luft som värmemedium är pålitligt och lätt justerbart. Men även när du använder specialfilter skyddar det inte rummet från att dammpartiklar och annat organiskt material tränger in i luften, som brinner på ytan av pannutrustningen och bildar kolmonoxid.

Direkt eluppvärmning är billig att installera, men använder en extremt dyr källa för termisk energi - el. (Se även: Schema och installation av värmekablar med metallplast)

De viktigaste alternativen för uppvärmning av en stuga 3. Dieselbränsle

Diesel är att föredra att använda i avlägsna bosättningar, eftersom det vanligtvis är lättare att köpa och leverera till platsen. Dessutom kan du transportera det själv. Effektiviteten hos en dieselpanna är flera procent lägre, den kostar lite mer (en panna på 15 kilowatt, cirka 40 000 rubel) och räcker lite längre - upp till 15 år. En underjordisk bränsletank med ett försörjningssystem och installation kostar cirka 200 000 rubel. Dessutom är en dieselpanna beroende av el: vid frekventa strömavbrott måste du ta hand om att köpa en generator. Vi kommer att betrakta servicekostnaderna som ungefär samma överallt - 5 000 rubel. i år. Om vi ​​arbetar med dessa siffror kommer driftskostnaderna i 50 år till aktuella priser att uppgå till 610 000 rubel. eller 12 200 rubel. i år. Kostnaden för diesel för pannhus, med hänsyn till leverans, är lika med 36 rubel. per liter (varierar beroende på region). Förbränningens specifika värme är 10,3 kW * h / l. De där. kostnaden för 1 kW * h värme, med hänsyn till effektiviteten hos dieselpannor, blir 3,93 rubel och kostnaden för uppvärmningssäsongen - 333 800 rubel.

Med hänsyn till driftskostnader - 346 000 rubel. i år.

De viktigaste alternativen för uppvärmning av en stuga 4. Fast bränsle

I denna egenskap kan ved, pellets (briketter) eller kol användas. Du måste dock förstå att en fastbränslepanna inte är helt automatisk. Det betyder att någon hela tiden måste arbeta som brandman. När det gäller pelletspannor är automatiseringsnivån högre, men risken för bränsletändning är också högre.

Detta måste beaktas vid användning av koleldade pannor. I båda fallen krävs därför ytterligare säkerhetsåtgärder. Kostnaden för utrustning varierar kraftigt. Till exempel kommer en 15-kilowatt panna med manuell laddning att kosta cirka 25 000 rubel, men möjligheten att ständigt springa in i pannrummet och kasta ved eller kol för hand kommer troligen inte att le till dig. En panna med automatisk bränsletillförsel kan kosta från 100 000 (pellets) till 200 000 rubel. (kolsyra). Det är sant att de alla tjänar i 20-25 år.

Som ett resultat kommer driften av en vedeldad panna att kosta 6250 rubel. per år, automatisk pellets - vid 10 000 och automatisk kol - vid 15 000 (allt - med hänsyn till kostnaden för årligt underhåll).

Kostnaden för bränsle beror väsentligt på regionen. Till exempel, i Moskva-regionen, kostar 1 kubikmeter (i genomsnitt 650 kg) björkved till ett grossistpris idag 1400 rubel. (vi tror att vid beställning av en stor volym på en gång kommer leveransen att vara gratis), kol av acceptabel kvalitet - 6000 rubel. per ton, bränslebriketter - ungefär samma pris.

Om vi ​​antar att den specifika förbränningsvärmen för ved är cirka 3,4 kW * h / kg, kol - 7,5 kW * h / kg och briketter - 5,6 kW * h / kg; att effektiviteten hos en vedpanna är cirka 75% och att en automatisk panna är 80%; då får vi kostnaden för 1 kW * h värme, respektive lika med 0,84, 0,64 och 0,85 rubel. (ved, kol och briketter). Det vill säga att uppvärmning med ved kostar 71 400 rubel per år och 54 060 rubel med kol. och briketter - 72 420 rubel.

Och med hänsyn till driftskostnader: ved - 77 650 rubel. i år; kol - 69.060 rubel. i år; briketter - 82 420 rubel. i år.

Koluppvärmning, som vi kan se, är billigare än uppvärmning med andra typer av fast bränsle, men ved har 2020 blivit mer lönsamt än briketter. Men allt fast bränsle kommer ut dyrare än huvudgas.

Jämförelse av effektiviteten hos olika värmesystem

Den här artikeln skrevs mycket långt och hårt. Inte för att du var tvungen att uppfinna något, utan bara för att det förklaras med enkla ord som är förståliga för de flesta, vilka är fördelarna, till exempel golvvärme för vatten framför värmeelementet, när det gäller energibesparing, visade det sig inte vara en så lätt uppgift. Detta är helt enkelt omöjligt utan införandet av speciella fysiska termer och definitioner. Jag var tvungen att på något sätt diskutera dessa aspekter och förklara dem på ett språk som är mer bekant för dig och mig.

Så, många har nog redan hört den uppvärmningen golvvärme är effektivare än värmeelement. Effektivare än radiatorer och uppvärmning med varm golvlist... Men vad just denna effektivitet ligger i, vilket i slutändan uttrycks i månatliga elräkningar, förmodar inte alla. Låt oss försöka lista ut det.

Uppvärmning med radiatorer i princip går dess historia tillbaka till det avlägsna 1875, då den första lägenheten med vattenuppvärmning dök upp i Ryssland och hela Europa. På den tiden spelade ganska skrymmande pilaster rollen som radiatorer. Innan dess var uppvärmningen främst spis. Problemet var att kaminen inte var lämplig för stora lokaler med flera rum. i rummet där ugnen befann sig direkt skapades bekväma förhållanden på grund av strålningsvärmeöverföring och resten förblev bakom konvektiv värmeöverföring. På grund av den senare effektiviteten var det nödvändigt att värma ugnarna mycket mer, vilket ökade den redan betydande bränsleförbrukningen.

På grund av det faktum att de termofysiska egenskaperna hos vatten, såsom värmekapacitet och värmeledningsförmåga, är flera storleksordningar överlägsen luft i detta avseende, värmesystem för kylare får avsevärt öka effektiviteten för uppvärmning av byggnader och minska förbrukningen av ved och kol.

Nästan 140 år har gått sedan dess. Design radiatorer förbättrades, varigenom värmeavlägsnandet från en enhet på ytan av dessa anordningar ökade, men dessa förbättringar eliminerade inte huvud- och huvudnackdelen.

Faktum är att i jämförelse med ytan i rummet är radiatorns yta relativt liten. Detta skapar behovet av att värma den levererade värmebäraren till höga temperaturer (70-90 oC). Och med en så hög temperatur upphör kylaren i huvudsak att vara en kylare, d.v.s. huvudmetoden för värmeöverföring är inte längre strålning utan konvektion.

Temperaturfältet med denna metod ser ut så här: luften som värms upp från kylaren är naturlig

på ett sätt rusar upp till taket, där ursprungligen en temperatur av storleksordningen + 30 оСnär luften svalnar tappar den gradvis sin temperatur. Inom fötterna är lufttemperaturen 17-20 оС... Samtidigt är golvtemperaturen - 16-17 оС... Figuren visar tydligt att luftcirkulationen ständigt upprätthålls i rummet, som för det första överför damm och suspenderade partiklar, och för det andra, vilket är viktigt, spenderas ett visst termiskt arbete på cirkulation. Det vill säga att radiatorer inte bara värmer upp luften utan också ger den energi av rörelse. Ingenting dyker upp från ingenting och ytterligare 4 till 7% av all termisk energi spenderas på cirkulationen av luftmassan.

Det viktigaste nackdel radiatorer, som du antagligen märkte från diagrammet, är det utanför användbar volym rumstemperaturen är relativt hög (upp till 30 ° C), vilket inte är vettigt i vardagen (vilken skillnad gör det för dig, hur många grader finns det 1 meter över ditt huvud ..?), utan tvärtom ökar värmeförlusten avsevärt genom taket och till ventilationen.

Kort sagt, uppvärmning med radiatorer kräver uppvärmning av hela rumsvolymen på ett visst sätt. Rumstemperaturens genomsnittliga höjd är följande: 1,5 meter över golvnivån (60% av rumsvolymen) - medeltemperaturen är ungefär + 20 оС, golvnivå från 1,5 m till 2,5 m (40% av rummet) - medeltemperatur ca +26 оС... Således bestäms den genomsnittliga faktiska temperaturen i ett rum med volym V av ekvationen:

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

Observera att ju högre rumstemperatur, desto naturligt högre värmeförlust.

För att börja överväga strålningsvärmesystem, som inkluderar systemet varmvatten golv och systemet varm plåt, är det nödvändigt att införa en annan viktig fysisk term - bestrålningskoefficienten. Utan att tillgripa invecklade formuleringar från fysik och trigonometri, låt oss förklara.Strålningskoefficienten är den del av termisk energi som kan strålas ut till din kropp från vilken yta som helst. Eftersom en person är en varelse som oftast är upprätt, ligger minst 16 timmar om dagen i ett vertikalt plan, är det uppenbart att det är svårare att utstråla värme från golvytan till vår kropp än från väggytan. Och så visar det sig fysiskt. Referensvärdena för exponeringskoefficienterna för människokroppens yta kommer att vara: från golvet ~ 0.130, från ytan väggar ~ 0.240... Längre i ordning.

Om till exempel systemets kraft varmt golv inomhus är 500 watt, sedan när det fungerar på människokroppen, ordningen på 65 watt (efterfyllning av cirka 60% av kroppens alla värmeförluster) överförs resten av värmen genom värmeöverföring genom fötterna (se artikeln "AVANTEN Vattenuppvärmd golv. Principer för att minska driftskostnaderna") och konvektion. Fördelningen av lufttemperaturer i rummet är ganska jämn (se figur) och är i genomsnitt ungefär 20 oC... Det finns ingen luftcirkulation, värme mellan luftskikten överförs huvudsakligen genom diffusion.

Uppvärmning varm plåt Är faktiskt en kombinerad uppvärmning varma väggar och varma golv... Sockelbrädan fungerar inte annorlunda (se artikeln "Den fysiska aspekten av effektiviteten för sockelvärme i byggnader"). Samtidigt på grund av en ännu större strålningskomponent i denna typ av uppvärmning (strålningskoefficient 0,240) en person känner sig ganska bekväm i rummet, även om lufttemperaturen i den är inställd på +18 ° C, på grund av dess ganska enhetliga fördelning över volymen. Med en liten approximation kan medeltemperaturen tas till cirka 19 ° C. Uppvärmning med en varm sockel värmer inte direkt golvet och väggarna utan främst på grund av konvektionen av en liten volym luft som strömmar längs deras ytor. Samtidigt spenderas i bästa fall cirka 1% av termisk energi till termiskt arbete.

Enligt förhållandet mellan medeltemperaturen i lokalerna blir det sålunda enkelt att beräkna i siffror den jämförande effektiviteten för ett visst värmesystem.

Den fysiska betydelsen av siffrorna som ges i tabellen beror på att
om samma rum värms upp, så att personen i den var bekväm, växelvis tre olika system, då kommer de största värmeförlusterna att vara i ett rum med radiatorer, ett rum med golvvärme kommer att kräva 21% mindre energi, medan ett rum med en varm baseboard minskar värmebehovet med 24%... Och allt detta beror främst på en mer rationell värmefördelning i hela byggnaden.

Vi anser att det är nödvändigt att notera att, som framgår av materialet i artikeln, visas designexemplet för en byggnad med standard (lägenhet) takhöjd. Med ökande rumshöjd, skillnaden i energieffektivitet mellan radiatorer och strålningsvärmesystem (golvvärme för vatten och varma golvlister) bara ökar.

AVANTEN-företaget,

18.07.2013.

De viktigaste alternativen för uppvärmning av en stuga 5. Elpanna

Kostnaden för en automatisk elektrisk panna av den effekt vi behöver (30 kW) kommer att vara cirka 50 tusen rubel (den måste bytas vart tionde år). Du måste också betala extra för ytterligare ingångskapacitet, vilket är minst 10 tusen rubel per kilowatt (vi tar hänsyn till de mest rimliga priserna på marknaden). Den totala anslutningskostnaden är 300 tusen rubel.

Kostnaden för en kilowattimme el i Moskva-regionen är 4,81 rubel / kW * h, pannans effektivitet är 99%. Totalt får vi den årliga kostnaden för uppvärmning - 413 000 rubel.

Och med hänsyn till kostnaden för utrustning - 424000 rubel. i år.