Виды отопления

1. Введение.

Проживая в умеренных широтах, где основная часть года холодная, необходимо обеспечить теплоснабжение зданий: жилых домов, офисов и других помещений. Теплоснабжение обеспечивает комфортное проживание, если это квартира или дом, продуктивную работу, если это офис или склад.

Теплоснабжение — это снабжение систем отопления здания горячей водой либо паром. Привычным источником теплоснабжения являются ТЭЦ и котельные. Существует два вида теплоснабжения зданий: централизованное и местное. При централизованном – снабжаются отдельные районы (промышленные или жилые). Для эффективной работы централизованной сети теплоснабжения, её строят, разделяя на уровни, работа каждого элемента заключается в выполнении одной задачи. С каждым уровнем задача элемента уменьшается. Местное теплоснабжение – снабжение теплом одного или несколько домов. Централизованные сети теплоснабжения имеют ряд преимуществ: снижение расходов топлива и сокращение затрат, использование низкосортного топлива, улучшение санитарного состояния жилых районов. Система централизованного теплоснабжения включает в себя источник тепловой энергии (ТЭЦ), тепловой сети и теплопотребляющих установок. ТЭЦ комбинированно вырабатывает тепло и энергию. Источниками местного теплоснабжения являются печи, котлы, водонагреватели.

Системы теплоснабжения отличаются различными температурами и давлением воды. Это зависит от требований потребителей и экономических соображений. При увеличении расстояния, на которое необходимо «передать» тепло, увеличиваются экономические затраты. В настоящее время расстояние передачи тепла измеряется десятками километров. Системы теплоснабжения делятся по объёму тепловых нагрузок. Системы отопления относят к сезонным, а системы горячего водоснабжения – к постоянным.

 

 

 

 

 

 

2. Характеристики отопления.

Отопление – это искусственный обогрев помещений в холодный период года с целью возмещения в них теплопотерь и поддержания на заданном уровне температуры. Отопление, водоснабжение – две системы, без которых сегодня не обходится ни одно жилище. Отопление является одной из важнейших составляющих уюта и комфорта.

В зависимости от преобладающего способа теплопередачи отопление помещений может быть конвективным и лучистым

Конвективное отопление

Вид отопления, при котором тепло передается благодаря перемешиванию объемов горячего и холодного воздуха. К недостаткам конвективного отопления относится большой перепад температур в помещении (высокая температура воздуха наверху и низкая внизу) и невозможность вентиляции помещения без потерь тепловой энергии

Лучистое отопление

Вид отопления, когда тепло передается в основном излучением, и в меньшей степени – конвекция. Приборы для отопления размещаются непосредственно под или над обогреваемой зоной (вмонтированы в пол или потолок, также могут крепиться на стены или под потолком).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Паровое отопление.

Паровое отопление — одна из разновидностей систем отопления зданий. В отличие от водяного или воздушного отопления, теплоносителем является водяной пар. Иногда в быту водяное отопление зданий неправильно называют «паровым», хотя в жилых и общественных зданиях применение парового отопления сейчас запрещено строительными нормами и правилами.

Особенностью парового отопления является комбинированная отдача тепла рабочим телом (паром), которое не только снижает свою температуру, но и конденсируется на внутренних стенках отопительных приборов. Удельная теплота парообразования (конденсации), которая выделяется при этом, составляет около 2300 кДж/кг, тогда как остывание пара на 50 °C дает только 100 кДж/кг.

Источником тепла в системе парового отопления может служить отопительный паровой котёл, отбор пара из паровой турбины или редукционно-охладительная установка (РОУ), снижающая давление и температуру пара энергетических котлов до безопасных для потребителя параметров. Отопительными приборами являются радиаторы отопления, конвекторы, оребрённые или гладкие трубы. Образовавшийся в отопительных приборах конденсат возвращается к источнику тепла самотёком (в замкнутых системах) или подаётся насосом (в разомкнутых системах). Давление пара в системе может быть ниже атмосферного (т. н. вакуум-паровые системы) или выше атмосферного (до 6 атм). Температура пара не должна превышать 130 °С.   Изменение температуры в помещениях производится регулированием расхода пара, а, если это невозможно, периодическим прекращением подачи пара. В преддверии морозов иногда приходится заранее прогревать здание, чтобы использовать его тепловую инерцию.

Преимуществами парового отопления являются:

небольшие размеры и меньшая стоимость отопительных приборов

малая инерционность и быстрый прогрев системы

отсутствие потерь тепла в теплообменниках.

Недостатками парового отопления являются:

высокая температура на поверхности отопительных приборов

невозможность плавного регулирования температуры помещений

шум при заполнении системы паром

сложности монтажа отводов к работающей системе.

Из-за невысокой стоимости паровое отопление широко применялось в первой половине XX века. В настоящее время паровое отопление может применяться как при централизованном, так и при автономном теплоснабжении в производственных помещениях, в лестничных клетках и вестибюлях, в тепловых пунктах и пешеходных переходах. Целесообразно использовать такие системы на предприятиях, где пар так или иначе применяется для производственных нужд.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Водяное отопление.

Водяное отопление — способ отопления помещений с помощью жидкого теплоносителя (воды, или антифриза на водяной основе). Передача тепла в помещение производится с помощью радиаторов, конвекторов, регистров труб.

В отличие от парового отопления, вода находится в жидком состоянии, а значит имеет более низкую температуру. Благодаря этому, водяное отопление более безопасно. Однако радиаторы для водяного отопления имеют большие габариты, чем для парового. Кроме того, при передаче тепла с помощью воды на большое расстояние температура значительно падает. Поэтому часто делают совмещённую систему отопления: от котельной с помощью пара тепло поступает в здание, где с помощью теплообменника передаётся воде, которая уже поступает к радиаторам.

В системах водяного отопления циркуляция воды может быть как естественной, так и искусственной. Системы с естественной циркуляцией воды просты и относительно надёжны, но имеют невысокую эффективность, которая зависит от правильного проектирования системы.

Недостатком водяного отопления также являются воздушные пробки, которые могут образовываться после спуска воды при ремонте отопления. Для борьбы с ними устанавливаются специальные спусковые клапаны. Перед началом отопительного сезона с помощью этих клапанов выпускается воздух благодаря избыточному давлению воды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Воздушное отопление.

Воздушное отопление — одна из разновидностей систем отопления зданий. В отличие от водяного или парового отопления, теплоносителем является горячий воздух.

В настоящее время воздушное отопление с успехом применяется для обогрева промышленных, торговых и складских помещений большого объема. Основным достоинством при этом является отсутствие в системе жидкого теплоносителя - воды. Таким образом, система полностью защищена от протечек, разморозки, коррозии. Затраты на обустройство и эксплуатацию системы воздушного отопления, как правило, существенно ниже, чем аналогичные затраты для водяной системы. В качестве источника нагретого воздуха в современных системах воздушного отопления применяют калориферы или теплогенераторы. Существует две системы воздушного отопления: центральная и зональная. Центральная система реализуется на базе установки, забирающей наружный воздух, фильтра и газовой горелки, которые очищают и нагревают воздух, прежде чем вентилятор подаст его в систему воздуховодов. Главный недостаток такой системы заключается именно в наличии воздуховодов, распределяющих по дому одинаковое количество нагретого воздуха с одинаковой температурой. Отсутствует регулировка температуры по помещениям! Зональная система воздушного отопления. Отопительные приборы (каждому из которых поручена забота о конкретной комнате) замеряют температуру в помещении – и регулируют её значение до заданных параметров, затрачивая ровно столько мощности, сколько необходимо, ни больше ни меньше. Зональное отопление реагирует строго по ситуации. Реализуется такая система на базе газовых конвекторов, устанавливаемых в каждой комнате, имеющих закрытую камеру сгорания (никаких выбросов продуктов сгорания внутри помещения). Может реализоваться покомнатно, поэтажно. Не имеет системы воздуховодов, только подведённую к конвектору газовую трубу.

 

 

 

 

 

 

6. Инфракрасное отопление.

Одна из разновидностей систем отопления, где в качестве источников тепла используются инфракрасные излучатели. Инфракрасное отопление может использоваться как в качестве вспомогательного, так и самостоятельного основного типа отопления. Благодаря особенностям ИК-излучения возможна организация локального отопления, при котором тепло подается лишь в те зоны, где это необходимо, что особенно актуально в крупных помещениях с высокими потолками. Кроме того, это единственный вид отопления, позволяющий организовать эффективный обогрев открытых (в том числе уличных) пространств.

Обогрев помещения при использовании инфракрасного отопления осуществляется при помощи непосредственного воздействия инфракрасных лучей на разнообразные поверхности: пол, стены, мебель, оборудование, а также на людей. Инфракрасный луч, который попадает на поверхность предметов, высвобождает тепловую энергию. Далее эта энергия передается в воздух, благодаря чему минимизируется потеря тепла. Также практически отсутствуют наслоения теплого воздуха вверху комнаты в подпотолочном пространстве. Следствием этого является то, что в помещение попадает более теплый воздух, чем при использовании другого вида отопления. Т.к. нет необходимости расходовать энергию на обогрев промежуточного теплоносителя (вода или масло), данный вид отопления считается очень экономичным. Также это обеспечивает более низкую инерционность отопления – в течение короткого промежутка времени после включения такого обогревателя пользователи уже будут ощущать необходимое тепло. Чувство комфорта достигается уже при температуре воздуха около 17 градусов, против обыкновенных 20.

Одним из главных достоинств обогревателя считается возможность использования автоматического режима с целью поддержки необходимых показателей температуры в помещении.

 

 

 

 

 

7. Динамическое отопление.

Система отопления, включающая топку, нагреватель и холодильник, дающая возможность передавать помещению больше тепла, чем топка в отдельности, так как помещению также передаётся тепло из окружающей среды. Технологические трудности и необходимость значительных начальных вложений капитала задерживают широкое распространение этого способа отопления. Возможно, что по мере дальнейшей централизации отопления динамическое отопление найдёт широкое применение.

При динамическом отоплении часть теплоты, полученной в топке, поступает в обогреваемое помещение. Остальная часть затрачивается на работу, производимую тепловой машиной (двигателем). Нагревателем в двигателе является топка, а холодильником — отапливаемое помещение. Производимая двигателем работа используется для приведения в действие холодильной машины (теплового насоса), включаемой между окружающей средой и помещением: холодильная машина забирает тепло от окружающей среды и передаёт его помещению. Так помещение получает теплоту и от горячей топки, и от холодной окружающей среды. Общее количество теплоты может превзойти теплоту, полученную при типичной для большинства отопительных систем передаче всего тепла от топки в помещение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Заключение.

Россия относится к странам с высоким уровнем централизации теплоснабжения. Энергетическое, экологическое и техническое преимущество централизованного теплоснабжения над автономным в условиях монополии государственной собственности считалось априорным. Автономное и индивидуальное теплоснабжение отдельных домов было выведено за рамки энергетики и развивалось по остаточному принципу.

Теплоснабжение является важной отраслью в нашей жизни. Оно приносит тепло в наш дом, обеспечивает уют и комфорт, а также горячее водоснабжение необходимое каждый день в современном мире.

Современные системы теплоснабжения значительно экономят ресурсы, более удобны в эксплуатации, соответствуют санитарно-гигиеническим требованиям, менее габаритные и выглядят более эстетично.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Список используемой  литературы.

1. Тихомиров К.В. Сергеенко Э. С. "Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция." Учеб. для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1991. = 480 с.:ил.

2. http://vozduhoved.com/library/articles/articles_53.html

3. http://ru.wikipedia.org/wiki/Отопление#