ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОТОПЛЕНИИ ЖИЛЫХ ДОМОВ.
На сегодня существует два основных типа индивидуальных жилых зданий: дома для круглогодичного проживания жильцов и дачи для проживания только летом. Требования к домам для круглогодичного проживания и летним домам с технологической точки зрения заметно различаются. К примеру, так как в летних домах в большинстве случаев проживают в летний период, то температура в помещении и снаружи имеет небольшую разницу. За счет этого наружные стены домиков обычно имеют небольшое термическое сопротивление теплопередаче от воздуха внутреннего помещения к наружному. Для летних домиков стены выполняют из облегченных конструкций, отопление в них обычно не проводится.
В случае проживания в летнем домике зимой приводит к необходимости создания комфортных условий, для чего используются различные варианты отопления, а в качестве теплогенераторов используются в основном печи на твердом топливе. Помимо печей и каминов также используются электронагреватели (ТЭНы, рефлекторы, электрокамины и т.д.). Не рекомендуется в таких случаях применение водяных систем отопления, так как в случае отрицательных температур необходимо сливать воду из системы, а затем опять заполнять ее водой. Избежать возникших вследствие этого неудобств можно с использованием в качестве теплоносителя незамерзающую жидкость - антифриз. Однако следует считаться с тем, что антифриз достаточно дорог и токсичен.
В домах с постоянным проживанием необходимо обеспечение всего комплекса удобств, который предоставляется в городе: отопление, горячее водоснабжение, возможность приготовления пищи. Основные теплопотребляющие особенности домов, такие как системы отопления и горячего водоснабжения, в условиях загородного дома несколько отличаются от систем отопления и горячего водоснабжения жилых домов в городе. Эти отличия состоят в следующем. Дома для круглогодичного проживания имеют небольшой объем, по сравнению с городскими зданиями, и в результате небольшие теплопотери. Из-за этого их обычно подсоединяют к наружным теплосетям, обслуживаемым групповой или индивидуальной котельной с температурой теплоносителя не более 95°С. Квартирные системы отопления подключают к теплосети без подмешивающих устройств в виде элеваторов. Загородные дома чаще всего имеют один-два этажа, поэтому оптимальный вариант отопления дома заключается в применении простой однотрубной системы отопления. Из-за отсутствия регуляторов для небольших расходов сетевой воды для присоединения к теплосети систем горячего водоснабжения необходимо применять емкостные водонагреватели, в которых вода теплосети нагревает местную воду через поверхность размещенного в нем змеевика (бойлерные котлы).
Сегодня для отопления малоэтажных зданий используют печное, водяное, электрическое и воздушное отопление.
Широким спросом пользуются водяные и воздушные системы отопления. В оценке теплотехнических свойств теплоносителей важнейшими показателями будут весовая и объемная тепловая емкость и температура. С точки зрения количества тепла, содержащегося в единице объема, вода имеет огромные преимущества по сравнению с воздухом. Например, при обычных для систем отопления температурах воды 80°С и воздуха 70°С объемная теплоемкость составляет: воды (975 ккал), воздуха(0.25 ккал); т.е. теплоемкость воды больше, чем теплоемкость воздуха почти в 4000 раз. В результате ее объемный расход, который требуется для отопления одного и того же помещения, в тысячи раз меньше расхода воздуха. Поэтому, необходимо гораздо меньшее сечение соединительных коммуникаций, транспортирующих разогретый теплоноситель в отапливаемое помещение.
Электрическое отопление отличается своим удобством регулирования тепловой нагрузки, отсутствием громоздких отопительных приборов, высокой гигиеничностью. Данный вид отопления имеет один минус, заключающейся в его высокой стоимости. Стоимость единицы отпущенного тепла при электрическом отоплении в несколько раз выше, чем при выработке тепла в печах или котлах.
Воздух в больших объемах трудно поддается транспортировке и распределению по отапливаемым помещениям. Поэтому вследствие значительных диаметров разделительных воздуховодов вентилятор для передачи нагретого воздуха необходимо устанавливать непосредственно вблизи отапливаемого жилого помещения, что связано с проникновением в помещение шума от работающего вентилятора.
Воздух, в качестве теплоносителя, по сравнению с водой имеет несколько преимуществ:
- он передает тепло непосредственно в помещение, т.е. без установки отопительных приборов. Проникающая способность воздуха велика, за счет высокой конвенционной способности осуществляется эффективное отопление помещения.
- не требуется устройств канализации теплоносителя (воздуха).
Достоинства воздушного отопления пользуются уже долгое время. Первым способом отопления горячими газами было искусственное отопление жилища.
Самым наипростейшим и древним методом отопления помещения - отопление путем сжигания топлива внутри помещения, который применялся параллельно с центральными установками водяного и воздушного отопления. Например, в г. Эфесе, основанном в X веке до н.э. на территории современной Турции, в качестве системы отопления система трубок, через которые подавалась горячая вода из котлов, установленных в подвалах домов. В Хакасии и многих других местах нашей страны использовалось напольное отопление с использованием теплоты продуктов сгорания централизованно-сжигаемого топлива. Созданная в Италии система воздушного отопления подробно описана еще Витрувием (конец I века до н.э.). Процесс работы данной системы заключался в том, что наружный воздух нагревался в предварительно-прогретых горячими газами подпольных каналах, и поступал в отапливаемые помещения. Таким образом, отапливались помещения замков в Германии в средние века.
Большое влияние на развитие отопительной техники вид применяемого топлива. В течение долгого времени применялось твердое топливо, в виде дров и угля. Отопительные установки приспосабливались к его сгоранию. Многочисленные конструкции очагов и жаровен, каминов и особенно печей получили распространение в России. Отопительные печи для сжигания твердого топлива часто применяют и в наше время. С открытием новых видов топлива (природный газ, нефть) создаются отопительные установки и тепловые станции для их сжигания с нагреванием промежуточной среды, переносящей теплоту в помещения.
Сегодня в системах воздушного отопления малоэтажных зданий воздух нагревают с помощью калориферов-теплообменников - печи, передача тепла воздуху, в которых, происходит через стенку продуктами сгорания топлива или электрическими нагревателями. Внутренняя металлическая (или кирпичная) поверхность калорифера (печи) охлаждается снаружи, при этом отдавая тепло воздуху. Чем больше поверхность теплообмена, тем выше теплоотдача воздуху. Поэтому искусственно увеличивают поверхность теплообмена или скорость движения воздуха, соприкасающегося с поверхностью теплообменника.
За счет того, что плотность воздуха при средней температуре 4-70°С меньше чем у воды примерно в тысячу раз, его нагревающая способность, т.е. коэффициент теплопередачи меньше в 30-50 раз, чем этот показатель для воды. Поэтому в огневоздушных калориферах (теплообменниках) существует опасность перегрева разделяющей стенки теплообменника. Для этого применяют принудительное движение воздушной среды в теплообменнике с помощью вентиляторов.
Вентиляторы с низкой производительностью выпускают в малых количествам, поэтому в большинстве случаев применяются огневоздушные калориферы и теплообменники, в которых используется, так называемая возникающая при его нагреве естественная тяга. К минусам калориферов с естественной тягой можно отнести незначительную величину возникающего напора воздуха, за счет чего ограничивается протяженность распределительных воздуховодов и возникают трудности в распределении нагретого воздуха по помещениям.
Но этот недостаток калориферов с естественной тягой не является причиной малого распространения в малоэтажных зданиях. Главная причина этого состоит в недостаточном выпуске дешевых и малопроизводительных вентиляторов, а также в создаваемом ими шуме. Также конструкции разработанных на сегодня калориферов предусмотрены только для сжигания сетевого газа или жидкого топлива. В качестве системы отопления в малоэтажных зданиях на сегодня применяется печное и водяное отопления. В водяных системах движение воды можно производить без применения насосов, при этом используя возникающий вследствие охлаждения воды в нагревательных приборах естественный напор.
Наши партнеры: