Порівняльний аналіз систем опалення та обігріву

статті

Порівняльний аналіз систем опалення та обігріву.

Основний і найбільш поширеною на даний момент системою опалення є традиційне водяне опалення з централізованою подачею гарячої води, або так зване центральне опалення.

Всі плюси і мінуси центральної системи опалення добре відомі, тому зупинимося більш детально на екологічній складовій питання. Крім історично сформованого широкого поширення центральне опалення не має інших помітних переваг. Настільки широке поширення центральне опалення отримало ще з XIX в. лише через відсутність у той час гідної альтернативи у вигляді дешевої електроенергії і економічних систем електроопалення.

Основними недоліками центрального опалення є:

• великий знос тепломереж і систем центрального отполенія, що викликає численні аварії, протікання, позапланові відключення опалення і т. П .;

• витрати на ремонтно-відновлювальні роботи, які раніше покривалися в основному державою, тепер будуть лягати на плечі споживачів;

• високі тепловтрати при доставці тепла споживачеві, висока вартість прокладки трубопроводів гарячого водопостачання. Внаслідок цього ТЕЦ доводиться будувати у відносній близькості до споживачів тепла, тобто до житлових і промислових зон, що, безумовно, не покращує екологічну ситуацію в цих районах. До того ж через досить низького ККД всієї системи центрального опалення (від ТЕЦ до радіаторів в квартирі) доводиться спалювати набагато більшу кількість палива і відповідно багаторазово збільшувати викид в атмосферу продуктів горіння;

• практична неможливість регулювання температури в приміщеннях за бажанням споживача.

Останнім часом стало модним встановлювати кімнатні термостати для радіаторів (терморегулятори), які нібито дозволяють регулювати тепловіддачу радіаторів, проте при цьому замовчуються деякі проблеми.

• збільшується ризик засмічення через потрапили домішок і низької якості теплоносіїв;

• відкладення на деталях термостатів з часом змінюють їх характеристики і погіршують роботу;

• можлива поява шуму в клапанах;

• нелінійна залежність між змінами температури в приміщенні і тепловіддачею (для деяких радіаторів зміна потоку в 2 рази змінює тепловіддачу всього на 7-12%) може призвести до нестабільності в роботі системи опалення.

Слід зауважити, що термостати найчастіше вимірюють температуру повітря при центральній системі опалення, а температypy теплоносія, а це призводить до зниження точності контролю температури в кімнаті, перегріву, зниження комфортності. Гідравлічна система центрального опалення, як правило, не дозволяє відключити окремі приміщення або істотно змінити їх теплові характеристики. Все це разом з досить високою вартістю подібних пристроїв (до 30 дол. США / шт.) Та робіт по їх установці навряд чи дозволяє вважати дану конструкцію придатною для масового застосування.

Якщо ж абстрагуватися від зовнішніх проблем і розглянути конкретний радіатор в конкретній житловій кімнаті, то з точки зору екології тут виникає багато серйозних питань.

По-перше, при роботі радіатора з високою робочою температурою (60-70 ° С) відбувається загибель знаходиться в повітрі мікрофлори ( "омертвіння" повітря).

По-друге, виникають конвективні потоки створюють в приміщенні постійно рухаються повітряні маси, що піднімають пил і розносять її по всьому приміщенню.

По-третє, виникає великий розкид температур по висоті приміщення (холодну підлогу - гарячий стелю), що, як відомо, аж ніяк не корисно для організму людини.

В даний час спостерігається тенденція переходу від централізованої системи опалення до різного виду автономних систем опалення. Уже сьогодні автономні системи опалення використовуються в інтенсивно розвивається дачно-котеджному будівництві, що, до речі, повністю відповідає і загальносвітовим тенденціям.

За принципом дії альтратівние системи опалення діляться на три основні групи:

• Традиційне опалення, коли рідкий теплоносій нагрівається, а потім, проходячи по системі трубопроводів і радіаторів, віддає тепло опалюваних приміщень;

• Повітряне опалення, коли в якості теплоносія використовується повітря, що подається після підігріву в опалювальні приміщення по воздуховодам;

• Пряме електричне опалення, коли нагрів приміщення здійснюється без теплоносія, і електрична енергія безпосередньо перетвориться в теплову.

Перша група - традиційне опалення - не має будь-яких принципових відмінностей від центрального опалення, але за рахунок більш сучасних технологій і матеріалів може дещо компенсувати деякі з його недоліків. Так, наприклад, відпадають всі проблеми з зовнішніми водними комунікаціями, так як вся система починається і закінчується усередині опалювального будівлі. З цієї ж причини збільшується ефективність системи опалення, знижується споживання палива. За рахунок застосування сучасних, як правило, металопластикових трубопроводів і спеціальних теплоносіїв - антифризів істотно зменшується ймовірність засмічення системи опалення, утворення відкладень і накипу і т. П .;

Але у традиційних автономних систем опалення з перших двох груп (традиційне опалення та повітряне опалення) є і мінуси:

• Розташування приміщення з опалювальним котлом всередині будівлі визначає наявність в тій чи іншій мірі специфічного запаху палива (особливо при використанні солярки) і продуктів його згоряння.

• Зберігається можливість аварійних протечек, усунення яких, при заповненні систем антифризом, вимагає значних витрат, тому що випливає рідина є отруйною хімікатом, який може зіпсувати меблі, інтер`єр і будівельні матеріали конструкції будинку, а також вкрай шкідливий для людей в разі вдихання його парів.

• Періодичне включення опалювального котла і циркуляційного насоса, навіть при використанні дорогого імпортного малошумного обладнання, створює додатковий шум і вібрацію.

• Для тривалої і надійної експлуатації традиційних автономних систем опалення також абсолютно необхідна профілактика котельного обладнання.

• У міру експлуатації знижується ефективність системи: камера, димоходи, пальник покриваються сажею і пилью- теплоносій із системи випливає, частково випаровується, гази потрапляють в систему, створюючи повітряні пробки.

• Негативно позначається на роботі знижений тиск газу в російських магістралях.

• Неякісне рідке паливо призводить до передчасного зносу паливного насоса, засмічення форсунок, утворення кислотних і сірчистих компонентів.

Необхідно виконання сервісних робіт, і для їх проведення потрібен кваліфікований персонал і відповідна апаратура. Залежно від обсягу робіт ціна на сервісне обслуговування одного опалювального котла за рік становить від 100 до 600 дол. США, при цьому запчастини і ремонт оцінюються окремо. Зупинка і збої в роботі традиційної системи можуть привести до серйозних матеріальних витрат, так як виходить з ладу відразу вся система. Тому спеціалізованими фірмами організовується цілодобове чергування і диспетчерська допомогу з виїздом на місце аварії, що проводиться, безумовно, також за рахунок споживача.

Повітряні автономні системи опалення вимагають також установки опалювального котла і, отже, отримують "у спадок" вже згадані проблеми. Гарантійне і післягарантійне обслуговування повітряного опалення пов`язано, в основному, з роботою котлів. Однак, навіть при наявності спеціальних фільтрів, в повітрі, що проходить через нагрівальний котел, залишаються дрібні частинки пилу та іншої органіки, які вигоряють або частково розкладаються на гарячих поверхнях котла, помітно збільшуючи кількість чадного газу (СО).

Найбільш перспективним і екологічно безпечним з усіх відомих систем опалення є пряме електричне опалення.

Найбільш перспективним і екологічно безпечним з усіх відомих систем опалення є пряме електричне опалення. Воно вільно від проблем, пов`язаних зі спалюванням в безпосередній близькості від житлових приміщень будь-якого виду палива і застосуванням будь-яких теплоносіїв.

Підведення електроенергії або виділення додаткової електричної потужності на опалення не вимагає значних капітальних витрат, а при застосуванні систем прямого електричного опалення в поєднанні з сучасними технологіями теплоізоляції будівель додаткові потужності можуть бути незначними. Тоді як підведення газової магістралі вимагає великої кількості різних узгоджень, розробки проектної і початково-дозвільної документації, матеріальних витрат, які значно перевищують витрати на підведення електроенергії. При прямому електричному опаленні відсутність потреби в котельному приміщенні, покупці котлів, насосів, труб і радіаторів і роботах по їх монтажу істотно знижує початкові капітальні витрати на пристрій опалення.

З точки зору експлуатації, при прямому електричному опаленні вихід з ладу однієї одиниці опалювального обладнання не призводить до відмови всієї системи опалення, а що вийшло з ладу опалювальне обладнання замінюється гранично просто і швидко.

Якщо говорити про контроль температур і гнучкості управління системою прямого електричного опалення, а також можливості економії енергії, то у прямого електричного опалення тут найкращі показники. У кожному опалювальному приміщенні є термостати (терморегулятори), і всі вони працюють незалежно, контролюючи температуру в діапазоні 5-30 ° С з точністю ± 0,1-1,0 ° С. При бажанні можуть бути встановлені програмовані термостати, що дозволяють задати будь-який графік зміни температури протягом доби в кожен день тижня. Це економить, наприклад для заміських будинків, експлуатованих взимку у вихідні дні, 50-80% електроенергії. Саме цей вид опалення легко інтегрується в єдину систему управління будівлею типу "інтелектуальний дім".

Всі існуючі на даний момент системи прямого електричного опалення можна розділити на два основні класи:

• Конвекційні настінні або підлогові опалювальні прилади.

• Інфрачервоні електричні прилади.

До конвекційним відносяться конвектори різного виконання, які в свою чергу діляться на:

1. конвектори природного припливу повітря

2. конвектори примусового продувки (тепловентилятори і теплові завіси).

Електроконвектори по своїй суті є тими ж радіаторами, за винятком того, що кожен з них при включенні в електромережу може працювати автономно. Отже, все раніше зазначені недоліки (конвективні потоки, "омертвіння" повітря, високий температурний градієнт по висоті приміщення, мала економічність) зберігаються в повному обсязі. Помітним кроком вперед при застосуванні електроконвекторів стала їх здатність, завдяки наявності вбудованого або виносного термостата (терморегулятора), самостійно підтримувати задану температуру приміщення в досить широкому діапазоні (від 0 до 30 ° С) з вельми непоганий точністю (0,1 ° С - електронні, 0,5-1 ° С - електромеханічні термостати). Сучасні електроконвектори виконуються з герметично запаяними електронагрівальними елементами, внаслідок чого допускається їх експлуатація у вологих і сирих приміщеннях, прості в монтажі і установці.

Електричні конвектори примусового продувки повітря відомі споживачеві в основному завдяки широко поширеним побутовим тепловентиляторам типу "Вітерець" і йому подібним. Всі аналогічні пристрої, від найпростіших побутових до промислових, розрізняються лише потужністю (від 1,5 до 70-100 кВт), продуктивністю (від 200 до 7000 м3 / ч), габаритами, вагою і вартістю.

У сучасних моделях, як правило, встановлюються термостати, але вони контролюють температуру нагрівання корпусу електричного конвектора, автоматичні системи аварійного відключення, засновані на вимірі температури ТЕНів і повітря всередині і поза корпусом, а потужні теплові завіси можуть мати також виносної пульт управління.

Через наявність високотемпературних ТЕНів, сильних потоків повітря, високий рівень шуму і досить великий споживаної потужності дані пристрої навряд чи можна уявити в житлових або офісних приміщеннях (за винятком хіба що всіляких позаштатних ситуацій, ремонту і т. П.). Їх місце швидше в цехах, на складах, в автосервісах, автомийках і тому подібних будівлях і спорудах промислового призначення. Внаслідок цього говорити про екологію та економічності в даному випадку також не надто доречно, але, втім, ці системи опалення і не претендують на лідерство в цих галузях.

До випромінювальною системам прямого електричного опалення відносяться інфрачервоні довгохвильові обігрівачі, які відповідають оптимальної для людини довжині хвиль. В силу своєї конструкції подібні інфрачервоні обігрівачі є абсолютно вологостійкими, електро- і пожежобезпечними, т. Е. Дозволяють організувати опалення в приміщеннях навіть з вологою і агресивним середовищем (автомийки, виробничі цехи, хімічні виробництва і т.п.). Також їх відрізняє висока механічна і ударостійкість, тобто застосування в місцях масового користування і проходу великих потоків людей не є проблемою.

Прімущество інфрачервоних електричних систем опалення:

• Невисока температура нагрівальних елементів є гарантією їх тривалої і надійної служби.

• Економія електроспоживання на опаленні, в порівнянні з отопителями конвективного типу та іншими подібними системами, становить не менше 30%.

• При використанні сучасних автоматів захисту від короткого замикання і перевантажень, а також пристроїв захисного відключення по струму витоку ймовірність пожежі або ураження електричним струмом близька до нуля.

Необхідно також сказати і ще про одне, дуже важливому перевагу інфрачервоних обігрівачів. У всіх опалювальних системах, де використовуються заземлені металеві деталі корпусів і повітропроводів (наприклад, конвектори, радіатори, канальні вентилятори, тепловентилятори і теплові завіси), через які йдуть постійні конвективні потоки, відбувається так звана "деионизация" повітря. Як відомо, нормальний рівень вмісту в атмосфері негативно заряджених іонів становить приблизно 600-700 од. / См3. На морському узбережжі або високо в горах ця кількість набагато вище, і знаходження в таких місцях благотворно діє на організм. Недарма в арсеналі сучасних фізіотерапевтів існує навіть такий засіб, як "кабінети гірського повітря", де пацієнти спеціально дихають сильно іонізованим повітрям. Так ось, при використанні металевих конвекторів кількість іонів в повітрі знижується в 8-10 разів, т. Е. До 50-100 од. / См3! Щоб якось компенсувати цю нестачу, доводиться застосовувати різноманітні додаткові пристрої іонізації повітря, найвідомішим з яких, очевидно, є "люстра Чіжевскского", застосування наявних на сьогоднішньому ринку деяких модифікацій якої може бути пов`язане з шкідливим для здоров`я супутнім ефектом озонування повітря. У світлі всього сказаного поза всякою конкуренцією знаходяться інфрачервоні обігрівачі. при використанні яких процес деионизации або відсутній зовсім, або знижується на практично невідчутні 1-2%.

Широкі можливості по економії і раціональному використанню енергоресурсів в поєднанні з поліпшенням теплоізоляції будівель перетворюють пряме електричне опалення в серйозну альтернативу традиційному опаленню з рідкопаливними і газовими котлами, одночасно забезпечуючи унікальні можливості по екології і безпеки.