Tipuri de sisteme de încălzire pentru locuințe

Tipuri de sisteme de încălzire rezidențială

Există mai multe tipuri de sisteme utilizate pentru a furniza căldură într-o casă, iar în cadrul fiecărui tip larg, există multe variații. Unele sisteme de încălzire împărtășesc componente cu echipamentele de răcire ale casei, iar unele sisteme asigură atât încălzirea, cât și răcirea. Termenul de HVAC - încălzire, ventilație și aer condiționat - este utilizat pentru a descrie sistemul de climatizare globală dintr-o casă.

Indiferent ce sistem HVAC este utilizat, scopul tuturor aparatelor de încălzire este de a atinge energia termică dintr-o sursă de combustibil și de a o transfera în spații de locuit pentru a menține o temperatură ambientală confortabilă. Sistemele de încălzire pot utiliza o varietate de surse de combustibil, inclusiv gaze naturale, propan, combustibil, biocombustibil (cum ar fi lemn) și electricitate. Unele case au mai mult de un sistem de încălzire, cum ar fi atunci când un subsol sau un finisaj finisat este încălzit de un alt sistem decât restul casei.

Sisteme de încălzire / răcire forțată cu aer

De departe, cel mai obișnuit sistem HVAC din casele moderne din America de Nord este sistemul de aer forțat care folosește un cuptor cu un ventilator suflant, care furnizează aer încălzit diferitelor camere ale casei printr-o rețea de conducte. Sistemele de aer forțat ajută foarte rapid la temperatura camerei și, deoarece sistemele de aer condiționat pot împărtăși aceeași suflantă și canalizare, acesta este un sistem HVAC global eficient.

Surse de combustibil: Cuptoarele care alimentează sistemele de aer forțat pot fi alimentate cu gaze naturale, propan lichid (LP), combustibil sau electricitate.

Distribuție: Aerul încălzit de arzătorul sau elementul de încălzire al cuptorului este distribuit printr-o rețea de conducte către registrele de încălzire în camere individuale. Un alt sistem de conducte întoarce aerul înapoi în cuptor prin retururi de aer rece.

avantaje:

• Sistemele de aer forțat pot fi filtrate pentru a îndepărta praful și alergenii. Cu toate acestea, acestea pot crește, de asemenea, cantitatea de alergeni transportați în aer.
• Echipamentele pentru umidificatoare (sau dezumidificatoare) pot fi integrate în sistemul de aer forțat.
• Cuptoarele cu aer forțat sunt relativ ieftine.
• Aceste cuptoare pot obține cele mai mari calificative AFUE (eficiența anuală a utilizării combustibilului) a oricărui sistem de încălzire (dar asta nu înseamnă neapărat că acesta este cel mai eficient mod de a încălzi o casă).
• Sistemele de aer forțat pot combina răcirea cu capacitatea de încălzire.

Dezavantaje:

• Necesită conductă și ocupă spațiu în pereți.
• Ventilatoarele cuptorului pot fi zgomotoase.
• Aerul în mișcare poate distribui alergeni.
• Aerul în mișcare poate deveni uscat dacă nu este umidificat.
• Deoarece sistemele de aer forțat încălzesc aerul și nu obiectele dintr-o cameră, acesta nu este considerat cea mai confortabilă formă de încălzire.

Sisteme de cuptor cu aer gravitativ

Furnizorii sistemelor de aer forțat, cuptoarele de aer gravitațional distribuie și aerul printr-un sistem de conducte metalice, dar în loc să forțeze aerul printr-o suflantă, sistemele de aer gravitațional operează prin fizica simplă a aerului cald în creștere și a scurgerii de aer rece. Un cuptor cu aer gravitațional într-un subsol încălzește aerul, care apoi se ridică în diferitele încăperi prin conducte. Aerul rece se întoarce în cuptor printr-un sistem de conducte de retur aer rece. Cuptoarele așa-numitele „caracatițe” găsite în multe case mai vechi sunt cuptoare cu aer gravitațional.

Sistemele de aer gravitație nu mai sunt instalate, dar în multe case mai vechi continuă să funcționeze eficient.

Sursa de combustibil: Cuptoarele cu aer forțat pot fi alimentate cu gaz natural, propan lichid (LP), combustibil sau electricitate.

Distribuție : Aerul condiționat este circulat printr-o rețea de conducte metalice.

Avantaje :

• Sistemele de gravitație nu au piese mobile și pot dura multe decenii.
• Echipamentul sistemului este foarte de încredere și necesită puțină întreținere.

Dezavantaje :

• Aerul nu poate fi filtrat eficient.
• Eficiența energetică este mai mică decât la cuptoarele mai noi.
• Reglarea temperaturii este lentă deoarece sistemele funcționează prin curenți de convecție simplă.

Sisteme de încălzire radiantă la etaj

Încălzirea modernă în pardoseală este un tip de sistem de încălzire radiant. Încălzirea radiantă este diferită de căldura forțată a aerului, deoarece încălzește obiecte și materiale, cum ar fi mobilierul și podeaua, mai degrabă decât doar aerul. Majoritatea sistemelor radiante din toată casa distribuie căldura prin apa caldă încălzită într-un cazan sau încălzitor de apă caldă.

Încălzirea în pardoseală presupune tubulatura de apă din plastic instalată în pardoselile plăcilor de beton sau atașată la partea superioară sau inferioară a pardoselilor din lemn. Este liniștit și, în general, eficient din punct de vedere energetic. Tinde să se încălzească mai lent și durează mai mult pentru a se regla decât căldura forțată a aerului, dar căldura sa este mai consistentă.

Există, de asemenea, sisteme în pardoseală care utilizează cablaje electrice instalate sub materiale de pardoseală, de obicei ceramică sau dale de piatră. Acestea sunt mai puțin eficiente din punct de vedere energetic decât sistemele de apă caldă și sunt utilizate în mod obișnuit doar în camere mici, precum băile.

Surse de combustibil : sistemele de tuburi de apă caldă sunt de obicei încălzite de un cazan central, care poate fi alimentat cu gaze naturale, propan lichid (LP) sau electricitate. De asemenea, apa caldă poate fi furnizată de sistemele solare de apă caldă, care sunt utilizate în mod obișnuit pentru a suplimenta sistemele bazate pe combustibil.

Distribuție : sistemele interioare sunt distribuite de obicei prin apa caldă care curge prin tubul din plastic.

Avantaje :

• Sistemele radiante asigură căldură confortabilă, uniformă.
• Când sunt încălzite de cazane, sistemele radiante pot fi foarte eficiente din punct de vedere energetic.

Dezavantaje :

• Sistemele radiante se încălzesc relativ lent și se adaptează la schimbările de temperatură.
• Instalarea sistemelor interioare poate fi costisitoare.
• Este dificil accesul la conductele ascunse dacă apar probleme de întreținere.
• Sistemele bazate pe cazane nu pot fi combinate cu aer condiționat.

Sisteme tradiționale de cazane și radiatoare

Casele mai vechi și clădirile de apartamente din America de Nord sunt adesea încălzite cu sisteme tradiționale de cazane și radiatoare. Acestea includ un cazan central care circulă aburul sau apa caldă prin conducte către unitățile de radiatoare poziționate strategic în jurul casei. Radiatorul clasic - o unitate verticală din fontă poziționată de obicei lângă ferestre - este adesea numit radiator cu abur, deși acest termen este uneori inexact.

În realitate, există două tipuri de sisteme utilizate cu aceste radiatoare mai vechi. Cazanele adevărate de abur circulă de fapt prin abur gazos prin conducte la caloriferele individuale, care apoi se condensează înapoi în apă și se revarsă în cazan pentru reîncălzire. Sistemele moderne de radiatoare circulă apa caldă către radiatoare prin intermediul pompelor electrice. Apa caldă își eliberează căldura la calorifer, iar apa răcită revine la cazan pentru mai multă încălzire. Sistemele de radiatoare de apă caldă sunt foarte frecvente în Europa.

Surse de combustibil: Sistemele de cazane / calorifer pot fi alimentate cu gaz natural, propan lichid, combustibil sau electricitate. Cazanele originale ar putea fi chiar alimentate de cărbune.

Distribuție: Căldura este produsă de aburul sau apa caldă care circulă prin conductele metalice către radiatoarele în formă pentru a facilita transferul de energie termică.

Avantaje :

• Căldura radiantă este destul de confortabilă și nu usucă aerul așa cum o face căldura în aer forțat.
• Radiatoarele pot fi actualizate la radiatoare de bază sau panou cu profil redus.
• Când se înlocuiesc cazanele vechi, cazanele moderne pot oferi o eficiență energetică foarte bună.

Dezavantaje :

• Radiatoarele pot fi inestetice.
• Locațiile radiatoarelor pot limita amplasarea mobilierului și acoperirile ferestrelor.
• Sistemele bazate pe cazane nu pot fi combinate cu aer condiționat.

Radiator pentru apă caldă

O altă formă mai modernă de căldură radiantă este un sistem de bază cu apă caldă, cunoscut și sub numele de sistem hidronic. Aceste sisteme folosesc, de asemenea, un cazan centralizat pentru încălzirea apei care circulă printr-un sistem de conducte de apă către unitățile de încălzire la baza cu profil scăzut, care radiază căldura din apa afară în cameră prin aripioare subțire de metal care înconjoară conducta de apă. Aceasta este în esență doar o versiune actualizată, evoluată a vechilor sisteme de radiatoare verticale.

Surse de combustibil: Cazanele pentru sisteme hidronice pot fi alimentate cu gaze naturale, propan lichid (LP), combustibil sau electricitate. De asemenea, pot fi ajutați de sisteme solare de încălzire.

Distribuție :

• Apa fierbinte încălzită de un cazan și racordată la unitățile de bază „tub-fin” montate de-a lungul pereților. Aripioarele cresc suprafața de disipare a căldurii pentru eficiență.
• Căldura este distribuită prin convecție naturală: aerul încălzit se ridică de la unitatea de bază, în timp ce aerul rece cade spre unitate pentru încălzire.

Avantaje :

• Sistemele hidronice pot oferi o eficiență energetică excelentă.
• Sistemele hidronice sunt liniștite, deoarece nu există ventilatoare sau suflante.
• Temperatura poate fi controlată cu precizie.
• Sistemele de radiatoare sunt foarte durabile și necesită puțină întreținere.

Dezavantaje :

• Unitățile de radiație / convecție de la baza de bază trebuie să rămână neobstrucționate și pot oferi provocări în amplasarea mobilierului și proiectarea drapajelor.
• Radiatoarele se încălzesc lent.
• Sistemele de apă caldă nu pot fi combinate cu sisteme de aer condiționat.
• Dacă căldura se stinge pentru o perioadă îndelungată, conductele de încălzire pot fi expuse riscului de îngheț.

Sisteme de incalzire cu pompa de caldura

Cea mai nouă tehnologie de încălzire (și răcire) pentru casă este pompa de căldură. Folosind un sistem similar cu un aparat de aer condiționat, pompele de căldură extrag căldura din aer și o livrează la domiciliu printr-un dispozitiv de manipulare a aerului interior. Sistemele standard pentru locuințe sunt pompe de căldură cu sursă de aer care atrag căldura din aerul exterior. Există, de asemenea, pompe de căldură cu sursă de sol sau geotermale, care trag căldura din adânc în pământ, precum și pompe de căldură cu sursă de apă care se bazează pe un iaz sau lac pentru căldură.

Un tip popular de pompă de căldură cu sursă de aer este sistemul mini-divizat, sau fără conductă. Acesta are o unitate de compresor în aer liber relativ mică și unul sau mai multe manevre de aer interior, ușor de adăugat în adăugările de cameră sau în zonele îndepărtate ale unei case. Multe sisteme de pompe de căldură sunt reversibile și pot fi schimbate în modul de aer condiționat vara. Pompele de căldură pot fi eficiente din punct de vedere energetic, dar sunt potrivite numai pentru climatele relativ blânde; sunt mai puțin eficiente pe vreme foarte caldă și foarte rece.

Surse de combustibil: Pompele de căldură sunt de obicei alimentate cu energie electrică, deși sunt disponibile și modele de gaze naturale.

Distribuție : Căldura (și răcirea) sunt asigurate de unități montate pe perete care aruncă aerul pe bobinele evaporatorului legate de o pompă exterioară care extrage sau absoarbe căldura din exterior.

Avantaje :

• Sistemele oferă atât încălzire, cât și răcire.
• Pompele de căldură pot fi foarte eficiente din punct de vedere energetic.
• Unitățile individuale de perete permit un control precis al fiecărei camere.
• Ventilatoarele sunt mai silențioase decât sistemele centrale cu aer forțat.
• Nu este necesară o conductă.

Dezavantaje :

• Pompele de căldură sunt cele mai potrivite pentru climatele relativ blânde.
• Distribuția aerului încălzit sau răcit poate fi limitată, deoarece provine dintr-o singură unitate (în fiecare cameră sau zonă).

Sisteme de încălzire cu rezistență electrică

Încălzitoarele electrice la bază și alte tipuri de încălzitoare electrice nu sunt utilizate în mod obișnuit pentru sistemele de încălzire primară pentru locuințe, în mare parte datorită costurilor ridicate ale energiei electrice. Cu toate acestea, ele rămân o opțiune populară pentru încălzirea suplimentară în subsolurile finisate, birourile de casă și încăperile de sezon (cum ar fi pridvoarele de trei sezoane și sălile de soare). Încălzitoarele electrice sunt ușor și ieftin de instalat și nu necesită conducte, pompe, manipulatoare de aer sau alte echipamente de distribuție. Unitățile sunt ieftine și nu au piese mobile și nu necesită practic întreținere.

În plus față de încălzitoarele convenționale de bază, există încălzitoare radiante electrice care se încălzesc cu radiații. Acestea sunt instalate de obicei în apropierea tavanului și sunt direcționate către ocupanții camerei, oferind o căldură mai concentrată decât obțineți cu unitățile de bază. Încălzitoarele radiante sunt, de asemenea, mai eficiente din punct de vedere energetic decât unitățile de bază.

Distribuție : încălzitoarele de la baza folosesc convecția naturală pentru a circula căldura în toată camera. Încălzitoarele montate pe pereți și multe încălzitoare speciale (cum ar fi încălzitoarele de vârf) au de obicei ventilatoare interne care aruncă aerul încălzit.

Avantaje :

• Unitățile de încălzire sunt versatile și pot fi instalate aproape oriunde.
• Sistemele au nevoie doar de un circuit electric pentru alimentare.
• Unitățile fără ventilatoare funcționează în tăcere.
• Încălzitoarele electrice radiante vor încălzi obiecte din încăpere, similare cu căldura radiantă din podea.
• Nu este necesară o conductă sau o instalație costisitoare.

Dezavantaje :

• Încălzitoarele electrice sunt foarte scumpe de funcționat.
• Ei utilizează multă energie electrică și, prin urmare, contribuie în mod disproporționat la utilizarea excesivă a rețelei de utilități electrice și la problemele aferente.
• Cea mai mare energie electrică este generată de centralele electrice pe cărbune, astfel încât încălzitoarele electrice, deși sunt curate pentru a funcționa, contribuie semnificativ la poluarea aerului și a carbonului atmosferic.