Vee soojendamine: meetodid, energiaallikad ja kasutusalad

Avasta vee soojendamise meetodid, energiaallikad (gaas, elelekter, päike, soojuspump, geotermia) ja praktilised kasutusalad kodus ja tööstuses säästlikkuse ja efektiivsuse vaatenurgast.

Vee soojendamine on termodünaamiline protsess, mille puhul kasutatakse energiaallikat vee soojendamiseks üle selle algtemperatuuri. Kuuma vee tüüpilised kasutusviisid on toiduvalmistamine, puhastamine ja vannitamine ning ruumide kütmine. Tööstuses on nii kuumale veele kui ka auruks kuumutatud veele palju kasutusviise.

Kõige tavalisemad vee soojendamise energiaallikad on fossiilsed kütused: maagaas, veeldatud naftagaas, nafta või mõnikord tahked kütused (kivisüsi või küttepuud). Neid kütuseid võib tarbida otse või elektrienergia abil (mis võib pärineda mis tahes eespool nimetatud kütustest või tuuma- või taastuvatest energiaallikatest). Alternatiivseid energiaallikaid, nagu päikeseenergia, soojuspumbad, sooja vee soojuse taaskasutamine ja mõnikord ka geotermiline energia, võib samuti kasutada, tavaliselt koos gaasi, nafta või elektrienergiaga.

Peamised soojendamise meetodid ja seadmed

• Otse põleti või boiler: fossiilsete kütuste põletamisel tekkiv tuli soojendab veetorusid või boileri soojusvahetit. Levinud kodumajapidamistes ja tööstuses.
• Elektrilised küttekehadega veekeetjad ja boilerid: lihtne ja kompaktne lahendus, kus elektrivool soojendab vastavat küttekeha.
• Soojuspumbad: kasutavad välisõhu, maa või veekogu energiast saadavat soojust ning omavad sageli kõrgemat kasutegurit (COP) kui otsene elektriline kütmine.
• Päikesepaneelid (päris-soojus ehk solar thermal): päikesekollektorid koguvad päikeseenergiat ja soojendavad vedelikku, mis omakorda soojendab tarbe- või küttesüsteemi vett.
• Geotermiline energia: maa soojust kasutatakse otse või tööstuslike lahenduste kaudu, eriti põhjavee või maapinna soojuse ärakasutamisel.
• Taaskasutus ja tööstuslikud soojusvahetid: protsessisoojuse või heitgaaside soojuse kasutamine vee eelkuumutamiseks vähendab primaarenergiatarvet.
• Instant- või vooluhulga kuumutid (tankless): soojendavad vett jooksvalt ilma mahutitäitele – säästavad ruumi ja võivad vähendada soojuskaod, kui on õigesti dimensioneeritud.

Kasutusalad ja temperatuurid

Vee soojendamine jaguneb laias laastus järgmisteks kasutusaladeks:

• Kodumajapidamine: tarbevesi (dušid, kraanid), pesumasinad, nõudepesumasinad. Tüüpilised temperatuurivahemikud kodu tarbevees on 40–60 °C. Legionella ennetamiseks soovitatakse mõnel juhul soojaveepaaki tõsta ~60 °C ja segamisvalviga alandada segitarbimistemperatuur.
• Küttesüsteemid: radiaatorid ja põrandaküte vajavad tihti kõrgemaid vedeliku temperatuure (sõltuvalt süsteemist alates 35 °C madalsüsteemidest kuni üle 70 °C traditsioonilistes süsteemides).
• Tööstus: protsessid, steriliseerimine, puhastus (CIP), auru tootmine — temperatuurid ja rõhud võivad oluliselt erineda vastavalt protsessi nõuetele.
• Aru- ja toiduainetööstus: nõuab sageli täpset temperatuuri kontrolli ning puhtuse tagamist ja sageli ka aurkuumutust.

Tõhusus, kulud ja keskkonnamõju

Soojus- ja energiakulud sõltuvad valitud meetodist ja kütusest. Soojuspumbad ja päikesepaneelid võivad tagada madalamaid käituskulusid, kuid alginvesteering on sageli suurem. Kondensatsioonikatlad (gaasi või õli puhul) kasutavad ära ka heitgaaside aurust ja seeläbi tõstavad efektiivsust võrreldes traditsiooniliste kateldega.

Keskkonnamõju sõltub peamiselt kütusest: fossiilsed kütused tekitavad CO2 ja muid saasteaineid, samas kui taastuvad allikad (päike, maapõue, taastuv elekter) vähendavad otseseid heitmeid. Samuti mängib rolli süsteemi üldine efektiivsus ja soojuskadude tase (näiteks isolatsioon puudub või on nõrk).

Turvalisus ja tervis

• Keetmise ja põletusoht: kuum vesi ja auru kasutamisel tuleb tagada sobiv rõhuregulatsioon, turvaventiilid ja nõuetekohane ventilatsioon katelde juures.
• Põletusohutuse vähendamine: termostaadiga segamisventiilid kaitsevad liigse kuumuse eest tarbijatelt.
• Legionella: stagnatsioon ja sobimatu temperatuur soodustavad bakterite kasvu — regulaarsed tsirkulatsiooni- ja desinfektsioonimeetmed ning sobiv paagitemperatuur on olulised.

Paigaldus, hooldus ja eluiga

Süsteemi õigesti dimensioneerimine, isolatsioon, paigaldatud küttesüsteemi nõuetekohane ventilatsioon ja heitgaaside kõrvaldamine mõjutavad nii turvalisust kui ka töökindlust. Regulaarne hooldus hõlmab katla ja põleturi puhastust, anoodi kontrolli (elektri- või mahutiboilerite puhul), soolade ja lubjakivi eemaldamist, rõhu- ja temperatuuriandmete kontrolli ning vooluringide kontrolli. Korralikult hooldatud süsteem töötab efektiivsemalt ja kestab kauem.

Valiku kaalutlused ja soovitused

• Mõtle kogu elutsükli kulule (investeering + tööjõu- ja energiakulud) mitte ainult ostuhinnale.
• Kui on võimalik, kombineeri taastuvaid allikaid (päike, soojuspump) kohaliku elektri ja varusüsteemiga, et vähendada fossiilkütuste osa.
• Insuleeri torustik ja mahutid — soojuskadude vähendamine on lihtne ja odav viis efektiivsuse tõstmiseks.
• Hinda vajadust vooluhulkade (instant) vs mahutite (storage) vahel — vooluhulk säästab ruumi ja kaudselt energiat, kuid võib vajada suuremat võimsust hetkelisel tarbimisel.

Vee soojendamine on tehniliselt lihtne, kuid nõuab õiget lahendust vastavalt kasutusotstarbele, energiasüsteemi võimalustele ja ohutusnõuetele. Õige tehnoloogia ja hooldus tagavad madalama kulu, väiksema keskkonnamõju ning turvalisema ja usaldusväärsema teenuse.

Päikesepoolsed veesoojendid

Päikesekollektorid paigaldatakse väljaspool elamuid, tavaliselt katusele või selle lähedusse. Peaaegu kõik mudelid on otsekõrgendusega. Need koosnevad lamedatest paneelidest, milles vesi ringleb.

Réunioni Cirque de Mafate'i piirkonnas asuva maja lähedale paigaldatud päikese soojuspaneelid koos integreeritud mahutiga.

Küsimused ja vastused

K: Mis on veeküte?

K: Millised on mõned tüüpilised sooja vee kodused kasutusviisid?

K: Millised on mõned tavalised vee soojendamiseks kasutatavad energiaallikad?

K: Kas vee soojendamiseks võib kasutada elektrit?

K: Milliseid alternatiivseid energiaallikaid võib vee soojendamiseks kasutada?

K: Millised on mõned soojendatud vee tööstuslikud kasutusalad?

K: Kuidas tarbitakse tavaliselt erinevaid vee soojendamiseks kasutatavaid energiaallikaid?

Otsing