Автономне водяне опалення будівель.
Система автономного, або індивідуального опалення дозволяє виробляти тепло і гарячу воду безпосередньо в будівлі, тим самим забезпечуючи стабільну наявність отримання теплової енергії в будь-який період року. Приклад системи автономного опалення будівлі наведено на рис. 3.
Головним елементом системи автономного опалення є котел 1. За видом палива котли бувають декількох типів: газові, електричні, рідкопаливні та твердопаливні.
Циркуляційні насоси та змішувальні групи 3 в системі опалення забезпечують змішування та транспортування теплоносія до радіаторів опалення та інших теплових приладів. Бойлер 6непрямого нагріву призначений для акумулювання запасу гарячої води системи гарячого водопостачання. Колектор опалення 8 з гребінкою викорстовується для розподілу теплоносія до опалювальних приладів (радіаторів) з заданими параметрами. Через димохід 10 відбувається відведення продуктів горіння дизельного котла.
Рис. 3. – Схема автономного опалення будівлі.
1 – котел рідкопаливний(дизельний); 2 – розподільний колектор; 3 – циркуляційні насоси та змішувальні групи; 4 – розширювальний бак; 5 – паливний бак; 6 – бойлер; 7 – кабельне нагрівання підлоги; 8- колектор опалення; 9 – радіатор; 10 - димохід
Повітряне опалення.
Повітряне опалення – спосіб обігріву приміщення подачею в нього теплого повітря. На відмінну від водяного і парового опалення, теплоносієм є повітря.
На сьогоднішній день повітряне опалення займає провідне місце в країнах Європи та Америки з холодним чи помірним кліматом. Системи повітряного опалення широко використовуються для опалення житлових будинків, торговельно-розважальних приміщень, офісних центрів, складів, виробничих приміщень та інше.
За місцем розміщення генератора тепла системи повітряного опалення поділяють на: центральні (канальні) і місцеві (локальні).
При центральній системи повітряного опалення (рис. 4) нагріте повітря від теплогенератора, який може розміщуватися в вентиляційній камері, подається в приміщення по спеціальних каналах (повітропроводах).
Рис. 4. – Принципова схема роботи системи повітряного опалення:
1 – тепло генератор; 2 – подача підігрітого повітря, 3 – відведення охолодженого повітря
При локальному опаленні окремих приміщень використовується місцеві системи на основі автономних теплогенераторів, кожний з яких подає тепле повітря безпосередньо в приміщення, в якому він розміщений. Повітронагрівачі таких систем характеризуються меншими витратами теплого повітря і витрачають менше енергії для роботи вентилятора.
Крім того, така система підвищує ефективність опалення за рахунок раціонального зонального опалення: повітря нагрівається саме там, де це необхідно.
За характером повітрообміну системи повітряного опалення поділяють на: рециркуляційні системи, системи з частковою рециркуляцією та приточні системи
Найбільш прості у використанні і економні рециркуляційні системи повітряного опалення працюють без притоку зовнішнього повітря на основі внутрішнього повітря приміщення. Такі системи можуть бути канальними і безканальними.
Рециркуляційні системи бувають тільки опалювальними, вони не виконують функції вентиляції. Область використання таких систем обмежена: їх не можна використовувати в приміщеннях, для внутрішнього повітря якого характерна висока концентрація шкідливих, пожежо- і вибухонебезпечних речовин.
Система з частковою рециркуляцією використовується для опалення приміщень і з притоком зовнішнього повітря і для опалення внутрішнього. Відношення проточного і рециркуляційного повітря в приміщенні може змінюватися залежно від технологічних чи санітарних потреб. При цьому необхідно передбачити систему витяжних вентиляцій, що забезпечить видалення зайвого повітря.
До недоліку цієї системи можна віднести тепловтрати з повітрям, яке видаляється. Для зниження цих втрат використовуються спеціальні рекуператори тепла, як правило, на основі пластинчастих теплообмінників: повітря що видаляється віддає тепло приточному, підвищуючи при цьому енергоефективність системи.
Системи повітряного опалення бувають гравітаційні і системи з вимушеною вентиляцією.
В гравітаційній системі повітря рухається за рахунок природної циркуляції, через різницю температур.
В системі вимушеної циркуляції використовується вентилятор з електропроводом для підвищення тиску повітря і розповсюдження його по повітропроводах по всьому приміщенні.
Система повітряного опалення складається з теплогенератора, системи повітропроводів і димоходу (для виведення продуктів згорання). Теплогенератор може встановлюватися в підвалі (котельні), на даху або в підсобному приміщенні. Вони можуть бути і мобільними і стаціонарними
В камері згорання теплогенератора згорають рідке паливо або газ і в теплообміннику нагрівають повітря, яке подається вентилятором. Потім нагріте повітря по повітропроводах направляється в приміщення а продукти згорання виводяться в димохід.
Переваги системи повітряного опалення:
1) температурний режим весь рік. Систему повітряного опалення можна опційно доповнити кондиціонером, тобто без будь-яких додаткових витрат в канальну систему вбудовується охолоджувач повітря;
2) контроль вологості. Дана функція дозволяє підтримувати необхідну відносну вологість в приміщенні;
3) очищення повітря до 99,9% за допомогою фільтрів і бактерицидних ламп;
4) вентиляція приміщень.;
5) економія енергоресурсів (завдяки автоматиці, яка при достатньому утепленні приміщенні працює в надекономічному режимі для підтримки заданої температури повітронагрівач протягом доби включається 3…4 рази на 10…15 хвилин, зменщуючи витрати на опалення;
6) мала інерційність системи (дозволяє за 35…40 хв підняти температуру від -22 до +22 градусів по цельсію, далі включається автоматика);
7) відсутність високотемпературних приладів в приміщенні;
8) безпечність замерзання системи (через відсутність води);
9) довговічність і висока надійність системи.
Недоліком цієї системи порівняно з водяною є те, що теплоємність повітря в 4000 разів менша за теплоємність води, відповідно для отримання тієї ж кількості тепла потрібна більша кількість нагрітого повітря. Це призводить до використання трубопроводів більшого діаметру, збільшення швидкості руху теплоносія (необхідність використання вентиляторів), а отже і наявність звукоізоляції трубопроводів.
Ще одним недоліком системи повітряного опалення є переміщення в приміщеннях що опалюються великих об'ємів повітря. Це зменшує комфортність, призводить до значного руху пилу і сприяє рознесенню бактерій по всьому приміщенню.
Випромінювальне опалення.
Випромінювальне тепло – це термальне випромінювання між двома поверхнями. Термальне випромінювання відбувається, коли матеріал передає інфрачервоне випромінювання, у такий спосіб нагріваючи інший матеріал та не спричиняючи нагрівання повітря навколо матеріалів, що нагріваються.
При передачі тепла за допомогою інфрачервоних панелей відсутній проміжний носій тепла - повітря - відповідно витрати на опалення для досягнення необхідного ефекту мінімальні. 100% виробленого тепла залишається в кімнаті. Не потрібні жодні трубопроводи, каміни чи котельні, щоб доставити тепло до місця призначення.
В закладах закладів ресторанного і готельного господарства найбільшого використання набули площинні нагрівальні системи (стельові, стінні та підлогові), Джерелом енергії в яких можуть бути: газ, електричний струм, вода.
Поняття "площинне опалення" визначає систему опалення, при якій тепло до приміщення передається через оточуючі поверхні перегородок, тобто через стелю, підлогу або стіни. У зв’язку з цим опалення поділяється на стельове, підлогове і стінне. Теплові промені з гріючих поверхонь потрапляють на інші поверхні, які також нагріваються і передають нагромаджене тепло частково випромінюванням, а частково конвекцією.
1) Обігрівання підлогою
Основною вимогою при обігріванні підлогою є обмеження середньої температури підлоги в зоні постійного перебування людей до величини tmax = 28 °С. Переходити межу цієї температури не рекомендується, бо погіршуються умови теплового комфорту (контакт ноги з підлогою). У ванних кімнатах, привіконних поясах допускаються дещо вищі температури ( 29-30 °С).
Теплі підлоги можуть прогрівати повітря до 2,5 м в висоту. Повітря прогрівається поступово і рівномірно розподіляється на всій площі підлоги, ближче до підлоги повітря на 2-4 градуси вище.
Теплі підлоги використовуються як для основного, так і для додаткового опалення.
2) Обігрівання стелею
Обігрівання стелею має певні переваги відносно інших систем опалення, тому що обмежує конвекційний рух в приміщенні, де закриваються гріючі площини.
Стельовий інфрачервоний (рис. 5) обігрівач складається із прямокутного металевого корпуса, покритого жаростійкою фарбою, з елементами кріплення до стелі, а випромінювачем служить пластина, покрита шаром спецкераміки, який має дуже високий коефіцієнт корисної дії перетворення теплової енергії у випромінювання.
Рис. 5. – Стельовий обігрівач
Для системи обігрівання стелею потрібно дотримуватися необхідної для висоти даного приміщення температури поверхні стелі. Наприклад, для приміщень висотою 3 м ця температура не повинна перевищувати 35 °С. Така вимога виникає з обмеження максимальної густини випромінюючого теплового потоку на голову людини, яка перебуває в приміщенні (qmax = 12 Вт/м2).
Іще одним різновидом стельового випромінювального обігріву на основі довгохвильвого ІЧ випромінювання є термоплівка. Являє собою тонку (0,3 мм) і міцну поліестерову плівку, із запаяними всередину паралельними смугами карбоново-срібного напівпровідника, з’єднаними між собою мідно-срібними шинами. На смуги карбонового напівпровідника подається напруга 220 В. В основу роботи нагрівача покладено відомий принцип, відповідно до якого при протіканні току провідник виділяє тепло. Тепла поверхня плівкового електронагрівача випромінює м'який ІЧ потік.
Що стосується температури нагріваючої поверхні, вона не перевищує +35С° – це забезпечує повну пожежну безпеку, при цьому за допомогою вбудованого датчика можна регулювати температуру нагріву.
Площа покриття – близько 65% від площі приміщення.
Переваги системи випромінювального опалення:
· Термін використання необмежений;
· 100% воробленої енергії залишається в опалюваному приміщенні;
· Інфрачервоні системи опалення не утворюють жодних викидів, як СО2, дим, сажа, бруд;
· Незначне споживання енергії;
· Доступна ціна;
· Мала вартість монтажу;
· Відсутність руху повітря та перенесення пилу;
· Панелі можна використати як елемент дизайну;
· Можливість використання одночасно з іншими системами опалення.