Терминология отопительной техники: технические термины объяснены просто и ясно

Трехходовой котел, стандартная эффективность или поверхностные потери: ранее слышал эти термины, но не знаю точно, что они обозначают?

Информация и объяснение этих и других терминов, связанных с отоплением, а также со спецификой терминологии Viessmann, познакомят вас с нашей отопистельной техникой 


Потеря тепла с отходящими газами

Энергия, получаемая в процессе сжигания топлива в котле, не может быть использована без потерь в отопительной системе. Теплые выхлопные газы, выходящие через дымоход в атмосферу, содержат сравнительно большое количество тепла, которое называется потерями тепла с отходящими газами.

Сотрудник сервисной службы ежегодно проводит замеры выбросов в отходящих газах и отмечает в отчете, соответствуют ли качество сгорания и потеря тепла с отходящими газами при работе горелки юридическим требованиям. Он проверяет качество работы горелки и безопасность системы. Фактическое значение КПД котла может существенно отличаться от стандартного, заявленного в документации, так как на него существенное влияние оказывают потери тепла с отходящими газами.

Секция солнечного коллектора

Поглотитель (абсорбер)

Поглотители являются неотъемлемой частью каждой панели солнечных коллекторов. Поглотители находятся под прозрачным слоем крышки коллектора, обладающим низким коэффициентом отражения, вследствие чего они подвергаются действию прямых солнечных лучей.

Поглощающие «ласточки» (абсорберы) практически полностью поглощают солнечное излучение, вследствие чего солнечная энергия преобразуется в тепловую. Отличительной особенностью поглотителей является их высокая эффективность, панели солнечных коллекторов Viessmann обладают покрытием с самыми высокими селективными характеристиками.

Когенерация (BHKW)

Когенерационная ТЭС в основном состоит из двигателя, синхронного генератора и теплообменников. От двигателя внутреннего сгорания (двигатель) приводом синхронного генератора (машины) создается трехфазный переменный ток с частотой 50 Гц и напряжением 400 В.

Электрическое подключение производится к сети низкого напряжения (уровень 0,4 кВ). Обычно ТЭС работают параллельно с сетью общего пользования. Возможно использование синхронных генераторов и эксплуатации аварийного питания.

Избыток электроэнергии может подаваться в сеть энергоснабжения компаний (предприятия энергоснабжения). Двигатель отдает тепло в так называемый "внутренний" контур охлаждения последовательно: смазочному маслу, охлаждающей воде двигателя, выхлопным газам и передает его в систему отопления с помощью пластинчатого теплообменника.

Эти системы произволяют осуществлять комбинированное производство тепла и электроэнергии, потому что производимая во время работы генератора механическая энергиия сопровождается выделением тепла.

Функциональная схема

Двигатель внутреннего сгорания, работающий на газе, приводит в действие генератор для производства электроэнергии. Выделяющаяся в процессе работы генератора тепловая энергия передается охлаждающей воде с помощью теплообменников.

Funktionsschema.png
Бивалентный режим для ГВС

Бивалентный режим для ГВС

Бивалентный режим ГВС состоит в нагреве питьевой воды из двух различных источников тепловой эенергии, например, теплом, производимым отопительными котлами и теплом, производимым солнечными коллекторами. От спирали теплообменника в баке с горячей водой, тепло от солнечных коллекторов передается к питьевой воде. От второй нагревательной спирали при необходимости может быть выполнен догрев за счет тепла, выделяемого отопительным котлом.

Технология топливных элементов

Технология топливных элементов

Водород и кислород: ничего больше не требуется для производства электроэнергии и тепла. Основой так называемого "холодного горения " является химическая реакция двух веществ. Реакция протекает между двумя электродами: на анод подают водород, который расщепляется с помощью катализатора на положительные ионы и отрицательно заряженные электроны. Электроны движутся через электрический проводник к катоду и образуют электрический ток. Одновременно, положительно заряженные ионы водорода проходят через электролит (ионообменную мембрану) к катоду, где они в конечном счете, вступают в реакцию с кислородом с образованием воды, в ходе которой высвобождается  экологически чистое тепло.


Высшая теплота сгорания (Hs)

Высшая теплота сгорания (Hs) определяет количество выделенного тепла после полного сгорания топлива, включая тепло конденсации пара, содержащегося в горячих газах.

Теплота конденсации ранее не использовалась, поскольку для этого не было технических возможностей. Поэтому для всех расчетов эффективности в качестве эталона применялось значение теплотворной способности (Hi). Именно поэтому, когда говорят о коэффициенте полезного действия (КПД) более 100%, речь идет об использовании теплоты конденсации пара со ссылкой на Hi.

Конденсационная техника

Конденсационная техника

Конденсационная техника использует не только тепло, которое образуется в процессе сгорания топлива (низшая теплота сгорания), но и в дополнении к этому тепло от конденсации паров продуктов сгорания (высшая теплота сгорания). Конденсационные котлы практически полностью забирают тепло, содержащееся в продуктах сгорания, и преобразуют его в дополнительное тепло для отопления.

Конденсационные котлы имеют высокоэффективный теплообменник из высококачественной нержавеющей стали. Благодаря его эффективности выхлопные газы, прежде чем попасть в дымоход, охлаждаются настолько, что содержащийся в них водяной пар конденсируется и дополнительно выделяемое тепло от конденсации передается системе отопления.

Благодаря этой технологии при использовании газовых конденсационных котлов достигается стандартный КПД до 98% (Hs). Конденсационные котлы работают с низким потреблением энергоресурсов, что экономит расходы, а также помогает сохранять окружающую среду.

Dreizugkessel.png

Котловые газоходы

Принцип конструкции трёхходового котла способствует снижению выбросов загрязняющих веществ. В первом проходе горячие газы перемещаются через камеру сгорания, во втором проходе они перемещаются в обратном направлении в направлении к горелке, после чего попадают в третий проход, двигаясь к газовыводящей системе. Таким образом, снижается время пребывания газообразных продуктов сгорания в самой горячей зоне и уменьшается образование оксидов азота (NOx).


Выбросы

Каждый процесс сгорания ископаемого топлива сопровождается образованием загрязняющих веществ, таких как диоксид углерода (СО2), окись углерода (СО)  и оксид азота (NOx). Оксид азота играет особое значение. Его увеличение в атмосфере приводит к воспроизводству токсичного озона, а также к выпадению кислотных дождей.

Принцип тепловой трубы

Принцип тепловой трубы

В системах тепловых труб солнечный свет не протекает непосредственно через трубы. Вместо этого, теплоноситель, находящийся в тепловой трубе под поглотителем, нагревается под действием солнечного света и затем испаряется, тем самым поглощая солнечное тепло. Сухое соединение тепловой трубы с трубами внутри коллектора, низкое содержание жидкости в коллекторе и автоматическое управление температурой, применяемые в Vitosol 300-Т, обеспечивают особенно высокую эксплуатационную надежность.

На рисунке: нагретый солнцем теплоноситель превращается в пар и мигрирует к более холодной части трубы. Там он конденсируется, а высвободившееся в процессе конденсации тепло, передается в коллекторе циркулирующей воде, процессы нагрева и конденсации теплоносителя циклически повторяются.

Настенный котел

Настенный котел представляет собой настенный блок, который предназначен только для отопления. Эти устройства также могут быть объединены с емкостным водонагревателем для приготовления горячей воды.

Heizgeraet.png
Кривая отопления

Кривая отопления 

Погодозависимое управление отоплением гарантирует, что температура подачи адаптируется к фактической потребности в тепле (температурой подающей линии является температура воды на входе в радиатор/обогреваемые полы).

В соостветствии с желаемой комнатной температурой, температурой наружного воздуха и граничными условиями здания, определяется функция, которая задает температуру теплоносителя.

Зависимость между наружной температурой и температурой теплоносителя описывается кривой нагрева. Простая зависимость: чем ниже температура наружного воздуха, тем выше температура котловой воды.

Низшая теплота сгорания (Hi)

Низшая теплота сгорания (Hi) - это количество тепла, которое выделяется при полном сгорании. Низшая теплота сгорания исключает теплоту испарения водяных паров, которые выделяется при сгорании и обычно выходят через дымоход.

Гибрибная система Vitocaldens 222-F

Гибридные системы

Гибридные системы представляет собой устройства, которое состоят из нескольких источников энергии. К таким системам относятся, например, двухвалентные системы с тепловым насосом. Также системы с электрическим приводом теплового насоса в сочетании с генератором ископаемого тепла и системой управления верхнего уровня.

В процессе работы тепловой насос обеспечивает базовую нагрузку с высокой долей свободного окружающего тепла. Для наружного блока, используется тепло атмосферного воздуха, которое с применением компрессора позволяет довести температуру теплоносителя до 55°С.

Газовый конденсационный котел всегда включается только тогда, когда это имеет смысл с точки зрения установленного режима. Преимущества применения гибридных систем состоят в низких эксплуатационных затратах для обслуживания системы, меньших выбросах CO2, а также в комфортности приготовления горячей воды.

Inox-Radial-Heizflaeche.png

Теплообменник Inox-Radial

Все конденсационные настенные котлы Viessmann теперь оснащены теплообменником Inox-Radial из нержавеющей стали. Применение теплообменников Inox-Radial  позволяет поднять КПД (Hi) до 98% и значительно повысить срок безопасной и эффективной работы.

Теплообменник Inox -Radial охлаждает выхлопные газы перед выбросом в трубу до температуры конденсации и водяной пар, содержащийся в выхлопных газах конденсируется, что приводит к выделению дополнительного тепла и передаче его в систему отопления. Эта позволяет не только экономить ценную энергию, но и защищать окружающую среду, так как приводит к значительному сокращению выбросов CO2.

Тепловые насосы Viessmann

Сезонный фактор производительности (СФП)

Коэффициент производительности (КОП) тепловых насосов - это отношение тепла, вырабатываемого тепловым насосом, к электрической энергии, потребляемой компрессором. Годовой коэффициент производительности представляет собой среднее значение всех КОП в течение года. КОП используется для анализа характеристик тепловых насосов с точки зрения эффективности, однако он действует только в определенной рабочей точке при определенных температурных условиях.

Показатели производительности теплового насоса в течение всего сезона называют сезонным фактором производительности (СФП). СПФ определяется как отношение суммарной тепловой энергии, выработанной тепловым насосом в течение всего сезона, к суммарной энергии, затрачиваемой на привод установки в течение всего сезона. Данный коэффициент учитывает изменение интенсивности, с которой необходимо осуществлять отопление здания в результате непрерывного изменения погодных условий (температуры, влажности, ветрености и т.д.), а также потребность в энергии для целей оттайки инея, периодически образующегося на поверхности испарителей воздушных тепловых насосов (тепловые насосы воздух-воздух и тепловые насосы воздух-вода), и ряд других факторов. Пример: СФП 4,5 означает, что для производства 4,5 КВт тепловой энергии тепловой насосу необходимо 1 КВт/час электрической энергии в среднем за год.

Комбинированные котлы

Комбинированный настенный блок - это котел отопления, который используется как для отопления, так и для приготовления горячей воды. Приготовление горячей воды осуществляется в водонагревателе.

Kombiwasserheizer.png
Lambda Pro Control

Lambda Pro Control

Контроллер сгорания Lambda Pro Control монтируется в газовых конденсационных настенных котлах Vitodens и предназначен для обеспечения гарантированного и экологически чистого сгорания газа,  даже при изменении его качества. Котлы отличает стабильно высокая эффективность и надежность.

Контроллер сгорания Lambda Pro Control автоматически определяет тип любого используемого газа, что делает ненужным ручную настройку и калибровку системы при вводе в эксплуатацию. Кроме того Lambda Pro Control непрерывно регулирует состав газовоздушной смеси для обеспечения низкого уровня выбросов и эффективного сгорания, даже при колебаниях качества подаваемого газа.

Микро - когенерация

В последнее время все большую актуальность приобретает задача децентрализованного снабжения теплом и электроэнергией. Viessmann предлагает решения, которые способны компенсировать существующую нестабильность при поставках электроэнергии из возобновляемых источников энергии. В последнее время на замену атомных и обычных электростанций приходят ветровые и фотоэлектрические электростанции.

Так как электроэнергия, произвоимая на ветровых и фотоэлектрических электростанциях не является стабильной в течение суток, применение комбинированного производства тепла и электростанции на ТЭС становится важным звеном в цепи решаемых задач для обеспечения успешной переориентации на новые источники электрэнергии. Такое развитие событий также преследует и политические цели, в соответствии с которыми к 2020 году доля электроэнергии, производимой на ТЭС должна возрасти до 25 процентов.

Распределенная генерация

Если происходит недостаток в генерации электроэнерги на новых источниках энергии, системы микро-ТЭС способны компенсировать недостаток и внести вклад в стабильное удовлетворение потребностей в электроэнергии. Поскольку это делается на местном уровне и электрический ток генерируется в частном доме, образуется дополнительная польза - снижение нагрузки на электрические сети. На смену электрической энергии  из общей сети приходит собственное производство электроэнергии с помощью когенерационных установок. При применении накопителей электроэнергии для ее хранения и с применением микро-ТЭС, может быть полностью решена задача автономного электроснабжения.

Systemdarstellung Mikro-KWK-System

Схема системы с микро - когенерацией

[ 1 ] Микро - когенерационная установка
[ 2 ] Vitocell 340-М емкостный водонагреватель для горячего водоснабжения
[ 3 ] Накопитель электроэнергии Vitovolt
[ 4 ] Инвертор (накопления энергии)
[ 5 ] Отопительный контур
[ 6 ] Потребительский контур
[ 7 ] Счетчик
[ 8 ] Электропроводка
[ 9 ] Домашний менеджер
[ 10 ] Сеть общего пользования
[ 11 ] Пульт дистанционного управления


Естественное охлаждение

Особенно эффективно применение тепловых насосов в тех случаях, когда требуется обеспечить хороший комфорт отопления и приготовления горячей воды. Но тепловые насосы могут дать значительно больше: они могут также быть использованы для охлаждения здания. В то время, как почва или подземные воды используются для получения энергии для отопления в зимний период, они также могут быть использованы в летнее время для естественного охлаждения.

В функции "естественного охлаждения" задействованы регулирующий тепловой насос и насос контура отопления. Таким образом, энергия относительно теплой воды из контура теплого пола в теплообменнике передается рассолу в первичном контуре. Все подключенные контуры поглощают тепло. "Естественное охлаждение" является особенно энергосберегающим и экономически эффективным способом охлаждения зданий.


Стандартный коэффициент полезного действия

Для сравнения различных генераторов тепла с точки зрения их энергоэффективности, в качестве меры энергетической эффективности котла, принят стандартный коэффициент полезного действия.  Он указывает на то, какой процент энергии в течение всего года преобразуется в полезную тепловую энергию.

Величина стандартного коэффициента полезного действия в значительной степени определяет количество выбрасываемых газов, которые и характеризуют эксплуатационные потери.


Поверхностные потери

Поверхностные потери характеризуют нагрев окружающего воздуха, который происходит за счет тепла, доставляемого к поверхности генератора тепла и, следовательно, являются потерями тепловой энергии..

Они возникают в виде излучаемых потерь во время работы горелки или во время простоя горелки в качестве второстепенных потерь, когда котел требуется только для бытового нагрева воды, в переходные месяцы или даже летом.

Поверхностные потери существенно выше, чем топочные потери газа, которые измеряет сервисный специалист, как правило, они выше на старом котле. Таким образом, уровень поверхностных потерь является ключевым фактором для экономической эффективности генератора тела (стандарт КПД).

Открытая камера сгорания

Открытая камера сгорания

Термины "открытая камера сгорания" и "закрытая камера сгорания" описывают, как в отопительный котел подается необходимое количество воздуха для горения топлива.

При открытой камере сгорания необходимый для горения воздух забирается из помещения, где установлено отопительное оборудование. При этом пространство котельной должно обладать достаточным объемом. Можно представить несколько вариантов решения этой задачи. Достаточно часто подача воздуха в камеру сгорания происходит через отверстия в наружной стене или в наружных швах. Для установки в жилой зоне обеспечивается вентиляция, при которой с внешней атмосферной стороны создается несколько воздухозаборных каналов, обеспечивающих достаточный зазор для вентиляции.

Закрытая камера сгорания

Воздух, необходимый для горения, подается извне с помощью системы подачи воздуха. Для осуществления подачи воздуха извне возможны три решения:

1. Подача воздуха через вертикальный канал, проходящий через кровлю.
2. Подача воздуха через внешний канал, проходящий сквозь стену.
3. Подача воздуха через дымоход LAS типа.

Преимуществом сбалансированной работы дымохода является то, что он предлагает более гибкие варианты установки, чем открытая камера сгорания для настенных газовых котлов. При закрытой схеме возможны различные варианты установки: в жилых помещениях, в нишах, шкафах и на чердаках.

Независимость от окружающего воздуха также позволяет снизить потери. Топочные приборы могут быть размещены в пределах тепловой оболочки здания, так как не нагретый воздух из комнаты может использоваться для сжигания.

Закрытая камера сгорания
Системы солнечного нагрева ГВС

Системы солнечного нагрева ГВС

Суть этого решения содержится в применении двухконтурного водонагревателя горячей воды. При наличии достаточного количества солнечного света, солнечная энергия поступает в гелиосистему через нижний теплообменник и нагревает воду в емкостном водонагревателе. Если температура падает, по мере пользования горячей водой в ванне или душе, в случае необходимости, отопительный котел обеспечивает дополнительный нагрев с помощью второго контура.

Солнечная поддержка отопления

Тепло, полученное от солнечной энергии в солнечных коллекторах, можно использовать для нагрева воды для горячего водоснабжения или для дополнительного нагрева отопительной воды. Нагрев воды отопительного контура осуществляется через теплообменник емкостного водонагревателя. Контроллер проверяет, может ли быть достигнута желаемая температура в помещении. Если возможная температура в помещении ниже заданного значения, дополнительно включится отопительный котел.

Солнечная поддержка отопления

Термозащита (ThermProtect)

Солнечный коллектор всегда генерирует тепло, даже если это тепло не требуется, так как солнечный свет падает на поглотитель. Это процесс может иметь место, например, в летнее время, когда жильцы находятся в отпуске. Если потери тепла через ГВС или через буферную емкость греющего контура больше невозможны, в случае их максимального нагрева, циркуляционный насос выключается и солнечные системы застаиваются.

Дальнейший нагрев за счет солнечного света приводит к повышению температуры коллектора до испарения теплоносителя и к высокой тепловой нагрузке на все конструктивные элементы, такие как уплотнения, насосы, клапаны и теплоноситель. В системах с ThermProtect при достижении температуры отключения надежно предотвращается парообразование.

Плоский солнечный коллектор с коммутационным поглощающим слоем

Была разработана и запатентована плоская пластина коллектора, которая предотвращает дальнейшее потребление энергии при достижении определенной температуры. Покрытие абсорбера Vitosol 200-FM основано на принципе "переключения слоев". Оно изменяется при изменении температуры коллектора, что приводит к изменению кристаллической структуры абсорбера и, следовательно, меняет производительность самого коллектора. Это приводит к постепенному уменьшению температуры торможения. При превышении температуры абсорбера более 75°С происходит изменение кристаллической структуры, что приводит к кратному увеличению количества отводимого тепла излучением. Это приводит к уменьшению производительность коллектора с ростом его температуры, температура торможения становится значительно ниже и образование паров не происходит.

Если температура коллектора снижается, кристаллическая структура возвращается в исходное состояние. При этом более 95% поступающей солнечной энергии поглощается и преобразуется в тепло, только часть энергии (менее 5%) излучается. Таким образом, выход нового коллектора выше, чем у обычных плоских коллекторов, так как он не переходит в застой и в любое время может обеспечить повторную выработку тепловой энергии. Изменение кристаллической структуры обратимо неограниченное количество раз и функционирование коллектора доступно на постоянной основе.

Системы солнечного нагрева ГВС

Безопасное предотвращение образования пара с ThermProtect

При обычной эксплуатации, коллектор Vitosol 200-FM с новым поглощающим покрытием плоской пластины ведет себя как стандартный абсорбер на плоских коллекторах от Viessmann. При температуре коллектора выше 75°C, излучение тепла с его поверхности кратно возрастает, что надежно предотвращает перегрев и образование пара в случае застоя.