Naarmate de kosten van energiebronnen stijgen, wordt de kwestie van besparing steeds meer op de voorgrond geplaatst. Moderne verwarmingssystemen zijn ontworpen met de verwachting van een rationeel verbruik van energiedragers, waarvoor al veel technologieën zijn ontwikkeld: zowel voor isolatie als voor het optimaliseren van de werking van verwarmingsapparaten.
Elementaire thermische engineeringconcepten
De tijd dat het verwarmen van woningen koste wat het kost werd bereikt zonder rekening te houden met het verbruik van hulpbronnen, is allang in de vergetelheid geraakt. Energiereserves op de planeet worden elke dag schaars, en daarom wordt de mensheid gedwongen te zoeken naar manieren om de kosten van airconditioningtechnologieën voor het binnenklimaat te verlagen. Het is echter onmogelijk om dergelijke plannen uit te voeren zonder op zijn minst elementaire concepten te hebben over hoe warmte in onze huizen verschijnt en waarom de voorraad periodiek moet worden aangevuld..
Vooruitkijkend zien we een interessant feit: er zijn tegenwoordig huizen waarin de warmteverliezen slechts 15–20 W per vierkante meter per uur bedragen. U moet begrijpen dat we het hebben over vrij gewone objecten: op dit moment is de ontwikkeling van de industrie voor het bouwen van passiefhuizen een volledig ontwikkelde industrie. Om effectiever te zijn, laten we opmerken dat het menselijk lichaam zelfs in rust ongeveer 100-120 W thermische energie afgeeft. Dus in een woning van een passief type, kan een persoon alleen een comfortabele temperatuur handhaven door het feit van zijn bestaan. Natuurlijk, op voorwaarde dat de grootte van de kamer beperkt is tot 5-7 m2, maar voeg daar nog veel krachtigere warmtebronnen aan toe die we niet gewend zijn op te merken: koelkast, pc, fornuis.
Hoe wordt een dergelijke indicatieve energiebalans bereikt? Het is heel simpel: in plaats van ontelbare porties energie in te gieten, vechten we om de warmtelekkage uit het gebouw te verminderen. Op het eerste gezicht lijkt warmte-isolatie op een dergelijke schaal misschien onrealistisch, maar zelfs een halve eeuw geleden vertoonden sommige koelunits een mate van beperking van warmteverliezen van ongeveer 3-5 W per vierkante meter omhullende constructies, wat echt een indrukwekkend resultaat kan worden genoemd. Tegenwoordig worden deze technologische vooruitgang steeds meer geïntroduceerd in de praktijk van civiele techniek..
Maar laten we verder gaan met het onderwerp van onze discussie: hoe kunnen we toch zorgen voor besparingen bij het verwarmen van gebouwen? In werkelijkheid zijn er maar twee manieren om dit doel te bereiken:
- zorg ervoor dat zoveel mogelijk energie wordt omgezet in nuttige warmte;
- beperk het weglekken van warmte uit besloten ruimtes.
Op het eerste gezicht is alles eenvoudig, maar het zal je verbazen hoe gevarieerd de trucs kunnen zijn die een persoon in de praktijk zou kunnen toepassen om comfortabele omstandigheden te creëren in de omgeving van zijn verblijf.
Basismethoden om verwarmingskosten te verlagen
Elektriciteit kan een ideale energiebron voor verwarming worden genoemd, omdat het bijna volledig in warmte wordt omgezet, dat wil zeggen dat het rendement bij een dergelijke omzetting neigt naar 100%. Er zijn echter ook goedkopere energiebronnen, zoals gas, steenkool of brandstofbriketten, maar die halen hun volledige potentieel niet tijdens de verbranding, omdat een deel van de warmte samen met de verbrandingsproducten wordt afgevoerd. Apparaten die deze warmte kunnen opvangen en overbrengen naar het interieur van een gebouw, worden economizers genoemd. Door hun werk is het mogelijk om de efficiëntie aanzienlijk te verhogen, terwijl er goedkopere brandstof wordt gebruikt..
Uiteraard mogen kansen om de verwarmingsbehoefte van een gebouw te verminderen niet worden gemist. Warmtelekkage door omhullende constructies – muren, vloeren, daken – kan aanzienlijk worden verminderd door ze goed te isoleren. Moderne materialen voor isolatie zijn aanzienlijk beter in thermische geleidbaarheid dan bouwmaterialen, een laag van 100 mm geëxpandeerd polystyreen is bijvoorbeeld gelijk aan een bakstenen muur van een meter dik. Tegelijkertijd is de warmtecapaciteit van de isolatie een orde van grootte lager, het hoeft niet te worden voorverwarmd tot kamertemperatuur.
Warmteverliezen treden ook op tijdens luchtuitwisseling tussen het gebouw en de buitenatmosfeer. Bij het openen van de voordeur dringt bijvoorbeeld tot 2 à 2,5 m de kamer binnen3 koude lucht, die kan worden vermeden bij het installeren van een inlaatsluis, dat wil zeggen een vestibule. Maar in veel grotere volumes verlaat warmte onze huizen via het ventilatiesysteem. En dit probleem kan ook worden opgelost door totale controle over het toe- en afvoerluchtvolume. Apparaten, recuperatoren genaamd, helpen de warmte van de afzuigkap naar de inlaat over te brengen, waardoor de lucht die het gebouw binnenkomt, wordt verwarmd. Ook kan de instroom worden verwarmd wanneer deze door een warmtewisselaar in de schoorsteen gaat.
We mogen natuurlijke bronnen van thermische energie niet vergeten. Een van de belangrijkste manieren om op verwarmingskosten te besparen, is door natuurlijk licht op de juiste manier te organiseren. Dit betekent een toename van de lichtstroom vanuit de zuidzijde van het gebouw, het creëren van brede openingen in het zolderdak of het vormen van een cascadedak. Het kan redelijk worden opgemerkt dat een toename van het aandeel beglazing in omhullende constructies leidt tot een toename van warmteverlies. Natuurlijk moet je weten wanneer je overal moet stoppen, maar je kunt warmtelekkage door ramen verminderen, bijvoorbeeld door rolluiken te installeren of ramen met dubbele beglazing te vervangen door betere..
Energiebalans en isolatiesystemen
Het onderwerp thermische beveiliging van gebouwen is het meest uitgebreid en verdient een gedetailleerde bespreking. Isolatiesystemen kunnen het gemakkelijkst worden bekeken vanuit het oogpunt van energiebalans – een concept dat een beoordeling geeft van alle warmtebronnen in een huis, evenals alle warmteverliespaden. Vanuit dit oogpunt wordt het duidelijk dat hoogwaardige isolatie continu moet zijn langs de gehele omtrek van het gebouw, inclusief ook de contactzone met de grond en de aanslag van de vlakken van verschillende bouwconstructies ten opzichte van elkaar..
Er kunnen twee soorten isolatiesystemen worden overwogen: degene die kunnen worden geïnstalleerd tijdens de exploitatie van het gebouw en degene die moeten worden voorzien door het bouwproject. Als illustratief voorbeeld kunnen we de isolatie van de vloer en de fundering noemen; deze delen van het gebouw kunnen alleen worden voorzien van thermische bescherming als er open toegang is, dat wil zeggen dat het in de bouwfase in ieder geval gemakkelijker is om dergelijke werkzaamheden uit te voeren. Welnu, projecten zoals een warmte-geïsoleerde Zweedse (Finse) plaat zijn volkomen onmogelijk om uit te voeren met de reeds voltooide fundering van het gebouw..
Als we verder gaan, worden we geconfronteerd met de isolatie van de kelder en muren. Deze elementen van thermische bescherming kunnen zelfs na de constructie van het gebouw worden geïnstalleerd, zij het met enige voorbehoud. Om bijvoorbeeld een continue isolatie van de kelder en de fundering te garanderen, mogen technologische sleuven rond de fundering niet worden opgevuld. Daarom heeft het, voordat de muur is geïsoleerd, geen zin om afwerkingswerkzaamheden uit te voeren..
Maar met het dakisolatiesysteem is het nog interessanter. Enerzijds kan de voltooiing van de werkzaamheden aan de thermische beveiligingsinrichting meerdere jaren worden uitgesteld, anderzijds moeten de mogelijkheden hiervoor worden geboden door het ontwerp van het spantensysteem en de Mauerlat. Als gevolg hiervan is het mogelijk om, wanneer de continuïteit van het gehele isolatiesysteem is verzekerd, de specifieke afmetingen van warmteverliezen te berekenen en de energiebalans van het gebouw te voorspellen..
Hoe u de kosten van elektrische verwarming kunt verlagen
Er zijn veel gevallen waarin extra mogelijkheden van dergelijke verwarming niet worden gerealiseerd bij het gebruik van elektriciteit om gebouwen te verwarmen. Als eerste benadering is elektriciteit een van de duurste energiebronnen voor civiel gebruik. Bij nader onderzoek blijkt echter dat u op deze manier aanzienlijk kunt besparen op verwarming. Om te begrijpen hoe dit mogelijk is, moet u zich vertrouwd maken met de werkingsmodus van het centrale voedingssysteem..
Het is nogal moeilijk om de verandering in belasting gedurende de dag te voorspellen, terwijl tegelijkertijd de operationele regeling van het geproduceerde vermogen een nog moeilijkere taak lijkt te zijn. In dit opzicht ontstaat een tendens om het elektriciteitsverbruik te stimuleren tijdens die uren dat de totale belasting van het netwerk afneemt. Een kilowatt elektriciteit in de nachttariefzone is 2,5-3 keer goedkoper dan tijdens piek- en semi-piekbelastingen, wat een uitstekende mogelijkheid biedt om de verwarmingskosten te verlagen.
Het idee van dagelijks gebruik met meerdere tarieven impliceert de accumulatie van warmte die wordt gegenereerd in acht uur van de nachtzone, met het daaropvolgende gebruik tijdens de stilstand van de verwarmingsapparatuur. In gebouwen die zijn gemaakt van dichte bouwmaterialen met externe thermische isolatie, wordt de functie van warmteaccumulatie overgenomen door de bouwconstructies en interieurartikelen zelf. Dit is niet altijd handig, want tijdens het slapen is de optimale luchttemperatuur voor een persoon 3-5 ° C lager dan tijdens waken, bovendien kan niet elk huis zo lang warm blijven.
Een alternatief voor deze manier van warmteopslag is de installatie van een vloeibare warmteaccumulator. ‘S Nachts een geïsoleerde bak met water met een inhoud van 2-3 m33 verwarmt tot de hoogst mogelijke temperatuur, terwijl de warmte in voldoende volume aan de woonruimte wordt geleverd. Na het einde van het nachttarief neemt de koelvloeistof warmte van de accumulator via de secundaire warmtewisselaar en verdeelt deze door het gebouw. De werking van het systeem wordt vereenvoudigd doordat in de periode van 8.00 uur tot 16.00 uur de meeste woongebouwen onbewoond zijn en het niet nodig is om daarin de optimale temperatuur te handhaven..
Rationalisatie van brandstofverbranding
Het evalueren van de efficiëntie van brandstofverbranding is een andere manier om de efficiëntie van verwarming te verhogen. Een dergelijke beoordeling kan worden gemaakt door de verbrandingsproducten te analyseren. De controle vindt plaats in twee fasen: het bestuderen van de chemische samenstelling van rookgassen en het bewaken van hun temperatuur.
De chemische samenstelling wordt bepaald met behulp van draagbare gasanalysatoren. Speciale serviceorganisaties hebben dit soort apparatuur, daarom is de ontvangst van services niet gratis, terwijl de analyseresultaten het feit van onvolledige brandstofverbranding kunnen aantonen. Voorafgaande controles omvatten een schatting van de concentratie koolmonoxide, maar deze metingen geven vaak niet de realiteit weer. Voor gas- en dieselketels is het absoluut noodzakelijk om de aanwezigheid en concentratie van waterstof en methaan te controleren, en voor vaste brandstof – ook zwaveldioxide en een breed scala aan koolwaterstoffen. De identificatie van deze verbindingen in de verbrandingsproducten geeft aan dat de verbrandingsmodus moet worden aangepast of een geforceerde luchtstroom moet worden geboden..
Thermische analyse van verbrandingsproducten wordt voornamelijk uitgevoerd met behulp van pyrometrische instrumenten. Metingen alleen aan de uitlaat van de schoorsteen geven niet de vereiste resultaten, omdat het nodig is om de temperatuurgradiënt over de gehele lengte van het kanaal te bewaken. Als tegelijkertijd een grote waarde van parasitaire warmtelekken wordt gedetecteerd, is het noodzakelijk om de verbrandingsintensiteit te verminderen of om de apparatuur in de stookruimte uit te rusten met een economizer..
Energie van de toekomst
De reeks maatregelen om de kosten van verwarming van gebouwen te verlagen, beperkt zich niet tot het verwarmen ervan en het rationaliseren van de werking van de warmtebron. Moderne technologieën bieden veel effectieve oplossingen om energie uit alternatieve bronnen te halen: laagwaardige luchtwarmte, geothermie en zon.
U moet de onvermijdelijkheid van de definitieve overgang naar dergelijke bronnen in de nabije toekomst begrijpen. Men kan natuurlijk niet zeggen dat moderne apparatuur voor alternatieve energie een volwaardige vervanging kan worden voor bestaande verwarmingsinstallaties, die een veel hogere vermogensklasse hebben. Desalniettemin kunnen dergelijke fondsen, met de nodige aandacht, ten minste een deel van de behoefte aan warmte en warm water dekken, wat al goed is.
De eerste fase van dergelijke maatregelen is om het warmteverlies van het gebouw te verminderen, de tweede is om de efficiëntie van het gebruik van energiebronnen te vergroten. En alleen als deze acties van algemene aard zijn, kunnen we spreken van de wijdverbreide introductie van warmtepompen en zonnecollectoren, bedoeld om de menselijke economie te voorzien van praktisch gratis energie, zij het in beperkte hoeveelheden..
Wat zijn enkele praktische manieren om geld te besparen op stookkosten zonder dat het ten koste gaat van ons comfort en zonder dat we bevriezen?
Hoe kan ik de stookkosten verlagen zonder dat ik het koud krijg in huis?