Объяснение пяти типов систем отопления в домах

Всем нужно тепло, чтобы согреться в своем доме. На самом деле, мы зависели от домашнего отопления почти все время, пока мы ходим по планете. В древности обогрев был почти исключительно работой огня, горящего в очаге где-нибудь в доме, но сегодня существует множество различных способов, которые безопаснее, эффективнее и намного проще, чем постоянно ухаживать за открытым пламенем.

Каковы пять типов систем отопления?

Скорее всего, вы, вероятно, зависите от одного из этих типов современного отопительного оборудования, чтобы сохранить тепло и комфорт в вашем доме. Если время замены приближается, то вы также можете подумать о переходе на другой тип отопления, чтобы сэкономить деньги или просто более равномерно обогревать свой дом. Вот пять распространенных типов отопительного оборудования и некоторые факты о каждом из них, которые помогут вам лучше понять их и выбрать правильный для ваших нужд.

Помните, как мы говорили о древнем отоплении, состоящем из огня, который ярко горел практически постоянно? Печи — это современная эволюция этой формы отопления. Вместо того, чтобы насильно загружать дрова в камин для обогрева, современные печи сами питаются необходимым им топливом, автоматически зажигаются, чтобы обеспечить тепло, и даже перекачивают тепло по всему дому, используя комбинацию вентилятора, теплообменников и эффективного воздуховода. системы.

Печи сегодня обычно работают на природном газе, потому что природный газ может производить гораздо больше тепла из небольшого количества топлива. Точно так же природный газ можно без ограничений закачивать в ваш обогреватель по безопасным и надежным газопроводам. Больше не нужно беспокоиться о том, чтобы постоянно носить дрова для разжигания пламени. Однако некоторые печи также по-прежнему зависят от мазута, но, как правило, они не распространены за пределами Новой Англии.

Котлы и водяное отопление

Бойлеры используют замечательную теплоудерживающую способность воды для передачи тепла по всему дому. Вода на самом деле может поглощать массу тепла и энергии, оставаясь в жидком состоянии, и, таким образом, она на самом деле весьма эффективна для обеспечения равномерного и надежного обогрева по всему дому. Вы можете думать о бойлере как о безбаковом водонагревателе — ваш основной блок использует источник топлива (обычно газ), чтобы довести воду до чрезвычайно высокой температуры, прежде чем отправить ее через специализированную серию водопроводных линий. Эти линии ведут горячую воду к радиационное отопительные приборы, такие как водяной обогреватель пола или радиаторы, расположенные в комнатах по всему дому. Эти устройства излучают тепло в комнаты, обеспечивая вам комфорт. Вода, которая охлаждается в результате этого процесса, затем отправляется обратно в ваш котел, где она снова нагревается, и процесс начинается заново.

Котлы особенно распространены в старых зданиях, где стены и полы часто слишком тонкие, чтобы вместить полноразмерные отопительные каналы. Поскольку эти системы, как правило, полагаются только на небольшую водопроводную линию, их можно провести даже в ограниченном пространстве и при этом обеспечить невероятно эффективный источник тепла. Их также невероятно легко зонировать, что дает вам еще большую гибкость при контроле температуры.

Тепловые насосы

Тепловые насосы быстро становятся самым популярным видом отопления из-за их невероятной энергоэффективности. В отличие от большинства других видов отопления, которые полагаются на какой-либо источник топлива для производства тепла, эти системы на самом деле вообще не производят тепла. Вместо этого они улавливают тепло из воздуха снаружи, концентрируют его, а затем перекачивают в помещение туда, где вам нужно, чтобы ваш дом был комфортным. Думайте об этом как о кондиционере, только наоборот.

Тепловые насосы невероятно популярны в странах с умеренным и теплым климатом, потому что в этих местах обычно не бывает достаточно холодных зим, чтобы их эффективность снижалась. Однако это выявляет большую слабость этого типа системы отопления: поскольку они поглощают тепло извне, они могут эффективно работать только при определенных температурах. Хотя эти температуры, как правило, значительно ниже точки замерзания, почти все системы должны будут периодически проходить циклы размораживания, что может привести к паузам, когда тепло прекращается.

Электрический радиационный нагрев

Электрический радиационный нагрев чрезвычайно популярен в небольших и особенно старых помещениях, таких как квартиры и таунхаусы. В этих типах обогревателей используются электрические нагревательные элементы, которые раскаляются докрасна, когда через них проходит ток. Затем это тепло согревает воздух по всему дому и обеспечивает вам комфорт. Это удивительно просто и во многих случаях очень эффективно. Хотя они также не полагаются на источник тепла из ископаемого топлива, они просто не так эффективны, как многие другие методы отопления, и в результате их популярность снижается. Точно так же тот факт, что они полагаются на раскаленный докрасна нагревательный элемент, может сделать их реальным риском возгорания или ожогов.

Прямой вентиляционный обогрев

Точно так же, как тепловой насос является альтернативой системе кондиционирования воздуха, прямое отопление является альтернативой мини-сплит-системе кондиционирования воздуха. Эти типы обогревателей небольшие, настенные и напрямую отводят выделяемое ими тепло в ваш дом, используя для этого наружный воздух. Это приводит к повышению энергоэффективности, более безопасному удалению выхлопных газов и эффективному обогреву всего дома. Кроме того, в отличие от мини-сплит-охлаждения, эти системы также предлагают возможность эффективно зонировать вашу систему отопления, давая вам лучший контроль над температурой в помещении и даже экономя больше денег на энергии.

Вам нужно новое решение для отопления? Ваш обогреватель действует на вас? Позвоните в A-TEMP Heating, Cooling & Electrical по телефону (503) 694-3396 сегодня, чтобы записаться на обслуживание.

На графике: домашние системы отопления в США.

На сжигание ископаемого топлива для отопления коммерческих и жилых зданий приходится примерно 13% ежегодных выбросов парниковых газов в Соединенных Штатах.

Декарбонизация экономики США требует перехода от систем отопления, работающих на ископаемом топливе, к возобновляемым источникам энергии, которые производят электроэнергию.

В настоящее время в большинстве новых домов в США для отопления по-прежнему используется природный газ с помощью печей или котлов с принудительной подачей воздуха. Точно так же, как автомобили должны быть электрическими, дома должны будут перейти на электрические системы отопления, использующие возобновляемые источники энергии.

На графике выше используются данные переписи населения для разбивки различных систем отопления и видов топлива, которые обогревают 911,000 2020 домов на одну семью, построенных в США в XNUMX году.

Типы домашних систем отопления

В большинстве американских домов используется одна из следующих трех систем отопления:

• Печи с принудительной подачей воздуха: они обычно имеют горелку в печи, работающей на природном газе. Вентилятор нагнетает холодный воздух через теплообменник, который нагревает его, прежде чем он пройдет через воздуховоды, которые нагревают дом воздухом в качестве среды.
• Тепловые насосы. Наиболее распространенным типом тепловых насосов являются тепловые насосы с воздушным источником, которые собирают горячий воздух снаружи дома и концентрируют его перед тем, как прокачать его через воздуховоды, нагревающие воздух внутри. Обычно они питаются от электричества. В теплое время года тепловые насосы могут охлаждать дом, передавая горячий воздух изнутри наружу.
• Горячая вода/пар: эти системы обычно работают путем кипячения воды (или выработки пара) до соответствующей температуры с использованием газа и подачи его по трубам дома к радиаторам, которые нагревают воздух.

Как изменились виды топлива для отопления дома

Домашнее отопление в США претерпевает изменения в течение последних двух десятилетий. Электричество неуклонно вытесняет газовые и биотопливные / дровяные системы отопления в новых домах и питает почти половину систем отопления в частных домах, построенных в 2020 году.

Вот как изменилась доля источников тепла для новых домов в период с 2000 по 2020 год:

Проценты могут не составлять 100 из-за округления.

Хотя с 2000 года доля электричества выросла, большинство американских домов по-прежнему отапливаются газом, в основном из-за доступности ископаемого топлива.

По данным Управления энергетической информации США (EIA), ожидается, что домохозяйства, использующие газ для отопления помещений, будут тратить в среднем 746 долларов в зимние месяцы по сравнению с 1,268 долларами на электричество и 1,734 долларами на мазут.

Отопление в новостройках сегодня

Из 911,000 538,000 новых домов на одну семью в XNUMX XNUMX домов были установлены печи с принудительной подачей воздуха. Из этих, 83% или почти 450,000 16 домов использовали газ в качестве основного источника отопления, при этом XNUMX% выбрали электрифицированные печи. Напротив, 88% из 353,000 XNUMX домов, в которых были установлены тепловые насосы, полагались на электричество.

Вот как разбиваются системы отопления и топлива для домов на одну семью, построенных в 2020 году:

Ключевые минералы в аккумуляторе электромобиля

Потребление лития увеличилось почти в четыре раза с 2010 года

Вам также может понравиться

Визуализация крупнейших гидроэлектростанций в мире

Каждый электрический полуприцеп в одной графике

Кто строит ядерные реакторы?

Уран: топливо для чистой энергии

Как производится алюминий?

Визуализация глобальных продаж электромобилей за 10 лет по странам

Электрификация

Визуализация крупнейших мировых производителей меди

Многие новые технологии, критически важные для энергетического перехода, основаны на меди. Здесь находятся крупнейшие мировые производители меди.

Визуализация крупнейших мировых производителей меди

Человек полагался на медь с доисторических времен. Это основной промышленный металл с множеством применений из-за его высокой пластичности, ковкости и электропроводности.

Многие новые технологии, имеющие решающее значение для борьбы с изменением климата, такие как солнечные панели и ветряные турбины, полагаются на красный металл.

Но откуда берется используемая нами медь? На приведенной выше инфографике, основанной на данных Геологической службы США, перечислены крупнейшие в мире страны-производители меди в 2021 году.

Страны, производящие мировую медь

Многие повседневные товары зависят от полезных ископаемых, включая мобильные телефоны, ноутбуки, дома и автомобили. Невероятно, но каждому американцу требуется 12 фунтов меди в год для поддержания уровня жизни.

Северная, Южная и Центральная Америка доминируют в производстве меди, так как в этих регионах находятся 15 из 20 крупнейших медных рудников.

Чили является крупнейшим производителем меди в мире, на ее долю приходится 27% мирового производства меди. Кроме того, в стране находятся два крупнейших рудника в мире, Эскондида и Коллахуаси.

За Чили следует еще одна южноамериканская страна, Перу, на долю которой приходится 10% мирового производства.

Третье место делят Демократическая Республика Конго (ДРК) и Китай, на долю каждой из которых приходится 8% мирового производства. Помимо того, что Китай является ведущим производителем, Китай также потребляет 54% рафинированной меди в мире.

Роль меди в зеленой экономике

Технологии, критически важные для перехода к энергетике, такие как электромобили, аккумуляторы, солнечные панели и ветряные турбины, требуют гораздо больше меди, чем традиционные аналоги на основе ископаемого топлива.

Например, использование меди в электромобилях в четыре раза больше, чем в обычных автомобилях. По данным Copper Alliance, для систем возобновляемой энергии может потребоваться до В 12 раза больше меди по сравнению с традиционными энергосистемами.

Ожидается, что благодаря быстрому и крупномасштабному внедрению этих технологий спрос на медь в результате перехода к энергетике вырастет почти на 600% к 2030 году.

По мере того, как ускоряется переход к возобновляемым источникам энергии и электрификации, возрастает потребность в открытии новых медных рудников.

Электрификация

Визуализация крупнейших гидроэлектростанций в мире

Плотины гидроэлектростанций производят 40% возобновляемой энергии в мире, что является крупнейшим из всех типов. Просмотрите эту инфографику, чтобы узнать больше.

Визуализация крупнейших гидроэлектростанций в мире

Знаете ли вы, что гидроэлектроэнергия является крупнейшим в мире источником возобновляемой энергии? Согласно последним данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), она составляет 40% от общей мощности, опережая солнечную (28%) и ветровую (27%).

Этот тип энергии вырабатывается гидроэлектростанциями, которые представляют собой большие плотины, использующие поток воды для вращения турбины. Они также могут выполнять второстепенные функции, такие как мониторинг потока и защита от наводнений.

Чтобы помочь вам узнать больше о гидроэнергетике, мы визуализировали пять крупнейших гидроэлектростанций в мире, ранжированные по их максимальной мощности.

Обзор данных

В следующей таблице приведена основная информация о пяти плотинах, показанных на этом рисунке, по состоянию на 2021 год. Установленная мощность это максимальное количество энергии, которое может вырабатывать электростанция при полной нагрузке.

Возглавляет список Китай. Три плотины ущелья, который открылся в 2003 году. Он имеет установленную мощность 22.5 гигаватт (ГВт), что почти вдвое больше, чем у второго места. Плотина Итайпу.

Что касается годовой выработки, плотина Итайпу фактически производит примерно такое же количество электроэнергии. Это связано с тем, что река Парана имеет низкую сезонную изменчивость, а это означает, что скорость течения очень мало меняется в течение года. С другой стороны, река Янцзы имеет значительное падение стока в течение нескольких месяцев в году.

Для сравнения, вот установленная мощность трех крупнейших в мире солнечных электростанций, также по состоянию на 2021 год:

• Солнечный парк Бхадла, Индия: 2.2 ГВт
• Солнечный парк Хайнаня, Китай: 2.2 ГВт
• Солнечный парк Павагада, Индия: 2.1 ГВт

По сравнению с нашими крупнейшими плотинами солнечные электростанции имеют гораздо меньшую установленную мощность. Однако с точки зрения стоимости (центов за киловатт-час) они на самом деле довольно равны.

Пристальный взгляд: плотина «Три ущелья»

Плотина «Три ущелья» — чудо инженерной мысли, строительство которой обошлось более чем в 32 миллиарда долларов. Чтобы понять его огромные масштабы, примите во внимание следующие факты:

• Водохранилище Три ущелья (питающее плотину) содержит 39 трлн кг воды (42 млрд тонн)
• По площади водохранилище охватывает 400 квадратных миль (1,045 кв. км)
• Масса этого резервуара достаточно велика, чтобы замедлить вращение Земли на 0.06 микросекунды.

Конечно, любое сооружение такого размера, созданное руками человека, неизбежно окажет глубокое воздействие на окружающую среду. В исследовании 2010 года было обнаружено, что с 3,000 года плотина вызвала более 2003 землетрясений и оползней.

Последствия гидроэлектростанций

Хотя гидроэнергетика может быть рентабельной, есть некоторые законные опасения по поводу ее долгосрочной устойчивости.

Во-первых, плотинам гидроэлектростанций требуются большие водохранилища выше по течению, чтобы обеспечить постоянную подачу воды. Затопление новых участков земли может нарушить жизнь дикой природы, ухудшить качество воды и даже вызвать стихийные бедствия, такие как землетрясения.

Плотины также могут нарушать естественный сток рек. Другие исследования показали, что миллионы людей, живущих ниже по течению от крупных плотин, страдают от отсутствия продовольственной безопасности и наводнений.

В то время как выгоды, как правило, доставлялись городским центрам или сельскохозяйственным предприятиям промышленного масштаба, зависящее от рек население, проживающее ниже по течению от плотин, испытало тяжелые потрясения в своих средствах к существованию.
– Рихтер Б.Д. и соавт. (2010)

Возможно, самым большим риском для гидроэнергетики является само изменение климата. Например, из-за участившихся засух плотины гидроэлектростанций в таких местах, как Калифорния, становятся значительно менее экономичными.