Повышение теплоэффективности здания
Роль отопления в жизни человека. История эволюции систем отопления. Повышение эффективности отопительных систем. Совершенствование энергетической эффективности зданий. Актуальность вопросов, связанных с утеплением жилища. Утепление камина и печи.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.05.2014 |
| Размер файла | 48,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Отопление в жизни человека
- Эволюция систем отопления
- Повышение эффективности отопительных систем
- Особенности повышения теплоэффективности зданий
- Утепление дома
- Воздушное отопление загородного дома
- Вывод
- Список использованных источников
Отопление в жизни человека
Россия испокон веков известна своими суровыми снежными зимами. Для комфортного проживания и производительности людей в дома, квартиры, офисы на работе устанавливается отопление.
Отопление играет большую роль в жизни человека. Представьте, какого жить без тепла, когда за окном минус двадцать? Система отопления обогревает все помещения в сырое и холодное время, создавая комфортную для житья температуру, контролируя влажность в помещении. Она должна быть надежной, эффективной, а также экономной в потреблении энергии.
Для такого отопления необходимо грамотно рассчитать все особенности жилья: свойства тепла полов и стен, высоту потолков. Нужно при этом учитывать, как располагаются все компоненты отопления. С учетом всех этих правил изготовляется проект отопления. Начинается проектирование с типа котла, на котором работает эта система и с расчета мощности.
Самим, конечно, поставить отопление невозможно, поэтому подключаются профессионалы. Только они могут осуществить монтаж отопления. От работы мастера зависит время службы оборудования и его эффективность.
Материалы, которые он использует при монтаже, являются оригинальными и качественными, при использовании подделок никакого хорошего эффекта можно не ждать. Если оборудование системы отопления вышло из строя, его ремонт приводит к дорогому ремонту, а иногда и к ремонту помещения.
Квалифицированные инженеры выполняют сначала расчет системы отопления, подбирают оборудование и материалы. Сотрудничав с ними, можно высказать свои пожелания, как в подборе материалов, так и требований к дизайну или эстетике.
Эволюция систем отопления
Воздушное отопление.
Воздушное - означает, что нагрев теплоносителя (воздуха) осуществляется с помощью огня. Первой огневоздушной, да и вовсе - первой отопительной установкой считается костёр, разведённый внутри жилища.
В Древнем Риме в I веке до н.э. уже существовало развитое отопительное устройство гипокауст, где воздух в помещении получал теплоту от полов, которые нагревались печными дымовыми газами, проходящими в подпольных полостях. Такая система позволяла получать "чистую" теплоту, без контакта человека с продуктами сгорания. Кроме этого, каменный пол, обладая большой тепловой инерцией, долго ещё после потухания огня отдавал теплоту помещению. Гипокауст описывается Марком Витрувием Поллионом в трактате "Об архитектуре". Схожая система, ондоль, появившаяся предположительно в I в. до н.э. - VII в. н.э., используется до сих пор в Корее. Аналогичная система обогреваемого пола известна и в северных районах Китая, где она известна как "дикан" (буквально, пол-кан. Впрочем, более распространённый тип китайского кана обогревал лишь широкую лежанку, где люди спали, сидели, сушили вещи и т.д. Также ещё в Древнем Риме принял свой современный облик камин. Термин и происходит от латинского caminus - открытый очаг. Он устанавливался в центре помещения и максимально окружался теплоаккумулирующими материалами - каменный портал, каменный дымоход, каменная противоложная стена. Таким образом удавалось избежать перегрева во время топки (камень "впитывал" теплоту) и резкого охлаждения после потухания огня (теперь камень "отдавал" тепло). Камин также осуществлял вентиляцию, создавая тягу в дымоходе.
А в средней Европе, судя по археологическим раскопкам, и в IX веке жилища отапливались печами-каменками и курными печами. Печь-каменка представляла собой очаг, сложенный из булыжников и валунов, курная печь - вырытую в земле яму с глиняным сводом. Это было уже большим шагом после костра - такая печь аккумулировала теплоту и продолжала отдавать её долгое время после прогорания топлива, что позволяло тратить меньше дров и сил. Но всё равно эти печи ещё топились "по чёрному" - продукты сгорания выходили сперва прямо в жилище и уже после в атмосферу через специальное отверстие в потолке, а то и вовсе через дверь. В XV веке существовали печи с дымоходными трубами, тогда деревянными - "дымницами".
К этому времени в Европе система гипокауста была практически утрачена (за исключением Испании, где изменённая версия, называемая "глорией", существовала до начала XX века), а потому появление огневоздушной системы, называемой "русской системой", произвело небольшую революцию. Устройство отопления было такое: холодный воздух через воздухозаборную шахту подводился к установленной на первом или цокольном этаже печи, где, касаясь её раскалённой поверхности, нагревался, а после по горизонтальным и вертикальным кирпичным воздухораспределяющим каналам подводился в обогреваемые помещения. Оттуда через вытяжные каналы отдавший теплоту воздух выводился обратно в атмосферу. Циркуляция воздуха была естественной, за счёт разности плотностей горячего и холодного.
Печи в XV-XVIII веках были глиняные, кирпичные или даже изразцовые, что было большой роскошью - изразцовую печь можно было встретить только в богато украшенных дворцовых помещениях и изредка у зажиточных горожан. Также на Тульском заводе выпускались чугунные и стальные нетеплоёмкие печи. В 1709 году по указу Петра первого были созданы первые десять "шведских" печей с более дешёвыми изразцами (синяя роспись по гладкому белому основанию). "Шведская" печь популярна и до сих пор, бывает различных конструкций - К.Я. Буслаева, Г. Резника, В.А. Потапова, Жирнова, но по сути представляет собой печь с оснащённой вытяжкой варочной камерой в "теле" печи и "кухонной плитой" на ней. В 1736 году в Петербурге были широко распространены "дровосберегающие" печи, оснащённые горизонтальным змеевиком дымохода, в 1742 её уже успешно вытесняла печь с "колодцами" - вертикальным змеевиком.
Российский инженер и архитектор Н.А. Львов в 1795 году издал первую оригинальную русскую работу по отоплению, свою книгу "Русская пиростатика". В издании Львов с резкой критикой отозвался о модном увлечении иностранными фигурными печами, которые были крайне неэффективны, а также представил изобретённые им усовершенствования отопительных установок, а также основы конструирования и расчёты систем огневоздушного отопления.
В это время всё больше распространялись многоэтажные здания, поэтому появляется тенденция к централизованному отоплению. Тут и пригодится "русская система", выполняемая раньше в основном для двухэтажных зданий. Тогда же в 1799 году Николай Львов опубликовал свою вторую книгу "Русская пиростатика, или употребленiе испытанныхъ каминовъ и печей", где есть раздел "О духовыхъ печахъ верхнiя или соседственные комнаты нагревающiхъ". Там он предложил конструкцию наподобие калорифера, но малоэффективную.
В 1821 году в Вене была издана книга немецкого профессора Мейснера "Руководство к отоплению зданий гретым воздухом" - также сделавшая значительный вклад в развитие огневоздушного отопления.
В 20-х годах XIX в. быстро приобрели и потеряли популярность т. н. печи Уттермарка. Оригинальная печь Ивана Уттермарка была круглой и выкладывалась очень плотно особым кирпичом, сделанным по лекалам. Также имела в своей конструкции изогнутые медные трубы с коленами, проходя через которые, нагревался комнатный воздух. То есть, набор деталей был не из общедоступных. Поэтому только упрощённый вариант, где печь была из обычного кирпича и снабжалась металлической "рубашкой", и получил популярность, которая быстро схлынула из-за плохих санитарно-гигиенических характеристик (при контакте с раскалённой печью воздушная пыль пригорала, издавая неприятный запах).
И тут Николай Аммосов, обобщив идеи Львова и Мейснера, представил в 1835 году первый в мире эффективный калорифер - свою систему "пневматического" отопления, позже и названную "аммосовской печью". Работала система вполне аналогично "русской" - нагретый печью воздух под действием разности плотностей поднимался по "жаровым" металлическим каналам в парадные залы и жилые комнаты. Представление печи было не простое - её впервые установили в помещениях Императорской Академии художеств, где система хорошо себя показала. В 1838 году, после трёхдневного пожара в Зимнем дворце, печное отопление заменили на аммосовские пневмопечи. К 1841 году "аммосовские печи" были установлены в зданиях Эрмитажа, Придворном Манеже - в общей сложности в 100 крупных зданий в Петербурге и других крупных городах России, насчитывалось в общей сложности свыше 420 "больших и малых пневматических печей".
И только теперь стали заметны существенные недостатки. То, что система издавала низкий гул при топке, пересушивала воздух, потрескивала во время грозы, было заметно сразу и терпимо (впрочем, именно поэтому Александр II в 1860-х добавил ей "в помощь" локальные системы водяного отопления, но главный недостаток заключался в раскалённых "жаровых" воздуховодах, которые перегревали оказавшиеся рядом стены, уничтожая драгоценные росписи, а пыль на них пригорала, издавая неприятный запах, или, хуже, взлетала и покрывала понемногу сажей стены, картины - словом, весь интерьер. Сам Аммосов же ни в коем случае не соглашался с недостатками своего изобретения и приписывал их "лени и неряшеству истопников".
Водяное отопление.
В 1777 году французский инженер М. Боннеман изобрёл и применил для обогрева инкубаторов первую водную систему отопления с естественной циркуляцией, основные принципы и инженерные решения которой нашли применение в отоплении жилищ тогда и применяются до сих пор.
В 1834 первой в России системой водяного отопления с естественной циркуляцией стала система горного инженера, профессора П.Г. Соболевского. В 1875 году появилась первая не только в России, но и в Западной Европе квартира с отдельной системой водяного отопления с использованием плоских отопительных приборов, сделанных в виде пилястр. Подогрев воды происходил в небольшом нагревателе, установленном в кухонном очаге.
Паровое отопление.
Грядущий XIX век дал широкое распространение водяным и паровым системам отопления. Собственно, толчок паровым системам отопления дало повсеместные применение паровых машин. Промышленные помещения были велики, и отапливать их было сложно, так что отработанный пар пришёлся кстати.
В 1802 году в Российской империи впервые появились статьи о возможности отопления паром, а в 1816 г. в Петербурге уже существовала теплица, отапливаемая таким способом.
XX век дал начало системам отопления с принудительной циркуляцией, осуществляемой с помощью насосов. Это осуществилось с промышленным выпуском электродвигателей.
Повышение эффективности отопительных систем
Существует несколько различных путей повышения эффективности отопительных систем жилых домов, отличающихся как объемом затрат при их реализации, так и ограничениями применения.
Наиболее консервативный путь энергосбережения для варианта теплоснабжения от ЦТП - это установки в домах на приборах отопления индивидуальных термостатических регуляторов. Как показывают исследования, внедрение комплексной автоматизации позволяет снизить теплопотребление дома в целом (по сравнению с элеваторным узлом) на 15-20 %. Зарубежный опыт показывает, что индивидуальный учет тепла в комбинации с возможностью регулирования теплопотребления дает экономию тепла до 25 %. Эта схема сегодня реализуется в поквартирных системах отопления, например, в экспериментальных проектах.
С другой стороны, разработчики и строители новых жилых зданий все чаще приходят к выводу о значительных преимуществах современных децентрализованных систем отопления перед традиционными централизованными системами. Не секрет, что в последние годы работа систем центрального отопления почти повсеместно значительно ухудшилась по причине хронического недофинансирования и износа оборудования. Поэтому часты аварии, остановки и банальный обман потребителя, когда умышленно понижаются давление и температура в теплоцентралях, и потребитель недополучает тепло, исправно за него платя. Такие негативные моменты сведены в системах децентрализованного отопления к минимуму.
Еще одним преимуществом децентрализованных систем оказывается гибкое регулирование мощности, позволяющее сильно уменьшать ее или полностью отключать систему в случае ненадобности, например, при потеплениях. Кроме того, важным фактором можно считать также минимальные теплопотери в тепловых сетях, поскольку потребление тепла происходит в непосредственной близости от места его производства, то есть в целом децентрализованные системы имеют гораздо больший КПД, чем системы центрального отопления.
Еще одной альтернативой традиционному центральному отоплению в последнее время становится электрическое отопление, которое прежде не находило в России широкого применения и считалось убыточным (в 1995 году отапливалось менее 1 % жилого фонда). В то же время доля электрического отопления в Финляндии, Швеции и Дании достигает 50 %.
Но отношение к этому виду отопления быстро меняется в связи с неуклонным подорожанием всех энергоносителей. Причем потенциал роста цен до уровня мировых самый большой у газа, и минимальный - у электроэнергии.
Очевидно, из-за этого в последние 3-5 лет произошел бурный рост числа систем электрического отопления. Например, в Екатеринбурге в течение 2000 г. более 15 % вновь построенного жилья было оснащено кабельными системами подогрева пола.
Уже сейчас комбинированные системы электрического отопления не дороже при создании и в эксплуатации, чем система центрального отопления, и это преимущество будет только расти со временем.
Особенности повышения теплоэффективности зданий
Повышение энергоэффективности зданий в последние десятилетия стало одним из основных направлений развития строительной индустрии. За рубежом начало разработок по улучшению теплозащиты эксплуатируемых зданий явилось следствием энергетического кризиса 70-х годов. И с 1976 года в большинстве зарубежных стран нормируемые величины теплозащиты конструкций увеличились в 2-3,5 раза.
Московские городские строительные нормы и ряд других территориальных норм допускают снижение сопротивления теплопередаче непрозрачных наружных ограждений при условии соответствия нормам удельного расхода тепла на отопление здания за отопительный период. Это стимулирует применение оптимальных объемно-планировочных решений, эффективной системы автоматического регулирования подачи тепла на отопление, утилизации тепла вытяжного воздуха для нагрева приточного, тепловых насосов и др.
Здания, сооружаемые, например, в Москве начиная с 2000 года, имеют показатель удельного расхода тепла на отопление 110-130 кВт ч/м2 для 9-5 этажей и 95-80 кВт ч/м2 для большей этажности. Это соответствует германским требованиям тепловой защиты 1995 года - 59-85 кВт ч/м2, что в пересчете на российские условия составит 85-120 кВт ч/м2.
Очевидно, что энергоэффективность здания определяется совокупностью многих факторов. Исследования показывают, что при эксплуатации традиционного многоэтажного жилого дома через стены теряется до 40 % тепла, через окна - 18 %, подвал - 10 %, крышу - 18 %, вентиляцию - 14 %.
Из приведенных данных следует, что недостаточное термическое сопротивление ограждающих конструкций наиболее существенно снижает энергоэффективность зданий. Однако утеплением лишь ограждающих конструкций нельзя добиться значительного уменьшения теплопотерь, поскольку существенная их доля приходится на так называемые "мостики холода", то есть участки интенсивного теплообмена с окружающей средой. Такие участки чаще всего образуются в местах контакта плит перекрытий с несущими стенами, в местах примыкания к наружным стенам внутренних стен и перегородок, а также при проседании некачественного теплоизоляционного материала в трехслойных ограждающих конструкциях с утеплителем в качестве среднего слоя.
Поэтому современные системы утепления предусматривают создание комплексной защитной термооболочки вокруг конструкций здания. Такая оболочка включает в себя утепление контактирующих с грунтом конструкций фундамента в сочетании с утеплением скатных или плоских крыш, а также устройство вентилируемых фасадов, передвигающих зону положительных температур в несущие конструкции. Этот комплекс мер исключает появление "мостиков холода", повышает тепловое сопротивление ограждения и предотвращает выпадение конденсата, пагубно влияющего на теплоизолирующие и другие эксплуатационные характеристики конструкций.
Наряду с очевидной необходимостью повышения термосопротивления строительных конструкции также не обойтись без модернизации инженерных систем - вентиляции и теплоснабжения.
Итак, сформулируем основные методы достижения энергетической эффективности зданий:
· повышение тепловой эффективности ограждающей оболочки здания, включая стены, покрытия и окна;
· повышение регулируемости систем отопления и теплоснабжения зданий;
· повышение эффективности эксплуатируемых систем теплоснабжения, в том числе путем перехода к применению альтернативных систем децентрализованного теплоснабжения;
· внедрение систем принудительной вентиляции с применением систем рекуперации тепла вытяжного воздуха.
Применение новейших энергосберегающих решений с привлечением современных теплозащитных материалов, многослойных стеновых конструкций герметичных многокамерных стеклопакетов, энергосберегающего инженерного оборудования позволяет значительно сократить теплопотери. Снижение энергопотребления зависит от региона строительства и объемно-планировочных решений зданий и в среднем нем составляет не менее 40-50 % по сравнению с зданиями, построенными по старым нормам.
Утепление дома
Вопросы, связанные с утеплением жилища, актуальны не только для владельцев загородных домов, но и для жителей городских квартир. Чтобы обеспечить комфортные условия, важно правильно выбрать изоляционные материалы, рассчитать их необходимое количество, оградить себя от возможных ошибок, исправлять которые трудно и дорого.
Если говорить о загородном строительстве, то комплексное утепление дома позволяет снизить затраты на отопление (уменьшить мощность котла и снизить эксплуатационные расходы), создать наиболее комфортный микроклимат в помещениях, а также значительно повысить срок службы несущих конструкций. В результате соблюдения современных строительных нормативов по уровню теплозащиты затраты на отопление дома можно сократить более чем в два раза. Расчет толщины теплоизоляционного слоя в ограждающих конструкциях ведется в соответствии с учетом климатических условий конкретного региона. В принципе, этот параметр должен рассчитываться архитектором уже на этапе создания проекта дома. К примеру, в московском регионе средняя толщина изоляции из каменной ваты для загородного дома равна: для стен - 120-150 мм, для кровель и мансард - 200 мм.
Как и чем утеплить дом.
Как показывает практика, наиболее эффективным способом утепления внешних стен является использование многослойных фасадных систем. В нашей стране более распространены штукатурные фасадные системы. При устройстве такой системы на несущую стену крепится теплоизоляционный материал, который покрывается армирующей сеткой. Затем наносятся базовый и декоративный слои штукатурки. При этом все штукатурные компоненты должны быть подобраны по взаимной совместимости. К тому же качество и долговечность фасадной облицовки зависят от правильного монтажа. Поэтому рекомендуется применять лишь сертифицированные фасадные системы авторитетных компаний, которые будут монтироваться самими производителями. В качестве примера можно привести фасадную систему ROCKFACADE, специально разработанную для российских климатических условий. Большую популярность в России имеет так называемая "слоистая кладка" - когда теплоизоляционный слой располагается между несущими и облицовочными конструкциями стены. Для такой конструкции рекомендуется применять жесткие плиты из каменной ваты, специально разработанные и сертифицированные в России для применения в слоистых кладках. Однако в целом такой метод утепления имеет ряд недостатков. Из-за нарушения правила, подразумевающего, что паропроницаемость слоев в многослойной конструкции должна возрастать изнутри наружу, возможна конденсация влаги в теплоизоляционном материале. К тому же внешний облицовочный слой будет открыт воздействию негативных факторов внешней среды. Это будет плохо сказываться на долговечности облицовочной кладки.
Вентилируемый фасад для утепления частного дома.
Вентилируемые фасады или точнее, навесные фасады с вентилируемым зазором можно применять и для утепления частных домов. Большое значение для долговечности вентилируемого фасада играет правильно выполненный проект и грамотный монтаж, поэтому лучше обратиться к профессионалам, имеющим большой опыт в этом виде фасадного утепления. Стоит отметить, что теплоизоляционный материал для вентилируемого фасада должен иметь достаточно большую плотность (90-100 кг/м3), чтобы не происходило выдувание волокон восходящими воздушными потоками. В конструкциях чердака, кровли, или мансарды загородного дома теплоизоляционный материал не подвергается механическим нагрузкам. Для таких конструкций наилучшим образом подходят легкие негорючие плиты из каменной ваты (например, ЛАЙТ БАТТС). Для устройства теплоизоляционного слоя плиты нужно вставить внутрь каркаса (между стропилами кровли или лагами пола) или же впритык укладывать по обрешетке. Также нельзя забывать о необходимости пароизоляционного слоя, располагаемого с той стороны плит, которая обращена в жилые помещения.
Почему нежелательно утеплять дом изнутри.
Такой способ имеет целый ряд существенных недостатков. Прежде всего, нарушается естественная диффузия водных паров изнутри наружу сквозь стены. Из-за этого в теплоизоляционном материале будет накапливаться влага, что приведет к снижению его эффективности. Поэтому для исключения возможной работы теплоизоляции во влажном состоянии необходим пароизоляционный слой с ее внутренней стороны. Однако при недостаточной вентиляции это обязательно приведет к конденсации влаги на пароизоляционном слое. А это в свою очередь будет способствовать образованию плесени и грибков на внутреннем отделочном слое. Есть и другой важный момент. Несущая стена при таком способе утепления не будет защищена от воздействия внешней среды - температурных колебаний, осадков и т.п. Это значительно снижает долговечность ограждающих конструкций.
Чем можно утеплить камин или печь.
Основной задачей изоляции в этом случае является долговременная защита окружающих элементов интерьера и конструкций от высоких температур. Так что обычные изделия, применяемые в строительной изоляции, здесь не подходят. Поэтому рекомендуется использовать материалы, специально разработанные для условий с высокими температурами. Так, камин и печь можно обложить негорючими плитами из каменной ваты с высокой огнестойкостью (они могут постоянно выдерживать температуры до 650°С).
Как узнать, правильно ли утеплен дом.
В первую очередь необходимо узнать, какова толщина теплоизоляционного слоя. По действующим строительным требованиям в центральном регионе России средняя толщина теплоизоляционного материала должна составлять не менее 100-150 мм. Следующее, что нужно учитывать, - это тип теплоизоляции. Наиболее популярные в российском жилом строительстве теплоизоляционные материалы можно разделить на органические (различные пенопласты) и неорганические (каменная вата, штапельное стекловолокно и вспененные бетоны). Органические теплоизоляционные материалы пожароопасны и при горении выделяют токсичные вещества. Как любой органический материал, они подвержены старению. Кроме того, обладают еще одним объективным недостатком - паронепроницаемостью. То есть в доме, утепленном органическими материалами, будут проблемы с излишней влажностью. В то же время негорючие волокнистые материалы не только являются "барьером" на пути огня, препятствуя возгоранию и распространению пожара, но и из-за высокой паропроницаемости обеспечивают в помещениях благоприятный микроклимат. Хорошую возможность сделать правильный, осознанный выбор жилья предоставляют специальные программы по повышению информированности потребителей. К примеру, с недавнего времени риэлторы и застройщики стали снабжать дома, где применена качественная теплоизоляция, легко узнаваемым "Знаком качества", свидетельствующим об их высоких надежности и безопасности. [1]
Воздушное отопление загородного дома
Для отопления жилых домов системы воздушного отопления особенно широко распространены в США и Канаде, где пусковым механизмом для их разработки и применения послужил энергетический кризис 70-х гг. прошлого века. Воздушное отопление завоевало тогда признание как альтернативная водяному схема отопления, отличающаяся высокой энергоэффективностью. В настоящее время в США и Канаде с помощью воздушного отопления отапливается, по разным оценкам, от 90 до 95 % частных домов.
Значительно позже (10-15 лет назад) эти разработки появились и в РФ. Однако, строго говоря, для России воздушное отопление не является новшеством. Еще в XIX в. при перестройке Зимнего дворца, после случившегося там в 1837 г. пожара, была создана и новая система отопления на основе печей, изобретенных генералом Н.А. Амосовым в 1830-х гг. Конструкция этих печей включала топку и воздушную камеру. Горячие продукты сгорания от сжигаемых в топке дров прежде, чем удалиться по дымоходу, отдавали тепло воздуху, поступающему с улицы в воздушную камеру по системе газоходов. Далее по системе воздушных каналов, организованных внутри стен, нагретый воздух поступал в залы дворца для обогрева.
Такая система воздушного отопления получила широкое распространение и за рубежом, называясь "русской системой отопления". Как система отопления Зимнего дворца имела ряд преимуществ перед обычными для тех времен печами, так и современная система воздушного отопления также обладает достоинствами, причем, их стало больше.
Старое по-новому
По принципу действия современная система воздушного отопления мало отличается от системы отопления Зимнего дворца позапрошлого века. Главным отличием является то, что вместо печей на дровах теплогенератором сегодня обычно выступает воздухонагреватель, работающий на природном или сжиженном газе, или на дизельном топливе. Конечно, в качестве воздухонагревателя может использоваться теплогенератор, работающий на любом энергоносителе, но для автономного отопления коттеджа, загородного дома наиболее приемлемы газовые и жидкотопливные агрегаты. Очевидно, что наиболее экономически выгодным вариантом является воздухонагреватель на газовом топливе (другое его название - газовая печь).
Принципиальная конструкция газового воздухонагревателя включает: стальной корпус, обычно покрытый высокотемпературной и стойкой к коррозии эмалью; горелку; рекуператор; газовоздушный трубчатый теплообменник (выполненный, как и рекуператор, из специальной жаропрочной стали); многоскоростной вентилятор нагнетания воздуха; вентилятор дымоудаления; газовый клапан; фильтр очистки; теплошумовую изоляцию.
Тепло, получаемое при сжигании топлива, через стенки трубчатого теплообменника передается воздуху, нагнетаемому вентилятором. Подача воздуха в воздухонагреватель может производиться как снизу, так и справа и слева. Непосредственно перед поступлением в теплообменник воздух подогревается в рекуператоре продуктами сгорания, удаляющимися через дымоход с помощью вентилятора дымоудаления. В зависимости от выбора способа размещения печи (горизонтальное или вертикальное положение) с боков и сверху в корпусе предусмотрены места для подсоединения трубы дымохода.
Пройдя рекуператор и основной теплообменник, горячий воздух через фильтр очистки подается в воздуховоды, по которым распределяется в обогреваемые помещения.
Остывший воздух из помещения забирается с помощью системы возвратных воздуховодов и подается в камеру теплообменника благодаря работе все того же нагнетательного вентилятора. Таким образом, осуществляется рециркуляция воздуха в помещениях. В правильно организованной системе воздушного отопления предусматривается рециркуляция с частичной (около 15 % от общего объема) подачей наружного воздуха, что обеспечивает также вентиляцию помещений.
Некоторые производители оборудования для воздушного отопления предусматривают дополнительный электростатический воздушный фильтр, через который воздух проходит перед повторным нагревом. Этот фильтр улавливает частицы пыли, размером до 0,01 мкм.
Для удобства монтажа газовая подводка к воздухонагревателю может быть выполнена как слева, так и справа. Газовый клапан одновременно является регулятором давления и автоматическим вентилем, перекрывающим подачу газа. Работа клапана регулируется блоком управления и безопасности воздухонагревателя.
В эксплуатации воздухонагреватели очень просты и практически не требуют профилактики, за исключением замены фильтра, о загрязнении которого на панели управлении отображается соответствующая информация. Наиболее частая поломка, как и для любого отопительного газового оборудования, - выход из строя газового клапана, процедура замены которого занимает не более 15 минут.
Выпускаются воздухонагреватели с открытой и закрытой камерой сгорания. Для применения в жилых домах рекомендуются модели с закрытой камерой сгорания, где полностью исключен контакт пламени горелки с внутренней средой отапливаемого помещения. На российском рынке присутствует сегодня достаточно широкий ассортимент газовых и жидкотопливных воздухонагревателей, таких марок как: Allstyle, Goodman, Intertherm, Lennox, Modine, Nordyne, Rheem (все - США), Metmann (Испания) и др.
Быстродействие и экономичность
Экономичность системы воздушного отопления определяется несколькими факторами и, прежде всего, отсутствием промежуточного теплоносителя. Благодаря этому в сравнении, например, с системами водяного отопления, воздушное характеризуется значительно меньшей тепловой инерционностью и прогревает атмосферу обогреваемых помещений уже через 15-20 минут после начала работы. Это свойство систем воздушного отопления делает их очень удобными для отопления домов, которые используются сезонно и в холодное время года посещаются кратковременными наездами - на выходные или в зимние каникулы. Кроме того, что температура комфорта в атмосфере прогреваемых помещений достигается очень быстро, отсутствие промежуточного жидкого теплоносителя исключает размораживание системы и возможность образования протечек.
С низкой тепловой инерционностью тесно связана возможность гибкого управления работой системы воздушного отопления. Температура в обогреваемом помещении контролируется при помощи встроенной автоматики и выносного термостата. При достижении в помещении комфортной для пользователя температуры, установленной на термостате, срабатывает автоматика, и воздухонагреватель отключается. При понижении температуры на 1-2 оС от заданного значения снова срабатывает термостат, и печь автоматически включается.
Работу воздухонагревателя системы воздушного отопления можно запрограммировать на суточную (по времени суток) или недельную программу (по дням недели). Благодаря эксплуатации в таком циклическом режиме, при правильном расчете системы воздушного отопления, среднее общее время работы воздухонагревателя для поддержания в помещении температуры +20 оС составляет всего 15-20 минут в час.
Экономичность системы воздушного отопления выражается и в меньшей стоимости оборудования, которое требуется для ее организации, в эксплуатации она также обходится дешевле. И, кроме того, воздушное отопление несет с собой возможность ряда дополнительных преимуществ и удобств для пользователя.
Существуют решения, в которых система воздушного отопления может использоваться с различными источниками тепла: газовый или жидкотопливный воздухонагреватель, водонагревательный котел, комбинированный водонагреватель, геотермальный источник, электрический нагреватель, тепловой насос.
Три в одном
Система водяного отопления в большинстве случаев бесполезна летом и простаивает, дожидаясь начала своей эксплуатации в холодный период. Большая часть системы воздушного отопления может быть задействована и в летний период, когда она будет работать на кондиционирование и очистку воздуха.
Система воздушного отопления как нельзя лучше подходит для совмещения с системой кондиционирования. Для этого на выходе воздухонагревателя устанавливается испаритель, а на входе в систему воздушного отопления - наружный компрессорно-конденсаторный блок кондиционера. Таким образом, пользователь в дополнение к системам отопления и вентиляции приобретает еще и систему центрального кондиционирования воздуха. Для всех трех систем используются одни и те же воздуховоды, а воздухонагреватель летом работает только в режиме вентиляции (вентилятор наддува).
Крупные поставщики воздушного отопления (ООО "Климат фаворит", ООО "Панэко-Термо" - эксклюзивный представитель компании Energy Saving Products Ltd (Канада), компания "СТТС Сервис", группа компаний "ТГСВ" и др.) предлагают и рекомендуют именно такую схему его использования: зимой - обогрев, летом - охлаждение, круглый год - вентиляция воздуха в помещениях.
Как дополнительные опции, в такую комплексную климатическую систему легко интегрируются: эффективная очистка воздуха - благодаря установке многоступенчатого фильтра, включающего механический, электростатический и угольный фильтры; обеззараживание воздуха - благодаря установке ультрафиолетовой лампы; автоматическое увлажнение воздуха - благодаря установке увлажнителя. Все это может регулироваться системой климат-контроля, управление которой возможно даже через Интернет.
Скрытое тепло
Монтаж системы воздушного отопления проще и занимает меньшие сроки, чем монтаж традиционной системы водяного отопления. Однако следует помнить, что установку системы воздушного отопления желательно учитывать еще на стадии проектирования дома, хотя возможна ее установка и на стадии реконструкции. Во время строительства надо предусмотреть все необходимые ниши и технологические отверстия под установку воздуховодов и всего необходимого оборудования.
Воздуховоды, как правило, размещаются в коридорах, холлах и закрываются подвесными потолками. При этом потолки в коридорах будут ниже примерно на 15 см. В жилых помещениях понижения потолков не требуется. Возможна установка воздуховодов в подпольных пространствах. Воздух подается в помещение через воздухораспределительные решетки или линейные диффузоры. У поставщиков воздушного отопления обычно имеется широкий ряд декоративных воздухораспределительных решеток и диффузоров, гармонирующих с различными материалами для внутренней отделки помещений. Благодаря этому и отсутствию обогревательных приборов система воздушного отопления практически не заметна взгляду и не присутствует в деталях интерьера.
Суммируя, к преимуществам систем воздушного отопления следует отнести: экономичность, высокую энергоэффективность, относительно низкую стоимость оборудования, простоту монтажа, простоту и надежность эксплуатации, возможность ввода в эксплуатацию в любой сезон, быстрый прогрев атмосферы помещения, вентиляцию и возможность кондиционирования помещений по единой системе воздуховодов. [2]
теплоэффективность здание камин отопление
Вывод
При неуклонном росте цен на энергоносители задача экономии энергоресурсов и снижения теплопотерь в жилищно-коммунальном хозяйстве и промышленности России становится весьма актуальной. Львиная доля тепловой энергии расходуется на отопление зданий различного (в первую очередь - жилого) назначения. По данным Госстроя РФ, только на отопление жилых и общественных зданий расходуется 64 % (1,53 миллиарда МВтч/год) всей вырабатываемой в стране тепловой энергии (а с учетом зданий промышленного и транспортного назначения эта доля будет еще больше). И именно в отечественном жилищно-коммунальном хозяйстве особенно хорошо заметно катастрофическое отставание России от развитых стран по эффективности энергопотребления. На единицу жилой площади у нас расходуется в 2-3 раза больше теплоэнергии, чем в странах Европы (в Германии в настоящее время расход теплоэнергии на отопление составляет 80 кВтч/м2, а в Швейцарии - 55 кВтч/м2).
Как показывает технико-экономический анализ, проблема снижения теплопотерь может быть решена лишь путем комплексного и повсеместного внедрения современных теплоизоляционных решений на основе высокоэффективных и долговечных теплоизоляционных материалов, а также систем контроля и управления использованием энергоресурсов. Такие энергосберегающие решения должны найти применение на всем пути от производителя тепловой энергии до ее потребителя.
Подсчитано, что экономия топливно-энергетических ресурсов при широком использовании высокоэффективной теплоизоляции экономически гораздо более выгодна по сравнению с увеличением объемов добычи топлива и строительством новых мощностей по производству энергии, поскольку в первом случае требуется значительно меньше капиталовложений.
Список использованных источников
1. "Теплый дом" №1, 2011.
2. А. Григорьев. Журнал "Аква-Терм" №6 (64) `2011.
3. К.В. Тихомиров - Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция / М.: Стройиздат, 1981
4. И.Г. Староверов - Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 1 "Отопление"/ М.: Стройиздат, 1990
5. http://ru. wikipedia.org/
6. Лапин Ю.Н., Сидорин А.М. Климат и энергоэффективное жилище // Архитектура и строительство России. 2002.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Виды систем отопления и режим их работы. Преимущества и недостатки систем отопления в зависимости от вида теплоносителя. Нормативные тепловые условия для различных помещений. Правильность расстановки отопительных приборов и повышение их эффективности.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 20.06.2014Повышение эффективности работы системы отопления путем утепления стен, кровли, замены старых окон на металлопластиковые. Применение новых отопительных приборов "KORADO", разработка однотрубной схемы системы отопления вместо двухтрубной П-образной.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 14.12.2013Особенности монтажа системы отопления при построении современного дома. Перспективные разработки в этой области. Классификация систем отопления, оценка их эффективности. Описание и технические характеристики различных видов двухтрубных систем отопления.
курсовая работа [384,8 K], добавлен 17.11.2009Общая характеристика здания. Проектирование системы отопления и горячего водоснабжения. Принцип действия водяных систем отопления с естественной циркуляцией. Трубопроводная арматура. Проведение сварочных работ. Гидравлическое испытание систем отопления.
дипломная работа [6,1 M], добавлен 02.11.2009Теплотехнический расчет стены, чердачного и подвального перекрытия, окна и входной двери. Тепловые потери через ограждения. Определение количества секций отопительных приборов. Расчет тепловлажностного режима, систем водяного отопления и вентиляции.
курсовая работа [163,2 K], добавлен 27.11.2015История возникновения и развития систем отопления человеческого жилища. Основные методы сохранения тепла в квартире в холодное время года. Преимущества использования пластиковых окон по сравнению с деревянными. Утепление входных дверей и наружных стен.
реферат [824,4 K], добавлен 06.01.2015Требования к строительным конструкциям внешних ограждений отапливаемых жилых и общественных зданий. Тепловые потери помещения. Выбор тепловой изоляции для стен. Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций. Расчет и выбор отопительных приборов.
курсовая работа [776,9 K], добавлен 06.03.2010Техническое обслуживание и ремонт инженерного оборудования. Требования к эксплуатации системы центрального отопления жилых домов. Мероприятия по периодической проверке и наладке систем тепловентиляции, отопления, водоснабжения. Контроль состояния систем.
контрольная работа [24,7 K], добавлен 25.01.2010Определение вылета уток на подводках к отопительным приборам и в местах присоединения стояка к магистралям. Расчёт заготовительных длин деталей системы отопления и вентиляции. Подбор средств крепления отопительных приборов. Ведомость крепёжных деталей.
курсовая работа [817,6 K], добавлен 15.08.2014Роль систем отопления и вентиляции в составе инженерных сетей зданий. Схема вентилирования квартир. Характеристика жилого здания, теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Коэффициент теплопередачи наружной стены, чердачной перегородки, пола.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 03.11.2011Общие сведение об объекте строительства и его местоположении. Расчет теплопотерь помещения через ограждающие конструкции. Конструирование системы отопления. Расчет отопительных приборов для малоэтажного жилого здания. Система естественной вентиляции.
курсовая работа [38,0 K], добавлен 01.05.2012Конвективное или лучистое отопление помещений, осуществляемое специальной технической установкой. Принципиальные схемы водяного отопления с естественной циркуляцией. Теплопроводы центральных систем. Сравнение основных теплоносителей для отопления.
реферат [662,7 K], добавлен 20.02.2014Расчет теплопередачи наружной стены, пола и перекрытия здания, тепловой мощности системы отопления, теплопотерь и тепловыделений. Выбор и расчёт нагревательных приборов системы отопления, оборудования теплового пункта. Методы гидравлического расчета.
курсовая работа [240,4 K], добавлен 08.03.2011Климатические характеристики района строительства. Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций здания. Определение тепловой мощности системы отопления. Конструирование и расчет системы отопления и систем вентиляции. Расчет воздухообмена.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 24.12.2010Система отопления как элемент технических инженерных систем жизнеобеспечения объекта для создания искусственного климата в помещениях. Системы отопления на предприятиях гостиничного хозяйства, создание теплового комфорта при условии экономии ресурсов.
курсовая работа [371,9 K], добавлен 11.09.2016Тепловой режим здания, параметры наружного и внутреннего воздуха. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций, тепловой баланс помещений. Выбор систем отопления и вентиляции, типа нагревательных приборов. Гидравлический расчет системы отопления.
курсовая работа [354,1 K], добавлен 15.10.2013Анализ климатических данных местности. Характеристика различных систем отопления и вентиляции. Особенности водяного и воздушного отопления в гостиницах и торговых комплексах. Применение тепловых завес. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций.
отчет по практике [421,7 K], добавлен 15.03.2015Теплотехнический расчет систем отопления и вентиляции жилого дома. Определение теплопотерь через ограждающие конструкции, выбор отопительных приборов. Определение воздухообменов с учетом геометрии здания и систем вентиляции; аэродинамический расчет.
реферат [1,8 M], добавлен 22.10.2013Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Разработка системы отопления, определение тепловых нагрузок. Гидравлический расчет водяного отопления. Подбор оборудования теплового пункта. Конструирование систем вентиляции, расчет воздухообменов.
курсовая работа [277,4 K], добавлен 01.12.2010Исходные данные для проектирования системы отопления для жилого семиэтажного здания в г. Ульяновск. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций. Определение тепловой мощности системы отопления, особенности ее конструирования и гидравлического расчета.
курсовая работа [174,1 K], добавлен 02.02.2014
