Статьи

Сравнительный анализ систем отопления и обогрева.

Основной и наиболее распространенной на данный момент системой отопления является традиционное водяное отопление с централизованной подачей горячей воды, или так называемое центральное отопление.

Все плюсы и минусы центральной системы отопления хорошо известны, поэтому остановимся более подробно на экологической составляющей вопроса. Кроме исторически сложившегося широкого распространения центральное отопление не имеет других заметных преимуществ. Столь широкое распространение центральное отопление получило еще с XIX в. лишь по причине отсутствия в то время достойной альтернативы в виде дешевой электроэнергии и экономичных систем электроотопления.

Основными недостатками центрального отопления являются:

• большой износ теплосетей и систем центрального отполения, что вызывает многочисленные аварии, протечки, внеплановые отключения отопления и т. п.;

• затраты на ремонтно-восстановительные работы, которые раньше покрывались в основном государством, теперь будут ложиться на плечи потребителей;

• высокие теплопотери при доставке тепла потребителю, высокая стоимость прокладки трубопроводов горячего водоснабжения. Вследствие этого ТЭЦ приходится строить в относительной близости к потребителям тепла, т.е. к жилым и промышленным зонам, что, безусловно, не улучшает экологическую ситуацию в этих районах. К тому же из-за достаточно низкого КПД всей системы центрального отопления (от ТЭЦ до радиаторов в квартире) приходится сжигать гораздо большее количество топлива и соответственно многократно увеличивать выброс в атмосферу продуктов горения;


• практическая невозможность регулировки температуры в помещениях по желанию потребителя.

В последнее время стало модным устанавливать комнатные термостаты для радиаторов (терморегуляторы), которые якобы позволяют регулировать теплоотдачу радиаторов, однако при этом замалчиваются некоторые проблемы.

• увеличивается риск засорения из-за попавших примесей и низкого качества теплоносителей;

• отложения на деталях термостатов со временем изменяют их характеристики и ухудшают работу;

• возможно появление шума в клапанах;

• нелинейная зависимость между изменениями температуры в помещении и теплоотдачей (для некоторых радиаторов изменение потока в 2 раза изменяет теплоотдачу всего на 7-12%) может привести к нестабильности в работе системы отопления.

Следует заметить, что термостаты чаще всего измеряют не температуру воздуха при центральной системе отопления, а температypy теплоносителя, а это приводит к снижению точности контроля температуры в комнате, перегреву, снижению комфортности. Гидравлическая система центрального отопления, как правило, не позволяет отключить отдельные помещения или существенно изменить их тепловые характеристики. Все это вместе с достаточно высокой стоимостью подобных устройств (до 30 долл. США/шт.) и работ по их установке вряд ли позволяет считать данную конструкцию пригодной для массового применения.

Если же абстрагироваться от внешних проблем и рассмотреть конкретный радиатор в конкретной жилой комнате, то с точки зрения экологии здесь возникает много серьезных вопросов.

Во-первых, при работе радиатора с высокой рабочей температурой (60-70°С) происходит гибель находящейся в воздухе микрофлоры ("омертвление" воздуха).

Во-вторых, возникающие конвективные потоки создают в помещении постоянно движущиеся воздушные массы, поднимающие пыль и разносящие ее по всему помещению.

В-третьих, возникает большой разброс температур по высоте помещения (холодный пол - горячий потолок), что, как известно, отнюдь не полезно для организма человека.

В настоящее время наблюдается тенденция перехода от централизованной системы отопления к различного вида автономным системам отопления. Уже сегодня автономные системы отопления используются в интенсивно развивающемся дачно-коттеджном строительстве, что, кстати, полностью соответствует и общемировым тенденциям.

По принципу действия альтративные системы отопления делятся на три основные группы:

• Традиционное отопление, когда жидкий теплоноситель нагревается, а затем, проходя по системе трубопроводов и радиаторов, отдает тепло отапливаемым помещениям;

• Воздушное отопление, когда в качестве теплоносителя используется воздух, подаваемый после подогрева в отапливаемые помещения по воздуховодам;

• Прямое электрическое отопление, когда нагрев помещения осуществляется без теплоносителя, и электрическая энергия непосредственно преобразуется в тепловую.

Первая группа - традиционное отопление - не имеет каких либо принципиальных отличий от центрального отопления, но за счет более современных технологий и материалов может несколько компенсировать некоторые из его недостатков. Так, например, отпадают все проблемы с внешними водными коммуникациями, так как вся система начинается и заканчивается внутри отапливаемого здания. По этой же причине увеличивается эффективность системы отопления, снижается потребление топлива. За счет применения современных, как правило, металлопластиковых трубопроводов и специальных теплоносителей - антифризов существенно уменьшается вероятность засорения системы отопления, образования отложений и накипи и т. п.;

Но у традиционных автономных систем отопления из первых двух групп (традиционное отопление и воздушное отопление) имеются и минусы:

• Расположение помещения с отопительным котлом внутри здания определяет наличие в той или иной степени специфического запаха топлива (особенно при использовании солярки) и продуктов его сгорания.

• Сохраняется возможность аварийных протечек, устранение которых, при заполнении систем антифризом, требует значительных затрат, т.к. вытекающая жидкость является ядовитым химикатом, который может испортить мебель, интерьер и строительные материалы конструкции дома, а также крайне вреден для людей в случае вдыхания его паров.

• Периодическое включение отопительного котла и циркуляционного насоса, даже при использовании дорогого импортного малошумного оборудования, создает дополнительный шум и вибрацию.

• Для длительной и надежной эксплуатации традиционных автономным системам отопления также совершенно необходима профилактика котельного оборудования.

• По мере эксплуатации снижается эффективность системы: камера, дымоходы, горелка покрываются сажей и пылью; теплоноситель из системы вытекает, частично испаряется, газы попадают в систему, создавая воздушные пробки.

• Отрицательно сказывается на работе пониженное давление газа в российских магистралях.

• Некачественное жидкое топливо приводит к преждевременному износу топливного насоса, засорению форсунок, образованию кислотных и сернистых компонентов.

Необходимо выполнение сервисных работ, и для их проведения нужен квалифицированный персонал и соответствующая аппаратура. В зависимости от объема работ цена на сервисное обслуживание одного отопительного котла за год составляет от 100 до 600 долл. США, при этом запчасти и ремонт оцениваются отдельно. Остановка и сбои в работе традиционной системы могут привести к серьезным материальным затратам, так как выходит из строя сразу вся система. Поэтому специализированными фирмами организуется круглосуточное дежурство и диспетчерская помощь с выездом на место аварии, что проводится, безусловно, также за счет потребителя.

Воздушные автономные системы отопления требуют также установки отопительного котла и, следовательно, получают "в наследство" уже упомянутые проблемы. Гарантийное и послегарантийное обслуживание воздушного отопления связано, в основном, с работой котлов. Однако, даже при наличии специальных фильтров, в воздухе, проходящем через нагревательный котел, остаются мельчайшие частички пыли и другой органики, которые выгорают или частично разлагаются на горячих поверхностях котла, заметно увеличивая количество угарного газа (СО).

Наиболее перспективным и экологически безопасным из всех известных систем отопления является прямое электрическое отопление.

Наиболее перспективным и экологически безопасным из всех известных систем отопления является прямое электрическое отопление. Оно свободно от проблем, связанных со сжиганием в непосредственной близости от жилых помещений какого-либо вида топлива и применением каких-либо теплоносителей.

Подвод электроэнергии или выделение дополнительной электрической мощности на отопление не требует значительных капитальных затрат, а при применении систем прямого электрического отопления в сочетании с современными технологиями теплоизоляции зданий дополнительные мощности могут быть незначительными. Тогда как подвод газовой магистрали требует большого количества различных согласований, разработки проектной и исходно-разрешительной документации, материальных затрат, значительно превышающих затраты на подвод электроэнергии. При прямом электрическом отоплении отсутствие потребности в котельном помещении, покупке котлов, насосов, труб и радиаторов и работах по их монтажу существенно снижает начальные капитальные затраты на устройство отопления.

С точки зрения эксплуатации, при прямом электрическом отоплении выход из строя одной единицы отопительного оборудования не приводит к отказу всей системы отопления, а вышедшее из строя отопительное оборудование заменяется предельно просто и быстро.

Если говорить о контроле температур и гибкости управления системой прямого электрического отопления, а также возможности экономии энергии, то у прямого электрического отопления здесь самые лучшие показатели. В каждом отапливаемом помещении имеются термостаты (терморегуляторы), и все они работают независимо, контролируя температуру в диапазоне 5-30°С с точностью ±0,1-1,0°С. При желании могут быть установлены программируемые термостаты, позволяющие задать любой график изменения температуры в течение суток в каждый день недели. Это экономит, например для загородных домов, эксплуатируемых зимой по выходным дням, 50-80% электроэнергии. Именно этот вид отопления легко интегрируется в единую систему управления зданием типа "интеллектуальный дом".

Все существующие в настоящий момент системы прямого электрического отопления можно разделить на два основных класса:

• Конвекционные настенные или напольные отопительные приборы.

• Инфракрасные потолочные электрические приборы.

К конвекционным относятся конвекторы различного исполнения, которые в свою очередь делятся на:

1. конвекторы естественного притока воздуха

2. конвекторы принудительного продува (тепловентиляторы и тепловые завесы).

Электроконвекторы по своей сути являются теми же радиаторами, за исключением того, что каждый из них при включении в электросеть может работать автономно. Следовательно, все ранее указанные недостатки (конвективные потоки, "омертвление" воздуха, высокий температурный градиент по высоте помещения, малая экономичность) сохраняются в полном объеме. Заметным шагом вперед при применении электроконвекторов стала их способность, благодаря наличию встроенного или выносного термостата (терморегулятора), самостоятельно поддерживать заданную температуру помещения в достаточно широком диапазоне (от 0 до 30°С) с весьма неплохой точностью ( 0,1°С - электронные, 0,5-1°С - электромеханические термостаты). Современные электроконвекторы выполняются с герметично запаянными электронагревательными элементами, вследствие чего допускается их эксплуатация во влажных и сырых помещениях, просты в монтаже и установке.

Электрические конвекторы принудительного продува воздуха известны потребителю в основном благодаря широко распространенным бытовым тепловентиляторам типа "Ветерок" и ему подобным. Все аналогичные устройства, от простейших бытовых до промышленных, различаются лишь мощностью (от 1,5 до 70-100 кВт), производительностью (от 200 до 7000 м3/ч), габаритами, весом и стоимостью.

В современных моделях, как правило, устанавливаются термостаты, но они контролируют температуру нагрева корпуса электрического конвектора, автоматические системы аварийного отключения, основанные на измерении температуры ТЭНов и воздуха внутри и вне корпуса, а мощные тепловые завесы могут иметь также выносной пульт управления.

Из-за наличия высокотемпературных ТЭНов, сильных потоков воздуха, высокого уровня шума и достаточно большой потребляемой мощности данные устройства едва ли можно представить в жилых или офисных помещениях (за исключением разве что всевозможных внештатных ситуаций, ремонта и т. п.). Их место скорее в цехах, на складах, в автосервисах, автомойках и тому подобных зданиях и сооружениях промышленного назначения. Вследствие этого говорить об экологии и экономичности в данном случае также не слишком уместно, но, впрочем, эти системы отопления и не претендуют на лидерство в данных областях.

К излучательным системам прямого электрического отопления относятся инфракрасные длинноволновые обогреватели ЭкоЛайн, которые соответствуют оптимальной для человека длине волн. В силу своей конструкции подобные инфракрасные обогреватели являются абсолютно влагостойкими, электро- и пожаробезопасными, т. е. позволяют организовать отопление в помещениях даже с влажной и агрессивной средой (автомойки, производственные цеха, химические производства и т.п.). Также их отличает высокая механическая и ударопрочность, т.е. применение в местах массового пользования и прохода больших потоков людей не является проблемой.

Примущества инфракрасных электрических систем отопления:

• Невысокая температура нагревательных элементов является гарантией их длительной и надежной службы.

• Экономия электропотребления на отоплении, по сравнению с отопителями конвективного типа и другими подобными системами, составляет не менее 30%.

• При использовании современных автоматов защиты от короткого замыкания и перегрузок, а также устройств защитного отключения по току утечки вероятность пожара или поражения электрическим током близка к нулю.

Необходимо также сказать и еще об одном, очень важном преимуществе инфракрасных обогревателей. Во всех отопительных системах, где используются заземленные металлические детали корпусов и воздуховодов (например, конвекторы, радиаторы, канальные вентиляторы, тепловентиляторы и тепловые завесы), через которые идут постоянные конвективные потоки, происходит так называемая "деионизация" воздуха. Как известно, нормальный уровень содержания в атмосфере отрицательно заряженных ионов составляет приблизительно 600-700 ед./см3. На морском побережье или высоко в горах это количество гораздо выше, и нахождение в таких местах благотворно действует на организм. Недаром в арсенале современных физиотерапевтов существует даже такое средство, как "кабинеты горного воздуха", где пациенты специально дышат сильно ионизированным воздухом. Так вот, при использовании металлических конвекторов количество ионов в воздухе снижается в 8-10 раз, т. е. до 50-100 ед./см3! Чтобы как-то компенсировать эту недостачу, приходится применять разнообразные дополнительные устройства ионизации воздуха, самым известным из которых, очевидно, является "люстра Чижевскского", применение имеющихся на сегодняшнем рынке некоторых модификаций которой может быть сопряжено с вредным для здоровья сопутствующим эффектом озонирования воздуха. В свете всего сказанного вне всякой конкуренции находятся инфракрасные обогреватели ЭкоЛайн. при использовании которых процесс деионизации либо отсутствует вовсе, либо снижается на практически неощутимые 1-2%.

Широкие возможности по экономии и рациональному использованию энергоресурсов в сочетании с улучшением теплоизоляции зданий превращают прямое электрическое отопление в серьезную альтернативу традиционному отоплению с жидкотопливными и газовыми котлами, одновременно обеспечивая уникальные возможности по экологии и безопасности.

По материалам сайта: http://www.obogrevatel-volgograd.ru