Современные системы теплоснабжения. Перспективы развития

Как известно, циркуляция воды в системе, помимо давления, создаваемого насосом и естественным побуждением, получается и от дополнительного  давления Ар, возникающего в результате охлаждения воды при движении по трубопроводам  системы. Наличие этого давления позволило создать системы квартирного  водяного отопления, котел которого не заглублен, а его устанавливают  обычно на полу кухни. В таких случаях  расстояние, следовательно, система  работает только за счет дополнительного  давления, возникающего в результате охлаждения воды в трубопроводах. Расчет таких систем отличается от расчетов систем отопления здании.

Системы квартирного  водяного отопления в настоящее  время широко применяют взамен печного  отопления в одно- и двухэтажных  зданиях в газифицируемых городах: в таких случаях вместо котлов устанавливают автоматические газовые водонагреватели (ЛГВ), обеспечивающие не только отопление, но и горячее водоснабжение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Сравнение  современных систем теплоснабжения  теплового гидродинамического насоса  типа ТС1 и классического теплового  насоса

 

После монтажа гидродинамических  тепловых насосов котельная станет больше похожа на насосную станцию, чем  на котельную. Отпадет потребность  в дымоотводной трубе. Не станет копоти и грязи, значительно уменьшится потребность в обслуживающем  персонале, система автоматики и  контроля полностью возьмет на себя процессы управлением производством  тепла. Ваша котельная станет более  экономичной и высокотехнологичной.

Принципиальные  схемы:

 

 

Рис. 1 Классический тепловой насос

Рис. 2 Гидродинамический тепловой      насос

 

В отличие от теплового  насоса, который может максимально  дать теплоноситель с температурой до +65 °С, гидродинамический тепловой насос может нагреть теплоноситель до +95 °С, а значит, достаточно легко может быть встроен в уже существующую систему теплоснабжения здания.

По капитальным  затратам на систему теплоснабжения гидродинамический тепловой насос  в разы дешевле теплового насоса, т.к. не требует наличия контура  низкопотенциального тепла. Тепловые насосы и тепловые гидродинамические  насосы, схожие по названию, но различны по принципу превращение электрической энергии в тепловую.

Как и классический тепловой насос, гидродинамический  тепловой насос обладает целым рядом  преимуществ:

Экономичность (гидродинамический  тепловой насос экономичнее электрокотлов  в 1,5-2 раза, экономичнее дизельных  котлов в 5-10 раз).

Абсолютная экологичность (возможность использования гидродинамического теплового насоса в местах с ограниченными  нормами ПДВ).

Полная пожаро- и  взрывобезопасность.

Не требует водоподготовки. При работе в результате процессов, проходящих в теплогенераторе гидродинамического теплового насоса, происходит дегазация  теплоносителя, что благотворно  влияет на оборудование и приборы  системы теплоснабжения.

Быстрота установки. При наличии подведенной электрической  мощности, монтаж индивидуального теплового  пункта с использованием гидродинамического теплового насоса может быть произведен за 36-48 часов.

Срок окупаемости  от 6 до 18 месяцев, в связи с возможностью инсталляции в уже существующую систему теплоснабжения.

Время до капитального ремонта 10-12 лет. Высокая надежность гидродинамического теплового насоса заложена конструктивно и подтверждена многолетней безаварийной работой  гидродинамических тепловых насосов  в России и за ее пределами.

 

3. Автономные  системы теплоснабжения

 

Автономные системы  теплоснабжения предназначены для  отопления и горячего водоснабжения  одноквартирных и блокированных  жилых домов. К автономной системе  отопления и горячего водоснабжения  относятся: источник теплоснабжения (котел) и сеть трубопроводов с нагревательными  приборами и водоразборной арматурой.

Преимущества  автономных систем теплоснабжения заключаются  в следующем:

отсутствие дорогостоящих  наружных тепловых сетей;

возможность быстрой  реализации монтажа и запуска  в работу систем отопления и горячего водоснабжения;

низкие первоначальные затраты;

упрощение решения  всех вопросов, связанных со строительством, так как они сосредоточены  в руках владельца;

сокращение расхода  топлива за счет местного регулирования  отпуска тепла и отсутствие потерь в тепловых сетях.

Такие системы отопления, по принципу принятых схем, подразделяются на схемы с естественной циркуляцией  теплоносителя и схемы с искусственной  циркуляцией теплоносителя. В свою очередь, схемы с естественной и  искусственной циркуляцией теплоносителя  могут подразделяться на одно- и  двухтрубные. По принципу движения теплоносителя  схемы могут быть тупиковые, попутные и смешанные. 

Для систем с естественным побуждением теплоносителя рекомендуются  схемы с верхней разводкой, с  одним или двумя (в зависимости  от нагрузки и конструктивных особенностей дома) главными стояками, с расширительным баком, установленном на главном  стояке. 

Котел для однотрубных  систем с естественной циркуляцией  может находиться на одном уровне с нижними нагревательными приборами, но лучше, если он будет заглублен, хотя бы до уровня бетонной плиты, в приямок  или установлен в подвале. 

Котел для двухтрубных  систем отопления с естественной циркуляцией обязательно заглублять по отношению к нижнему нагревательному  прибору. Высота заглубления уточняется расчетом, но не менее 1,5-2 м. Системы с искусственным (насосным) побуждением теплоносителя имеют более широкий диапазон применения. Можно конструировать схемы с верхней, нижней и горизонтальной разводками теплоносителя.

Системы отопления бывают:

водяные;

воздушные;

электрические, в  том числе с греющим электрокабелем, заложенным в пол отапливаемых помещений, и аккумуляторные тепловые печи (проектируются  при наличии разрешения энергоснабжающей организации).

Водяные системы  отопления проектируются вертикальными  с нагревательными приборами, установленными под оконными проемами, и с греющими трубопроводами, заложенными в конструкции  пола. При наличии отапливаемых поверхностей, до 30% отопительной нагрузки следует  обеспечивать нагревательными приборами, установленными под оконными проемами. 

Квартирные системы  воздушного отопления, совмещенные  с вентиляцией, должны позволять  работать в режиме полной циркуляции (люди отсутствуют) только на наружной вентиляции (интенсивные бытовые  процессы) или на смеси наружной и внутренней вентиляции в любых  желаемых соотношениях.

Приточный воздух проходит следующую обработку:

забирается снаружи (в объеме санитарной нормы на человека 30 м3/ч) смешивается с рециркуляционным воздухом;

очищается в фильтрах;

подогревается в  калориферах;

подается в обслуживаемые  помещения по сети воздуховодов, выполненных  из металла или заложенных в строительные конструкции.

 

В зависимости  от наружных условий, система должна обеспечивать работу установки в 3 режимах:

на наружном воздухе;

на полной рециркуляции;

на смеси наружной рециркуляции воздуха.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Современные  системы отопления и горячего  водоснабжения в России

 

Отопительные приборы  являются элементом системы отопления, предназначенным для передачи теплоты  от теплоносителя воздуху ограждающим  конструкциям обслуживаемого помещения. 

К отопительным приборам обычно выдвигается ряд требований, на основании которых можно судить о степени их совершенства и производить  сравнения.

Санитарно-гигиенические. Отопительные приборы по возможности  должны обладать более низкой температурой корпуса, иметь наименьшую площадь  горизонтальной поверхности для  уменьшения отложений пыли, позволять  беспрепятственно удалять пыль с  корпуса и ограждающих поверхностей помещения вокруг них.

Экономические. Отопительные приборы должны иметь наименьшие приведённые затраты на их изготовление, монтаж, эксплуатацию, а также обладать наименьшим расходом металла.

Архитектурно-строительные. Внешний вид отопительного прибора  должен соответствовать интерьеру  помещения, а занимаемый ими объём  должен быть наименьшим, т.е. их объём, приходящийся на единицу теплового  потока, должен быть наименьшим.

Производственно-монтажные. Должна обеспечиваться максимальная механизация  работ при производстве и монтаже  отопительных приборов. Отопительных приборов. Отопительные приборы должны обладать достаточной механической прочностью.

Эксплуатационные. Отопительные приборы должны обеспечить управляемость их теплоотдачей и  обеспечивать теплоустойчивость и  водонепроницаемость при предельно  допустимом в рабочих условиях гидростатическом давлении внутри прибора.

Теплотехнические. Отопительные приборы должны обеспечивать наибольшую плотность удельного  теплового потока, приходящегося  на единицу площади (Вт/м).

 

4.1 Системы  водяного отопления

 

Самое распространенное в России отопление – водяное. В этом случае тепло передается в помещения горячей водой, содержащейся в приборах отопления. Наиболее привычный способ - водяное отопление с естественной циркуляцией воды. Принцип прост: вода перемещается из-за разницы температур и плотности. Более легкая горячая вода поднимается от отопительного котла вверх. Постепенно остывая в трубопроводе и отопительных приборах, тяжелеет и стремится вниз, обратно к котлу. Основное преимущество такой системы – независимость от электроснабжения и достаточно простой монтаж. Многие российские умельцы справляются с ее установкой самостоятельно. Кроме того, небольшое циркуляционное давление делает ее безопасной. Но для работы системы требуются трубы увеличенного диаметра. При этом пониженная теплоотдача, ограниченный радиус действия и большое количество времени, требуемое на запуск, делает ее несовершенной и подходящей только для небольших домов.

Более современны и  надежны схемы отопления с  принудительной циркуляцией. Здесь  вода приводится в движение за счет работы циркуляционного насоса. Он устанавливается на трубопроводе, подводящем воду к теплогенератору, и задает скорость потоку.

Быстрый запуск системы  и, как следствие, быстрый прогрев  помещений - достоинство насосной системы. К недостаткам относится то, что  при отключении электропитания она  не работает. А это может привести к замораживанию и разгерметизации  системы. Сердце системы водяного отопления - источник теплоснабжения, теплогенератор. Именно он создает энергию, обеспечивающую тепло. Такое сердце - котлы на разных видах топлива. Наиболее популярны  газовые котлы. Другой вариант - котел  на дизельном топливе. Электрические  котлы выгодно отличаются отсутствием  открытого пламени и продуктов  горения. Твердотопливные котлы  не удобны в эксплуатации из-за необходимости  частой топки. Для этого надо иметь  десятки кубометров топлива, площади  для его хранения. А добавьте сюда трудозатраты на загрузку и заготовку! Кроме того, режим теплоотдачи  твердотопливного котла цикличен, и  температура воздуха в отапливаемых помещениях заметно колеблется в  течение суток. Место для хранения запасов топлива также необходимо и для котлов на жидком топливе.

 

Алюминиевые, биметаллические и стальные радиаторы

Прежде чем выбрать  какой-либо отопительный прибор, необходимо обратить внимание на те показатели, которым  данным прибор должен соответствовать: высокая теплоотдача, небольшой  вес, современный дизайн, малая емкость, небольшой вес. Самая главная  характеристика отопительного прибора - теплоотдача, то есть то количество тепла, которое должно быть в 1 час на 1 кв.метр поверхности нагрева. Лучшим считается  прибор, у которого выше данный показатель. Теплоотдача зависит от многих факторов: теплопередающей среды, конструкции  прибора отопления, способа установки, цвета окраски, скорости движения воды, скорости омывания прибора воздухом. Все приборы системы водяного отопления по конструкции подразделяются на панельные, секционные, конвекторы и колончатые алюминиевые радиаторы  или стальные.

Панельные приборы отопления

Производятся из холоднокатаной высокачественной стали. Они состоят из одной, двух или  трех плоских панелей, внутри которых  находится теплоноситель, также  у них есть ребристые поверхности, которые нагреваются от панелей. Нагрев помещения происходит быстрее, чем при использовании секционных радиаторов. Вышеуказанные панельные  радиаторы водяного отопления бывают с боковым или нижним подключением. Боковое подключение применяется  в случаи замены старого радиатора  с боковым подключением или в  случае, если немного неэстетичный вид радиатора не мешает интерьеру  помещения.