11.21.2012

Воздушное и водяное отопление

Разные устройства теплоснабжения, которые предназначены для индивидуальных домов, призваны обеспечивать полный комплекс бытовых нужд. Кроме того, системы горячего водоснабжения и отопления частных домов, а также жилых городских зданий, значительно отличаются меж собой.

Ведь дома индивидуальны настолько же, насколько отличаются люди... Многие здания сравнительно небольшие по объёму. Следовательно, теплопотери таких домов также невысоки. Такие дома можно подключать к внешним теплосетям. Эти теплосети обслуживаются индивидуальной либо групповой котельной. Температура теплоносителя в таких теплосетях не превышает 95 градусов. Подсоединение квартирных отопительных систем к такой теплосети можно производить непосредственно, без помощи элеваторов (подмешивающих устройств).

Как правило, индивидуальные дома построены в 1-2 этажа. Следовательно, в них лучше применять простейшую однотрубную систему отопления. Вследствие отсутствия регуляторов, а также небольшого расхода сетевой воды (для горячего водоснабжения), применяются, типично, накопительные ёмкостные водонагреватели. Вода из теплосети нагревает в таком случае воду в ёмкости через некоторую поверхность, которая разделяет эти две жидкости. Вода из теплосети течёт через змеевик. Это своеобразный бойлер.

В настоящее время для отопления малоэтажных зданий применяют водяное, печное, воздушное либо электрическое отопление. Самым доступным является электрическое отопление. Оно удобно в регулировании тепловой нагрузки. Оно гигиенично. И, что немаловажно, в электрическом отоплении отсутствуют громоздкие приборы отопления. Единственным недостатком прямого электрического отопления является относительная дороговизна электроэнергии в пересчёте на количество киловатт тепла. В печах и котлах тепло получают дешевле раза в 2 (данные на 2010 год).

Именно благодаря этому широкое распространение получили воздушные и водяные системы отопления. С учётом количества тепла, которое содержится в единице объёма, вода наделена значительными преимуществами. К примеру, при обычных для отопительных систем температурах воздуха (+70 градусов) и воды (+60 градусов), теплоёмкость воздуха ниже, чем теплоёмкость воды, в 3900 раз. Следовательно, объёмный расход воды, который нужен для того, чтобы отопить одно и то же помещение, в тысячи раз превышает расходование воздуха. Вследствие этого, потребуется меньшее сечение соединительных коммуникаций, которые транспортируют нагретый теплоноситель в помещения.

Значительные объёмы нагретого воздуха делают его транспортировку, а также распределение по помещениям, более трудной. Вентилятор, который нагнетает нагретый воздух, из-за значительного диаметра распределительных воздуховодов, нужно располагать близко к отапливаемому помещению. Это связано с проникновением в комнаты шума от работающей вентиляционной системы.

Однако у воздуха, как теплоносителя, нашлись и неоспоримые преимущества по сравнению с водой. Во-первых, воздух способен передавать тепло в помещения непосредственно. Следовательно, не нужна установка отопительных приборов. У воздуха высокая проникающая способность. Ведь за счёт высокой конвекции осуществляется интенсивное отопление помещений. Кроме того, не нужны устройства канализации (обратного движения) теплоносителя (воздух сам выравнивают разность в давлении).

Человеком давно оценены преимущества воздушного отопления. Небезызвестно, что отопление горячими газами - это первый изобретённый человечеством способ обогрева жилья. Этот древний и простой способ обогрева путём сжигания горючего внутри помещения долго ещё соседствовал с агрегатами для воздушного и водяного отопления.

Развитие отопительной техники шло в ногу с потреблением соответствующих видов топлива. Топливо, в течение многих столетий, было твёрдое (уголь, дрова). Это, так или иначе, учитывалось в отопительных установках. Хотя такой поход характерен и для нынешних систем. С распространением новых видов горючего (нефть, газ), начали приобретать популярность системы отопления, а также централизованные тепловые станции, для сжигания такого топлива. При этом тепло передаётся через вспомогательную среду, которая, собственно, и переносит тепло в помещения.

В нынешних системах отопления воздухом для малоэтажных зданий, воздух, типично, нагреваем в теплообменниках-калориферах либо печах. В этих устройствах тепло транспортируется по воздуху продуктами сгорания через стенку. Иногда не применяют сжигание топлива. В таком случае отапливаемое помещение получает нагретый воздух, который нагревается электрообогревателем в централизованном электрическом калорифере. Нагретая изнутри кирпичная (металлическая) поверхность печи (калорифера) охлаждается извне и передаёт тепло воздуху. Теплоотдача такой печи будет тем выше, чем большей является поверхность теплообмена. Из-за этого нужно искусственно увеличивать либо скорость движения воздуха, либо поверхность теплообменника.

При средней температуре в +70 градусов плотность воздуха где-то в 1000 раз меньше, нежели плотность воды. Следовательно, коэффициент теплопередачи (нагревающая способность) воздуха в 30-50 раз меньше, чем аналогичный показатель для воды. Итак, в огневоздушных теплообменниках (калориферах) присутствует опасность перегрева той стенки, которая отделает нагреваемый прибор либо сгорающее топливо от воздуха-теплоносителя. Дабы исключить это негативное влияние, применяют принудительную циркуляцию воздуха в теплоносителе: размещают вентиляторы.

К сожалению, промышленностью выпускается мало вентиляторов, которые имеют низкую производительность. Из-за этого, в подавляющем большинстве случаев, применяются огневоздушные теплообменники и калориферы, в которых используется тяга, естественно возникающая при нагреве. К недостаткам калориферов следует отнести то, что воздух двигается при незначительном напоре. Такое положение вещей вынуждает ограничивать протяженность распределительных воздуховодов. Кроме того, воздаются некоторые трудности по распределению воздуха среди нескольких помещений.

Однако такой недостаток калориферов - не определяющий. Главной причиной того, что воздушное отопление распространено слабо в 1-2 этажных зданиях состоит в том, что выпускается мало дешёвых и низкопроизводительных вентиляторов. Кроме того, многие не желают устанавливать вентиляторы из-за шума, создаваемого ими. Помимо этого недостатком воздушного отопления является и то, что к настоящему времени разработаны лишь конструкции воздушных отопительных систем, которые работают на сжигании газообразного либо жидкого топлив. Поэтому малоэтажные здания, в основном, отапливаются печным либо водным отоплением. Добиться достаточно интенсивного переноса тепла в водных системах отопления можно и без применения насосов. При этом применяется естественная циркуляция теплоносителя, которая поддерживается как процессом нагревания воды в котле, так и процессом охлаждения воды в отопительных приборах.