Peči za ogrevanje s toplim zrakom
Večina gospodinjstev je še danes odvisna od osrednjih ogrevalnih kotlov, ki zagotavljajo toploto v celotni hiši. Ogrevalni kotli za ogrevanje s toplim zrakom delujejo tako, da pihajo ogrevan zrak skozi kanale, ki zagotavljajo toploto v posameznih prostorih. Ta vrsta ogrevalnega sistema se imenuje ogrevanje s toplim zrakom preko vgrajenih pločevinastih kanalov za dovod toplega zraka ali s prisilnim sistemom za dovajanje toplega zraka. Topli zrak lahko proizvajamo s pomočjo električne energije, zemeljskega plina ali s kurilnim oljem.
V plinskih ali oljnih grelnih pečeh se gorivo zmeša z zrakom in sežge. Plameni segrejejo kovinski toplotni izmenjevalec. S pomočjo "ventilatorja" se zrak potisne skozi toplotni izmenjevalnik in nato skozi vgrajene pločevinaste kanale do prostora, ki ga ogrevamo. Pri pečeh se produkti izgorevanja izpuščajo iz stavbe skozi dimno cev. Starejše "atmosferske" peči so dimne pline izpuščale v ozračje in porabile približno 30 % energije v gorivu. Trenutno peči z minimalnim izkoristkom zmanjšajo te odpadke z uporabo ventilatorja "induktorja", da izvlečejo izpušne pline skozi toplotni izmenjevalnik in povzročijo vlek v dimniku. Peči za "utekočinjanje" so oblikovane tako, da se s hladilnimi izpušnimi plini povrne večina te izgubljene toplote. To je primarna lastnost visoko učinkovite peči (ali kotla).
Nadzor ogrevalnega sistema se uravnava, ko se vključijo in izključijo različni deli ogrevalnega sistema. Najpomembnejši nadzor za uporabnika je termostat, ki vklopi, ali izklopi ogrevalni sistem ali vsaj razdelilni sistem, ko bo prostor dovolj segret. Tipični ogreti zrak, ki deluje s prisilnim tlakom ima vgrajen termostat. Toda v sistemu ogrevanja obstajajo tudi druge notranje kontrole, kot so stikala "visoka meja", ki so del nevidnega, a kritičnega sklopa varnostnih kontrol.
- Najboljše plinske peči in kotli imajo danes veliko učinkovitost, ki sega tudi nad 90 %
Učinkovitost ogrevalne peči na fosilna goriva je merilo količine uporabne toplote, proizvedene na enoto vhodne energije (goriva). Učinkovitost zgorevanja je najpreprostejši ukrep, saj je to za samo učinkovitost pri tekočih gorivih, medtem ko teče.
Ogrevalni kotli
Ogrevalni kotli spadajo med posebne grelnike vode. Medtem ko v pečeh ogrevamo zrak, se pri toplovodnih ogrevalnih kotlih, toplota z ogreto vodo porazdeli skozi radiatorje ali druge grelne naprave. Ohlajena voda se nato vrne v grelnik, da se ponovno segreje. Sistemi s toplo vodo se pogosto imenujejo tudi hidravlični sistemi. Za stanovanjsko uporabo so za gorivo primerni ogrevalni kotli za zemeljski plin ali lahko kurilno olje.
Parni ogrevalni kotli, ki so v današnjih domovih precej redkejši, se voda v njih segreva, vse dokler se pri 100 oC voda ne upari in nato para prenaša toploto skozi hišo, ki se ob ohlajanju utekočinja v radiatorjih v vodo. Na splošno se kot gorivo parnih kotlov uporabljajo premog, nafta in zemeljski plin.
Namesto ventilatorskega in kanalskega sistema uporabljajo toplovodni ogrevalni kotli obtočno črpalko za kroženje tople vode skozi cevi do radiatorjev. Pomembni elementi poleg ogrevalnega kotla so razni termostati in ventili, ki regulirajo kroženje in temperaturo vode.
Čeprav stroški niso majhni, je na splošno veliko ceneje in lažje namestiti za določeno območje termostat in krmiljenje posameznih prostorov s tlačnimi pogoni kot s prisilnim zrakom. Nekateri nadzorni elementi so standardne značilnosti novih kotlov, drugi pa se lahko dodajajo, da prihranijo energijo.
Pri pečeh so ogrevalni plinski kotli za utekočinjanje relativno pogosti in bistveno bolj učinkoviti kot pri običajnih toplovodnih ogrevalnih kotlih razen, če se uporablja zelo izpopolnjeni nadzor. Ogrevalni kotli za utekočinjanje za ogrevanje na nafto v številnih državah v manjšini iz več razlogov, ki so povezani z nižjim latentnim toplotnim potencialom in možnostjo večje obrabe s konvencionalnim kurilnim oljem.
Toplotne črpalke
Toplotne črpalke so le dvosmerni klimatski sistemi. Poleti klimatska naprava deluje s premikanjem toplote iz relativno hladnega prostora v relativno toplo zunanjost. V zimskem času toplotna črpalka preusmeri to smer, saj toploto odtegne iz hladnega zunanjega zraka in jo s pomočjo električnega sistema odvaja v hišo. Skoraj vse toplotne črpalke uporabljajo prisilni sistem za dovajanje toplega zraka, da se skozi hišo premakne ogrevan zrak.
Toplotna črpalka lahko iz zemeljskega vira segreva in hladi v katerem koli podnebju z izmenjavo toplote s tlemi, ki ima bolj konstantno temperaturo.
Obstajata dva relativno pogosta tipa toplotnih črpalk. Toplotne črpalke za delovanje z zrakom uporabljajo zunanji zrak kot vir toplote v zimskem času in za hlajenje poleti. Zemeljski vir, imenovan tudi geotermalna energija, kjer toplotne črpalke dobivajo toploto iz podzemlja, kjer so temperature bolj konstantne skozi celo leto.
Toplotne črpalke zrak/zrak se uporabljajo veliko pogosteje kot toplotne črpalke zemeljskega vira, ker so cenejše in preprostejše za namestitev. So pa toplotne črpalke zemeljskega vira pa veliko bolj učinkovite in jih pogosto izbirajo potrošniki, ki imajo željo, da dalj časa ostanejo v isti hiši ali imajo močno željo, da živijo bolj trajnostno. Kako ugotoviti, ali je toplotna črpalka smiselna v vašem podnebju, je pred vgradnjo dobro podrobneje pregledati razna strokovna poglavja "možnosti uporabe goriv".
Ker se električna energija v toplotni črpalki uporablja za premikanje toplote in ne za generiranje toplotne črpalke, lahko porabi več energije kot je njena poraba. Razmerje dobavljene toplotne energije na porabljeno energijo imenujemo koeficient učinkovitosti ali COP, s tipičnimi vrednostmi od 1,5 do 3,5. To je ukrep "ustaljenega stanja" in ni neposredno primerljiv z dejavnikom zmogljivosti ogrevalne sezone, ki je sezonski ukrep za ocenjevanje učinkovitosti ogrevanja toplotnih črpalk zračnega vira. Pretvarjanje med ukrepi ni preprosto, vendar so zemeljske enote na splošno bolj učinkovite kot toplotne črpalke zračnega vira.
Neposredna toplota
Plinski grelniki
Na nekaterih območjih je priljubljena oprema za neposredno ogrevanje s plinom. Ta vključuje stenske, prosto stoječe in talne peči, ki so karakteristično brez zračnih kanalov in z relativno majhno toplotno močjo. Ker so brez zračnih vodov, so najbolj uporabne za segrevanje manjših sob. Vrata med prostori, če je to potrebno, morajo biti odprta ali pa je potreben drug način ogrevanja. Nekateri sodobni modeli uporabljajo "zaprt sistem zgorevanja" z zrakom za ogrevanje. Te enote lahko zagotovijo sprejemljivo zmogljivost, zlasti za kabinete in druge prostore. Modele je mogoče priključiti s propanom ali z zemeljskim plinom, nekateri pa gorijo tudi s kerozinom.
Ogrevanje prostorov z električnimi grelniki
Prenosni električni grelniki so za nakup poceni, vendar menijo še številni, da so dragi za uporabo. Ta misel je zagotovo napačna, če vemo, da so stanovanjske hiše grajene s kakovostno toplotno izolacijo in omogočajo dolgo akumulacijo toplote v notranjosti hiše. In če seštejemo stroške naložbe s porabo energije na daljše obdobje, se bo ta način ogrevanja najhitreje amortiziral.
Prenosni električni grelniki
Električni grelniki so poceni za nakup, vendar dragi za uporabo. Ti električni grelniki imajo vgrajeni grelec, ki je napolnjen z oljem in z infrardečimi grelniki, ki pretvarjajo električno energijo v toplotno, podobno kot toaster opekač.
Električni obrobni grelniki
Grelniki so zgrajeni podobno kot prenosni električni grelniki, le da z grelniki obloženimi z grelnimi pološčicami iz aluminija. Običajno sta vgrajeni dve vrsti spiralnih grelcev. Cena izdelave je nizka in jih je mogoče preprosto povezati s posameznimi sobnimi termostati. Tako lahko v posameznih prostorih toploto zmanjšate, ko se ne uporabljajo. Operativni stroški so na splošno odvisni od toplotne izolacije hiše.
Peči za kurjenje z lesnimi peleti
Ogrevanje z lesom je priporočljivo na podeželskih območjih. Cene lesa so na splošno nižje od plina, nafte ali električne energije. Če pa imate svoj les, so prihranki lahko veliki. V številnih delih sveta je bilo ogrevanje z lesom problematično zaradi onesnaževanja. Zaradi tega so v številnih agencijah za varstvo okolja uvedli predpise, ki urejajo emisije onesnaževanja iz peči za kurjenje z lesom. Posledično, novejši modeli izgorevajo precej bolj čisto. Tako peči na pelete ponujajo številne prednosti pred običajnimi pečmi, saj manj onesnažujejo okolje in nudijo uporabnikom večje udobje, nadzor temperature in kakovost zraka v zaprtih prostorih.
Z izboljšanimi tehnologijami izgorevanja današnje peči proizvajajo malo dima in pepela zaradi česar skurita les v manjših količinah. Peči, ki delujejo z nizkimi emisijami, na primer ne katalitske 7.5 gramov dima na uro (g/h) in 4,1 g/h za katalitske peči ali nižje. Certificirane peči so 50 % energetsko bolj učinkovite od neurejenih modelov. Prepričajte se, da kurite samo suh les za varno, učinkovito in čistejše izgorevanje.
Posebne peči na pelete ogrevajo s peleti, ki so narejeni iz posušenih rastlinskih odpadkov oziroma z materiali biomase, ki so stisnjeni v pelete. Takšne peči z izgorevanjem proizvajajo zelo malo onesnaževanja in ne zahtevajo certificiranja. Je pa res, da peči za ogrevanje s peleti običajno (v nasprotju s pečmi in kamini) potrebujejo električno energijo.
Kamini
Plini, ki se ustvarjajo v kaminu, in večina lesa je v bistvu del okrasa v prostoru, ki zagotavlja topel sijaj (in način za odstranjevanje tajnih in nepomembnih dokumentov), po navadi niso učinkovit vir toplote. Z običajnimi napravami, kjer poteka izgorevanje s pomočjo zraka iz prostora v kamin, običajno kamin izgubi več toplote, kot jo zagotavlja. Velike toplotne izgube skozi enoto nastane zaradi toplega zraka, ki ga je treba zamenjati z mrzlim zunanjim zrakom. Po drugi strani pa, če je, kamin, opremljen s tesno zapornimi steklenimi vrati, z dovodom zunanjega zraka in dobrim dimnikom, lahko zagotovi koristno toploto.
Talno ogrevanje
Talno ogrevanje se na splošno nanaša na sisteme, kjer kroži topla voda v ceveh pod tlemi. To segreva tla, ki pa ogrevajo ljudi v prostoru. Zagovorniki štejejo talno ogrevanje za učinkovito in cenovno primerljivo vgradnjo z drugimi ogrevalnimi sistemi. Pri vgradnji se zahtevata zelo izkušen sistemski projektant in monter. Sodobni materiali omogočajo vgradnjo takšnih sistemov, ki ne omejujejo možnosti za namestitev preprog in drugih talnih oblog, da ne "pokrivate" vira toplote.
Klimatska naprava brez kanala
Vsaka klimatska naprava za svoje delovanje ne potrebuje kanala za dovod toplega ali hladnega zraka do notranjih prostorov. Ne glede na to, ali živite v novem domu, ali imate stanovanje v starejšem objektu brez kanalov, lahko imate, če želite, celovitejšo kontrolo hladu ali toplote v določenem prostoru ali območju svojega doma skozi vse leto. Na voljo so učinkoviti načini za razširitev vašega udobja, ne glede na izzive svojega prostora.
Tako kot pri osnovnih sistemih oskrbe obstaja relativna nezrelost na trgu, ki pomaga pri zagotavljanju, da sistemi z več deli po celotni hiši dosežejo enake primerljive cene.
Soproizvodnja toplotne in električne energije
V nekaterih državah se resno proučuje kombinirana toplotna energija oziroma soproizvodnja toplotne in elekrične energije za stanovanjske hiše. Soproizvodnja toplotne in električne energije ali kogeneracija za hiše se že resno pojavlja v nekaterih državah.
Osnovna predpostavka je, da uporabite majhen generator za proizvodnjo električne energije, ki je dovolj močan, da izpolnjuje nekatere pogoje po električni moči po hiši. Izterjavo odpadne toplote mora običajno znašati več kot 70 % vrednosti goriva za ogrevanje hiše (vodni ali voda-zrak sistemi) in so za uporabo sanitarne tople vode in ogrevanje hiše.
Klimatska naprava brez dovodnih in odvodnih kanalov
Vsaka klimatska naprava za svoje delovanje ne potrebuje kanala za dovod toplega ali hladnega zraka do notranjih prostorov. Ne glede na to, ali živite v novem domu, ali imate stanovanje v starejšem objektu brez kanalov, lahko imate, če želite, celovitejšo kontrolo hladu ali toplote v določenem prostoru ali območju svojega doma skozi vse leto. Na voljo so učinkoviti načini za razširitev vašega udobja, ne glede na izzive svojega prostora.
Multi split sistemi
Z uporabo sistema Multi split lahko povežete 2, 3, 4 ali 5 prostorov z eno samo zunanjo enoto. S tem načinom prihranite prostor, obenem pa je tak sistem bolj energetsko učinkovit kot sistemi 1 zunanja in 1 notranja enota. Prihranili boste do 30 % energije. Notranja enota je izbrana v skladu s posameznimi zahtevami vsakega prostora, na podlagi tega pa je preračunano, katera zunanja enota je najprimernejša za kombinacijo notranjih enot.
Soproizvodnja električne in toplotne energije
V nekaterih državah se resno proučuje kombinirana proizvodnja električne energije in moč toplote ali soproizvodnja za hiše. Temeljna predpostavka je, da uporabite majhen generator, ki izpolnjuje nekaj električnega povpraševanja za pogon hišnih naprav, in izrabo odpadne toplote (običajno več kot 70 % ogrevalne vrednosti goriva) za ogrevanje hiše in priprave sanitarne vode. Ti sistemi še niso povsod na voljo. Verjetno bodo imeli najboljše rezultate v hišah z visokimi računi za ogrevanje, ker jih ni mogoče dobro toplotno izolirati.
I.K.
