Види та класифікація системи опалення

 
 
 
 
 
 

Реферат на тему 

«Види та класифікація системи опалення» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Харків 2010

Актуальність  роботи. Системи теплопостачання  будинків є найбільшими споживачами  енергії. Джерела тепла централізованих  систем теплопостачання споживають до 25-30% органічного палива, а з урахуванням місцевих опалювальних установок споживання зростає ще більше. Застосування децентралізованих систем теплопостачання дозволяє знизити зростання споживання енергії за рахунок використання різних енергозберігаючих заходів. Підвищення ефективності опалювально-вентиляційних систем можливе завдяки впровадженню нетрадиційних джерел енергії. Інженерні й архітектурно-планувальні рішення повинні сприяти підвищенню якості мікроклімату будинків. Одним з ефективних напрямків економії палива й одночасного захисту навколишнього середовища є використання низькопотенційних джерел теплоти за допомогою комбінованих сонячних установок. Однак висока вартість стримує їхнє широке застосування. Іншим напрямком є використання пасивних сонячних систем за допомогою архітектурно-планувальних рішень. Однак зараз нема досить чітко сформульованих інженерних і архітектурних принципів з проектування опалювально-вентиляційних систем енергоефективних будинків. Практично відсутні критерії оцінки застосування енергозберігаючих заходів. Актуальність цієї проблеми обумовила тему роботи, визначила мету і задачі дослідження.

Мета  і задачі дослідження:

       Обґрунтувати і розробити архітектурні та інженерні принципи, заходи щодо підвищення ефективності опалювально-вентиляційних систем будинків:

виконати  експериментальні дослідження теплової ефективності сонячного колектора  з склопакетом типу "теплове  дзеркало";

виконати  моделювання полів температури  і швидкості повітря в пасивній системі сонячного опалення з склопакетом типу "теплове дзеркало";

виконати  обчислювальний експеримент пасивної системи сонячного опалення з  урахуванням архітектурно-планувальних рішень;

розробити практичні рекомендації з розрахунку пасивних систем сонячного опалення зі штучною вентиляцією;

      Об'єкт дослідження - пасивні системи сонячного опалення будинків.

Предмет дослідження - процеси теплопереносу  й аеродинаміки в складних огороджуючих конструкціях будинків з урахуванням  різних архітектурних рішень.

Систе́ми  опа́лення являють собою комплекс елементів призначений для отримання, переносу та передачі необхідної кількості теплоти в опалюване приміщення, та включає в себе три основні елементи:

теплогенератор, призначений для отримання теплоти  та передачі теплоносію;

теплопровід, для транспортування теплоносія;

опалювальні прилади, передають тепло в приміщення.

       Теплоносієм для систем опалення може бути будь-яке середовище, яке має здатність акумулювати теплову енергію — рухоме, дешеве, задовольняє санітарні норми та дає змогу контролювати відпуск теплоти. Найпоширеніші — вода, пара та повітря.

       В усьому світі поширені, головним чином, дві системи опалення: електрична та водяна (традиційна для України). Зокрема в Європі, за неофіційними даними, найменший показник впровадження електричного опалення складає 30 відсотків. Лідером у застосуванні електричного опалення є Норвегія (показник застосування приблизно сягає 80%), яка, до речі, сама видобуває газ та нафту. Однак для опалення використовує куплену в Європі дорогу електроенергію. Пояснюється цей факт бажанням норвежців мати у своїй країні чисту екологію. Значне місце у Європі посідають у впровадженні згаданої системи Франція та Іспанія. Там показник її застосування досягає 30-40%. В Україні, яка має власну атомну енергетику, за цією технологією опалюються лічені об'єкти. За радянських часів у застосуванні електричного опалення не було потреби. В той час використовувалось досить дешеве для нас паливо (вугілля, нафта, газ), тому й водяна система у фінансовому плані була вигідніша. Про комфорт, естетичність, безаварійність, екологію тоді ніхто не думав. Найголовніше " забезпечити населення дешевим та економічно вигідним теплом. Після відокремлення дешеве паливо в Україні зникло, почали суттєво підніматися ціни на енергоносії. Тому і постало питання пошуку альтернативних та економічно доступних джерел. Ось так і з'явилося перше вітчизняне підприємство, яке зацікавилось впровадженням в Україні електричної системи опалення. Пізніше датська, фінська та російська фірми створили у нас свою дилерську мережу.

       Широкому розповсюдженню технологіі кабельного опалення не дуже сприяв той факт, що в ідеальних умовах (коли дешеві енергоносії) традиційна система опалення дешевша від електричної на 20-30 відсотків. Але при нинішніх цінах на паливо ця різниця суттєво скоротилася, хоча електрична кабельна система опалення на початковій стадії у економічному плані поки що програє. До того ж у супротивників цієї системи проти неї є деякі аргументи. Зокрема дехто висловлюється, що нині існують пристрої-клапани, які можна встановлювати і на батареї водяного опалення. І таким чином регулювати тепло у кожній квартирі. Але на перевірку, для забезпечення нормального функціонування цього пристрою потрібно подавати воду певної якості, що конструктивно в наших умовах забезпечити досить важко. Інакше через деякий час клапан може вийти з ладу. Електричне опалення в цьому плані безвідмовне і безаварійне: термін експлуатації кабельних систем опалення, зокрема датських, складає понад 50 років. Це цілком відповідає експлуатаційному віку більшості кабельних інженерних мереж будинку.                    Вмонтовані під покриття спеціальні кабелі захищені від пошкоджень, безпечні, непомітні, безшумні та ефективні. Сучасні кабельні системі потребують мінімальної товщини стяжки " лише 3 мм. Насамперед, завдяки цьму вони мають змогу застосовуватися на вже існуючій підлозі " бетоні чи кафелю, піднімаючи її рівень лише на товщину нового покриття. Це дає можливість в багатьох випадках не зменшувати штучно висоту дверей, піднімати плінтуса та пороги. Головною метою таких систем є підтримка комфортної температури на поверхні підлоги близько 27-29"С. Застосовуються вони, головним чином, як додаткові, в поєднанні з основними опалювальними системами.

    Опалення теплим повітрям

Система опалення будівлі може бути на основі застосування радіаторів, конвекторів, опалення підлоги, опалення теплим повітрям або поєднання цих типів опалення. Системи опалення теплим повітрям нагрівають приміщення будівлі значно швидше, але коштують дорожче.

      У системах опалення теплим повітрям, нагрівальна поверхня в Центральному повітряному кондиціонері підігріває повітря на впуску системи вентиляції до початку циркуляції в приміщеннях будівлі. У випадку необхідності вибіркового підігрівання приміщень будівлі, можна відрегулювати впускну температуру підігрівальної поверхні для кожної окремої зони.

        Перевагою системи опалення теплим повітрям єшвидке реагування на зміни вимог. Температуру на впуску можна швидко відрегулювати, щоб відповідати вимогам теплового навантаження, на відміну від системи опалення на основі водних радіаторів та/абоопалення підлоги.

         Незважаючи на це, система опалення теплим повітрям коштує значно дорожче, ніж системи опалення водою як з точки зору  конструкції, так й з точки зору функціонування. Питоматеплоємність повітря складає приблизно 1000 Дж/кгK, що значно нижче ніж питома теплоємність води (4200 Дж/кгK). Це означає, що для досягнення ефекту нагрівання 1 кг води необхідно в 4,2 рази більше повітря. Крім того, вентиляційні трубопроводи вимагають більше простору, ніж системи водяного опаленням із застосуванням радіаторів, конвекторівта опалення підлоги.

        Одним зі способів зменшення витрат є встановлення фанкойлів, які підігріваються за допомогою системи водяного опалення. Завдяки цьому зменшуються витрати на перекачування повітря, але з’являється шум при використанні фанкойлів з вмонтованими  вентиляторами.

Метод комплексного очищення та ремонту системи  опалення включає  наступні види робіт:

діагностика стану трубопроводів, приладів опалення, запірної арматури та теплової ізоляції; вирізання зразків трубопроводів з метою з'ясування ступеня забрудненості внутрішньої поверхні трубопроводів;

заміна  пошкоджених корозією ділянок трубопроводів;

ревізія або заміна запірної арматури; гідрохімічне очищення системи опалення з повним

видаленням  відкладень з внутрішньої поверхні трубопроводів 

гідропневматичне  очищення приладів опалення:

технічне  удосконалення системи шляхом встановлення циркуляційних насосів та автоматичних повітряних клапанів (за необхідністю);

гідравлічні випробування системи; вирізання зразків  трубопроводів та контроль якості очищення. 

Схеми систем водяного опалення

 Конструктивно  системи водяного опалювання (як  з природним, так і з штучним спонуканням) підрозділяють:

за місцем прокладки що подає магістралі на системи з верхньої та нижньої  розведенням;

 за  способом приєднання нагрівальних  приладів до подає стояках  на однотрубних і двухтрубные; 

 по  розташуванню стояків на системи  з вертикальними і горизонтальними стояками;

 по  схемі прокладки магістралі на  системи з тупикової схемою  із попутним рухом води в  магістралях.

 

Рис. 1. Принципова схема квартирної системи  водяного опалення з насосною циркуляцією  теплоносія і бакомаккумулятором теплоти

1 - бакаккумулятор; 2 - корковий кран; 3 - розширювальний  бак; 4 - головний стояк; 5 - теплогенератор; 6 - опалювальний прилад; 7 - циркуляційний  насос типа ЦВЦ; 8 - зворотний клапан; НН - центр нагріву котла; 00 - центр  охлажденія; ММ - центр бакааккумулятора; ТП - трійник з пробкою. 

Опалення  індивідуальних житлових будинків

         До теперішнього часу зложилися два основні типи індивідуальних житлових будинків: садиби для круглогодичного проживання мешканців і будинку (дачі) для проживання тільки в літній період. З технологічної точки зору вимоги до садиб і літнім будинкам помітно різняться. Оскільки в літніх будинках проживають в основному в літній період, різницю температур приміщення й зовнішнього повітря відносно невелика. Тому зовнішні стіни будиночків звичайно мають невеликий термічний опір теплопередачі від повітря внутрішнього приміщення до зовнішнього. Як правило, стіни літніх садових будиночків виготовляють із полегшених конструкцій. І в цих будиночках опалення, як правило, отсутствует.

        Необхідність створення комфортних умов у літньому садовому будиночку і в зимовий час зобов'язує хазяїв використовувати різні варіанти опалення, причому в якості теплогенераторів використовуються в основному печі на твердім паливі. Крім печей і камінів можуть бути рекомендовані також електронагрівники (Тены, рефлектори, електрокаміни і т.д.). У цих випадках не слід використовувати водяні системи опалення, оскільки при негативних температурах потрібно зливати воду із системи, а потім знову заповнювати її водою - заняття, пов'язане з певними незручностями. Уникнути їх можна, якщо використовувати в якості теплоносія незамерзаючу рідину - антифриз. Однак слід уважатися з тим, що антифриз досить дорогий і токсичний.

      Що стосується теплопостачання садибних і дачних будиночків із круглогодичным проживанням мешканців, те їхні обладнання повинні забезпечувати весь комплекс зручностей, надаваних міським жителям: опалення, гаряче водопостачання, можливість готування їжі. У той же час основні теплопотребляющие елементи будинків - системи опалення й гарячого водопостачання мають деякі особливості в порівнянні із системами опалення й гарячого водопостачання - міських житлових будинків

Вони  полягають у наступному: