Текст книги "Тепло в загородном доме"

Автор книги: Владимир Круковер

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 10 страниц) [доступный отрывок для чтения: 5 страниц]

Основные характеристики

Большая суммарная площадь поверхностей нагрева, одной стороной контактирующих непосредственно с газопламенной средой, а другой – с воздухом отапливаемого помещения.

Конвективные трубы по всему поперечному сечению и по всей длине находятся непосредственно в газопламенной среде.

Топливник имеет форму относительно длинного, высокого и неширокого параллелепипеда, усеченного в верхней части.

Такая форма, приближающаяся к плоскости, теоретически имеет максимальное отношение площади поверхности к охватываемому ей объему. Она также наиболее полно соответствует форме тепловой эпюры свободно сжигаемого твердого топлива.

Передняя и задняя поверхности полноценно участвуют в конвективном теплообмене. На них размещены конвективные трубы.

Топочная дверца с кожухом-конвектором также является эффективным радиатором.

Течение газопламенного потока, благодаря форме топливника и газонаправляющим щиткам, проходит вдоль контура всех конвективных труб, от самого их начала до самого их конца с максимальным использованием так называемых хвостовых поверхностей теплообмена.

На верхней горизонтальной поверхности, непосредственно контактирующей с газопламенной средой, можно разогреть или приготовить пищу.

Большой сменный колосник с жестко контролируемой нижней подачей питающего воздуха обеспечивает равномерное горение по всей площади топливника. При необходимости он позволяет резко интенсифицировать процесс горения для быстрого подъема температуры в отапливаемом помещении, просушивания сырого топлива или для выжигания скопившейся сажи. Образующаяся зола по мере накопления, сама ссыпается через щели колосника в зольник. При длительном использовании очень качественного топлива может быть поврежден только легко заменяемый колосник.

Под топочной дверцей расположен емкий выдвижной зольный ящик, с помощью которого можно одним движением, не прерывая процесса горения, удалить накопившуюся золу. Это позволяет использовать топливо с высокой зольностью.

Входные отверстия конвективных труб горизонтальны и находятся на высоте 120 мм от уровня пола, что благоприятно для свободной циркуляции нагреваемого воздуха.

Котел имеет достаточно высокое и широкое устойчивое основание с отверстиями для дополнительного крепления его к полу. Для установки котла не требуется никаких дополнительных оснований или подиумов.

Котел «Профессор Бутаков» (рис. 13) был изготовлен сравнительно недавно и пока представлен только одной моделью «Студент-150». Продажи на начало 2004 года измеряются единицами, но несомненный интерес покупателей уже заметен. В ближайшие 1–2 года завоюет серьезную долю на рынке отопительных печей. Гарантия – 2 года.

Рис. 13. Нагреватель воздуха «Профессор Бутаков»

«Чудо-печь» – оригинальный малогабаритный котел, производимый в России по немецкой технологии. Его конструкция и система подачи топлива выполнены таким образом, что после выхода его на рабочий режим он не выделяет копоти и запаха, следовательно, для него не нужны дымоход и вытяжка. Вся копоть оседает на стенках рабочей головки и легко удаляется по мере накопления.

Печь работает на дизельном топливе всех марок и керосине. Расход топлива составляет всего лишь 120 г за 1 час. Емкость заправленного бака – 1,9 л. Тепловая мощность составляет 1,8 кВт/ч. Дозаправка через 15 часов.

Используется для отопления дач, гаражей, теплиц, обогрева бытовых, хозяйственных помещений и т. п.

Незаменима для строителей, дачников и садоводов. Так же на ней можно готовить и пищу.

Печь абсолютно пожаробезопасна. При работе ее корпус остается холодным, поэтому не нужно специальной теплоизоляции ни дна, ни стенок печи.

Нет опасности того, что человек может угореть, так как угарный газ СО, возникающий в процессе горения, успевает окислиться на раскаленных цилиндрах в углекислый газ СО2, который в небольших объемах безвреден.

Оригинальная конструкция печи обеспечивает равномерное распределение тепла в помещении. Поток раскаленного воздуха, исходящий от горелки, обеспечивает комфортную температуру в помещении объемом 50 м³.

Полезные советы

Купив котел, необходимо установить его в специально отведенном месте и подключить. Как правило, все эти услуги оказывают фирмы, продавшие вам оборудование.

Как показывает опыт, это значительно сокращает время, а самое главное, сохраняет нервы, ограждая от ненужных хлопот и пререканий с рабочими.

В случае если вы решили воспользоваться услугами специалиста по монтажу оборудования, вам гарантируется долговечность купленного вами товара. Специалисты таких фирм имеют высокую квалификацию, присвоенную им после обучения непосредственно на заводах-изготовителях.

Если вы все-таки решите установить котел с по-мощью нанятой со стороны монтажной бригады, требуйте от них предъявления специальной лицензии, разрешающей производить соответствующие работы, и по всем вопросам, возникающим в процессе установки котла, отправляйте бригадира на консультацию к специалистам фирмы, предоставившим вам оборудование.

Водонагреватели

Водонагреватели предназначены для решения двух очень важных задач в любом доме – отопления и обеспечения горячей водой. В некоторых моделях этих устройств эти две функции совмещены.

По виду источника энергии водонагреватели можно разделить на следующие:

– электрические;

– газовые;

– работающие на жидком топливе (дизельное топливо);

– работающие на твердом топливе (дрова, брикеты, уголь).

Водонагреватели, работающие на природном или сжиженном газе, на жидком или твердом топливе, бывают двух видов – с открытой и закрытой камерами горения.

По принципу организации подогрева есть проточные и накопительные водонагреватели.

Проточные водонагреватели

Проточные водонагреватели нагревают воду в процессе ее протекания через теплообменник, то есть во время ее использования, они не имеют емкости с заранее подогретой водой и требуют наличия какой-то сети подачи воды.

Простейший пример проточного нагревателя – нагреватели, устанавливаемые непосредственно на кран смесителя в кухне или ванной.

Другой пример – газовые водогрейные колонки с открытой камерой сгорания, имевшие широкое применение в городских квартирах 1960-х и 1970-х годов.

Существует множество моделей проточных электронагревателей от самых примитивных, до сложнейших.

Наиболее сложные оснащены автоматическим приспособлением для поддержания заданной температуры при изменении протока воды и защитой электронагревателя от поломки при отсутствии воды. Эту защиту принято называть «защита от сухого хода».

Накопительные водонагреватели

Этот вид нагревателей имеет в своей конструкции емкость, в которой производится подогрев воды.

По способу монтажа водонагреватели бывают напольные и настенные, по устройству – работающие под давлением и без давления.

Более сложные модели имеют, как правило, автоматическое поддержание заданной температуры воды. В последнее время появились модели со встроенным микропроцессорным управлением. Естественно, что поддерживать температуру воды не могут нагреватели, работающие на угле или дровах.

Простейший вид накопительного настенного нагревателя, работающего без давления, – емкость со встроенным электрическим нагревателем для душевой на садовом участке. Такого же типа нагреватели используются в подсобных хозяйствах для мытья рук и посуды.

Накопительные нагреватели, работающие под давлением, называются бойлерами. Бойлер – это герметичный сосуд, емкостью от 25 до 160 л, внутри которого вмонтирован нагреватель (рис. 14).

Рис. 14. Накопительный водонагреватель

Нагреватель имеет два режима работы: разгонный – для быстрого (за 12–20 минут) нагрева всего объема до 80^о С и дежурный – для длительного поддержания указанной температуры.

Тема использования накопительных водонагревателей постоянно интересует людей. Им хочется знать, каков наиболее экономичный режим работы, какое количество электроэнергии потребляет водонагреватель за сутки, за месяц, за год в дежурном режиме, как справиться с этим и т. д.

Рассмотрим работу электроводонагревателя с точки зрения физики. На первом этапе электроэнергия преобразуется в тепло, здесь КПД зависит от материала нагревательного элемента (от потерь электроэнергии в нем и от соприкосновения элемента с водой). На каждом этапе теряется некоторая часть энергии. В зависимости от типа прибора, КПД находится в пределах 0,9–1,0.

Именно поэтому легче сохранить тепло, чем нагреть новую порцию холодной воды. Этим накопительные системы и сильны. Чем эффективнее теплоизоляционные свойства материала, отделяющего внутренний бак от окружающей среды, и толще его слой, тем экономичнее водонагреватель. Современные бойлеры гарантируют снижение температуры воды не более 0,25–0,5^о С в час и расход электроэнергии менее 1 кВт/ч в сутки в дежурном режиме.

На втором этапе тепло передается от элемента воде. КПД практически не зависит от площади, так как он всегда связан с неудобствами в эксплуатации или со значительным удорожанием водогрея.

Бойлеры высокого класса поддерживают различные режимы экономии. Например, оборудование фирмы «Stibel Eltron» (серии SNZ, HFA, SHW, SHO) обеспечивает функцию автоматического нагрева по льготному тарифу. Подогрев содержимого накопительного резервуара происходит при включенной основной ступени нагрева во время действия льготного тарифа (в ночное время). В течение дня подогрев не производится. В случае необходимости путем нажатия на соответствующую кнопку можно произвести включение водонагревателя в режим быстрого подогрева.

В более простых моделях «Electrolux» серии SL существует режим половинной мощности, при котором поддерживается пониженная температура 55^о С. Для этого в бойлере устанавливается два нагревательных элемента по 0,8 или 0,9 кВт. Нажав клавишу на лицевой панели ЭВН, вы можете включить режим экономии.

Эти модели водонагревателей довольно дорого стоят. С техническими особенностями и ценами на бойлеры можно ознакомится в статье «Накопительные электроводонагреватели»

Существуют общие рекомендации по выбору и режиму работы любых ЭВН. Не следует выбирать слишком маленькие накопительные водонагреватели. При длительной эксплуатации лучше использовать прибор большей емкости, но при 60^о С, а не при 85^о С. Температурный режим 60^о С гарантирует:

– щадящий режим для резервуара и трубопроводов при использовании воды, насыщенной веществами, вызывающими коррозию;

– меньшее образование накипи, разрушающей защитный слой внутри бака;

– снижение потребления электроэнергии для поддержания температуры воды.

Многие фирмы пытаются увеличить полезный объем внутреннего бака. Дело в том, что при расходе горячей воды в бойлере более 80% мы начинаем испытывать дискомфорт из-за разницы температур смешиваемых слоев. Для устранения этого недостатка некоторые фирмы используют устройство в виде перевернутого блюдца, надетого на трубу подачи холодной воды непосредственно в баке, что позволяет производить комфортное, не изменяющее температуру подмешивание даже при 90–95% расходе.

Какой объем действительно необходим? Среднее водопотребление по России составляет 280 л в сутки. По мнению специалистов, это расточительство, и без всякого ущерба для соблюдения правил гигиены его можно сократить вдвое. Для полного удовлетворения потребностей в горячей воде в сутки достаточно 30–40 л (5–10 л для кухни, 15 л для душа) на человека.

4. Сколько стоит отопление загородного дома

Продолжающееся интенсивное строительство загородных домов и коттеджей, использование новых современных материалов, повышение комфортабельности строящегося за пределами больших мегаполисов частного сектора требуют новых технологий и современных средств инженерного обеспечения. Одним из важнейших и самых дорогостоящих элементов инженерного обеспечения является отопление.

На рациональный выбор системы отопления влияет много факторов: доступность конкретного вида топлива, экологические аспекты, проектно-архитектурные решения, объем строящегося объекта, финансовые возможности и многое другое.

Не будучи специалистом в области отопления, очень сложно оценить все аспекты и проблемы выбора, установки и эксплуатации той или иной системы отопления, учитывая, что рынок оборудования и материалов для этого очень широк и разнообразен.

Кроме того, мировые достижения в области отопления стали доступны российскому потребителю, а информацией об их свойствах и возможностях, как правило, владеют только специалисты. В последнее время во всем мире наблюдается устойчивая тенденция перехода от централизованных систем отопления к автономным, обеспечивающим теплом конкретную квартиру, группу квартир, отдельное здание.

Среди автономных систем отопления широко применяется прямое стационарное электроотопление, преобразующее электроэнергию в тепло без промежуточных теплоносителей. Нагревательные элементы такого оборудования имеют очень низкие температурные характеристики (50–120° C). Эти системы обеспечены защитой от электромагнитных излучений, не сжигают кислород и не меняют влажность в помещении.

Сегодня мы рассмотрим экономические аспекты отопления на примере двух типов загородных домов с отапливаемой площадью 100 м² и 300 м². Кроме того, опишем те особенности установки и эксплуатации, которые сложно оценить финансово, но они существенно влияют на качественные характеристики сравниваемых систем.

Остановимся на некоторых особенностях и неучтенных моментах капитальных затрат для топливное отопление.

Отопительный котел

Установка газового котла требует отдельного помещения (котельной) и проведения воздуховодов к камере сгорания, а также дымохода для отвода продуктов горения. В противном случае воздух в помещении ухудшается. Это требует дополнительных затрат. Для получения горячей воды некоторые котлы имеют встроенный бойлер, однако для доставки воды к месту использования (например, из подвала на первый и второй этаж, в другой конец дома) требуется проложить значительное количество труб. Проходя по ним, вода остывает, возникает инерционность горячей и холодной воды, понижается экономичность. В результате установка котла становится дороже, да и сами трубы не красят интерьер.

Альтернативным вариантом в этом случае может быть установка электрического водонагревателя на месте использования, что значительно удобнее, так как в летний период отопление не включается, а горячая вода нужна всегда.

Существенные затраты неизбежны при газовом отоплении. Требуется подводка газа от магистрали до котла в доме. Значительные средства потребуются на оплату проекта котельного помещения и установку газовой плиты. Без утвержденной и согласованной с соответствующими службами проектной документации подключение газа запрещено.

Установка котлов, работающих на жидком топливе, достаточно дорого обходится. Им дополнительно требуется монтаж емкости для нескольких тонн топлива. Обязательно необходим фильтр тонкой очистки топлива, иначе форсунки котла быстро засорятся, котел начнет дымить и существенно снизится его КПД.

Недостатки твердотопливных котлов обусловлены необходимостью в течение суток постоянно следить за топочной камерой и вручную загружать топливо. Нужен запас топлива в значительных объемах, площадки для его хранения, к тому же как-то нужно осуществлять доставку, загрузку и разгрузку топлива.

Существующие сегодня комбинированные котлы на два и более видов топлива стоят дороже и имеют особенности монтажа и эксплуатации, описанные выше. Дополнительно нужно отметить, что при переходе с одного вида топлива на другое необходимо присутствие человека.

Текущие и эксплуатационные затраты

Важнейшим параметром текущих затрат является стоимость топлива и его расход за определенное время.

По статистическим данным, затраты энергии на отопление 1 м² за сезон составит 100–200 кВт в зависимости от теплопотерь отапливаемого помещения. При расчете текущих затрат следует учесть КПД установки и тепловые потери здания. Для средней полосы России в соответствии с существующими нормативами, рассчитанными на температуру воздуха до –26° С, а в помещении 18° С, для отопления 1 м³ помещения необходимо 40–45 Вт, что составляет 100–120 Вт на 1 м² при высоте потолков 250–270 см.

Особенностью эксплуатации отопления с газовым котлом является периодическая профилактика и контроль за состоянием горелок, кранов и автоматики. Если такие работы не проводятся, то существует серьезная опасность создания аварий. Профилактика отопления на жидком топливе обычно сводится к замене топливного фильтра, прокачке насоса и проверке всей системы подачи и горения топлива, очистке форсунок.

Следует отметить также незначительный, но характерный запах топлива. Использование твердого топлива практически не требует профилактических работ. Однако требуются затраты на доставку, разгрузку и хранение топлива. Но самое главное, что нет автоматического режима и необходимо постоянное присутствие человека. Кроме того, циклический характер работы котла приводит к колебаниям температуры воздуха в отапливаемом помещении на 3–5° С, процесс поддержания стабильной, заданной температуры невозможно автоматизировать.

Дополнительным неудобством является засорение территории. При традиционном отоплении возможны аварийные протечки, устранение которых при заполнении отопительной системы антифризом требует значительных затрат.

Если дачный дом или коттедж используется не для постоянного проживания, а только по выходным дням и праздникам, то преимущества прямого электрического отопления еще более очевидны для такого класса помещений. Экономия электроэнергии достигает 80%.

Если дом в осенне-зимний период пустует, желательно поддерживать в нем температуру около 5° С, это способствует длительной эксплуатации несущих конструкций, отсутствию конденсата, влажности и плесени.

Системы ТО имеют очень ограниченные возможности отслеживания колебания наружной температуры воздуха и поддержания заданной температуры внутри каждого помещения.

Следовательно, в автоматическом режиме происходит перегрев воздуха, а значит и перерасход топлива. При ТО значительно сложнее в случае необходимости отключить некоторые помещения, а иногда практически невозможно.

При существенном изменении температуры в нескольких помещениях при ТО может измениться сбалансированный режим работы гидравлической системы теплоносителя, и термостат необходимо будет настраивать заново. При обратном включении легко нарушить первоначальную балансировку.

Во время работы в автоматическом режиме при отсутствии человека отопительная система может отключиться из-за срабатывания средств защиты, однако автоматическое включение не всегда предусмотрено. Это может привести к определенным неприятностям при длительном охлаждении здания (замерзнет вода в канализации, водопроводе и т. д.).

При последующем прогреве помещений увеличивается влажность, в результате возможны намокание стен и образование конденсата.

Капитальные затраты на прямое электрическое отопление ниже, а эксплуатационные затраты на одном уровне с жидким и твердым топливом.

Видно, что импортное оборудование становится более или менее выгодным для домов площадью более 300 м². Отечественное оборудование более экономиче-ски оправдано для любого вида топлива.

Солярка и уголь оказываются эффективными в зависимости от конкретных ситуаций, при этом можно считать, что сравнительный срок окупаемости должен быть не более 5–6 лет.

5. Преимущества и возможности прямого электрического отопления

Все виды отопления, кроме электрического, в той или иной мере загрязняют окружающую среду. Вытяжная вентиляция и насосы приводят к дополнительным шумам и вибрации. Утечки газа и дизельного топлива, угольная пыль отрицательно сказываются на дыхательных путях человека. Кроме того, вероятность возникновения пожара или каких-то других аварийных ситуаций при использовании жидкого и газообразного топлива значительно выше, чем при электрическом отоплении. Утечка ядовитых антифризов опасна для здоровья людей и может нанести ущерб зданию.

Современное электроотопление не сжигает кислород, не пересушивает воздух. Излучающие инфракрасные обогреватели и теплый пол не создают конвекционных потоков воздуха и пыли, электромагнитные наводки соответствуют европейским стандартам.

Электрическое отопление имеет самые широкие возможности рационально и экономично управлять режимами. Максимально может быть использована 2-тарифная оплата за электроэнергию (ночью дешевле в 4 раза). Именно в ночное время внешняя температура самая низкая, то есть увеличиваются тепловые потери, в то время как днем работают многие бытовые электроприборы, дополнительно выделяя тепло.

Разница дневной и ночной температур достигает 10–15° С, для компенсации таких колебаний требуется до 50% суточных ресурсов.

При использовании электротеплонакопителей экономия может быть еще более существенной, так как теплоемкость такого оборудования примерно в 10 раз выше потребляемой энергии.

ПЭО позволяет регулировать температуру в каждом отдельном помещении через систему термостатов в широком диапазоне температур (5–30° С). При ПЭО термостаты точно отслеживают требуемую температуру, и изменение температуры наружного воздуха не влияет на температуру в помещении. Гибкость в управлении ПЭО позволяет легко отключать отопление помещений, в которых оно не требуется; при отъезде устанавливать экономичный минимальный режим. Это существенно экономит электроэнергию (до 50%). Программирующие средства управления позволяют автоматизировать процесс изменения температуры в течение дня и недели.

Продукция, как правило, сертифицирована, имеет гарантию не менее двух лет и срок службы не менее 25 лет.

При квалифицированном монтаже электрической проводки, установке автоматов отключения при коротком замыкании и устройств защитного отключения при утечке тока исключается возможность пожара и получения электротравмы.