de Chris Woodford. Ultima actualizare: 2 noiembrie 2021.
A Acum câteva sute de ani, oamenii ar fi dat un braț și un picior pentru a avea încălzire centrală în casele lor. Doar imaginați-vă inconvenientul de a fi nevoit să aprindeți un foc cu lemne și cărbune în fiecare cameră separată pentru a vă menține casa caldă. Ideea de bază a încălzirii centrale este cu adevărat simplă: aveți un cazan (un cuptor ușor de controlat, alimentat cu gaz) într-un loc la îndemână, cum ar fi bucătăria sau baia dvs. și folosește apă, deplasată de o pompă alimentată electric, pentru a transporta căldura în calorifere. în toate celelalte încăperi. Este simplu, convenabil, eficient și face chiar și zilele de iarnă o plăcere de îndurat!
Foto: Un cazan tipic de încălzire centrală pe gaz. Țeava mare care iese din vârf este coșul de fum. Conductele de apă caldă și rece și gaze intră în cazan de dedesubt. Jeturile de gaz și schimbătoarele de căldură sunt ascunse în spatele capacului frontal alb, dar puteți vedea cum arată în fotografiile de mai jos.
⏬
Ce face cazanul?
The cazan este cea mai importantă parte a unui sistem de încălzire centrală. Este ca un foc mare care are o aprovizionare continuă de
gaz natural
curge în el dintr-o conductă care iese la o conductă de gaz din stradă. Cand vrei sa iti incalzesti locuinta, pornesti centrala cu un intrerupator electric. Se deschide o supapă, gazul intră într-o cameră de ardere etanșă din cazan prin multe jeturi mici și un sistem de aprindere electrică le aprinde. Jeturile de gaz se joaca pe un schimbator de caldura conectat la o conducta care transporta apa rece. Schimbătorul de căldură preia energia termică de la jeturile de gaz și încălzește apa la aproximativ 60°C (140°F).
Foto: Jeturile de gaz din interiorul unui cazan se aprind pentru a încălzi apa. Gazul natural arde albastru atunci când are cantitatea potrivită de oxigen. Dacă arde în galben, nu există suficient oxigen și cazanul dvs. poate crea un gaz periculos și toxic numit monoxid de carbon. De aceea ar trebui să aveți întotdeauna un detector de monoxid de carbon undeva lângă un cazan pe gaz.
Conducta de apă este de fapt o mică secțiune a unui circuit mare și continuu de conducte care circulă chiar în jurul casei tale. Trece prin fiecare apă caldă radiator la rândul său și apoi se întoarce din nou la cazan. Pe măsură ce apa curge prin calorifere, eliberează o parte din căldură și îți încălzește, la rândul său, camerele. Când ajunge din nou la cazan, s-a răcit destul de mult. De aceea centrala trebuie să continue să aprindă: să mențină apa la o temperatură suficient de ridicată pentru a-ți încălzi casa. O pompă electrică în interiorul cazanului (sau foarte aproape de acesta) menține apa să curgă în jurul circuitului de conducte și radiatoare.
Foto: Acesta este un cazan combinat pe gaz Chaffoteaux foarte vechi, cu capacul scos. Fotografia de prim-plan inserată arată unde sunt jeturile de gaz (în partea de jos) și modul în care acestea transferă energia termică către schimbătorul de căldură principal din partea de sus.
Cum ajută termostatele?
Un sistem de bază ca acesta este controlat în întregime manual – trebuie să îl porniți și să îl opriți în continuare atunci când simțiți frig. Majoritatea oamenilor au sisteme de încălzire cu electronic programatori
atașate acestora care pornesc centrala automat la anumite ore ale zilei (de obicei, chiar înainte de a se trezi dimineața și chiar înainte de a intra de la serviciu). O modalitate alternativă de control al cazanului este să ai un termostat pe peretele din camera de zi. Un termostat este ca un termometru încrucișat cu un întrerupător electric: când temperatura scade prea mult, termostatul se activează și pornește un circuit electric; când temperatura crește, termostatul oprește circuitul. Așadar, termostatul pornește centrala când camera devine prea rece și o stinge din nou când lucrurile sunt suficient de calde.
Foto: Un termostat electric. Pur și simplu setați temperatura dorită (în grade centigrade), iar termostatul pornește și oprește centrala pentru a menține temperatura camerei aproximativ constantă.
Cum funcționează caloriferele?
Foto: Un calorifer cu apă caldă este pur și simplu un țeavă de cupru îndoită în mod repetat în unghi drept pentru a produce o suprafață de încălzire cu suprafața maximă. Conductele de căldură urmează liniile crestate. Apa intră și iese prin supapele din partea de jos.
Mulți oameni sunt confuzi de caloriferele cu apă caldă și cred că pot funcționa la temperaturi diferite. Un calorifer este doar o țeavă de cupru îndoită înainte și înapoi de 10-20 de ori sau cam asa ceva pentru a crea o suprafață mare prin care căldura poate pătrunde într-o cameră. Este fie complet pornit, fie complet oprit: prin natura sa, nu poate fi setat la temperaturi diferite, deoarece apa fierbinte fie curge prin el sau nu. Cu un sistem simplu de încălzire centrală, fiecare calorifer are în partea de jos o supapă cu șurub de bază. Dacă rotiți șurubul, opriți radiatorul: supapa se închide și apa fierbinte curge direct prin conducta de jos, ocolind complet partea superioară a radiatorului. Rotiți șurubul și porniți radiatorul, permițând apei să curgă în jurul lui. În acest caz, radiatorul este pornit.
Cum ajută supapele termostatice ale radiatoarelor?
Foto: Supapele termostatice montate pe calorifere vă pot ajuta să vă încălziți mai eficient casa, economisind energie și bani.
Supapele termostatice (uneori numite TRV) montate pe calorifere vă oferă mai mult control asupra temperaturii în camerele individuale ale casei dumneavoastră și ajută la reducerea energiei pe care o folosește centrala dumneavoastră, economisind bani. În loc să ai toate caloriferele din casa ta să lucreze la fel de greu pentru a încerca să atingă aceeași temperatură, poți avea camera de zi și baia (să zicem) să fie mai calde decât dormitoarele tale (sau încăperile pe care vrei să le păstrezi rece). Cum funcționează supapele radiatorului? Când încălzirea pornește pentru prima dată, centrala pornește continuu și orice radiatoare cu supape pornesc rapid la temperatura maximă. Apoi, în funcție de cât de sus ați setat supapele radiatorului, acestea încep să se oprească, astfel încât centrala să pornească mai rar. Acest lucru reduce temperatura apei calde care curge prin calorifere și le face să se simtă oarecum mai reci. Dacă încăperea se răcește prea mult, supapele se deschid din nou, crescând sarcina asupra cazanului, făcându-l să se aprindă mai des și ridicând din nou temperatura camerei.
Există două puncte importante de reținut despre supapele radiatorului. În primul rând, nu este o idee bună să le instalați într-o încăpere în care aveți termostatul principal de perete, deoarece cele două se vor opune unul altuia: dacă termostatul de perete oprește centrala, termostatul robinetului radiatorului va încerca să o comute înapoi. din nou, și invers! În al doilea rând, dacă aveți camere alăturate cu termostate setate la temperaturi diferite, țineți ușile închise. Dacă aveți o cameră răcoroasă cu supapa închisă, conectată la o cameră caldă cu supapa deschisă, radiatorul din camera caldă va funcționa peste timp pentru a încălzi și camera rece.
Cum fac cazanele combinate apă caldă?
Majoritatea cazanelor pe gaz funcționează și ca încălzitoare de apă caldă. Niste (cazane cu aerisire deschisă) încălzește apa care este stocată într-un rezervor; alții (cazane combinate) încălzirea apei la cerere. Cum funcționează cazanele combinate? De obicei, au Două schimbătoare de căldură independente. Unul dintre ele duce o conductă până la calorifere, în timp ce celălalt duce o conductă similară până la alimentarea cu apă caldă. Când deschideți un robinet de apă caldă (robinet), deschideți o supapă care lasă apa să scape. Apa se alimentează printr-o rețea de conducte care duce înapoi la cazan. Când centrala detectează că ați deschis robinetul, se aprinde și încălzește apa. Dacă este un cazan de încălzire centrală, de obicei trebuie să întrerupă încălzirea apei de încălzire centrală în timp ce încălzește apa caldă, deoarece nu poate furniza suficientă căldură pentru a face ambele lucrări în același timp. De aceea se aud unele cazane pornindu-se si oprindu-se atunci cand deschizi robinetele, chiar daca sunt deja aprinse pentru a alimenta centrala termica.
Artă: Cum funcționează un cazan combinat tipic – folosind două schimbătoare de căldură separate. Gazul curge din conducta de alimentare (1) către arzătoarele din interiorul cazanului (2), care alimentează schimbătorul de căldură primar (3). In mod normal, cand functioneaza doar centrala termica, aceasta incalzeste apa care circula in jurul buclei de incalzire (4), urmand traseul punctat galben prin radiatoare (5), inainte de a reveni la cazan cat mai multa apa mai rece (6). Apa caldă se face dintr-o sursă separată de apă rece care curge în cazan (7). Când deschideți un robinet fierbinte, o supapă (8) deviază apa caldă care vine de la schimbătorul de căldură primar (3) printr-un schimbător de căldură secundar (9), care încălzește apa rece care vine din sursa exterioară (7), și îl alimentează la robinet (10), urmând traseul punctat portocaliu. Apa de la schimbătorul de căldură secundar se întoarce prin conducta maro la schimbătorul de căldură primar pentru a prelua mai multă căldură din cazan (11), urmând traseul punctat alb.
Ce sunt cazanele în condensare?
Cazanele pe gaz funcționează combustie: ard combustibil pe bază de carbon cu oxigen pentru a produce dioxid de carbon și abur – gaze de evacuare care scapă printr-un fel de coș de fum în partea superioară sau laterală numită fum. Problema cu acest design este că o mulțime de căldură poate scăpa cu gazele de eșapament. Iar a scăpa de căldură înseamnă irosire energie, care te costă bani. Într-un tip alternativ de sistem cunoscut sub numele de a cazan în condensare, gazele de ardere trec printr-un schimbator de caldura care incalzeste apa rece care se intoarce de la calorifere, ajutand la incalzirea acesteia si reducand munca pe care trebuie sa o faca centrala. Cazanele cu condensare ca aceasta pot fi eficiente în proporție de peste 90% (peste 90% din energia inițială din gaz este convertită în energie pentru a vă încălzi camerele sau apa caldă), dar sunt puțin mai complexe și mai scumpe. De asemenea, au cel puțin un defect de design notabil. Condensarea gazelor de ardere produce umiditate, care de obicei se scurge inofensiv printr-o țeavă subțire. Pe vreme rece, totuși, umiditatea poate îngheța în interiorul conductei și poate cauza oprirea întregului cazan, determinând o solicitare costisitoare pentru reparație și repornire.
Opera de artă: Cum funcționează un cazan modern în condensație. Stânga: Într-un cazan tradițional (fără condensare), gazele de evacuare fierbinți părăsesc camera de ardere printr-un coș (1), ajutate în drum de un ventilator electric (nefigurat); iau căldură cu ele, reducând randamentul cazanului cu până la o treime. Dreapta: Într-un cazan modern cu condensare, gazele de evacuare trec printr-un schimbător de căldură suplimentar (2), care absoarbe cea mai mare parte a energiei termice și o transmite în apa rece care se întoarce de la calorifere. Acesta este ceea ce face ca un cazan în condensație să fie atât de eficient. Gazele de evacuare mai reci ies printr-un coș în mod obișnuit (3), iar umiditatea produsă prin condensarea lor se scurge printr-o conductă separată (4).
Cum se măsoară randamentul cazanului?
Unele părți ale lumii au cântare codate pe culori pentru a ajuta consumatorii să compare eficiența diferitelor mărci și modele de cazane – și, de asemenea, pentru a-și da seama cât de mult le-ar fi mai bine cu un cazan nou decât cel pe care îl au deja. În Marea Britanie, scala SEDBUK (Eficiența sezonieră a cazanelor domestice în Marea Britanie) evaluează cazanele de la A (cel mai bun) la G (cel mai rău). O centrală modernă în condensare ar nota A; un cazan vechi cu lumină pilot ar fi de obicei un G.
- A: >90%
- B: 86–90%
- C: 82–86%
- D: 78–82%
- E: 74–78%
- F: 70–74%
- G: <70%
Deși ratingurile SEDBUK sunt încă folosite în Marea Britanie, acea scară a fost înlocuită cu o alta europeană, ErP (Directiva privind produsele legate de energie) din 2009 înainte. Un nou cazan în condensare va nota A sau A+ pe această scară; un cazan cu lumină pilot ar fi mai mult ca un C sau D.
- A++: ≥150%
- A++: ≥125%
- A+: ≥98%
- A: ≥90%
- B: ≥82%
- C: ≥75%
- D: ≥36%
- E: ≥34%
- F: ≥30%
- G: <30%
În Statele Unite, cazanele pe gaz trebuie să aibă o eficiență anuală de 90% sau mai mult Certificat ENERGY STAR. Din punct de vedere legal, cazanele din SUA trebuie acum evaluate pe o măsurătoare numită AFUE (eficiență anuală de utilizare a combustibilului), care măsoară cantitatea de căldură utilă pe care o pompează un cazan în casa dumneavoastră în comparație cu cantitatea de combustibil pe care o consumă. Noile cazane de înaltă eficiență au o eficiență de 90-99 la sută, în timp ce vechile cazane cu lumină pilot ar ajunge la mai mult de 56-70 la sută.
Puteți funcționa un cazan cu alți combustibili decât pe gaz?
Gândiți-vă la sistemele de încălzire centrală ca fiind din două părți — cazanul și caloriferele — și puteți vedea că este relativ ușor să treceți de la un tip de cazan la altul. De exemplu, puteți scăpa de boilerul pe gaz și îl puteți înlocui cu unul electric sau pe ulei, dacă decideți că preferați această idee. Înlocuirea caloriferelor este o operațiune mai dificilă, nu în ultimul rând pentru că sunt pline cu apă – de obicei aproximativ 100 de litri. Când auziți instalatorii care vorbesc despre „drenarea sistemului”, înseamnă că vor trebui să golească apa din calorifere și din conductele de încălzire, astfel încât să poată deschide circuitul de încălzire pentru a lucra la el.
Întotdeauna ai nevoie de o pompă?
Majoritatea sistemelor moderne de încălzire centrală folosesc o pompă electrică pentru a alimenta apă caldă la calorifere și înapoi la cazan; sunt denumite ca pompat complet. Un design mai simplu și mai vechi, numit a
alimentat cu gravitație sistem, folosește forța gravitației și a convecției pentru a deplasa apa în jurul circuitului (apa caldă are o densitate mai mică decât cea rece, așa că tinde să se ridice în țevi, la fel cum aerul cald se ridică deasupra unui radiator). De obicei, sistemele cu alimentare gravitațională au un rezervor de apă rece la un etaj superior al unei case (sau la mansardă), un cazan la parter și un boiler de apă caldă poziționat între ele care furnizează apă caldă la robinete (robinete). ). După cum sugerează și numele lor, semi-pompată sistemele folosesc un amestec de pompare gravitațională și electrică.
Dar ce zici de mediu?
Cazanele pe gaz sunt grozave, în multe privințe: în comparație cu modul în care obișnuiam să ne încălzim casele și apa caldă în urmă cu o jumătate de secol sau un secol (mai ales prin arderea cărbunelui), sunt relativ eficiente, relativ curate și foarte convenabile. Dar sunt mașini din trecut, nu din viitor: împreună, cazanele pe gaz din lume ard cantități mari de combustibili fosili și contribuie în mod semnificativ la schimbarea climei; de asemenea, degajă gaze precum dioxidul de azot, care este o componentă majoră a poluării aerului urban. unu studiu britanic recent a constatat că cazanele pe gaz ale țării produc de două ori mai mult dioxid de carbon de gaz cu efect de seră decât toate centralele electrice pe gaz ale țării la un loc – și de opt ori mai multă poluare a aerului.
Foto: Multe dintre cazanele pe gaz de astăzi vor fi în cele din urmă înlocuite cu pompe de căldură. Pompele de căldură cu sursă de aer funcționează ca frigiderele care funcționează înapoi. O parte (stânga) intră în casă și sufla aer cald înăuntru. Cealaltă parte (dreapta) se află afară și extrage căldură din aer, chiar și în zilele reci. Fotografie de Dennis Schroeder, prin amabilitatea lui NREL (Laboratorul Național de Energie Regenerabilă) (ref fotografie: #25167).)
Ce să fac? Dacă cele mai bune cazane pe gaz (evaluate A) au o eficiență de peste 90 la sută, nu există prea mult spațiu pentru a le îmbunătăți; și oricât de eficienți ar fi, totuși vor arde combustibili fosili. Experții în energie cred că viitorul nostru constă într-o izolare mai bună și în utilizarea tehnologiilor precum pompele de căldură, care aspiră căldura din aerul exterior (sau din pământul de sub clădirile noastre) și o pompează în interior – un pic ca frigiderele care funcționează înapoi. Dar sunt foarte scumpe și nu sunt „înlocuitori exacti” pentru tehnologia cu gaz: până acum, sunt relativ scumpe, mai puțin înțelese și nu sunt întotdeauna compatibile cu încălzirea centrală existentă a oamenilor.
O altă posibilitate este un viitor în care să folosim „gaz mai verde” produs din biomasă, gaz de sinteză (produs din ceva precum reciclarea plasmei de gaz) sau alți biocombustibili. (Compania britanică de energie regenerabilă Ecotricity, de exemplu, investighează în prezent dacă poate produce comercial „gaz mai verde” din siloz digerat anaerob.) Toate aceste lucruri au dezavantaje majore de mediu, precum și beneficii și rămâne de văzut dacă ele. în general, sunt mai bune decât gazele naturale pe care încearcă să le înlocuiască.
Fie ca doriti un inginer sau un arhitect, echipa noastra oferă servicii profesionale de proiectare și asistență tehnică pentru construcții. Ne puteți contacta AICI și puteți descoperi mai multe despre constructii si stiinta pe
blogul nostru!
