Mit steigenden Kosten für Energieressourcen wird das Thema Sparen zunehmend in den Vordergrund gerückt. Moderne Heizsysteme sind mit der Erwartung eines rationellen Verbrauchs von Energieträgern ausgelegt, für die bereits viele Technologien entwickelt wurden: sowohl zur Isolierung als auch zur Optimierung des Betriebs von Heizgeräten.
Grundlegende thermotechnische Konzepte
Die Zeiten, in denen das Heizen von Wohnungen um jeden Preis ohne Rücksicht auf den Ressourcenverbrauch erreicht wurde, sind längst in Vergessenheit geraten. Die Energiereserven auf dem Planeten werden von Tag zu Tag knapper, weshalb die Menschheit nach Wegen suchen muss, um die Kosten für Klimatechnologien für das innere Klima zu senken. Es ist jedoch unmöglich, solche Pläne umzusetzen, ohne zumindest elementare Konzepte darüber zu haben, wie Wärme in unseren Häusern auftritt und warum ihre Versorgung regelmäßig nachgefüllt werden muss..
Mit Blick auf die Zukunft stellen wir eine interessante Tatsache fest: Heute gibt es Häuser, in denen die Wärmeverluste nur 15 bis 20 W pro Quadratmeter und Stunde betragen. Sie müssen verstehen, dass es sich um ganz normale Objekte handelt: Derzeit ist die Entwicklung der Branche des Passivhausbaus eine vollständig entwickelte Branche. Um effektiver zu sein, beachten wir, dass der menschliche Körper auch in Ruhe etwa 100-120 W Wärmeenergie abgibt. Somit kann eine Person in einer Wohnung eines passiven Typs nur durch die Tatsache ihrer Existenz eine angenehme Temperatur aufrechterhalten. Vorausgesetzt natürlich, die Größe des Raumes ist auf 5-7 m begrenzt2, Fügen Sie aber noch viel stärkere Wärmequellen hinzu, die wir nicht gewohnt sind: Kühlschrank, PC, Herd.
Wie wird eine solche indikative Energiebilanz erreicht? Es ist ganz einfach: Anstatt unzählige Teile der Energie einzuspeisen, kämpfen wir darum, Wärmelecks aus dem Gebäude zu reduzieren. Auf den ersten Blick mag eine Wärmedämmung in einem solchen Maßstab unrealistisch erscheinen, aber selbst vor einem halben Jahrhundert zeigten einige Kühlaggregate einen Grad an begrenzenden Wärmeverlusten von etwa 3 bis 5 W pro Quadratmeter umschließender Strukturen, was wirklich als beeindruckendes Ergebnis bezeichnet werden kann. Diese technologischen Fortschritte werden heute zunehmend in die Praxis des Bauingenieurwesens eingeführt..
Kommen wir aber zum Thema unserer Diskussion: Wie können wir noch Einsparungen bei der Beheizung von Gebäuden erzielen? In Wirklichkeit gibt es nur zwei Möglichkeiten, um dieses Ziel zu erreichen:
- Stellen Sie sicher, dass so viel Energie wie möglich in Nutzwärme umgewandelt wird.
- Begrenzen Sie den Wärmeleck aus engen Räumen.
Auf den ersten Blick ist alles einfach, aber Sie werden überrascht sein, wie vielfältig die Tricks sein können, die eine Person in der Praxis anwenden kann, um angenehme Bedingungen in der Umgebung ihres Aufenthalts zu erreichen.
Grundlegende Methoden zur Reduzierung der Heizkosten
Strom kann als ideale Energiequelle zum Heizen bezeichnet werden, da er fast vollständig in Wärme umgewandelt wird, dh der Wirkungsgrad bei einer solchen Umwandlung liegt tendenziell bei 100%. Es gibt jedoch auch billigere Energiequellen wie Gas-, Kohle- oder Brennstoffbriketts, die jedoch während der Verbrennung nicht ihr volles Potenzial entfalten, da ein Teil der Wärme zusammen mit den Verbrennungsprodukten abgegeben wird. Geräte, die diese Wärme sammeln und in das Innere eines Gebäudes übertragen können, werden als Economizer bezeichnet. Aufgrund ihrer Arbeit ist es möglich, die Effizienz bei Verwendung von billigerem Kraftstoff erheblich zu steigern..
Natürlich sollten Möglichkeiten zur Reduzierung des Heizbedarfs eines Gebäudes nicht verpasst werden. Wärmelecks durch umschließende Strukturen – Wände, Böden, Dächer – können durch ordnungsgemäße Isolierung erheblich reduziert werden. Moderne Dämmstoffe sind in ihrer Wärmeleitfähigkeit Baumaterialien deutlich überlegen. Beispielsweise entspricht eine 100-mm-Schicht aus expandiertem Polystyrol einer Ziegelwand mit einer Dicke von einem Meter. Gleichzeitig ist die Wärmekapazität der Isolierung um eine Größenordnung geringer, sie muss nicht auf Raumtemperatur vorgewärmt werden.
Wärmeverluste treten auch beim Luftaustausch zwischen dem Gebäude und der Außenatmosphäre auf. Zum Beispiel dringen beim Öffnen der Vordertür bis zu 2-2,5 m in den Raum ein3 kalte Luft, die beim Einbau einer Eingangsschleuse, also eines Vorraums, vermieden werden kann. In viel größeren Mengen verlässt die Wärme unser Zuhause durch das Lüftungssystem. Und dieses Problem kann auch durch vollständige Kontrolle über das Zuluft- und Abluftvolumen gelöst werden. Geräte, sogenannte Rekuperatoren, helfen dabei, Wärme von der Haube zum Einlass zu übertragen und so die in das Gebäude eintretende Luft zu erwärmen. Der Zufluss kann auch erwärmt werden, wenn er durch einen im Schornstein installierten Wärmetauscher geleitet wird.
Wir dürfen natürliche Wärmeenergiequellen nicht vergessen. Eine der wichtigsten Möglichkeiten, um Heizkosten zu sparen, ist die ordnungsgemäße Organisation des natürlichen Lichts. Dies bedeutet eine Erhöhung des Lichtstroms von der Südseite des Gebäudes, die Schaffung breiter Öffnungen im Dachgeschoss oder die Bildung eines Kaskadendaches. Es ist ziemlich anzumerken, dass eine Erhöhung des Verglasungsanteils in den umschließenden Strukturen zu einer Erhöhung des Wärmeverlusts führt. Natürlich müssen Sie wissen, wann Sie in allem anhalten müssen, aber Sie können den Wärmeaustritt durch Fenster verringern, indem Sie beispielsweise Rollläden installieren oder doppelt verglaste Fenster durch bessere ersetzen..
Energiebilanz- und Isolationssysteme
Das Thema Wärmeschutz von Gebäuden ist das umfangreichste und verdient eine ausführliche Diskussion. Isolationssysteme lassen sich am einfachsten unter dem Gesichtspunkt der Energiebilanz betrachten – ein Konzept, das eine Bewertung aller Wärmequellen in einem Haus sowie aller Wärmeableitungswege ermöglicht. Unter diesem Gesichtspunkt wird klar, dass eine qualitativ hochwertige Isolierung über den gesamten Umfang des Gebäudes, einschließlich der Kontaktzone mit dem Boden, und des Widerlagens der Ebenen verschiedener Gebäudestrukturen zueinander durchgehend sein sollte..
Es können zwei Arten von Dämmsystemen in Betracht gezogen werden: diejenigen, die während des Betriebs des Gebäudes installiert werden können, und diejenigen, die vom Bauprojekt vorgesehen werden müssen. Als anschauliches Beispiel können wir die Isolierung des Bodens und des Fundaments anführen. Diese Gebäudeteile können nur dann mit Wärmeschutz versehen werden, wenn ein offener Zugang zu ihnen besteht, dh es ist zumindest einfacher, solche Arbeiten in der Bauphase durchzuführen. Nun, Projekte wie eine wärmeisolierte schwedische (finnische) Platte können mit der bereits fertiggestellten Basis des Gebäudes nicht realisiert werden..
Wenn wir weiter gehen, sehen wir uns mit der Isolierung des Kellers und der Wände konfrontiert. Diese Wärmeschutzelemente können mit einigen Vorbehalten auch nach dem Bau des Gebäudes installiert werden. Um beispielsweise eine kontinuierliche Isolierung des Untergeschosses und des Fundaments zu gewährleisten, sollten technologische Gräben um das Fundament herum nicht verfüllt werden. Dementsprechend ist es vor der Isolierung der Wand nicht sinnvoll, Nacharbeiten durchzuführen..
Aber mit dem Dachisolationssystem ist es noch interessanter. Zum einen kann der Abschluss der Arbeiten an der Wärmeschutzvorrichtung um mehrere Jahre verschoben werden, zum anderen sollten die Möglichkeiten hierfür durch die Auslegung des Sparrensystems und der Mauerlat geschaffen werden. Wenn die Kontinuität des gesamten Dämmsystems gewährleistet ist, ist es daher möglich, die spezifischen Abmessungen der Wärmeverluste zu berechnen und die Energiebilanz des Gebäudes vorherzusagen..
So senken Sie die Kosten für elektrische Heizung
Es gibt weit verbreitete Fälle, in denen zusätzliche Möglichkeiten einer solchen Heizung bei der Verwendung von Elektrizität zur Beheizung von Gebäuden nicht realisiert werden. In erster Näherung ist Strom eine der teuersten Energiequellen für die zivile Nutzung. Bei näherer Betrachtung stellt sich jedoch heraus, dass Sie auf diese Weise erheblich Heizkosten sparen können. Um zu verstehen, wie dies möglich ist, sollten Sie sich mit der Betriebsart des zentralen Stromversorgungssystems vertraut machen..
Es ist ziemlich schwierig, die Änderung der Last während des Tages vorherzusagen, gleichzeitig scheint die betriebliche Regulierung des erzeugten Stroms eine noch schwierigere Aufgabe zu sein. In dieser Hinsicht entsteht die Tendenz, den Stromverbrauch in den Stunden zu stimulieren, in denen die Gesamtlast des Netzes abnimmt. Ein Kilowatt Strom in der Nachttarifzone ist 2,5- bis 3-mal billiger als bei Spitzen- und Halbspitzenlasten, was eine hervorragende Möglichkeit bietet, die Heizkosten zu senken.
Die Idee des mehrtarifigen täglichen Verbrauchs impliziert die Ansammlung von Wärme, die in acht Stunden der Nachtzone erzeugt wird und anschließend während der Ausfallzeit der Heizungsanlage verwendet wird. In Gebäuden aus dichten Baustoffen mit äußerer Wärmedämmung wird die Funktion der Wärmespeicherung von den Gebäudestrukturen und Innenräumen selbst übernommen. Dies ist nicht immer praktisch, da im Schlaf die optimale Lufttemperatur für eine Person 3-5 ° C niedriger ist als im Wachzustand. Außerdem kann nicht jedes Haus so lange warm halten.
Eine Alternative zu dieser Wärmespeichermethode ist die Installation eines flüssigen Wärmespeichers. Nachts ein isolierter Behälter mit Wasser mit einem Volumen von 2-3 m3 erwärmt sich auf die höchstmögliche Temperatur, während die Wärme in ausreichendem Umfang an die Wohnräume abgegeben wird. Nach dem Ende des Nachttarifs nimmt das Kühlmittel Wärme vom Speicher über den Sekundärwärmetauscher auf und verteilt sie im gesamten Gebäude. Die Bedienung des Systems wird durch die Tatsache vereinfacht, dass in der Zeit von 8 bis 16 Uhr die meisten Wohngebäude unbewohnt sind und es nicht erforderlich ist, die optimale Temperatur in ihnen aufrechtzuerhalten..
Rationalisierung der Kraftstoffverbrennung
Die Bewertung der Effizienz der Kraftstoffverbrennung ist ein weiterer Weg, um die Effizienz der Heizung zu erhöhen. Eine solche Bewertung kann durch Analyse der Verbrennungsprodukte erfolgen. Die Überprüfung erfolgt in zwei Schritten: Untersuchung der chemischen Zusammensetzung von Rauchgasen und Überwachung ihrer Temperatur.
Die chemische Zusammensetzung wird mit tragbaren Gasanalysatoren ermittelt. Spezielle Serviceorganisationen verfügen über diese Art von Ausrüstung, daher ist der Empfang von Services nicht kostenlos. Gleichzeitig können die Analyseergebnisse die Tatsache einer unvollständigen Kraftstoffverbrennung belegen. Vorläufige Überprüfungen umfassen eine Schätzung der Kohlenmonoxidkonzentration, aber diese Messungen spiegeln häufig nicht das tatsächliche Bild wider. Bei Gas- und Dieselkesseln ist es unbedingt erforderlich, das Vorhandensein und die Konzentration von Wasserstoff und Methan sowie bei festen Brennstoffen – auch Schwefeldioxid und einer Vielzahl von Kohlenwasserstoffen – zu überwachen. Die Identifizierung dieser Verbindungen in den Verbrennungsprodukten zeigt die Notwendigkeit an, den Verbrennungsmodus anzupassen oder einen erzwungenen Luftstrom bereitzustellen..
Die thermische Analyse von Verbrennungsprodukten wird hauptsächlich mit pyrometrischen Instrumenten durchgeführt. Messungen nur am Auslass des Schornsteins liefern nicht die erforderlichen Ergebnisse, da der Temperaturgradient über die gesamte Länge des Kanals überwacht werden muss. Wird gleichzeitig ein großer Wert parasitärer Wärmelecks festgestellt, ist es erforderlich, die Verbrennungsintensität zu verringern oder die Heizraumausrüstung mit einem Economizer auszustatten..
Energie der Zukunft
Die Maßnahmen zur Senkung der Heizkosten für Gebäude beschränken sich nicht nur auf die Erwärmung und Rationalisierung des Betriebs der Heizquelle. Moderne Technologien bieten viele effektive Lösungen für die Energiegewinnung aus alternativen Quellen: minderwertige Luftwärme, Geothermie und Sonne.
Sie müssen die Unvermeidlichkeit des endgültigen Übergangs zu solchen Quellen in naher Zukunft verstehen. Natürlich kann man nicht sagen, dass moderne alternative Energieanlagen ein vollwertiger Ersatz für bestehende Heizungsanlagen werden können, die eine viel höhere Leistungsklasse haben. Trotzdem können solche Mittel mit gebührender Aufmerksamkeit zumindest einen Teil des bereits guten Bedarfs an Wärme und Warmwasser decken.
Die erste Stufe solcher Maßnahmen besteht darin, den Wärmeverlust des Gebäudes zu verringern, die zweite darin, die Effizienz der Nutzung von Energieressourcen zu erhöhen. Und nur wenn diese Maßnahmen allgemeiner Natur sind, können wir über die weit verbreitete Einführung von Wärmepumpen und Solarkollektoren sprechen, die die menschliche Wirtschaft mit praktisch freier Energie versorgen sollen, wenn auch in begrenzten Mengen..
Wie kann ich Heizkosten sparen und trotzdem nicht frieren?