Водяное отопление

Трубопровод, заполненный воздухом, очень быстро под­вергается коррозии.

Типы топлива используемые для нагрева воды:

— бытовой газ;

— электричество;

— древесина;

— кокс;

— солнечная энергия;

— жидкое топливо (керосин, диз.топливо);

— геотермальная энергия.

У каждого из видов топлива есть свои достоинства и недостатки:

Бытовой газ в настоящее время является одним из самых доступных и дешевых видов сырья.

Котлы, работающие на электричестве, бесшумны.

Котлы, работающие на древесине и коксе, самые эконо­мичные. К тому же, такое топливо относительно дешевое.

При использовании жидкого топлива возникает проблема его хранения, по санитарным нормам технический керосин должен хра­ниться не в помещении, а в-зарытой в землю возле дома стацио­нарной емкости.

Система солнечного отопления состоит из следующих эле­ментов:

—  солнечного коллектора;

—  бака или резервуара для воды;

—  системы контроля;

—  насоса.

При использовании солнечной энергии в качестве источника тепла, необходимо использование солнечных коллекторов.

Плоский солнечный коллектор — это теплоизолированный теплообменник проточного типа, в котором вода может нагре­ваться до 95 °С.

Принцип работы плоского коллектора (рис. 1) прост: сол­нечные лучи проходят через стекло и, наталкиваясь на черное дно устройства, поглощаются им. Дно излучает тепловые ин­фракрасные лучи. При этом они не могут проникнуть через стекло наружу и не проходят через слой теплоизоляции на дне. В результате этого тепло задерживается и передается теплоносителю — проложенному по дну коллектора змеевику из поли­мерных труб

Рисунок 1. Устройство плоского солнечного коллектора.

Трубчатый вакуумный солнечный коллектор:Трубчатый коллектор (рис. 2) — это батарея стеклянных труб. Внутри каждой расположена двойная концентрическая трубка, по центральному каналу которой в конструкцию поступает холодная вода. Она получает «захваченное» вакуумной трубкой солнечное тепло и возвращается в систему отопления.

Такие коллекторы стали использоваться сравнительно не­давно, но уже завоевали большую популярность, поскольку эф­фективно работают даже в зимнее время. Трубчатый коллектор способен нагревать теплоноситель до 250 °С летом и до 35 °С зимой, причем даже в пасмурную погоду. В условиях россий­ского климата рекомендуется устанавливать именно такой сол­нечный коллектор.

Рисунок 2. Устройство трубчатого вакуумного солнечного коллектора.

Преимущества отопления на солнечной энергии:

—  экономия до 80% энергии;

—  экологическая безопасность;

—  наличие защиты от молний, перегрева и сильного ветра;

—надежность;

       — возможность проектирования по индивидуальному зака­зу в соответствии с архитектурными элементами дома и потреб­ностью жильцов в горячей воде.

 Геотермальная энергия:

Поскольку грунтом аккумулируется около 98% всей излу­чаемой солнечной энергии, даже зимой из земли можно полу­чить тепло, достаточное для обогрева дома (рис. 3, 4).

Рисунок 3. Получение энергии для отопления из грунта

Рисунок 4. Получение энергии для отопления из водоема

Основное преимущество геотермальной энергии — низкие ­­­­затраты на отопление. Сама энергия бесплатна, потребитель оплачивает только установку системы и электроэнергию, за счет которой работает насос. При этом все затраты окупаются уже через 5-8 лет.

Помимо этого, геотермальная энергия является экологиче­ски чистой, она не загрязняет атмосферу и не содержит угле­кислого газа. Для нее не требуется резервуара, а установку, пред­назначенную для добычи геотермальной энергии, легко обслу­живать.

Во многих странах европы давно и успешно этот вид энергии используется для отопления, например в Швеции около 70% тепловой энергии синтезируется гео­термальными насосами. В США геотермальная энергия ис­пользуется для обогрева государственных учреждений. Также геотермальные системы отопления популярны в Англии и Гер­мании. При использовании геотермальной энергии из 1 кВт элекроэнергии можно получить 3-5 кВт тепла. Для получения геотермальной энергии необходимо специ­альное оборудование для рытья скважины, а также тепловой насос, кото­рый превращает энергию воды, воздуха и грунта в тепло, доста­точное для подогрева воды и отопления дома. Стоит отметить, что такой насос очень компактный — для него требуется не  больше места, чем для холодильника, при этом срок службы системы составляет порядка 25 лет.

Принцип действия теплового насоса

Тепловой насос подключается к двум кольцевым контурам. Первый располагается внутри дома, второй — теплообменник — под землей. Для его устройства в земле (на дне водоема) на глубине около, 2 м прокладыва­ют трубы, или  делают скважину глубиной 30-100 м. Внутри контура циркулирует обычная вода или вода с антифри­зом, которая во внешнем контуре принимает температуру среды, а затем поступает в тепловой насос. Последний аккумулирует тепло и передает его внутреннему контуру.

Существует четыре способа получения геотермального тепла. Первый способ предполагает использование насоса с от­крытым циклом (рис. 5). Вода забирается из подземных плывунов й подается в насос, расположенный внутри здания. Вода отдает тепло и возвращается в плывун на определенном рас­стоянии от того места, где она попала в теплообменник. При этом способе, помимо тепла, можно обеспечить дом горячей водой.

Рисунок 5. Насос с открытым циклом

Второй способ предполагает использование насоса с за­крытым циклом и горизонтальным теплообменником, находя­щимся под землей на глубине более 1 м (рис. 6). При этом для обогрева дома общей площадью 100 м² требуется около 250 м² поверхности грунта

Третий способ предполагает использование насоса с закры­тым циклом и вертикальным теплообменником (рис. 7). При этом трубы, по которым протекает вода, должны быть располо­жены вертикально в грунте на глубине около 200 м.

Рисунок 6,7. Насосы с закрытым горизонтальным и вертикальным коллектором

Четвертый способ предполагает использование насоса с за­крытым циклом и водоразмещенным теплообменником (рис. 8): теплоноситель прокачивается по коллекторам, расположенным в водоеме, и забирает тепло у воды. Этот способ оправдывает себя, если Дом находится не дальше 100 м от водоема, глубинами береговая линия которого отвечают техническим условиям про­кладки трубопровода.

Рисунок 8. Насос с водоразмещенным теплообменником 

Твердотопливная система отопления:

Основные преимущества твердотопливного отопления:

— длительный срок эксплуатации;

— работа без использования электричества;

— относительно невысокая стоимость монтажа и эксплуа­тации.

Основные недостатки твердотопливного отопления:

— трудоемкость в обслуживании;

 — необходимость наличия помещения для складирования топлива;