Отопление

По данным историков, первая отапливаемая система – гипокауст – была создана еще в начале нашей эры в Древнем Риме. Как источники тепла выступали большие печи, от которых продукты горения, пройдя по каналам, проложенным под полом, отдалялись через дымари. Топливом служило дерево, а в дальнейшем и уголь.

В XIX веке изобрели способ отопления, где теплоносителем была вода. Немного позже открыли панельный и лучезарный методы (большая часть тепла передается излучением от отапливаемых устройств, расположенных в полу, под потолком или в стенах). В сущности, принцип, заложенный в работе отопления любого типу, один и тот же: источник (котельная, ТЭЦ и т. д.) генерирует тепло, какое доставляется потребителю с помощью какого-либо отапливаемого прибора. Только, в отличие от строителей античности, у современной теплотехники есть больший выбор в средствах и способах. О них сегодня и поговорим.

Системы отопления

Споры об эффективности и целесообразности централизованных, децентрализованних (местных) и автономных систем теплоснабжения ведутся по сегодняшний день. Для каждой системы есть своя область применения, особенно в специфических условиях России, и особенно сегодня, когда государством стимулируется развитие малоэтажного строительства.

Между тем частица систем централизованного теплоснабжения (СЦТ) в населенной части России составляет почти 70%. Такое широкое их приложение полностью объяснимо. Как известно, системная организация СЦТ позволяет существенно экономить энергию, оптимизируя работу всех своих компонентов. За счет механизмов резервирования, дублирования, структурной взаимосвязанной повышается надежность энергоснабжения.

Но при этом нынешнее заключается СЦТ в России не выглядит оптимистичным. В частности, после развала Советского Союза образовался дисбаланс в энергетической системе, общая инфраструктурная путаница, которая привела сбои в обслуживании и ремонте и так далее Кроме того, тепловые сети и практически все электрооборудование обветшало и физически, и морально. Как и много лет тому назад, сегодня КПД некоторых котельных не превышает 60%. Растет число аварий на теплотрассах.

В результате системы центрального теплоснабжения находятся в настоящий момент в ком-то предкризисном состоянии. Возможно, потому все больше внимания уделяется децентрализованной и автономной организации отопления. В первом случае теплогенерирующие источники обслуживают отдельно взятые населенные пункты, и никаких связей между ними, как правило, нет. Такое построение теплоснабжения эффективно применяется в труднодоступных, удаленных регионах (например, в Якутии), однако в таких районах для повышения стойкости и надежности энергообеспечения необходимо иметь повышены резервы мощностей.

Автономное отопление свойственно загородному малоэтажному строительству: каждый дом владеет собственной системой генерации и подачи тепла. Но в последнее время широко применяется и поквартирное отопление. В этом случае индивидуальное котельное оборудование устанавливается в каждой квартире. Такой способ теплоснабжения уже долгое время применяется в странах Европи, в Японии и некоторых других, однако все еще вызывает много вопросов о своей приемлемости в социальных и климатических условиях РФ. В частности, в России грустной традицией стали неплатежи за газ и обслуживание казанов. Последнее, в свою очередь, не может не отразиться на безопасности.

Как видно, каждая из перечисленных систем имеет свои преимущества и недостатки, а также ареал применения, но технологически их уровень практически одинаков. В результате качество и техническое совершенство отапливаемого оборудования во многом определяет надежность, эффективность и экономичность любой системы. В конце концов трудности, с которыми столкнулись российские СЦТ, в немалой степени обусловлены именно отсутствием в их составе современной техники.

Устройство автоматики и приборов учета, применения современного казана, насосного и другого оборудования, должны многократно повысить эффективность СЦТ.

Кроме того, необходимо диспетчеризировать индивидуальные тепловые пункты (ИТП) - при наличии их в зданиях – и оптимизировать их взаимодействие с центральными тепловыми пунктами (ЦТП). Примером может служить опыт Дании, где частица централизованных систем отопления составляет около 60%.

Насколько же далеко продвинулись отапливаемые технологии, и что сегодня может предложить рынок для эффективного функционирования систем теплоснабжения?

Казан

Начнем с главного теплогенерирующего элемента – казана. Его изобрели приблизительно в XVIII веке. Первый отапливаемый казан работал на древесном и угольном топливе. С открытием газа и нефти, кроме тведотопливных, появились газовые и жидкотопливние устройства выработки тепла. Позже изобрели комбинированный вариант, в котором можно сжигать любой вид топлива. По материалу теплообменника современные казаны делятся на стальные, чугунные и медные. Первые два типа наиболее распространены. Они могут быть настенного или напольного выполнения. До сегодняшнего дня КПД агрегатов заметно увеличился (с 50 до 97%). Улучшается вспомогательное оборудование, внедрены системы автоматизации и безопасности.

У нас в стране в основном используются газовые и жидкотопливние напольные казаны. Они высокоэффективны (КПД стандартных газовых казанов достигает около 95%, а формальный КПД (с учетом теплоты парообразования) конденсационных агрегатов (например, RENDAMAX) достигает 105%), экономические, надежные и долговечные (срок службы - до 20 годов). Тведотопливные казаны не так распространены, поскольку их КПД несколько ниже (около 84%).

Одной из последних разработок есть газогенераторный (или пиролизний) казан. Он работает на древесном топливе и торфе, но, в отличие от традиционного варианта, сжигание происходит с высокой эффективностью. При этом в дыме практически отсутствуют токсичные продукты горения.

В комбинированном казане после сжигания твердого топлива предусмотрен переход на газ или солярку, в зависимости от чего устанавливается соответствующий тип горелки. Кроме того, много моделей оснащаются системой электрического подогрева. После полного сжигания топлива она позволяет поддерживать необходимую температуру теплоносителя.

Практически все виды современных казанов имеют автоматические системы регуляции разных параметров. Они обеспечивают функции безопасности, управляют горелкой, задают и контролируют температурный режим. Увеличить эффективность работы агрегата позволяют микропроцессорные устройства управления. С их помощью можно регулировать температуру теплоносителя сразу в нескольких контурах отопления. Автоматика существенно облегчает обслуживание казана, оптимизирует его роботу, не допуская "перетопов" и "недотопов", следит за жесткостью воды, изменением давления и так далее

Так, в современных газовых казанах предусмотрена электронная регуляция мощности (например, в казанах производства Viessmann, Baxi, Wolf, Buderus, De Dietrich). Это значит, что модуляция пламени горелки происходит непрерывно, оптимизируя работу оборудования и экономя топливо. Для поддержки комфорта в помещении можно подключить к казану контролирующее систему отопления устройство. Такой контроллер (например, Clima Manager), как правило, является программирующим устройством, с помощью которого можно задать необходимые параметры работы оборудования, а также установить наиболее комфортный температурный режим в помещении. В функции прибора входит также регуляция контура ГВС, проведения диагностики и определения неисправности узлов системы. Основные параметры работы и возможные неисправности отображаются на дисплее.

Трубы

Неотъемлемой частью систем теплоснабжения являются магистрали. По им вода (130 Из) от ТЭЦ поступает в контур теплообменников, где греет теплоноситель, который расстается по потребителям. В России большая часть таких трубопроводов изготовлена из стали (около 70%). Они были проложены много лет тому назад и с тех пор практически не реконструировались. По некоторым данным, больше 40% линий, которые работают в сфере ЖКХ, находятся в очень изношенном состоянии и требуют замены.

Стальные трубы владеют очень высокой прочностью, пожаробезопасностью и, что очень важное для систем отопление, газовой герметичностью. Однако они коррозийный неустойчивый, из-за чего срок их эксплуатации небольшой и составляет около 15 лет. Кроме того, стальные трубы отличаются трудоемкостью монтажа. Имея большую массу, они поставляются в виде относительных коротких отрезков, что приводит к значительному увеличению сварочных соединений. Да, по оценкам специалистов, на километре длины (при диаметре трубы 110 мм) нужно около 84 стыковочных узлов.

В число металлических изделий входят также чугунные и медные трубопроводы, однако через свои недостатки они не получили широкого распространения. Первые очень массивные, хрупкие и сложные в монтажных работах. Вторые очень дорогие и при массовом внедрении нерентабельные.

Для обустройства внутренних систем наиболее перспективные сегодня пластиковые трубы. На данный момент насчитывается несколько их основных разновидностей: трубы из ПВХ, из полиэтилена, из металлопластика, а также из полипропилена. Последний тип наиболее совершенен и по характеристикам превосходит все последние. Полипропиленовие трубопроводы (например, акватекс-пласт (Россия)) владеют коррозийной стойкостью, имеют низкую теплопроводимость (в некоторых случаях не нужна даже изоляция). Кроме того, они экологические, очень простые в монтаже благодаря малому весу и большой длине монтируемых отрезков. Срок их службы составляет больше 50 лет. Верхний температурный предел таких труб лежит в диапазоне 90-95 °С, что позволяет применять их (кроме водоснабжения и канализации) и в системах отопления для организации внутренней разводки, где температура ниже. Среди производителей таких труб можно выделить зарубежные REHAU и Oventrop.

Циркуляционный насос

Насос - важен элемент в организации перенесения тепла. Учитывая большую протяжность и разветвленность систем теплоснабжения, от эффективности насосных групп во многом зависит действенность теплопередачи. Около 60 лет тому назад появились первые насосы с мокрым ротором, которые в настоящий момент в основном используются в автономных системах отопления. Как видно из названия, их конструкция допускает погружение основных элементов (крыльчатки и ротора) в перекачиваемую жидкость. Корпус насоса выполняется главным образом из чугуна или нержавеющей стали. Такие устройства достаточно бесшумны, просты в монтаже и могут функционировать без техобслуживания в течение нескольких лет. Однако КПД насосов мокрого типа сравнительно малый (75-80%), потому для более крупных систем применяют другие конструкционные решения.

Циркуляционные насосы сухого типа (где ротор не омывается перекачиваемой жидкостью) получили широкое распространение в коллективных сетях теплоснабжения. КПД их высокий и может достигать 85-87%, и в системах отопления преимущественно применяется именно этот тип. В ранних моделях использовались сальниковые вкладыши, которые требуют регулярного обслуживания и что не обеспечивают надлежащую герметичность насоса. В настоящий момент в основном применяются более эффективные скользящие торцевые уплотнения.

Наиболее современные модели насосов (например, GRUNDFOS серии TPE, а также изделия компаний Wilo, DAB) оборудовались устройствами частотной регуляции. Это позволяет точно выбирать режим работы агрегата, который дает возможность существенно (до 50%) сократить энергозатраты.

Радиатор/конвектор

Последнее звено в цепи системы – отапливаемый прибор. Непосредственно от него потребитель получает тепло. При этом если процесс носит в основном характер конвекции (циркуляционное н

• Рекламма

  • На главную