Автономные системы отопления: исследуем источники тепла

Тема данной статьи – системы автономного отопления. Мы попытаемся узнать, какими они бывают и что может употребляться в качестве источника тепловой энергии для них. Помимо этого, нам предстоит совершить удобства использования и сравнительный анализ экономичности тех либо иных решений.

Классификация

Начнем с того, по каким показателям возможно классифицировать автономное отопление.

По источнику тепловой энергии.

Вот перечень вероятных решений:

Газ (магистральный и сжиженный – в баллонах и газгольдерах).
Уголь.
Дрова.
Пеллеты (гранулированные отходы деревообработки).
Дизтопливо.
Электричество.

По методу переноса тепла от котла к периферийным помещениям.

Водяное отопление наиболее популярно из-за высокой теплоемкости воды.

Увидьте: наровне с водой смогут употребляться теплоносители с более низкой температурой кристаллизации, разрешающие не опасаться разморозки при циркуляции и остановке нагрева. В главной массе это смеси воды с этилен- и пропиленгликолем.

Воздушное отопление довольно часто совмещается с вентиляцией. Для обогрева помещения употребляется поток воздуха.

Экономичность

Давайте сравним затраты, каковые сулит обладателю любой из перечисленных источников тепла.

Источник тепловой энергии	Цена киловатт-часа тепла, рубли
Газ (магистральный)	0,7
Дрова	1,1
Каменный уголь	1,3
Пеллеты	1,4
Газ (газгольдер)	1,8
Газ (баллоны)	2,8
Солярка	3,2
Электричество	3,6

Нюанс: в некоторых регионах страны конкретные стоимости смогут различаться. Но, их соотношение сохранится.

Особенный случай

Изучение эксплуатационных затрат принесло нам неожиданное открытие: в двадцатьпервом веке дрова так же, как и прежде остаются самым недорогим источником тепла в отсутствие магистрального газа. Кроме того: для обитателей сельской местности затраты на них смогут и вовсе свестись к нулю – обрезка деревьев и сбор валежника на участке методы покрыть потребность в горючем. А вот самый, казалось бы, прогрессивный источник тепла – электричество – был внизу перечня.

Но данный расклад будет верным только для устройств прямого нагрева, преобразующих киловатт электрической мощности в киловатт мощности тепловой. Для теплового насоса картина принципиально другая: его устройство разрешает на любой израсходованный киловатт-час электричества получить от 2 до 5 киловатт-часов тепла.

Секрет несложен: энергия тратится не на выработку тепла, а на его перемещение от низкопотенциального источника к высокопотенциальному. Несложнее говоря, устройство теплового насоса разрешает охладить и без того холодную среду еще посильнее и нагреть взятым теплом дом.

Как достигается данный эффект?

Летучий хладагент сжимается компрессором и переходит в жидкую фазу с выделением громадного количества тепла.
Это тепло отдается теплообменнику и употребляется для нагрева помещения.
По окончании теплообменника давший тепло хладагент проходит расширительный клапан и переходит в газообразное состояние, быстро охлаждаясь при расширении.
После этого он направляется во второй теплообменник. Потому, что тот при прохождении хладагента охлаждается до температуры, куда более низкой, чем у внешней среды, появляется постоянный тепловой поток: хладагент нагревается и, нагревшись, возвращается к компрессору на повторный цикл.

Тепловые насосы с наиболее высоким COP (coefficient of performance, параметр, которым обозначается отношение тепловой и электрической мощности насоса в режиме нагрева) уменьшают цена киловатт-часа тепла до 3,6/5=0,72 рубля, что фактически уравнивает их экономичность с газовым оборудованием и оставляет на большом растоянии сзади соперничающие решения.

Но: для большинства тепловых насосов более настоящ средний в течение сезона COP, равный 3 – 3,5.

Удобство применения

На экономичности перечень ответственных для потребителя качеств не заканчивается. Как минимум не меньше ответствен еще один параметр – удобство применения.

А с данной точки зрения выстраивается совсем другая табель о рангах.

Все электрооборудование (как устройства прямого нагрева, так и тепловые насосы) всецело автономны и не требуют ухода либо обслуживания. Отвод продуктов сгорания им по очевидным обстоятельствам также ни к чему.

Газовые и солярные котлы отопления также способны на долгую автономную работу. Но по удобству эксплуатации они пара уступают электроприборам: всем им требуется отвод продуктов сгорания; для соляры добавляется необходимость оборудовать для нее емкость объемом в пара кубов и терпеть шум горелки, мало уступающий реву самолета на взлете.

Применение баллонного газа требует дополнительного внимания: баллон нужно будет менять от раза в день до пары раз в неделю.

Срок автономной работы пеллетного котла может быть около семь дней за счет автоматизированной подачи горючего из бункера. Но, как и всем твердотопливным устройствам, ему нужна периодическая чистка зольника.

Наконец, дровяные и печи и угольные котлы требуют постоянного внимания: их приходится растапливать пара раз в день.

Водяное отопление

Давайте ближе познакомимся с тем, какие конкретно источники тепла смогут применять автономные отопительные системы.

Газовые и соляровые котлы

Их устройство ясно: газовая горелка греет теплообменник и передает тепло циркулирующему через него теплоносителю.

Что еще потенциальному клиенту полезно знать о газовом оборудовании?

Энергонезависимые устройства оснащаются пьезорозжигом и применяют для воспламенения главной горелки при падении температуры теплоносителя так именуемую пилотную. Котлы с электророзжигом ее не имеют и за счет этого снабжают приблизительно 20-процентную экономию газа.

Обратите внимание: электророзжиг не хорошо сочетается с нестабильностью подачи электричества в сельской местности. Частично, но, неприятность решается установкой источников бесперебойного питания, талантливых поддерживать работу котла в течение 4-6 часов.

Атмосферная горелка отбирает воздушное пространство в помещении и отводит продукты сгорания в вентканал либо дымоход. Закрытая горелка подразумевает отбор воздуха с улицы и отвод продуктов сгорания по той же коаксиальной (с двойными стенками) трубе.

Конденсационные котлы снабжают 9-11% экономии газа если сравнивать с классическими. Они не только отбирают тепло у продуктов сгорания, но и конденсируют их на дополнительном теплообменнике. К слову, температура обратки в 30С, характерная для систем теплого пола, для них оптимальна; в простом котле она приводит к выпадению конденсата на не приспособленном для этого теплообменнике и его досрочный выход из строя.
Газовые котлы довольно часто унифицируются с соляровыми. Существует большое количество конструкций, разрешающих поменять вид горючего несложной заменой горелки.

Твердотопливные котлы

Классическое устройство этого типа складывается из топки с рубахой-теплообменником, входного и выходного патрубков, зольника с поддувалом и нехитрой системы автоматизации. При перегреве теплоносителя несложный механический термостат закрывает поддувало, ограничивая доступ воздуха и уменьшая тепловую мощность прибора.

Такая схема несложна, только отказоустойчива, но имеет несколько больших недочётов:

Загрузка топки требуется каждые 2-4 часа.
Ограничение притока воздуха ведет к катастрофическому падению КПД по причине того, что через дымоход улетучиваются продукты неполного сгорания. При ограниченном доступе кислорода уголь и дрова образуют угарный газ (к слову, токсичный) и летучие углеводороды.

В попытках решить эти неприятности была создана пара очень любопытных конструкций.

Газогенератор

Газогенераторный (пиролизный) котел разбивает процесс сжигания горючего на два этапа.

Оно тлеет при ограниченном притоке воздуха, прогорая до состояния золы и создавая пиролизный газ – те самые летучие углеводороды.
После этого пиролизный газ поступает в расположенную под главной топкой камеру дожигания, где через инжекторы к нему поступает новая порция воздуха. При больших температурах это ведет к мгновенному воспламенению газовоздушной смеси.

Что в следствии?

Гибкая регулировка мощности без утраты КПД.
Долгое (до 12 часов) горение на одной закладке горючего.

Верхнее горение

Еще более любопытна модификация газогенератора – печь верхнего горения. Принцип ее работы сводится к переносу процесса тления дров либо угля с нижней на верхнюю поверхность закладки.

Как это работает?

В загруженную и разожженную сверху топку опускается подвижный воздуховод, заканчивающийся массивным диском – воздухораспределителем.
Приток воздуха обеспечивается по всей поверхности слоя топлива. Он дозируется регулируемым вручную либо машинально клапаном.
Камера над диском-воздухораспределителем употребляется для дожигания продуктов неполного сгорания. Наряду с этим восходящим потоком воздуха всецело уносится зола, талантливая помешать тлению.

Большая длительность автономной работы, продемонстрированная котлом верхнего горения от литовской компании Stropuva – 31 час.

Электрокотлы

Устройства прямого нагрева также делятся на пара категорий. ТЭНовые применяют для нагрева трубчатые нагреватели, помещенные в проточный бак. Мощность регулируется ступенчато. Конструкция достаточно отказоустойчива, недорога и не имеет каких-то больших недочётов, не считая обычной для всех устройств прямого нагрева низкой экономичности.

Электродные котлы применяют прохождение конкретно через воду переменного тока. Их основное преимущество – компактность. Недочёты – способность и постепенное растворение электродов работать только в воде с определенным минерально-солевым составом.

Индукционный котел представляет собой помещенный в трубу из диэлектрика ферромагнитный сердечник и обмотку, возбуждающие в нем нагревающие металл вихревые токи. Основное преимущество индукционного котла – его неограниченный ресурс и феноменальная отказоустойчивость работы: в нем просто-напросто нет изнашивающихся со временем подробностей.

Принципиально важно: каждые заявления о том, что какой-то электрический котел более экономичен, чем соперничающие решения – первостатейная неправда. Любой прибор прямого нагрева превращает в тепло 100% израсходованной электричества. Кроме того в случае если тепловая энергия в силу конструктивных изюминок не всецело передается теплоносителю, а частично рассеивается в воздухе – она все равно греет ваш дом.

Тепловые насосы

Они смогут применять пара типов источников низкопотенциального тепла.

Геотермальные

Теплообменники помещаются ниже уровня промерзания и отбирают тепловую энергию у грунта. Основная неприятность этих насосов – дорогостоящий монтаж.

Вероятны два его варианта.

Зонды опускаются в вертикальные скважины глубиной 30 – 100 метров.

Коллектор укладывается горизонтально.

Второй вариант привлекателен тем, что траншею под горизонтальный коллектор возможно вырыть своими руками, что заметно сократит затраты на монтаж. Но площадь земли под коллектор обязана приблизительно в три раза быть больше отапливаемую; наряду с этим под посадки ее применять запрещено – растения не перенесут температурного режима коллектора.

Водяные

Они смогут быть реализованы двумя методами:

Коллектор помещается на дно незамерзающего водоема.

Для теплообмена употребляется две скважины – дебитная и дренажная. Давшая тепло вода сливается обратно в водоносный горизонт.

Воздушные

Они смогут стать совершенным вариантом для теплых климатических территорий. Низкая цена решения, недорогой и несложный монтаж делают их весьма привлекательным источником тепла в отсутствие магистрального газа.

Стоит, но, учесть несколько тонкостей.

Кроме того лучшие устройства этого типа сохраняют работоспособность при температурах уличного воздуха до -25С.
С падением температуры падает COP прибора. В случае если при +10 он равен пяти, то при -25С снизится до двух.

Принципиальный момент, актуальный для всех типов тепловых насосов: чем ниже температура теплоносителя, тем меньше дельта между ней и окружающей средой, соответственно – тем выше COP прибора. Как раз исходя из этого с тепловыми насосами всех видов употребляются радиаторы с громадным количество секций, а температура теплоносителя не поднимается выше +45С.

Воздушное отопление

Газовые, соляровые и твердотопливные котлы воздушного отопления всецело дублируют изюминке своих собратьев, предназначенных для нагрева воды. Раздельно стоит выделить только несколько конструкций.

Булерьян

Под этим заглавием, забранным у одного из первых производителей, прячется конвекционная печь-газогенератор. Ее основная изюминка – в том, что топка окружена открытыми снизу и сверху металлическими трубами громадного диаметра, в которых при нагреве появляются устойчивые конвекционные потоки. Криволинейность труб содействует действенному перемешиванию воздуха в помещении.

Увидьте: нагретый воздушное пространство возможно разведен системой воздуховодов. Для его принудительной подачи смогут употребляться простые канальные вентиляторы.

Инверторный кондиционер

Любой кондиционер представляет собой частный случай теплового насоса, работающего по схеме “воздух-воздух”. Как раз инвертор отличается тем, что применяет преобразование переменного тока в постоянный, что разрешает гибко руководить мощностью компрессора. При нагреве воздуха до нужной температуры компрессор не останавливается, а снижает обороты.

Побочное следствие того, что компрессор неизменно в работе – свойство инвертора делать свои функции при низких (впредь до уже упомянутых -25С) температурах. Фактически, многие модели позиционируются производителями как раз как бытовые тепловые насосы.

Отопление инверторами – без сомнений, лучшее решение в регионах, где зимние температуры не опускаются ниже -10 – -20 градусов. Дабы инструкция по выбору схемы отопления не была бездоказательной, создатель поделится собственным опытом применения инверторного кондиционера для обогрева мансарды прошедшей зимний период.

Параметр	Значение
Модель кондиционера	Cooper&Hunter CH-S12FTXN
Цена с установкой	27000 рублей
Тепловая мощность в режиме нагрева	4,12 КВт
COP	4,2
Потребляемая мощность в режиме нагрева	0,22 – 1,55
Отапливаемая площадь	60 м2
Поддерживаемая температура	+22С
Средняя температура месяца	+2С
Нижний пик температуры	-21С
Фактический расход электричества кондиционером за месяц	400 КВт*ч
Размещение	Севастополь, Крым

Заключение

Сохраняем надежду, что наш миниатюрный обзор окажет помощь читателю выбрать оптимальное для его условий решение. Дополнительную данные о том, какой возможно автономная система отопления, предложит прикрепленное видео. Удач!

6 источников альтернативного отопления частного дома

Экологичная усадьба:Не каждый дом, расположенный в пригородной зоне или в сельской местности, можно подключить к системе газоснабжения или наладить отопление при помощи источника энергоснабжения.

Не каждый дом, расположенный в пригородной зоне или в сельской местности, можно подключить к системе газоснабжения или наладить отопление при помощи источника энергоснабжения. Для этого могут существовать многие причины, среди которых одна из основных – постоянно растущие расходы на подключение, обустройство и содержание отопительной системы с использованием природного газа. В таких ситуациях наиболее рациональный выход – альтернативные источники тепла для дома, которые можно выбрать, исходя из конкретных условий и местонахождения объекта.

В качестве альтернативных источников тепла предлагаются многочисленные технологии отопления с использованием различных видов энергии, включая такие, которые дарит людям сама природа – энергия, ветра, земли, солнечная электроэнергия, биологические виды топлива, а также ставшая привычной энергия сгорания твердого и жидкого топлива.

Выбирая альтернативные системы отопления частного дома, следует учитывать специфику местных условий, отталкиваясь при расчетах от критериев:

Рассмотрим альтернативные способы обогрева помещений и системы отопления частных домов, применяемые как альтернатива газу.

КОТЛЫ НА БИОТОПЛИВЕ – АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ИСТОЧНИК ОТОПЛЕНИЯ ЧАСТНОГО ДОМА И КВАРТИРЫ

Котлы на биотопливе – распространенные альтернативные источники энергии для частного дома, которые отличает высокое качество исполнения. Биотопливо в виде брикетов и пеллет из сырья растительного происхождения (опилки, стружка, отходы пиломатериалов, лузга подсолнечника) – альтернативное отопление, которое может служить идеальной заменой газовому отоплению в частном доме благодаря высокой теплоотдаче, которая может достигать 6-8 тыс. кКал/кг. Котел для биотоплива – универсальное отопительное устройство с высоким КПД, оснащенное автоматической системой управления, и может с успехом применяться и для отопления другими видами твердого топлива, в том числе углем, дровами, угольными брикетами.

Котлы на биотопливе, как альтернативные источники отопления частного дома, могут использоваться не только для отопления (одноконтурные котлы), но и обеспечивать горячее водоснабжение помещений – для этого можно приобрести двухконтурный котел или добавить к существующему устройству второй контур с бойлером соответствующего типа (проточный или накопительный). Несложное устройство котлов для биотоплива дает возможность обустроить альтернативное отопление дома своими руками, сэкономив, таким образом, часть средств семейного бюджета.

СИСТЕМА ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ — ХОРОШИЙ ВАРИАНТ

Рассматривая альтернативные виды отопления частного дома, стоит обязательно остановиться на тепловых насосах, использующих энергию природных источников тепла, в том числе, подземных и наземных вод, грунта, воздуха. В зависимости от того, какие альтернативные источники тепла используются, различаются тепловые насосы:

Конструктивно тепловой насос состоит из следующих компонентов:

Фреон, попадая в испаритель через капиллярное отверстие, испаряется в результате резкого падения давления. Стенки испарителя, нагретые за счет геотермальных вод, отдают тепло хладагенту. Компрессор, всасывая и сжимая хладагент, способствует его нагреву до температуры до 85-125о С, после чего выталкивает его в конденсатор, отдавая тепло через конденсатор в отопительный контур. Остывший хладагент вновь превращается в жидкость. Процесс повторяется до тех пор, пока помещение не прогреется до установленной температуры. Получив сигнал, терморегулятор останавливает работу теплонасоса и вновь включает его, когда температура в доме опускается до соответствующей отметки.

Если вам удалось обеспечить электричество в частном доме своими руками (или с привлечением мастера) – установка теплового насоса поможет сократить расходы на теплоснабжение в сравнении газовым отоплением.

К достоинствам тепловых насосов относятся:

Схема подогрева воды с помощью теплового насоса

СОЛНЕЧНЫЕ КОЛЛЕКТОРЫ — ОТЛИЧНЫЙ ВИД АЛЬТЕРНАТИВЫ

Современное отопление частного дома может быть обеспечено за счет многочисленных альтернативных способов обогрева, среди которых солнечный коллектор является одним из наиболее эффективных. В отличие от солнечных батарей, где вырабатывается солнечная электроэнергия, устройство солнечных коллекторов позволяет концентрировать тепловую энергию Солнца и направлять ее на нагревание теплоносителя (воды, масла, воздуха, антифриза и пр.). Циркулирующий в коллекторе теплоноситель нагревается, после чего накопленное тепло передается в резервуар-накопитель для последующего расходования в системе отопления и горячего водоснабжения.

ИНФРАКРАСНЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ СВОИМИ РУКАМИ

Источники тепла — инфракрасные излучатели, именуемые как эко обогреватели, — еще один вариант обогрева помещений в частном доме, в офисе или на производстве. Принцип действия инфракрасного излучателя основан на передаче тепловой энергии в виде инфракрасного излучения предметам, которые, нагреваясь, отдают направленное тепло в воздух помещения, в окружающее пространство на открытых площадках и т.д.

Наиболее эффективно ИК излучатели, как альтернативные системы отопления, способны обогревать конкретные предметы или части помещений. Таким образом, ИК излучателемможно обогреть людей, работающих на открытом воздухе или в конкретной части помещения. Использование ИК обогревателей создает экономию на отоплении, позволяя обогревать только полезную часть пространства. По способу установки и крепления различаются обогреватели настенные, потолочные, напольные, с направленным действием инфракрасного излучения.

ВОДОРОДНЫЕ КОТЛЫ — НАНОСПОСОБ

Водородные котлы как эффективные системы альтернативного отопления появились сравнительно недавно. Водородный котел, как источник тепла, использует тепловую энергию, образующуюся при реакции между водородом и кислородом, в результате которой образуются молекулы Н2О с одновременным выделением значительного количества теплоты (до 40о С). Полученное тепло передается на обогрев помещений.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА ЛУЧШЕ ЧЕМ ГАЗ

Электрические котлы как альтернативное отопление частного дома – наиболее простой выход в поисках недорогих способов отопления помещений. Подобрать электрический котел, несложно, достаточно заглянуть в соответствующие каталоги, с помощью специалистов выполнить расчеты необходимой мощности оборудования, соответствующей объемам помещений.

Важно: перед установкой электрического котла проверьте сопротивление изоляции электропроводки и ее соответствие мощности нового оборудования. Во избежание скачков напряжения понадобится стабилизатор напряжения.

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на НАШ youtube канал Эконет.ру, что позволяет смотреть онлайн, скачать с ютуб бесплатно видео об оздоровлении, омоложении человека. Любовь к окружающим и к себе, как чувство высоких вибраций – важный фактор оздоровления – econet.ru.

Ставьте ЛАЙКИ, делитесь с ДРУЗЬЯМИ!

Для установки электрических котлов не требуется отдельное помещение – даже самые мощные из них имеют небольшие габариты. Нет необходимости и в мощных вытяжках и дымоходах – такое альтернативное отопление дома полностью соответствует экологическим требованиям. Альтернативное отопление — это современный подход к энергии. опубликовано econet.ru

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Источники теплоты автономных систем теплоснабжения.

На сегодняшний день активное развитие систем децентрализованного теплоснабжения является следствием значительных объемов нового коттеджного строительства в пригородных и сельских зонах застройки, а также реализации масштабных объемов жилищного строительства и реконструкции старой застройки городов. Значительному расширению сферы применения децентрализованного теплоснабжения также содействует рост количества нетиповых объектов, возводимых как в коттеджной, так и в городской застройке, где довольно часто возникают проблемы получения лимитов на отпуск тепловой энергии, возникающие благодаря нехватке имеющихся мощностей централизованных источников и тепловых сетей.

Данная устойчивая тенденция резкого увеличения числа крышных, встроенных, пристраиваемых и отдельно стоящих автономных котельных, которые обеспечивают теплоснабжение отдельных зданий (реже группы зданий), тепловой мощностью от 30 кВт до 3,5 МВт, подтверждается на протяжении двух последних лет и может оцениваться для различных регионов значением 20-80% от тепловых мощностей, вводимых в жилищно-коммунальном хозяйстве.

Современная система децентрализованного теплоснабжения представляет весьма сложный комплекс функционально взаимосвязанного оборудования, включающего автономную теплогенерирующую установку и инженерные системы здания (горячее водоснабжение, системы отопления различного назначения и вентиляции). Существует ряд требования, предъявляемый потребителями теплоты современного здания к параметрам и характеристикам теплоносителя, условиям контроля и управления режимами отпуска теплоты, продолжительности функционирования, ставят целый комплекс теплотехнических задач перед теплогенерирующей установкой, существенно усложняя ее структуру.

Технические решения тепловых схем автономных источников должны учитывать несколько особенностей первоначальных условий: по виду используемого топлива; типу теплогенератора; качеству исходной воды; условиям потребления горячей воды; по конструктивному исполнению систем отопления (центральные, напольные, включая подогрев воды в бассейнах); по режимам работы систем вентиляции и др. Вышеописанные технические решения проблем требуют тщательного обоснования выбора теплогидравлической схемы, анализа условий работы, обеспечения надежности функционирования и защиты оборудования от нерасчетных режимов эксплуатации.

Выпущенный Госстроем России Свод правил по проектированию СП 41-104-2000 “Проектирование автономных источников теплоснабжения” в силу объективных факторов охватывает наиболее основные требования к конструктивным решениям и не может содержать исчерпывающего объема рекомендаций для проектирования (в частности, р. 5 “Котлы и вспомогательное оборудование котельных”, р. 6 “Водоподготовка и водно-химический режим”).

Целью публикации данного свода правил является дополнение рекомендаций нормативных документов [1-5] детальным рассмотрением перечисленных выше факторов в конкретных технических решениях принципиальных тепловых схем автономных источников теплоснабжения с использованием примеров расчета и комментариев, предоставляющих разработчикам схем теплоснабжения (или их узлов) информацию для обоснования проектных решений.

I. Системы горячего водоснабжения от автономных теплогенераторов

Автономные системы горячего водоснабжения в секторе жилищно-коммунального хозяйства имеют долгую историю развития как в малоэтажной застройке, так и в многоэтажных зданиях. Первыми теплогенераторами были водогрейные колонки. Но уже вначале их использования они имели различную конструкцию в зависимости от вида используемого топлива (дровяные и газовые). В настоящее время широко используются в газифицированных районах городской застройки газовые водогрейные колонки – термоблоки – как элемент единой системы теплоснабжения (при централизованном отоплении). Развитие социальной сферы расширяет область применения и увеличивает мощность автономных источников в системах горячего водоснабжения объектов питания, гостиниц, спортивных сооружений, предприятий автосервиса и др.

Разделение автономной системы теплоснабжения на две функциональные структуры – систему горячего водоснабжения и систему отопления зданий – может быть рациональным только в том случае, если будете использовать в качестве энергоносителя газообразного (природный и сжиженный газ) или жидкого топлива (в данном обзоре не рассматривается электроэнергия), которые позволяют полностью автоматизировать работу теплогенераторов, что при использовании твердого топлива в автономных теплогенераторах представляется достаточно дорогостоящим и проблематичным в комплексе технически наиболее сложных и трудоемких процессов топливоподачи и золоудаления с учетом необходимости обслуживания нескольких очагов горения.

На технические решения и режимы работы автономной системы горячего водоснабжения существенное влияние оказывает тип теплогенераторов, которые можно классифицировать как проточные и емкостные.

I.1. Проточные теплогенераторы

Одной из важнейших особенностей проточных автономных теплогенераторов является форсированный гидравлический режим водяного контура с движением теплоносителя со скоростью более 1,5 м/с. Данные гидравлические режимы работы теплогенератора реализуются благодаря существенному уменьшению (по сравнению с емкостными теплогенераторами) объему теплоносителя в нем до 0,025-0,035 дм 3 на 1 кВт теплопроизводительности. Небольшие объемы теплоносителя значительно улучшают динамические характеристики теплогенератора, обеспечивая при этом период релаксации по тепловому возмущению 0,5-2 с/°C, и позволяют создать компактные высокоэффективные теплообменники теплогенераторов при использовании со стороны продуктов сгорания развитых поверхностей нагрева с высоким ребром и большой степенью оребрения. Большинство конструкций проточных теплогенераторов для теплообменников используют медь или нержавеющую сталь.

Проточные теплогенераторы имеют, по сравнению с остальными, высокое гидравлическое сопротивление, но их важным эксплуатационным качеством является устойчивость к отложению накипи в поверхностях нагрева, что объясняется явлением “смывания” отложений солей жесткости при значительной скорости потока (для меди – уже при скорости потока от 1 м/с, а при скорости 5 м/с – полное исключение отложений).

Если рассматривать технические решения схемы гидравлической обвязки проточного теплогенератора, то важно обеспечить защиту теплообменника от низких температур теплоносителя на входе и, как следствие, возникновение внутренних механических напряжений в элементах конструкции теплообменника, а также, по возможности, защитить горелочное устройство от попадания в него образующегося в этом случае конденсата, что наиболее характерно для систем горячего водоснабжения при подаче в холодный период года воды с температурой 5°C. Для того, чтобы исключить такие режимы работы необходимо обеспечить температуру поступающей в теплогенератор воды не ниже 40°C за счет рециркуляции горячей воды, соответствующей обвязки трубопроводами баков-накопителей или подбора поверхности теплообменников. Рассматриваемая нами простейшая схема горячего водоснабжения от проточного водонагревателя, тупиковая без циркуляционной линии, используется в малопротяженных квартирных системах, оснащенных теплогенераторами мощностью до 30 кВт, в которых для предварительного подогрева воды перед основным оребренным теплообменником и для защиты атмосферной горелки от конденсата достаточно часто используется экранирование топочной камеры листовой медью с внешним змеевиком большого шага из медной трубы.

Были случаи, когда решающим фактором при выборе схемы горячего водоснабжения является возможность регулирования мощности горелочного устройства и, соответственно, теплогенератора. При использовании позиционного регулирования мощности проточного теплогенератора (Q/Qн=0-1 или Q/Qн=0-0,5-1) использование схемы горячего водоснабжения без накопительной емкости требует установки специального оборудования, подбираемого по максимальному “пиковому” теплопотреблению в системе, что в совокупности приводит к существенным колебаниям температуры подаваемой воды. Именно поэтому во время использования теплогенераторов с позиционным регулированием мощности следует отдавать предпочтение схемам аккумуляцией горячей воды, для которых номинальная мощность теплогенератора подбирается с учетом емкости бака-накопителя (емкостного водонагревателя) по величине среднечасовой за сутки нагрузки горячего водоснабжения.

При использовании проточных теплогенераторов, оснащенных модулируемыми горелочными устройствами с хорошей глубиной регулирования (Q/Qн=0,2-1,0), обеспечивает стабильные технические и эксплуатационные показатели работы системы горячего водоснабжения без применения накопительных емкостей.

Также нужно заметить, что совершенно недопустимо применение в системе горячего водоснабжения оцинкованных стальных труб с теплогенераторами, оснащенными медными теплообменниками.

Хорошее качество и долговечность работы проточных теплогенераторов данной в системе горячего водоснабжения во многом определяются техническим обоснованием решения по надежному обеспечению гидравлического режима и защите теплогенератора.

I.2. Емкостные теплогенераторы

При использовании емкостных теплогенераторов выевляются особенности работы проточных теплогенераторов в тех случаях, когда объем воды в емкостном теплогенераторе менее 5 дм3 на 1 кВт мощности.

Для емкостных теплогенераторов систем горячего водоснабжения и для вторичных контуров схем с независимым подключением проточных теплогенераторов необходимо учитывать несколько значительных деталей:

предусматривать защиту оборудования от отложений накипи умягчением воды в установках ее химической обработки (наиболее остро необходимость обработки воды становится при ее общей жесткости 4,5 мг-экв/л и более);
обеспечить защиту емкостей-аккумуляторов от внутренней коррозии (в большинстве случаев путем антикоррозионной обработки поверхностей емкости и электрохимической защитой, преимущественно с магниевым анодом);
системой управления работой емкостных водонагревателей, баков-аккумуляторов обеспечивать периодический (один раз в 5-8 дней) нагрев воды в емкости до 90°C с целью уничтожения бактерий легионелл.

Необходимо также помнить, что схемы с емкостными теплогенераторми обладают значительной тепловой инерцией в периоды запуска и больших водоразборов и могут приводить к существенным колебаниям температуры воды у потребителя.

Во время обоснования числа установленных теплогенераторов и их единичной мощности необходимо руководствоваться суточным графиком потребления горячей воды, значениями часовой неравномерности потребления, максимальным и среднечасовым расходами в системе, наличием баков-аккумуляторов, типом теплогенераторов (емкостные или проточные) и их параметрическим рядом (по мощности). Во время применения схем без баков – аккумуляторов горячей воды суммарная мощность устанавливаемых теплогенераторов подбирается по наибольшему “пиковому” потреблению горячей воды, при использовании баков-аккумуляторов (емкостных нагревателей) все оборудование первичного контура схемы горячего водоснабжения (включая теплогенераторы) подбирается по среднечасовой нагрузке горячего водоснабжения:

где Gi – расход горячей воды за i-й час.

Во всех рассмотренных нами случаях использования двух и более котельных агрегатов для работы в системе горячего водоснабжения рекомендуется производить обвязку теплогенераторов по приведенным схемам с индивидуальными для каждого теплогенератора питательными насосами и запорно-регулирующей арматурой.

Если же Вы используете каскадное регулирование мощности параллельно включенных теплогенераторов для исключения перетока холодной воды в режимах работы одного теплогенератора, рекомендуется устанавливать клапан “отсечки” потока.

1.3. Пример расчета

Для наглядного примера приведены результаты расчета схемы горячего водоснабжения с непосредственным водоразбором от проточного теплогенератора.

Тепловая мощность установки рассчитывалась по наибольшему “пиковому” расходу теплоты на горячее водоснабжение /СП 41-104-2000 п. 3.13 г./. К установке принят проточный водогрейный котел с модулируемой горелкой, номинальной теплопроизводительностью =558 кВт. Расход теплоносителя через котел согласно паспортным данным Gк=47 м3/ч=13,06 кг/с, гидравлическое сопротивление котла DPк=46 кПа.

Тепловая схема рассчитывалась следующим образом для четырех характерных режимов:

зимний с максимальной нагрузкой Qmaxгв =540 кВт;
зимний со среднечасовой нагрузкой горячего водоснабжения Qгвср=225 кВт;
зимняя с частичной нагрузкой Qгв=0,5 Qгвср=112,5 кВт;
летняя с максимальной нагрузкой Qmaxгв =354 кВт /СП 41-104-2000/.

Среднечасовая нагрузка Qгвср рассчитывалась по рекомендациям /СП 41-104-2000, п. 3.13. г./ исходя из величины максимальной нагрузки Qmaxгв =2,4 Qгвср кВт.

Расход воды в циркуляционном трубопроводе принимали Gц=0,1 Gгвср.

Результаты расчета
Режим	Параметр
Режим	Q 1 гв, кВт	t’’хв, °C	tк=tгв, °C	Gк, кг/с	Gгв, кг/с	Gц, кг/с	Gс, кг/с	Gр, кг/с	t’к, °C
Максимальный зимний	540	5	60	13,06	2,34	0,1	2,44	10,62	50,0
Среднечасовой зимний	225	5	60	13,06	0,98	0,1	1,08	11,98	55,6
Частичный зимний	112,5	5	60	13,06	0,49	0,1	0,59	12,47	57,7
Максимальный летний	354	15	60	13,06	1,88	0,1	1,98	11,18	53,8

Источник: ООО “Вемиру”

Телефон: (499) 130-93-84

На сайте bagetart.ru картины багеты представлены 1500 видами из дерева и других материалов.

Дизайн проект интерьера позволит Вам виртуально увидеть предстоящее преобразование Вашего пространства, сделать уточнения, найти оптимальный вариант изменения интерьера Вашей квартиры или любого другого помещения. Дизайнер Дизайн студия InSight согласует с Вами направление и стиль интерьера и доведет начатый проект до сдачи его в эксплуатацию.

Основные проблемы альтернативной энергии

Альтернативное будущее энергетики, отношение власти к этому вопросу

Паровая винтовая машина для надстройки существующей паровой котельной до мини-ТЭЦ

Пути повышения эффективности тепло- и энергоснабжения Москвы. Анализ современного состояния энергетического хозяйства Москвы.

Системы теплоснабжения от автономных теплогенераторов

Атмосферные газовые горелки автономных теплогенераторов

Источники теплоты автономных систем теплоснабжения.

Выбор радиатора отопления

Выбор водонагревателя

Сколько стоит теплота или как вас нагреть?

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93

Все документы предоставлены для ознакомления!
Перепечатка материалов сайта возможна только с письменного разрешения администрации сайта!

Исследование целесообразности использования автономных систем теплоснабжения на Севере

Рубрика: 5. Энергетика

Статья просмотрена: 343 раза

Библиографическое описание:

Иванов В. А. Исследование целесообразности использования автономных систем теплоснабжения на Севере [Текст] // Актуальные вопросы технических наук: материалы Междунар. науч. конф. (г. Пермь, июль 2011 г.). — Пермь: Меркурий, 2011. С. 57-58. URL https://moluch.ru/conf/tech/archive/4/882/ (дата обращения: 27.02.2020).

Подбор наиболее эффективных и целесообразных систем теплоснабжения среди централизованных, децентрализованных или другими словами – местных, а также автономных систем осуществляется и по сей день. Каждая отопительная система имеет свою область применения, зависящую в особенности от специфических условий климата России. Особенно актуален сейчас вопрос выбора отопительной системы в связи с государственным стимулированием развития малоэтажного строительства в РФ.

Основное назначение любой системы теплоснабжения состоит в обеспечении потребителей необходимым количеством теплоты требуемого качества. Теплоснабжение населенных пунктов имеет важное значение для жизнедеятельности человека особенно в условиях холодного климата Республики Саха (Якутия).

Развитие систем теплоснабжения в РС (Я) может быть достигнута за счет повышения надежности и эффективности централизованных систем при одновременном широком применении автономных систем теплоснабжения. Она включает: создание автономных источников генерации теплоты; снижение потерь при доставке теплоты потребителю; повышение КПД действующего котельного оборудования.

Рынок строительных материалов и оборудования растет с каждым годом. Одной из весомых статей затрат при строительстве индивидуального дома является теплотехническое оборудование. Параллельно с этим приходится наблюдать неуклонное возрастание цен на энергоносители вообще и на природный газ в частности. Это заставляет владельцев жилья уделять все больше внимания эффективности отопления своих домов и стараться всячески уменьшить расход топлива как во вновь строящихся, так и в уже существующих системах отопления.

Применение автономных отопительных систем наиболее эффективно в малоэтажном загородном строительстве, данная система заключается в том, что каждое строение имеет свою собственную систему генерации и подачи тепла. Последнее время автономное отопление все чаще используется в поквартирном отоплении. Обе отопительные системы имеют свои преимущества и недостатки, свои области применения, однако технологический уровень практически один. В итоге качество оборудования и его техническое совершенство во многом определяет основные критерии системы: эффективность, надежность и безопасность.

Эффективность автономной системы определяется выбором наиболее подходящего котельного оборудования; определением расчетной мощности теплогенератора в зависимости от климатических условий и теплотехнических характеристик отапливаемого помещения; от стоимостных показателей оборудования; проектно-монтажных работ отопительной системы и самой эксплуатации автономной системы теплоснабжения.

Максимальная конструктивная простота котельного оборудования во многом определяет ее надежность, т.е. увеличивается вероятность безотказной работы. А отсутствие длинных тепловых сетей значительно повышает надежность системы при правильной эксплуатации.

Автоматизированные средства регулирования и управления процессами функционирования автономной системы определяют ее безопасность во время эксплуатации, которые прогнозируют и предотвращают возможные аварийные ситуации.

При проектировании здания энергоэффективность достигается за счет теплозащиты сооружаемого здания, объемно-планировочных решений здания, выбора тех или иных систем теплоснабжения и способов регулирования и автоматизации. Требуемая энергоэффективность может быть достигнута за счет баланса уровня теплозащиты, объемно планировочных решений и эффективности самой системы теплоснабжения.

В качестве главного потребительского требования с общегосударственной (или региональной) точки зрения необходимо установить нормативы по удельному расходу энергии на отопление зданий за отопительный период в местах первичного потребления топливных ресурсов (например, по расходу газа в котельных). Таким образом, при нахождении уровня теплозащиты рассматривается вся цепочка от первичного преобразования топлива в тепловую энергию, теплопотери при транспортировке теплоты потребителю и преобразование ее в низко потенциальные параметры в тепловых пунктах и эффективности систем отопления.

ИФТПС ЯФ СО РАН СССР в 1987 г. была разработана «Нормирование расхода теплоты и топлива на отопление и горячее водоснабжение зданий в Якутской АССР».[1]. Нормы 1987 года были разработаны, с целью уточнения и совершенствования норм расхода топлива на отопление жилых и общественных зданий в Якутской АССР.

Но в связи с климатическими условиями Крайнего Севера эти нормы были скорректированы с учетом произошедших изменений в структуре жилищно-коммунального сектора и перехода страны от планового ведения хозяйствования к рыночным взаимоотношениям между производителями и потребителями теплоты и на основании положений Федерального Закона РФ «Об энергосбережении» и Закона РС (Я) «Об энергосбережении и эффективности использования энергии». В них отражены требования по уровню теплозащиты зданий и контроля за ее качеством.

Что касается учета эффективности систем теплоснабжения, энергетическая эффективность системы теплоснабжения здания формируется показателями эффективности добычи, транспортировки, сжигания топлива, распределения и регулирования тепловой энергии.

Практически повсеместно в России применяется нормативная система оплаты жителями тепловой энергии. Это относится как к отоплению, так и горячему водоснабжению.

Муниципалитеты совместно с представительными органами власти устанавливают единые нормативы по отоплению, поэтому потребитель приходиться оплачивать услуги по отоплению без связи с объемом реально потребленного тепла.

В этой ситуации единственным способом «обратной связи» для потребителя по качеству отопления являются жалобы в жилищно-эксплуатационные предприятия. Единые, уравнительные платежи полностью устраняют какие-либо стимулы к энергосбережению, не говоря уже о поощрении инвестиций в модернизацию зданий и систем отопления с целью повышения энергоэффективности.

В качестве основы для выставления счетов чаще всего используется расчетное значение, так как «ближайший» теплосчетчик находится в лучшем случае на центральном тепловом пункте, обслуживающем группу зданий централизованного теплоснабжения, или источнике теплоснабжения. Иногда в качестве исходного прибора, определяющего количество отпущенного (потребленного) тепла, используется газовый счетчик котельной.

Выходом из сложившейся ситуации может стать установка автономных теплогенераторов для отопления малых застроек, не имеющих возможности подключения к центральному отоплению. Основные преимущества применения автономного теплоснабжения от централизованного теплоснабжения:

1. Основными приборами учета при автономном отоплении являются: счетчик холодной воды, счетчик газа, электросчетчик. За счет этого снижается оплата за отопление и горячее водоснабжение, которая напрямую зависит от кубометров потребленного газа и воды;

2. Потребитель сам заинтересован в экономии газа, воды и энергосбережении дома;

3. За счет высокого коэффициента полезного действия и минимальных потерях при транспортировке тепла, автономное отопление является высокоэкономичным;

4. Повышается уровень комфорта в помещениях. Потребитель получает возможность самостоятельно определять температуру и уровень использования теплоты и горячей воды. При этом снимается проблема перебоев с подачей горячей воды и теплоты по техническим, организационным и сезонным причинам;

5. Снижается стоимость коммунальных услуг за отопление и горячего водоснабжения. За счет резкого снижения потерь в тепловых сетях и бесконечных затрат на их ремонт, уменьшается годовое потребление газа;

6. Удешевляется жилищное строительство, так как отпадает необходимость в дорогостоящих теплосетях, тепловых пунктах, приборах учета;

7. Обеспечивается возможность замены трубопроводов, запорно-регулирующей арматуры и отопительных приборов в отдельных квартирах при перепланировке или аварийных ситуациях без нарушения режима эксплуатации систем отопления в других квартирах;

8. Как бы ни говорили об экологической вредности таких систем, все равно они вряд ли превысят выбросы систем централизованного отопления, кроме того, полностью исключат такие явления, как парящие зимой газоны, разрытую землю, отходы утеплителей.

Таким образом, технический уровень современного оборудования по выработке, транспорта и распределения теплоты позволяет создавать энергоэффективные автономные системы теплоснабжения в отдаленных, изолированных северных территориях России, где применение автономного теплоисточника становится все более популярной при нестабильном централизованном теплоснабжении.

Сегодня владельцами индивидуальных домов предъявляются все более высокие требования к экономичности систем отопления, их способности обеспечить комфортную температуру в помещениях, удобству в пользовании, поэтому установка автономного теплоисточника обеспечит независимость потребителя от центрального отопления.

Нормирование расхода тепла и топлива на отопление и горячее водоснабжение зданий в Якутской АССР. – Якутск: Госкомиздат ЯАССР, 1987. – 110 с.

Манов Н.А. Управление электроэнергетическими системами – новые технологии и рынок. Сыктывкар, 2004. – 298 с.

Хаванов П.А. Автономная система теплоснабжения – альтернатива или шаг назад? AВОК №1/2004.

Кара-Мурза С.Г., Телегин С.А. Царь-Холод. –М.: Эксмо, 2004. – 384 с.

Материалы IX Международного симпозиума по развитию холодных регионов. Якутск, 1-5 июня 2010. – 276 с.

Кузьмин А.Н., Михеева Е.Ю. Малая энергетика Севера Якутии: проблемы и перспективы развития. – Якутск: ЯНЦ СО РАН, 2009. – 160 с.

Обзор автономных систем отопления

Автономные системы отопления обретают в нынешнее время все большую популярность в загородных домах и коттеджах. Причина тому простая: владельцы предпочитают отказываться от услуг коммунальных организаций, но чтобы тепло в дом по-прежнему поступало бесперебойно. При выборе той или иной системы (основные ее разновидности будут рассмотрены ниже) нужно принимать во внимание многие факторы: от плана дома до стоимости энергоносителя и соответствующих приборов в целом.

Принципы работы

Как правило, отопительная система (как воздушная, так и водяная) состоит из следующих конструктивных элементов:

теплогенератор (отопительный котел);
трубы, по которым нагретая рабочая жидкость передается потребителям;
радиаторы – приборы, которые занимаются непосредственно передачей тепловой энергии по помещениям.

Ознакомимся подробнее с каждым из элементов. Дело в том, что суммарная стоимость отопитиельной системы во многом зависит от того, какое оборудование будет выбрано для эксплуатации.

Основные типы отопительных котлов

Котел – это самый сложный и в то же время самый дорогой компонент магистрали. Следовательно, к его выбору следует подходить максимально ответственно. Вначале нужно выяснить, какая мощность котла требуется конкретно для вашего дома. Этот показатель зависит от теплопотерь, общей площади сооружения и того, как система будет эксплуатироваться.

Стоит заметить, что все параметры, которые требуются для расчета мощности, обычно указываются в проектах домов. Собственно, даже схема этой системы в идеале должна составляться параллельно с этим проектом, поскольку многие проемы и отверстия, требуемые для прокладки трубопроводов, лучше предусмотреть еще до начала строительных работ, а не по их окончании.

Для индивидуального отопления может использоваться один из следующих типов котлов:

на газу;
электрические;
жидкотопливные;
на твердом топливе;
комбинированного типа.

Рассмотрим каждый из вариантов более подробно.

Вариант №1. Газовые котлы

Котлы, работающие на газу, относятся к самому распространенному отопительному оборудованию, а по числу выполненных установок существенно превышают кол-во установок твердотопливых и электрических приборов (вместе взятых). А все потому, что отопление газом на сегоднящний день считается самым выгодным, к тому же у него имеется масса преимуществ.

Так, к таковым преимуществам относится доступная стоимость, полная автономность и высокая скорость проведения монтажных работ. А если произвести несложные экономические расчеты, то становится очевидным, что у газового отопления – если сравнивать с отоплением с помощью угля, дизельного топлива либо же электричесва – эффективность более высокая.

Чтобы выполнить установку, требуется минимум времени, поскольку для этого изначально не требуется применение тяжелой техники. К слову, это позволяет сэкономить еще и на проведении строительных работ.

Обратите внимание! Под термином «полная автономность» подразумевается независимость владельца дома от перманентно меняющихся тарифов на отопление (это устанавливают коммунальщики), перепадов давления в сети, присущих большей части современных газопроводов. Также важно, что отопление газом может включаться в любое время года, невзирая на то, каковы сроки начала сезона отопления.

Такие автономные системы отопления при работе не выделяют сажи или шлака. Для сравнения: если пользоваться печным отоплением, то появление продуктов сжигания топива неизбежно, что не только ухудшает интерьер своим оседанием на поверхностях, но и существенно ухудшает качество воздуха.

Ранее мы рассказывали основных принципах и схемах работы геотермального отопления, разбирали различные варианты конструкций и их особенностей, в дополнение к этой статье советуем вам ознакомится с данной информацией читайте об этом тут

Видео – Газовое отопление

Вариант №2. Твердотопливные котлы

Главными преимуществами, которые есть у котлов, работающих на твердом топливе, являются низкая стоимость используемого топлива и его доступность. Хотя вполне очевидно, какой у них основной минус – они неспособны функционировать полностью автономно, так как требуется регулярная загрузка топлива и очистка топочной камеры (придется делать это каждый день).

Эффективность твердотопливных котлов существенно ниже, чем газовых или, к примеру, электрических, более того, они намного больше выделяют вредных веществ в атмосферу. Что касается схемы установки, то она подразумевает сооружение дополнительных площадок, на которых будет храниться топливо, и постоянную трату времени на его загрузку.

Разумеется, технологии на месте не стоят, а современные приборы были оснащены специальными механизмами для автоматической поддержки требуемой температуры рабочей жидкости – речь идет о температурных датчиках.

Каждый из таких датчиков соединяется с заслонкой механическим путем, а сама заслонка при этом регулирует сжигание посредством изменения тяги.

И если температура жидкости будет выше заданной отметки, то заслонка сразу же прикрывается, следовательно, горение начинает происходить заметно медленнее. Также стоит заметить, что схема твердотопливного обопления зданий не предусматривает подключение к электросети.

Обратите внимание! На нынешнем рынке есть немало систем, где дрова сжигаются по принципу пиролиза, то есть горит как дерево, так и древесный газ, образующийся под влиянием повышенных температур. Этот газ появляется в камере для топлива и поступает посредством форсунки. Пылает ярким белым (или, как вариант, несколько желтоватым) огнем.

У подобного рода котлов приличный КПД (порядка 85 процентов), в ходе использования не появляется сажа, что также следует отнести к существенным достоинствам. Но есть у пиролизных теплогенераторов и недостатки – это необходимость в подключении к электрической сети и то, что стоят они дороже традиционных твердотопливных приборов.

Для устранения недостатков, присущих твердотопливному оборудованию, можно воспользоваться одним нехирым способом, использующимся в скандинавских странах. Для этого к отопительному контуру следует подключить термоизолированный аккумулятор для нагретой воды, емкость которого должна составлять 3-10 кубических метров.

При работе котла вода в этом баке будет нагреваться примерно до 90-95 градусов, а далее – посредством термостата и насоса для циркуляции – режим обогрева будет поддерживаться в течение пары дней.

Альтернативное отопление в доме

Ранее мы рассказывали о вариантах и схемах реализации альтернативного отопления частного дома, в дополнение к этой статье советуем вам ознакомится с данной информацией читайте об этом тут

Вариант №3. Жидкотопливные котлы

Справедливости ради стоит отметить, что такие автономные системы отопления являются самыми дорогими среди всех нагревательных приборов, хотя и у них имеются свои поклонники по причине немаловажных положительных качеств. И главное из этих качеств заключается в том, что работа системы полностью автоматизирована.

По внутреннему устройству и особенностям действия дизельные теплогенераторы почти ничем не отличаются от традиционного отопления, которое, как известно, применяется в частных домах. В котельной или на территории участка ставится пластмассовая емкость, в которой, собственно, и будет храниться топливо.

От этой емкости к отопительному прибору проводятся специальные топливные приводы (в большинстве своем они выполнены из меди). При использовании дизтопливо сгорает в котле и нагревает рабочую жидкость, которая обменивается теплом с радиаторами или другими нагревательными приборами.

А теперь давайте сравним стоимость отопления частного дома при помощи жидкого топлива с другими распространенными носителями энергии:

природный газ дешевле в несколько раз;
дерево (равно как и сжиженный газ) дешевле на 20 процентов;
электрический обогрев стоит дешевле процентов на 30.

В последнее время фирмы, занимающиеся производством жидкотопливного отопительного оборудования, на славу постарались для того, чтобы такой тип обогрева стал привлекательным в плане экономическом. Теперь системы отопления потребляют не так много солярки (если сравнивать с моделями, произведенными несколько лет назад), что стало возможным благодаря использованию систем управления теплогенараторами и горелок. Сами горелки стали более экономными и технологическими, при необходимости их можно настраивать на тот или иной режим работы прибора. Котельная автоматика также очень полезна и играет не последнюю роль в обеспечении максимальной выгоды.

Вариант №4. Электрическое отопление

Теплогенераторы, питающиеся от электрической сети, считаются самыми популярными в европейских странах. Безусловно, российские тарифы на электроэнергию еще не дают возможности такого рода отоплению занять лидирующую позицию среди всего ассортимента нагревательного оборудования. Но если подключиться к газовой сети по тем или иным причинам невозможно, то обогрев при помощи электричества остается единственно возможным способом обеспечить свой дом теплом.

Если будет использоваться энергосберегающая система, то вы сумеете сэкономить до 60-ти процентов электрической энергии. Работа такой системы заключается в том, что в ней накапливается более дешевая энергия (речь идет об электрических тарифах), которой в дальнейшем вполне достаточно для 1 суток бесперебойной работы.

Популярность электрическим систем обуславливается и другим существенным фактором: они выглядят более привлекательно и способны вписаться практически в любое помещение. Даже невзирая на высокую цену (если сравнивать с альтенативным оборудованием), на практике эти автономные системы отопления довольно быстро окупаются (как правило, это занимает не более двух лет). Автономная работа возможна сразу в двух режимах:

зарядка;
непосредственно отопление (запуск осуществляется на автомате при помощи таймера).

Видео – Какой отопительный котел выбрать?

Еще одним важным фактором считается то, что при работе электрокотлов не выделяются никакие шумы, запахм или же вредные вещества; нет здесь и открытого огня, благодаря чему котлы и стали максимально пожаробезопасными. Монтаж такой системы отопления не требует предварительного согласовывания в тех или иных инстанциях, исключением является разве что разрешение на отключение от централизованной сети.

Делаем выводы: на основании всего, сказанного выше, выясняем, что единственный недостаток электрического отопления – это высокая стоимость самого энергоносителя.

Вариант №5. Инфракрасное отопление

Такое отопление может подойти при любых эксплуатационных условиях. Ведь с природной точки зрения все системы, описанные выше, работают не совсем правильно: вначале они разогревают воздух, только потом – все остальное. В природных условиях все это происходит ровно наоборот.

Для ИК лучей воздух – это прозрачная субстанция, поэтому они проходят через него беспрепятственно и доходят до окружающих предметов. Длина волны ИК излучения может быть разной, рассмотрим их более детально.

Короткие волны появляются тогда, когда излучающий их предмет нагревается как минимум до 750 градусов. Для помещений с высокими потолками обычное водяное отопление не подходит, ведь разогретый воздух, как известно, всегда поднимается вверх. И если высота потолков составляет 250-360 сантиметров, то лучше использовать навесные ИК обогреватели. Для равномерности прогрева таких обогревателей должно быть сразу несколько.

Обратите внимание! Если высота потолков превышает 400 сантиметров, то, по мнению экспертов, нужно использовать приборы с температурой излучения от 200 градусов.

С конструктивной точки зрения такие котлы – это металлические коробы, в которых распределены нагревательные элементы. Внешняя поверхность обрабатывается специальными материалами, а КПД может достигать 90 процентов. Рельефность поверхности обеспечивает повышение теплоотдачи в два-три раза, так как суммарная площадь также увеличивается. Пустоты между корпусом и нагревателями заполняются термоизолятором (читай: полная пожаробезопасность).

Видео – Альтернативные варианты отопления

Производители, цены на отопительные котлы

Чтобы более детально ознакомиться с теплогенераторами, советуем рассмотреть основные характеристики и цены на самые популярные на отечественном рынке модели. Так вы узнаете, какие модели лучше ставить в автономные системы отопления.

Таблица – Сравнительная характеристика популярных отопительных котлов

Модель

Описание прибора

«Буржуй-К Т-100А»

Эффективный твердотопливный котел мощностью в 100 киловатт и со средними габаритами (174х80х124 сантиметров). Весит прибор 990 килограммов, обойдется примерно в 213200 рублей.

Buderus Logano G-21126D

Немецкий твердотопливный котел, мощность которого может достигать 26 киловаттов. Габариты модели – 103,3х49х94 сантиметра. Весит котел 245 килограммов, в него можно загружать поленья длиной до 38 сантиметров.
Среднерыночная стоимость – 57000 рублей.

«Протерм 20 DLO»

Твердотопливный теплогенератор напольного типа, производимый в Словакии. Его мощность составляет 25 киловатт, габариты – 93,5х44х57 сантиметров. Вмещает поленья длиной до 32 сантиметров, весит порядка 230 килограммов.
Примерная стоимость – 47400 рублей.

ZOTA Mix (50 кВт)

Качественный котел, способен функционировать на дизтопливе, газу, твердом топливе. Его мощность – до 50 киловатт, размеры – 68х49х126,5 сантиметров. Весит модель 235 килограммов, и рассчитана на обогев помещения площадью до 400 квадратов.
Примерная стоимость прибора – 54500 рублей.

Bosch Solid К12-1 С61 2000B

Котел от известного германского производителя, имеющий мощность в 13,5 киловатта и суммарный вес в 158 килограмм. Габариты – 92х60х73 сантиметра, тип используемого топлива – дрова, уголь. Предельный КПД достигает 84 процентов.
Ориентировочная стоимость – 33 500 рублей.

«Протон Кву-0,15 с автоматической загрузкой»

Еще один хороший котел на твердом топливе, отличающийся наличием функции автоматической загрузки. Его мощность составляет 150 киловатт, размеры – 162х101,5х151,5 сантиметров. Рассчитан на обогрев помещения площадью до 1185 квадратов.
Обойдется вам примерно в 407000 рублей.

«Феролли GFN8»

Итальянский комбинированный котел, способный потреблять не только дрова или уголь, но и дизельное топливо. Мощность – 27,5 киловатта, габариты – 95х40х84,7 сантиметра, суммарный вес – 280 килограмм. Предусмотрена опция бойлера.
Стоит порядка 65400 рублей.

Созданное котлом тепло передается к радиаторам по трубам. Длина трубопровода зависит от общей площади здания, кол-ва этажей и выбранного типа разводки (одно-, двухтрубная и проч.). Если будет использоваться второй вариант, то расходных материалов потребуется больше, но и эффективность системы при этом повысится.

Часто автономные системы отопления обустраиваются своими руками. Это не так сложно, как может показаться, да и специальные навыки нужны не всегда. Единственное, с чем могут возникнуть трудности – подключение системы к котлу (особенно к газовому), которое лучше доверить специалистам. Стоит заметить также, что радиаторы могут отличаться не только по кол-ву секций, но и по материалу. Они могут быть:

чугунными;
стальными;
алюминиевыми;
биметаллическими (сталь+алюминий);
медными (очень дорогие, поэтому почти не используются).

На этом все, теперь вы знаете, что собой представляет автономное отопление.

АВТОНОМНЫЕ ИСТОЧНИКИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Автономные источники теплоснабжения — источники тепловой энергии, не связанные с центральными системами теплоснабжения. Эти источники не присоединены к внешним тепловым сетям. Часто они не являются автономными в полном смысле этого слова, поскольку они связаны с централизованными системами снабжения топливом (чаще всего газовым), электричеством и водой. Они обслуживают отдельное здание, группу зданий, а иногда и небольшой населенный пункт. Согласно [14] на долю автономных источников энергии приходится 13,5 %всего производимого в России тепла.

К автономным источникам теплоснабжения относятся котельные установки небольшой производительности газопоршневые агрегаты, газотурбинные и паротурбинные теплофикационные энергетические установки небольшой мощности. Газопоршневые агрегаты и мини-ТЭЦ на основе паротурбинных и газотурбинных установок (ГТУ ТЭЦ) являются автономными источникам как тепловой, так и электрической энергии, т. е. когенеративными источниками. Капитальные вложения в оборудование когенеративных установок существенно выше, чем необходимые вложения в оборудование автономных источников теплоты (см. табл. 3.1.1) [38].

Когенеративные автономные источники энергии Газотурбинные и паротурбинные установки имеют высокую единичную мощность (от 1,25 МВт) и поэтому редко применяются в качестве местных источников теплоснабжения. На ГТУ ТЭЦ продукты сгорания после расширения в турбине направляются в утилизационный теплообменник (ТУ), в котором подогревается вода, либо в котел-утилизатор (КУ), в котором происходит превращение воды в пар. Полученная горячая вода или пар используются в системе теплоснабжения для обеспечения теплового потребителя (ТП). На рис. 3.1.7 приведена схема ГТУ ТЭЦ с утилизационным теплообменником.

Таблица 3.1.1. Капитальные вложения в оборудование систем теплоснабжения различного типа

Тип основного оборудования, элемент системы теплоснабжения	Капитальные вложения в оборудование, у.е./кВт
Централизованные системы на базе: Котельные и РТС мощностью до 100 МВт (без тепловых сетей и местных систем) Мини-ТЭЦ (газотурбинные, паротурбинные) в расчете на суммарную мощность (электрическая + тепловая), без стоимости тепловых сетей и местных систем* Тепловые сети, двухтрубные (с учетом стоимости ИТП) Местные системы отопления и горячего водоснабжения (без стоимости систем дымоудаления)*	45-65 200/450 40-50 25/50
Когенераторные установки (газовый дизель) при единичной мощности агрегата до 1200 кВт (без стоимости тепловых сетей, местных систем и систем дымоудаления)	350-480
Автономные котельные: крышные, пристроенные, встроенные и блочные (без стоимости местных систем отопления и горячего водоснабжения, системы дымоудаления и здания котельной)*	35-45/60-70
Поквартирные системы многоэтажных зданий с учетом стоимости оборудования узлов учета расхода тепла и газа (без стоимости системы дымоудаления)*	30/65

* В числителе — при использовании отечественного оборудования; в знаменателе — при использовании импортного оборудования.

Рис.3.1.7. Схема отопительной ГТУ ТЭЦ:

К – компрессор; КС – камера сгорания; Т – турбина; Г – генератор; ТУ – утилиза-ционный теплообменник; ТП – тепловой потребитель; Н1, Н2 – насосы; В1, В2-вентили

Сжатый в компрессоре воздух подается вместе с топливом в камеру сгорания. Продукты сгорания приводят в действие турбину, вращающую электрический генератор. На выходе из турбины температура продуктов сгорания составляет около 500 °С, и их теплота используется для подогрева воды в утилизационном теплообменнике. Количество продуктов сгорания, поступающих в ТУ, может регулироваться. Насосы Н1 и Н2 обеспечивают циркуляцию воды в контурах теплообменника и теплового потребителя, а вентили В1 и В2 позволяют регулировать расход воды через эти контуры.

Единичная мощность газопоршневых агрегатов бывает существенно ниже, чем у газтурбинных установок, а их электрический КПД заметно выше и достигает 40 %. В таких агрегатах тепловая энергия вырабатывается за счет утилизации теплоты уходящих газов, теплоты охлаждения блока цилиндров и смазочного масла. Это делает систему выработки тепла сложной в изготовлении и обслуживании. Доля вырабатываемой тепловой энергии составляет до 50 % от теплоты, полученной при сжигании топлива.

При проектировании когенеративных установок главной задачей является производство электрической энергии, выработка теплоты при этом играет подчиненную роль. Тогда во время отопительного сезона возникает дефицит тепла, который нужно восполнять из дополнительных источников. Чаще всего этот вопрос решается путем установки пиковых котельных. Принципиальная схема системы теплоснабжения на основе газопоршневого агрегата приведена на рис. 3.1.8.

Рис.3.1.8. Схема теплоснабжения на основе газопоршневого агрегата: ГПД-газопоршневые двигатели; ПК-пиковый котел; ТА-тепловой аккумулятор; ТП-тепловой потребитель

Наиболее распространенным автономным источником теплоснабжения в настоящее время являются водогрейные котельные небольшой мощности. По месту расположения относительно теплового потребителя они разделяются на встроенные, пристроенные, отдельно стоящие, крышные. Чаще всего в качестве топлива в них используются газ или дизельное топливо. Реже используются местные виды топлива, например, древесные отходы. При работе таких котлов возникают проблемы, связанные с дымоудалением, поскольку каждый автономный источник требует сооружения индивидуальной системы дымоудаления, относительная стоимость которой тем выше, чем меньше мощность источника.

Крышные котельные имеют большое преимущество в том отношении, что могут устанавливаться не только на вновь строящихся, но и существующих зданиях. Они не требуют дополнительных площадей внутри или вне здания. При этом может использоваться система трубопроводов и отопительных приборов, спроектированная для центральной системы теплоснабжения. Проблема дымоудаления для крышных котельных не является такой острой, как в других случаях. При проектировании и строительстве крышных котельных на существующих зданиях должны быть решены вопросы прочности строительных конструкции

Современные индивидуальные котельные поставляются, как правило, вместе с системами автоматики и имеют высокий КПД. Среди них следует выделить конденсационные котлы, которые обладают высокой эффективностью за счет утилизации теплоты конденсации влаги, содержащейся в продуктах сгорания.

Автономные источники теплоснабжения, использующие электрическую энергию, такие как электрические котлы и электрические подогреватели, требуют меньших капитальных затрат и легко поддаются регулированию. Главный их недостаток состоит в том, что они используют дорогостоящую электрическую энергию. Их применение оправдано только в тех районах, где нет других источников энергии или имеется ее избыток, а также в качестве временных источников (например, при строительстве зданий).

Главными достоинствами автономных систем теплоснабжения являются возможность индивидуального регулирования тепловой нагрузки и отсутствие дорогостоящих тепловых сетей, являющихся одним из основных источников потерь тепла и теплоносителя. Недостатками таких систем являются необходимость в дополнительных площадях для их установки, обеспечение индивидуального обслуживания и ремонта, затраты на систему дымоудаления.

ГАЗОСНАБЖЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ

Газообразное топливо. Для обеспечения работы предприятий используются природные и искусственные горючие газы.

Природный газ, основу которого составляет метан, является наиболее экологически чистым видом топлива. Природный газ добывается на газовых месторождениях, где расположены газовые промыслы. На промыслах производятся механическая очистка газа от твердых примесей и капельной влаги, его осушка, очистка от сероводорода и углекислоты и отделение наиболее тяжелых фракций.

К природному газообразному топливу относится также попутный нефтяной газ, залегающий вместе с нефтью в нефтяных пластах. При выходе нефти из скважины давление ее снижается, и из нефти выделяются растворенные в ней газы, количество которых составляет 10-15 % от нефти. Кроме метана, он содержит также этан, пропан, бутан и пары более тяжелых углеводородов. На газоперерабатывающих заводах из попутного газа отделяют бензиновые фракции. К природным видам топлива можно отнести и нефтезаводские газы — газы, получаемые на нефтеперерабатывающих заводах при переработке нефти.

Газоснабжение предприятий может осуществляться горючими газами, получаемыми в процессе производства. К ним относятся доменный, конвертерный, коксовый и генераторный газы, являющиеся низкокалорийными видами топлива.

Газоснабжение малых потребителей в сельской местности часто осуществляется сжиженными газами, которые состоят из смеси пропана и бутана и вырабатываются на газоперерабатывающих заводах. Доставка сжиженных газов осуществляется в цистернах. Емкости, в которых производится хранение сжиженного газа, имеют объем 2,2 и 4 м 3 и устанавливаются ниже уровня земли. Для снабжения малых потребителей используются газовые баллоны.

Состав природных газов различных месторождений, попутных нефтяных газов, а также газов, получаемых при переработке нефти, приведен в [14]. Там же приведены подробные характеристики газов, получающихся в процессе газификации твердого топлива, доменных и коксовых газов.

Состав системы газоснабжения. Система газоснабжения промышленного предприятия, которая входит в состав систем теплоэнергоснабжения, является и одной из подсистем системы газоснабжения региона (см. рис. 3.1.9) [22], объединенной с ней единым гидродинамическим режимом добычи, транспорта, хранения и распределения газа.

Горючий газ от места его добычи на газовом промысле доставляется к пунктам его потребления по магистральным газопроводам. Рабочее давление газа в магистральных газопроводах составляет 55÷75 атм. Диаметры магистральных газопроводов большой производительности составляют 1220÷1420 мм. Поверхность газопроводов покрывают слоем изоляции, чаще всего битумной. Различают газопроводы наземной и подземной прокладки.

Рис. 3.1.9. Принципиальная схема единой системы газоснабжения региона:

1 — газовая скважина; 2 — сборный коллектор газа; 3 — главное отключающее устройство заводского газопровода; 4 — установка очистки и осушки газа; 5 — магистральный газопровод; 6 — газоперекачивающая станция; 7 — газораспределительная станция (ГРС); 8 — продувочная газовая свеча; 9 — установка для сжижения природного газа; 10 — резервуары сжиженного газа; 11 — насос сжиженного газа; 12 — установка регазификации сжиженного газа; 13 — компрессор для сжатия газа; 14 — газгольдеры сжатого газа; 15 — газорегуляторный пункт (ГРП); 16В, 16С, 16Н — городские газопроводы высокого, среднего и низкого давлений; 17 — внутризаводские газопроводы промышленного предприятия; 18 — отключающие устройства; 19 — регуляторы давления; 20 — предохранительно сбросной клапан

До поступления в магистральные газопроводы газ проходит переработку на специальных газовых заводах. В зависимости от состава газов переработка может включать следующие операции: очистку от сероводорода и диоксида углерода, извлечение высших углеводородов, осушку и одоризацию газа. Последняя операция (одоризация) заключается во введении в газ небольших количеств резко пахнущих веществ для придания ему запаха, позволяющего обнаружить присутствие газа в воздухе.

Перекачивание газа по газопроводам осуществляется при помощи газоперекачивающих агрегатов, имеющих привод от газотурбинной установки или (реже) от электрического двигателя. Газоперекачивающие агрегаты входят в состав компрессорной станции. Расстояние между компрессорными станциями обычно составляет около 200 км. На перекачку газа по трубопроводам в России затрачивается до 8 % газа от его общей добычи.

В конечных пунктах магистральных газопроводов располагаются газораспределительные станции, на которых происходит снижение давления газа до уровня, требуемого потребителем. Газораспределительные станции, сооружаемые на отводах или в конце магистральных газопроводов природного газа, не входят в состав систем газоснабжения предприятий, но являются для них непосредственными источниками газа. На них снижается и поддерживается на уровне 0,3÷1,2 МПа давление газа, отбираемого из магистрального газопровода, а также учитывается его расход и проводится очистка от механических примесей. Оборудование ГРС рассчитывается на давление до 7,5 МПа. Автоматизация позволяет вести безвахтенное обслуживание ГРС. Только при производительности более 200 тыс. м 3 /ч газа необходим вахтенный персонал.

Для нормальной работы систем газоснабжения сооружают хранилища газа, которые служат для покрытия пиков газопотребления и являются аварийным резервом топлива для крупных потребителей.

После газораспределительных станций газ попадает в газораспределительные сети городов, которые состоят из газопроводов высокого давления второй ступени (0,6 МПа

Дата добавления: 2017-02-25 ; просмотров: 3223 | Нарушение авторских прав

Автономные системы отопления: исследуем источники тепла