Что такое ТЭС (тепловая электростанция)?
Тепловая электростанция (ТЭС) — это тип электростанции, который производит электроэнергию путем преобразования тепловой энергии, получаемой из сжигания топлива, в механическую энергию и затем в электроэнергию. Основной принцип работы ТЭС заключается в использовании тепла, выделяющегося при сжигании углеводородных топлив, таких как уголь, нефть или природный газ, для нагрева воды и преобразования ее в пар. Этот пар затем расширяется в паровых турбинах, вызывая их вращение, что в свою очередь приводит в действие генераторы, производящие электроэнергию.
Что такое тепловая электростанция (ТЭС)?
Самыми распространенными среди различных видов электростанций являются тепловые станции (ТЭС). Для создания органической энергии они используют не возобновляемое природное топливо, которое при этом сжигается. Существуют свои плюсы и минусы. Несмотря на то, что органическое топливо по-прежнему широко распространено и доступно для использования в быту, сжигание его продуктов несет негативный эффект окружающей среде.
Сегодня ТЭС являются наиболее распространенными типами электростанций. Они могут работать на органическом топливе, которое в процессе горения выделяет тепловую энергию. Главная задача ТЭС – эффективное использование этой тепловой энергии для производства электрической энергии.
Основным принципом работы ТЭС является не только создание электроэнергии, но и генерация тепловой энергии. Тепловая энергия может быть предоставлена потребителям, например в виде горячей воды. 76% всей электроэнергии в мире производится на ТЭС. Это высокое распространение объясняется доступностью органического топлива и удобством его транспортировки от места добычи к электростанции. В основе работы ТЭС лежит возможность вторичного использования отработанного тепла, которая позволяет снизить потери энергии и расход охлаждающей воды.
Тепловые электростанции могут быть классифицированы в зависимости от вида производимой энергии. Если электростанция производит только электрическую энергию и не поставляет тепловую энергию потребителям, она называется конденсационной ТЭС (КЭС).
Для отопления и нагрева воды на таких электростанциях используют паровые турбины, вместо конденсационных. Помимо этого они оснащены устройствами для отбора пара и регулирования давления. Приоритетом в работе ТЭЦ является вторичное использование отработавшего пара как источника тепла, что позволяет снизить потери тепловой энергии и расход охлаждающей воды.
Конденсационные электростанции (КЭС) можно назвать наиболее распространенным видом тепловых станций в мире, они используются для генерации энергии. Они являются важным звеном в обеспечении энергетических потребностей современного общества.
Основные принципы работы ТЭС
В основе работы конденсационных электростанций лежит использование тепловой энергии, которая выделяется при сжигании топлива для преобразования её в механическую энергию и только потом уже – электрическая. Основные компоненты КЭС включают:
- Котел, в котором сгорает топливо (обычно природный газ, уголь, нефть или древесина), выделяя при этом тепловую энергию.
- Пар, произведенный в котле, направляется на лопасти паровой турбины. Давление пара заставляет вращаться турбину, что в свою очередь ведет к вращениям генератора.
- Вращение генератора преобразует механическую энергию, полученную от турбины, в электрическую энергию. Затем электроэнергия поступает в сеть для того, чтобы распределится между потребителями.
- Пар после прохождения через турбину конденсируется и превращается обратно в жидкую форму. Данный процесс увеличивает эффективность станции, так как тепло, выделяющееся при конденсации, может быть применено повторно для нагрева воды в котле.
- Теплообменники используются для передачи тепла. С помощью системы охлаждения станция имеет стабильную работу, и предотвращает перегрев оборудования.
Преимущества конденсационных электростанций (КЭС)
- КЭС – высокоэффективный способ преобразования тепловой энергии в электрическую. Это даёт им достигнуть высокого коэффициента полезного действия (КПД) и более эффективно использовать топливо.
- КЭС имеют возможность быстро изменять объем производимой электроэнергии в зависимости от потребности. Они могут быть включены и выключены по требованию, что делает их идеальным выбором для поддержания стабильности в энергосистеме.
- На сегодняшний день КЭС оснащены системами очистки выхлопных газов, что позволяет снизить выбросы вредных веществ в атмосферу.
- При этом КЭС способны работать на различных видах топлива, что делает их более гибкими в выборе энергоносителя с учетом рынка и экономических факторов.
Газопоршневые электростанции
Газопоршневая электростанция (ГПЭС) – это электрический генератор переменного тока, который применяется для выработки тепловой и электрической энергии. Они имеют большую автономность, и чаще всего используются в тех случаях когда невозможно подключиться к централизованным электросетям или тепловым сетями удаленным объектам.
С помощью газопоршневых электростанций можно не только производить электроэнергию, но и тепло. Технология известна как когенерация, также она включает в себя производство холода, которое является тригенерацией. Полученный холод может быть использован для вентиляции, охлаждения складов и промышленного холодоснабжения.
Основным видом топлива для газопоршневых электростанций является природный газ, однако также возможно применение остальных видов газа, таких как попутный нефтяной газ, сжиженный газ (СПГ) и очищенный газ. Перед использованием альтернативных видов газа осуществляется тщательный анализ, чтобы убедиться, что они соответствуют определенным требованиям.
- Газопоршневые электростанции способны достигать высокой степени эффективности при преобразовании топливной энергии в электроэнергию. Это делает их эффективными с точки зрения использования топлива.
- ГПЭС могут быть быстро запущены или остановлены, что делает их хорошим выбором для покрытия пиковых нагрузок или для применения в роли резервных источников электроэнергии.
- Поршневые двигатели внутреннего сгорания, которые применяются в ГПЭС, характеризуются высокой надежностью и долговечностью, что снижает вероятность простоев из-за обслуживания и ремонтов.
- Газопоршневые электростанции могут генерировать не только электроэнергию, но и тепловую энергию, а также холод с применением систем тригенерации и когенерации. Это позволяет применять ГПЭС в разных сферах: электроснабжение, обогрев и кондиционирование воздуха.
- ГПЭС могут эксплуатироваться автономно, что делает их подходящими для удаленных объектов, которые не подключены к централизованным энергосетям.
- Газопоршневые электростанции, которые работают на традиционных видах топлива, могут выделять в атмосферу значительные объемы загрязняющих веществ.
- ГПЭС требуют постоянного снабжения топливом, что может создавать зависимость от цен на топливо.
- Поршневые двигатели весьма шумные, однако системы антидетонации DetCon от компании Motortech, которые поставляются ГК ТЕХ в качестве навесного оборудования, отлично справляются с шумоизоляцией, а, также, снижают уровень вибрации .
- В независимости от того, какое оборудование использовалось при производстве ГПЭС, для поддержания ее эффективной работы необходимо регулярно проводить техническое обслуживание станции.
Принцип работы газопоршневых электростанций осуществляется следующим образом:
- Газ, соответствующий нужным параметрам поступает на газопоршневой двигатель. При сжигании топлива осуществляется создание механической энергии, которая затем передается через общий вал на генератор и преобразовывается в электрическую энергию стандартного качества. Подаваемая по кабельным линиям электроэнергия передается к генеральному распределительному устройству, где производится регулирование напряжения до уровня, требуемого для подключения потребителей имеющей энергетической системы предприятия.
- В процессе эксплуатации этой установки выделяется значительное количество тепла, включая тепло, выделяемое охлаждающим кожухом двигателя, газами, отработавшими в дымовой трубе и нагретым маслом. Данное тепло извлекается с применением теплообменников и котлов-утилизаторов, которые входят в систему утилизации излишнего тепла. Сгенерированная тепловая энергия подается в существующую тепловую сеть предприятия. Выбрасывание тепловой энергии в атмосферу происходит, если попутное тепло не используется.
В чем заключается разница между ТЭС и ТЭЦ?
Для того чтобы понять разницу в их характеристиках, нужно рассмотреть плюсы и минусы каждой из этих систем. Основными преимуществами ТЭС являются:
- Доступность для строительства.
- Низкие цены на топливо.
- Экономически выгодная генерация электроэнергии.
Одним из наиболее значимых и важных качеств таких систем является возможность строительства их практически в любом месте, независимо от наличия топлива.
Основными недостатками ТЭС являются:
- Попадание в атмосферу загрязняющих веществ.
- Более высокие эксплуатационные расходы по сравнению с гидроэлектростанциями.
Основными преимуществами ТЭЦ являются:
- Высокий коэффициент полезного действия.
- Полезное использование доступных источников энергии.
- Также имеется возможность модернизации обычной электростанции.
- Надежная поставка электроэнергии в течение всего года, включая зимний и летний периоды.
- Стабильная работа оборудования.
Важно отметить, что у ТЭЦ также есть свои недостатки:
- Загрязнение окружающей среды.
- Проблемы с утилизацией золы и шлака, которые образуются после сжигания топлива.
Классификация тепловых электростанций
Тепловые электростанции разделяются на разные типы в зависимости от системы, используемой для производства тепла и электроэнергии.
По типу топлива:
- Угольные. Такие станции используют уголь в качестве основного топлива. Для нагрева воды и производства пара в котлах сжигают уголь.
- Газовые. Для газотурбинных двигателей в газовых ТЭС основным топливом является природный газ. Он сжигается для нагрева воздуха или газа, который потом используется при подключении двигателя к газовой сети.
- Мазутные. Станции работают на мазуте, который сжигается в особых котлах.
По принципу работы:
- Основной задачей КЭС является производство электроэнергии. Извлеченный из турбины пар конденсируется и повторно используется для нагрева воды.
- Когенерационные ТЭС (КГЭС). Данные станции производят как электроэнергию, так и тепловую энергию (например, для отопления). Тепловая энергия, выделяемая в процессе генерации электроэнергии, используется также для промышленных или коммунальных нужд.
По технологической схеме:
- Блочные. На таких станциях каждый блок имеет свой котел и турбину. При отказе одного блока не происходит остановки всей станции.
- Станции с поперечными связями. В этом месте котлы могут подавать пар в различные коллекторы, что обеспечивает гибкость и надёжность работы.
Возможные категории ТЭС зависят от начального уровня давления пара: докритического, низкого и среднего.
Классификация ТЭС по начальным параметрам
В соответствии начальному уровню давления тепловые электростанции могут быть классифицированы следующим образом:
- ТЭС докритического давления — давление до 22,1 МПа.
- ТЭС низкого давления — 3,4МПа.
- ТЭС среднего давления — 8,8МПа.
- ТЭС высокого давления — 12,8МПа.
- ТЭС сверхкритического давления — свыше 23,5МПа.
- ТЭС суперсверхкритического давления — 30МПа с температурой пара 600-620C.
Источники теплоснабжения
Что такое теплоснабжение и откуда оно берется
Теплоснабжение – это система, осуществляющая подачу тепла в здания и сооружения, создающая благоприятный микроклимат в холодное время года. Оно позволяет обеспечить заданный температурный режим в жилых помещениях, на производственных площадях.
- источник теплоснабжения здания;
- тепловые сети;
- отопительные приборы.
Источником теплоснабжения является городская теплоэлектростанция или котельная, которые в больших объемах вырабатывают тепловую энергию. Ее выработка происходит за счет преобразования природных и искусственных видов энергии в тепловую. Для распределения большого количества тепла, вырабатываемого источником системы теплоснабжения, используются центральные тепловые пункты.
Тепловые сети – система трубопроводов, обеспечивающая доставку тепла от источника до потребителя. Прокладку труб осуществляют в 2 нитки: одна выполняет роль подающего теплопровода, другая является обратным трубопроводом. К приборам отопления относятся батареи, калориферы, которые непосредственно обогревают помещения, выделяя полученное тепло.
Виды источников теплоснабжения:
- централизованные. Источники теплоснабжения осуществляют снабжение теплом группы зданий и сооружений. Они связаны с приборами учета тепловой энергии при помощи теплосетей;
- децентрализованные. Теплоснабжение каждого строения осуществляется от отдельного источника теплоты. К ним относятся котельные местного значения, индивидуальные тепловые пункты, отопительный котел. Автономные источники теплоснабжения позволяют снизить затраты на инженерную инфраструктуру зданий.
По типу теплоносителя система может быть водяной или паровой. Вода является более эффективным носителем тепла, потому что транспортируется на значительные расстояния без теплопотерь, используется для отопления жилых и общественных зданий. Пар применяется для устройства промышленных систем теплоснабжения, задействованных в технологических процессах.
Принцип работы системы теплоснабжения состоит в следующем. Теплоноситель от источника тепла по подающему трубопроводу поступает в тепловой пункт. Из него по разводящим сетям тепло попадает к потребителю, используется для отопления, горячего водоснабжения. Отдав тепло, теплоноситель по обратной нитке возвращается на предприятие, вырабатывающее тепловую энергию. На ТЭЦ или в котельной вода подогревается до нужной температуры и вновь подается в систему теплоснабжения. У крупных производителей теплоноситель в подающем трубопроводе имеет температуру 130-150 градусов, в обратном – 70 градусов.
Центральные тепловые пункты
- распределение поступающего теплоносителя среди потребителей;
- контроль и автоматическое регулирование технических параметров системы теплоснабжения в виде температуры, давления;
- отключение системы потребления тепла;
- учет расхода тепловой энергии, теплоносителя.
Что относится к наиболее распространенным источникам теплоснабжения
Мы используем файлы cookie, чтобы обеспечить наилучшую работу сайта
Виды источников тепла для тепловых насосов в России
Технические и экономические характеристики теплового насоса тесно связаны с характеристиками источника тепла. Идеальные источники тепла для тепловых насосов, используемых для отопления, имеют высокую и стабильную температуру во время всего отопительного сезона, обладают высоким энергетическим потенциалом, не агрессивны и не загрязнены, с благоприятными теплофизическими свойствами и их использование требует низких инвестиционных и эксплуатационных затрат. Однако, в большинстве случаев, наличие источника тепла является ключевым фактором, определяющим его использование. В таблице ниже представлены часто используемые источники тепла.
Часто используемые источники тепла Источник тепла; Температурный диапазон, в градусах
Атмосферный воздух;-10 -15 Отработанный воздух;15 — 25 Грунтовые воды;4 — 10 Вода озёр;0 — 10 Речная вода;0 — 10 Морская вода;3 — 8 Горные породы;0 — 5 Грунт;0 — 10 Сточные воды;более 10
Атмосферный и отработанный воздух, почва и грунтовые воды, являются подходящими источниками тепла для небольших систем и тепловых насосов, а воды морей, озер, рек, горные породы и сточные воды используются для тепловых насосов большой мощности.
Атмосферный воздух
Атмосферный воздух является свободным и общедоступным. Он является наиболее распространенным источником тепла для тепловых насосов в мире (Россия с низкими зимними температурами — исключение). Однако, воздушно-тепловые насосы имеют сезонный фактор производительности (СФП) в среднем на 10-30% ниже, чем насосы, использующие в качестве источника тепла грунт. Это связано со снижением мощности и производительности теплового насоса при понижении температуры наружного воздуха, и большой разницей между температурой в испарителе и энергией, необходимой для оттаивания.
В условиях мягкого и влажного климата, изморозь образуется на поверхности испарителя в температурном диапазоне 0-6 градусов, что приводит к снижению емкости и производительности теплового насоса. Разморозка осуществляется за счет изменения направления цикла теплового насоса или с помощью других, менее энергоэффективных процессов (например, электрическим ТЭНом). Потребление энергии увеличивается, и общий коэффициент производительности (КОП) теплового насоса падает с увеличением интенсивности размораживания. Взяв под контроль процесс размораживания, можно значительно повысить общую эффективность теплового насоса.
Отработанный воздух (вентиляция)
Отработанный воздух является распространенным источником тепла для тепловых насосов, используемых для отопления жилых и промышленных зданий. Тепловой насос отбирает тепло отработанного воздуха и обеспечивает нагрев воды и/или отопление помещений. Некоторые тепловые насосы также могут использовать и отработанный, и атмосферный воздух. Тепловые насосы, использующие отработанный воздух, применяемые для отопления больших зданий, часто используют в комбинации с системами рекуперации тепла.
Грунтовые воды
Грунтовые воды доступны во многих регионах и имеют средние температуры 4-10 градусов. Для использования данного источника применяют открытые или закрытые системы. В открытых системах грунтовые воды закачивают, охлаждаются, а затем сливаются в отдельный резервуар или возвращают в поверхностные воды. Открытые системы должны быть тщательно проработаны, чтобы избежать таких проблем, как замерзание, коррозия и загрязнение.
Закрытые системы могут представлять собой либо прямую расширительную систему с рабочей жидкостью, испаряющейся в подземных теплообменных радиаторах, либо спиральную систему труб (зондов) с соляным рассолом. Благодаря дополнительной разности температур закрытые системы обычно имеют более низкую производительность, но проще в обслуживании. Основным недостатком подобных тепловых насосов является стоимость установки. Кроме того, в некоторых регионах установлены жесткие ограничения в отношении использования грунтовых вод, а также возможного загрязнения почвы.
Грунтовые (геотермальные) тепловые насосы используются для отопления жилых и промышленных зданий, и имеют схожие преимущества с системами, использующими воду. Они ещё надежнее производят высокие ежегодные температуры. Тепло извлекается из грунта с помощью зондов (труб), заложенных горизонтально или вертикально в грунте (горизонтальные/вертикальные коллекторы). При этом, используются и прямые расширительные системы и системы с соляным рассолом. Тепловая отдача грунта меняется в зависимости от влажности и климатических условий (особенно световых дней). При отводе тепла из грунта, его температура снижается в течение отопительного сезона. В холодных регионах большая часть энергии извлекается и грунт даже может замораживаться. Однако летом Солнце и другие процессы восстанавливают потери.
Горные (скальные) породы
Горные (скальные) породы могут использоваться в регионах, где очень мало грунтовых вод. Глубина скважин колеблется от 100 до 200 метров. При необходимости в больших мощностях бурение производится на большую глубину. Этот тип тепловых насосов представляет собой систему с рассолом, который находится в трубах (зондах), с помощью которых происходит извлечение тепла из пород. Некоторые тепловые насосы подобного типа, используемые для отопления промышленных зданий могут использовать горные породы, как для отопления, так и для охлаждения. Из-за высокой стоимости бурения скважин, горные породы редко экономически выгодны для бытового использования.
Воды рек и озер
Воды рек и озер в принципе очень хороший источник тепла, но имеют существенный недостаток в виде низкой температуры в зимний период (близко к 0 градусов). В подобных системах необходимо уделять большое внимание тому, чтобы избежать замерзания испарителя.
Морская вода
Морская вода является отличным источником тепла при определенных условиях и, в основном, используется для установки тепловых насосов средних и больших мощностей. На глубине 25-50 метров температура воды в море постоянна (5-8 ° градусов), и образование льда не создает проблему (температура замерзания от -1 до -2 градусов). В подобных тепловых насосах используются и прямые расширительные систем и спиральные системы с соляным рассолом. В конструкции теплового насоса необходимо использовать коррозионно-стойкие теплообменники и насосы и свести к минимуму органическое обрастание в морской воде трубопроводов, теплообменников, испарителей и т.д.
Сточные воды
Сточные воды характеризуются относительно высокой и постоянной температурой в течение года. Примеры возможных источников тепла в данной категории являются сточные воды из канализации (обработанные и необработанные сточные воды), промышленные стоки, охлажденные воды от промышленных процессов или производства электроэнергии (Особенно АЭС), воды конденсаторов тепла от холодильных установок. Основным недостатком сточных вод для использования в жилых и промышленных зданиях, является большая удаленность источника от приемника, а также непостоянность отходящего тепла. Однако, сточные воды служат идеальным источником тепла для промышленных тепловых насосов, когда очень важна экономия энергии (см. также промышленные тепловые насосы).
Автономное теплоснабжение – котельная
Индивидуальное отопление дома, дачи или коттеджа без использования центральной инженерной инфраструктуры называется автономным. Автономные системы теплоснабжения в последнее время все чаще используются для отопления жилых зданий, это является следствием значительных объемов нового коттеджного строительства в пригородных и сельских зонах застройки. Также расширению сферы применения автономного теплоснабжения содействует рост количества нетиповых объектов, как в коттеджной, так и в городской застройке, где часто бывают проблемы получения необходимой тепловой энергии, возникающие из-за нехватки имеющихся мощностей государственных источников и тепловых сетей. При автономном теплоснабжении значительно упрощается решение всех вопросов, связанных со строительством. В результате появляется возможность быстрого монтажа и запуска в работу систем отопления и горячего водоснабжения.
Важно и то, что первоначальные затраты на автономную отопительную систему оказываются существенно ниже по сравнению с централизованной, так как не требуется проведение дорогостоящих тепловых сетей. Автономные системы на базе высокоэффективных котлов отопления последних поколений с системами автоматического управления позволяет в полной мере удовлетворить запросы самого требовательного потребителя. Перечисленные факторы в пользу автономного теплоснабжения привели к тому, что оно уже стало рассматриваться как безальтернативное техническое решение, почти лишенное недостатков.
Классификация автономных систем теплоснабжения по типу теплоносителя
Теплоносителем для системы отопления может быть любая среда, обладающая хорошей способностью аккумулировать тепловую энергию и изменять теплотехнические свойства, подвижная, дешевая, не ухудшающая санитарные условия в помещениях, позволяющая регулировать отпуск теплоты. Далее мы рассмотрим основные виды теплоносителя, которые могут использоваться в автономных системах теплоснабжения.
Паровые системы отопления (водяной пар)
Воздушные системы отопления (воздух)
Жидкостные системы отопления (вода, антифриз)
Паровые системы отопления
Паровое отопление — одна из разновидностей систем отопления зданий. Теплоносителем является водяной пар. Генератором тепла в системе парового отопления служит отопительный паровой котёл. Отопительными приборами являются радиаторы отопления, конвекторы, оребрённые или гладкие трубы.
Паровые системы отопления могут быть использованы в зданиях при наличии пара на технологические нужды и кратковременном пребывании в них людей. В системах парового отопления, в теплогенераторе производится водяной пар, который по трубопроводам поступает в отопительные приборы. Температура пара не должна превышать 130 °С. В отопительных приборах пар конденсируется, а выделяющаяся при этом скрытая теплота парообразования через стенки прибора передается помещению.
Образовавшийся конденсат по конденсатопроводу возвращается в генератор теплоты для повторного превращения в пар. Перемещается водяной пар от теплогенератора к отопительным приборам за счет разности давлений пара в паровом котле и отопительном приборе. Изменение температуры в помещениях производится регулированием расхода пара, а если это невозможно — периодическим прекращением подачи пара.
Преимущества парового отопления
- небольшие размеры труб и отопительных приборов;
- отсутствие потерь тепла в теплообменниках.
Недостатки парового отопления
- высокая температура на поверхности отопительных приборов;
- невозможность регулирования температуры помещений;
- шум при заполнении системы паром;
- высокая стоимость современных паровых котлов;
- сложности монтажа отводов к работающей системе.
В настоящее время паровое отопление целесообразно использовать на предприятиях, где пар так или иначе применяется для производственных нужд. У таких систем есть свои достоинства, но главным недостатком является то, что они не предназначены для обогрева жилых помещений. Область применения паровых систем отопления ограничена, прежде всего, несоответствием их санитарно-гигиеническим требованиям из-за высокой температуры отопительных приборов и труб, что может привести к ожогам, а также вызывает разложение оседающей на них органической пыли. Дополнительными преградами в использовании парового отопления является значительный шум при действии системы, трудности регулирования и недолговечность паровых систем (средний срок службы паропроводов не более 10 лет, а конденсатопроводов — 4 года).
Воздушные системы отопления
Воздушное отопление — это способ отопления помещений, используемый для обогрева жилых домов, сельскохозяйственных и промышленных объектов, торговых комплексов.
При воздушном отоплении происходит непосредственный нагрев воздуха, распределяемого по помещениям. Основным элементом системы воздушного отопления коттеджа является воздухонагреватель (теплогенератор). Он работает на газе или дизельном топливе. Тепло, получаемое при сжигании топлива в горелке, передается в теплообменнике воздуху, нагнетаемому вентилятором. После очистки в фильтре горячий воздух поступает в отапливаемое помещение по воздуховодам. Продукты сгорания газа удаляются в атмосферу через дымоходы из стали. Забор остывшего воздуха из помещения для его последующего нагрева в печи нагревателя обеспечивает система возвратных воздуховодов. Таким образом, достигается рециркуляция воздуха в помещениях. При необходимости с помощью открытия специальных заслонок часть воздуха может забираться с улицы. Это обеспечивает вентиляцию помещений.
Преимущества воздушного отопления
- Воздушное отопление не предусматривает наличие промежуточного теплоносителя. Нет необходимости вести контроль за уровнем теплоносителя, воздушное отопление исключает возникновение проблем, связанных с воздушными пробками;
- Воздушное отопление может прослужить от 25 до 40 лет;
- Возможность объединения отопления, вентиляции и кондиционирования в одной системе.
- Опциональное подключение к системе электрического фильтра, увлажнителя воздуха, бактерицидной обработки воздуха, системы зонирования.
Недостатки воздушного отопления
- Система воздушного отопления с принудительной тягой затягивает внутрь дома пыль, содержащуюся в уличном воздухе. Воздушные фильтры поглощают не всю пыль, а только часть ее. Эта проблема облегчается при использовании системы, с воздухозаборником, расположенным не снаружи дома, а внутри;
- Воздушные фильтры в системе отопления нужно часто менять, иначе система будет работать неэффективно, потому что ей придется тратить больше энергии для обеспечения циркуляции воздуха;
- В случае любой неисправности, приводящей к попаданию СО в систему воздуховодов, угарный газ быстро распространится по всему дому;
- Эффективное воздушное отопление должно монтироваться в процессе строительства самого частного дома;
- Система воздушного отопления довольно требовательна в отношении регулярного технического обслуживания; Постоянная потребность в электропитании требует предусмотреть возможность резервного источника электроснабжения;
- Невозможность модернизации такой системы в процессе эксплуатации.
Решение устанавливать воздушное отопление дома должно приниматься на этапе проектирования дома. Во время строительства подготавливаются все необходимые ниши и технологические отверстия. Это облегчает дальнейшую установку воздуховодов и всего необходимого оборудования.
Воздушное отопление дает максимальный эффект в помещениях большого объема — складских, автотранспортных, производственных, фабриках, в автомобильных мастерских, складах, ангарах, универсамах, спортивных помещениях, на предприятиях сельского хозяйства (в теплицах, помещениях для скота и т.п.).
Жидкостные системы отопления
Из всех теплоносителей, которые задействованы для нужд отопления, наиболее распространенным является вода и незамерзающая жидкость.
В водяной системе отопления вода или незамерзающая жидкость нагреваются в котле с помощью дров, угля, газа или электрических нагревателей. Различная плотность горячей и холодной воды создает ее движение по системе трубопроводов: более легкая горячая вода поднимается по стояку к нагревательным приборам — радиаторам, регистрам, конвекторам. Отдавая тепло в отопительных приборах, жидкость охлаждается и по обратному трубопроводу поступает снова в котел.
Чтобы увеличить скорость циркуляции теплоносителя, используют систему принудительной циркуляции жидкости при помощи насосов. Нормальное функционирование системы в режиме естественной циркуляции требует разности температур на выходе и входе котла 20-25°С (например, 70°С на входе в котел и 90°С на выходе).
Преимущества жидкостного отопления
- применение трубопроводов меньшего диаметра, чем в системах воздушного отопления;
- большая степень безопасности по сравнению с системами парового отопления;
- возможность регулирования степени нагрева отопительных приборов;
- бесшумность работы;
- невысокая стоимость теплогенератора (котла);
- высокий уровень теплоемкости теплоносителя (теплоемкость воды в четыре тысячи раз выше теплоемкости воздуха, который нагрет до таких же температур);
- создается комфортный температурный режим;
- возможность одновременного использования радиаторных систем, системы теплый пол и системы воздушного отопления
Недостатки жидкостного отопления
- возможность развития коррозии при долгом отсутствии воды в системе;
- обустройство водяного трубопровода возможно лишь в период постройки либо проведения капитального ремонта здания, т.к. требуются многочисленные строительные работы
Водяное отопление на территории России является наиболее распространенным видом автономного и централизованного отопления. Такая система абсолютно безопасна для здоровья, надежна и долговечна, проста в эксплуатации, создает чувство уюта и комфорта за счет равномерного теплораспределения.
Сравнение воды и незамерзающей жидкости как теплоносителя
В качестве теплоносителя в системах отопления можно применять как воду , так и незамерзающие жидкости — антифризы. Незамерзающая жидкость (антифриз) представляет собой смесь воды, основного компонента (как правило, этиленгликоля или пропиленгликоля) и целевых добавок
Вода является эффективным теплоносителем, т.к. при нагревании хорошо может накапливать большое количество тепла и отдавать при остывании. Она обладает хорошей текучестью и потому легко циркулирует по системе отопления. Кроме того, к воде практически всегда есть доступ, если её необходимо добавить в систему отопления, проблем не возникает. Вода — экологически чистый теплоноситель и при протекании не вызовет никакой «экологической катастрофы».
Но, все эти достоинства замещаются одним существенным недостатком — возможностью замерзания воды в системе и, как следствие, выводом последней из строя (дом с выключенной, но заполненной системой отопления зимой не оставишь). Еще одним недостатком можно считать необходимость изменения химического состава воды перед использованием для отопления (например, из-за повышенной концентрации железа, кислорода, солей жесткости и т. д.). Кроме того, как ее ни готовь, все равно возникает коррозия всех металлических частей системы отопления.
При применении незамерзающих теплоносителей нужно учитывать ряд их особенностей. В первую очередь испарения теплоносителя на основе этиленгликоля опасны для здоровья, поэтому все протечки недопустимы. При этом теплоноситель на основе пропиленгликоля безвредны, но они дороже этиленгликолевых более, чем в 2 раза Теплоноситель со временем меняет свои свойства и состав. Антикоррозийные присадки со временем вырабатываются. Температура замерзания при периодическом подмешивании воды поднимается. Необходимо раз в год производить измерение плотности Теплоносителя специальным реометром. Обычно 1 раз в три года его приходится полностью менять. При расчете новой системы отопления необходимо учитывать что теплопроводимость и плотность этиленгликолевых теплоносителей ниже, чем у воды. Вследствие этого теплоотдающую поверхность (кол-во секций) радиаторных батарей необходимо увеличить на 30%. Производительность циркуляционного насоса нужно увеличивать в 1,5 – 1,7 раза.
Основные достоинства и недостатки теплоносителей
- экологически и токсикологически безопасна;
- обладает высокой теплоемкостью;
- легко циркулирует по системе отопления;
- дешева