Новости

20.02.2015
Обучение специалистов фирмы ИНЖТЕХСТРОЙ в компании Danfoss

Повышение квалификации специалистов

читать полностью

14.02.2015
Обучение специалистов фирмы ИНЖТЕХСТРОЙ в компании OVENTROP

Повышение квалификации специалистов

читать полностью

13.02.2015
Энергоэффективное отопление Viessmann

Вопрос снижения затрат в процессе эксплуатации отопления дома

читать полностью

Твердое топливо

Газ (природный и СУГ)

Дизельное топливо (солярка, отработанное масло)

Электричество

Альтернативные источники тепловой энергии

 

Твердое топливо

К твёрдому топливу относятся горючие вещества, основной составной частью которых является углерод. Это – каменный и бурые угли, горючие сланцы, торф и древесина. Свойства топлива в значительной степени определяются его химическим составом — содержанием в нем таких веществ, как углерод, водород, кислород, азот и сера. Одинаковые количества топлива дают при сжигании различное количество теплоты. Поэтому для оценки качества топлива определяют его теплотворную способность, то есть наибольшее количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кг топлива.

Самым распространенным, дешевым и быстро возобновляемым твердым топливом является древесина и все ее производные. Сжигание дерева наиболее благоприятно для экологии, а содержание золы всего около 1%. Сера в дымовые газы не входит, а теплота сгорания составляет 4460 ккал/кг. Современные твердотопливные котлы позволяют использовать дрова, древесные гранулы и пиллеты, щепу, кору и опилки максимально эффективно для организации отопления и горячего водоснабжения. В Европе древесина используется в качестве сжигаемого топлива в основном только в виде отходов лесной и лесопильной промышленности, обычно в виде древесной стружки или древесных опилок. Древесный уголь представляет собой эти отходы, переработанные в углевыжигательных или других специальных печах.

Торф образуется из разложившихся растений и воды; по этой причине он содержит большое количество влаги. Его добывают из болот. На поверхности большие пласты добытого торфа разрезаются на блоки, которые высушиваются перед сжиганием. От качества сушки зависит влажность топлива: от 33% до 50%. Торф по своим тепловым качествам близок к древесине: его теплоотдача от 3500 до 4500 ккал/кг. При горении зольность торфа может составлять 7-15%. Себестоимость торфа довольна низкая.

Для отопления частных домов применяется торфяные брикеты и являются хорошей альтернативой углю и дровам. Торфяные брикеты горят значительно дольше чем дрова и брикеты из опилок, при этом выделяют значительно больше тепла, не уступая бурому углю.

Уголь может быть разных видов: каменный, бурый и антрацит.

Каменный уголь является наиболее древним природным минеральным топливом, распространенном во всем мире, залежи которого находят на разной глубине. Каменный уголь лишен гигроскопичности бурого угля, может долго храниться на воздухе и не склонен к самовозгоранию. Он обладает низкой зольностью и высокой теплотой сгорания: от 5100 до 6700 ккал/кг. Поэтому каменный уголь является преимущественным выбором для частного домохозяйства и промышленности.

Бурый уголь образовался гораздо позднее и содержит древесные остатки. Содержание воды в буром угле составляет 45 - 60%; добывается он, как правило, открытым способом. Бурый уголь имеет очень низкую энергетическую ценность и обычно не перевозится на большие расстояния. Бурый уголь характеризуется высокой зольностью – до 34% и очень хорошо впитывает влагу. Его влажность может достигать 55%. Кроме этого, в состав продуктов сгорания входит до 5,9% серы. Максимальная теплота сгорания составляет 4177 ккал/кг. Среди недостатков этого топлива – его склонность к самовозгоранию. А при продолжительном хранении бурый уголь рассыпается в пыль.

Антрацит – наиболее качественный вид каменного угля, самый древний по происхождению. Он плотный, отличается глянцевым блеском, дает короткое пламя и трудно загорается. Его теплотворность от 5800 ккал/кг до 6500 ккал/кг. Из него производят кокс, так как он способен спекаться. Это основной источник тепла для промышленных нужд.

Горючие сланцы - это слежавшийся ил (сапропель), на который воздействовал водород, уплотняя его. При сжигании сланцев образуется свыше 60% золы. Их теплота сгорания 2477 ккал/кг. Достаточная редкость этого вида твердого топлива и большая зольность сделали сланцы малопопулярным источником тепла, не сравнимым с углем и древесиной.

Газ (природный и СУГ)

Природный газ — смесь газов, образовавшихся в недрах Земли при анаэробном разложении органических веществ. Природный газ - это самое распространенное топливо на сегодняшний день. Природный газ так и называется природным, потому что он добывается из самых недр Земли. Процесс горения газа является химической реакцией, при которой происходит взаимодействия природного газа с кислородом, cодержащимся в воздухе.

 

Основным горючим компонентом природного газа является метан - CH4. Его содержание в природном газе достигает 98 %. Метан не имеет запаха, не имеет вкуса и является нетоксичным. Предел его воспламеняемости находится от 5 до 15 %. Именно эти качества позволили использовать природный газ, как один из основных видов топлива. Опасно для жизни концентрация метана более 10 %, так может наступить удушье, вследствие нехватки кислорода.

Для обнаружения утечки газ подвергают одоризации, иначе говоря, добавляют сильнопахнущее вещество - этилмеркаптан. При этом газ можно обнаружить уже при концентрации 1 %.

Кроме метана в природном газе могут присутствовать горючие газы - пропан, бутан и этан.

Сжиженный углеводородный газ (СУГ) — это углеводороды или их смеси, которые при нормальном давлении и температуре окружающего воздуха находятся в газообразном состоянии, но при увеличении давления на относительно небольшую величину, без изменения температуры, переходят в жидкое состояние.

Сжиженные газы получают из попутных нефтяных газов, а также газоконденсатных месторождений. На перерабатывающих заводах из них извлекают этан, пропан, а также газовый бензин. Наибольшую ценность для отрасли газоснабжения имеют пропан и бутан. Их главное преимущество в том, что их легко хранить и перевозить в виде жидкости, а использовать в виде газа. Другими словами, для перевозки и хранения сжиженных газов используются плюсы жидкой фазы, а для сжигания — газообразной.

Для систем газоснабжения, эксплуатируемых в России, наиболее подходящим является технический пропан (C3H8), так как он имеет высокую упругость паров вплоть до минус 35°C (температура кипения пропана при атмосферном давлении — минус 42,1°C). Даже при низких температурах из баллона или газгольдера, наполненного пропаном, легко отбирать нужное количество паровой фазы в условиях естественного испарения. Это позволяет устанавливать газовые баллоны со сжиженным пропаном на улице зимой и отбирать паровую фазу при низких температурах.

Бутан (C4H10) — более дешевый газ, но отличается от пропана низкой упругостью паров, поэтому применяется только при положительных температурах. Температура кипения бутана при атмосферном давлении — минус 0,5°C. При сгорании молекулы бутана в реакцию вступают четыре атома углерода и десять атомов водорода, что объясняет его большую теплотворную способность по сравнению с пропаном

В коммунально-бытовой сфере используется смесь пропана и бутана технических (СПБТ), в простонародии называемая пропан-бутаном. При содержании бутана в СПБТ свыше 60% бесперебойная работа резервуарных установок в климатических условия России невозможна. В таких случаях для принудительного перевода жидкой фазы в паровую применяются испарители СУГ.

Сжиженный газ – один из распространённых видов топлива для отопления частного дома, коттеджа или дачи, представляет собой природный газ, искусственно сжиженный, путём охлаждения до −160 °C. По своим физико-химическим свойствам выглядит как бесцветная жидкость без запаха, состоящая на 75—99% из метана, при этом имея плотность в два раза меньше плотности воды. Отопление сжиженным газом позволяет сэкономить на сжижении до 50% энергии, теряемой на газораспределительных станциях. В процессе самого отопления используется как сама собственно потенциальная энергия сжатого газа, так и его естественное охлаждение при снижении давления.

Отопление сжиженным углеводородным газом (пропан-бутан) - это удобная, безопасная и доступная альтернатива магистральному природному газу для отопления дачного дома, коттеджа, коттеджного поселка, офиса, ресторана, производственного объекта и т. д. Этот вариант рассматривают, если планируется реконструкция системы теплоснабжения. Отопление домов сжиженным газом подразумевает установку автономной системы теплоснабжения.

Отопление сжиженным газом проводится с помощью подземной емкости (газгольдера). Газгольдеры – специальные резервуары для хранения запаса сжиженного газа. От газгольдера проводится небольшой мини - газопровод к котельной. Расстояние от дома до газгольдера должно быть не менее 10 м.

Объем газгольдера, в зависимости от площади газифицируемого объекта, может быть от 3-х тысяч до 20-ти тысяч литров. Частота наполнения емкости зависит от расхода тепла и, как правило, осуществляется не чаще 2-х раз в год.

Отопление сжиженным газом, конечно, дороже отопления магистральным, но зато гораздо доступнее, чем отопление с помощью электричества. Более того, оборудование, применяемое при отоплении домов сжиженным газом (котлы и т.п.), может использоваться в дальнейшем и с магистральным газом.

Дизельное топливо

В децентрализованном теплоснабжении используют, как правило, дизельное топливо и легкие сорта мазута. Прежде всего, это обусловлено удобством их транспортировки и хранения, невысокой вязкостью, облегчающей задачу эффективного сжигания, а также низким содержанием серы и золы, что решает проблему загрязнения окружающей среды и сохранности оборудования.

За рубежом котельное топливо принято разделять на дистиллятное (печное) и остаточное (мазут). Первое получают при термическом и каталитическом крекинге нефтепродуктов и коксовании остаточного топлива. Около 60% его расходуется на отопление зданий. В Великобритании печное топливо иногда называют бытовым, во Франции – легким, в США – форсуночным.

В нашей стране термин «печное топливо» часто употребляют, подразумевая дизтопливо, что не совсем корректно. По фракционному составу печное бытовое топливо (ТУ 38. 101656-87) может быть несколько тяжелее дизельного, выпускаемого по ГОСТ 305-82. Сравнение характеристик того и другого горючего предопределяет выбор в пользу дизтоплива, но в теплоснабжении используют оба.

 

ГОСТ 305-82 устанавливает три вида дизельного топлива; летнее (Л), зимнее (З) и арктическое (А). По содержанию серы дизтопливо подразделяют на топливо с содержанием серы (по массе) не более 0,2 и не более 0,5%.

Жидкое топливо – экологически опасный и горючий материал. Требования к размещению и устройству работающих на нем установок обусловлены соображениями защиты от загрязнения природных вод и пожарной безопасности.

Хранение необходимого запаса жидкого топлива осуществляется в специальных баках – стальных или пластиковых. Применению последних в настоящее время отдается предпочтение, поскольку стальные баки подвергаются внешней и внутренней коррозии.

Электричество

Говоря об электрическом отоплении частного дома, обычно подразумевают электрический котел и систему трубопроводов с жидким теплоносителем (водой или антифризом). Общепризнано, что электрическое отопление по многим своим параметрам приближается к идеальному.

Электрический котел относительно дешев (в несколько раз дешевле, например, дизельного), компактен, в работе – экологически чист, не сжигает кислород, не нуждается в вентиляции, бесшумен и прост в монтаже. Электрическое отопление легко поддается автоматизации. Электронные таймеры и термостаты позволяют составить расписание температурного режима на любой день и час, и на любой по продолжительности период времени.

Однако, кроме достоинств, у каждого вида отопления есть присущие только ему недостатки. Главный недостаток электрического отопления – высокие эксплуатационные расходы как следствие высокой цены на электричество. Другой недостаток электрического отопления зависит от состояния электрических сетей в том или ином регионе - это нестабильность подачи электроэнергии и перепады напряжения. Но возможность точного программирования, учитывание ночного тарифа и гибкого использования мощности электрического котла, а также применение дополнительных технических решений (например, установка системы солнечных вакуумных коллекторов и/или использование других источников энергии – бензогенераторы, твердотопливные котлы и т.п.) позволит владельцу электрического котла существенно сэкономить на оплате за электричество и защитить дом от нестабильной подачи электроэнергии.

Альтернативные источники тепловой энергии

Тепловой насос — устройство для переноса тепловой энергиии от источника низкопотенциальной тепловой энергии к потребителю с более высокой температурой. Термодинамическии тепловой насос аналогичен холодильной машине. Однако, если в холодильной машине основной целью является производство холода путём отбора теплоты из какого-либо объёма испарителем, а конденсатор осуществляет сброс теплоты в окружающую среду, то в тепловом насосе картина обратная. Конденсатор является теплообменным аппаратом, выделяющим теплоту для потребителя, а испаритель — теплообменным аппаратом, утилизирующим низкопотенциальную теплоту: вторичные энергетические ресурсы и (или) нетрадиционные возобновляемые источники энергии.

Теплоноситель нагревается на несколько градусов, проходя по внешнему контуру, уложенному в землю или водоём. Внутри теплового насоса теплоноситель, проходит через теплообменник (испаритель) и отдает собранное тепло внутреннему контуру теплового насоса. Внутренний контур теплового насоса заполнен хладагентом, имеющим низкую температуру кипения, который, проходя через испаритель, превращается из жидкого состояния в газообразное при температуре -5оС и низком давлении. Из испарителя газообразный хладагент попадает в компрессор, там он сжимается до высокого давления и высокой температуры. Затем горячий газ поступает во второй теплообменник - конденсатор, где происходит теплообмен между горячим газом и теплоносителем из обратного трубопровода системы отопления дома. Хладагент, отдавая тепло системе отопления, охлаждается и превращается в жидкость, а теплоноситель системы отопления поступает в отопительные приборы. После прохождения через конденсатор жидкий хладоген может быть еще более охлажден, а температура прямой воды системы отопления увеличена посредством дополнительно установленного сабкулера. Давление хладагента, тем не менее, все еще остается высоким. При прохождении хладагента через редукционный клапан давление понижается, хладагент попадает в испаритель, и цикл повторяется снова.

Источником энергии может быть грунт, скальная порода, озеро, вообще любой источник тепла с температурой от 1 градуса Цельсия и выше, доступный в зимнее время. Это может быть река, море, выход теплого воздуха из системы вентиляции или какого-либо промышленного оборудования.

Внешний контур, собирающий тепло окружающей среды, представляет собой полиэтиленовый трубопровод, уложенный в землю или в воду. Теплоноситель – 30% раствор этиленгликоля (либо этилового спирта).

Скважина

При использовании в качестве источника тепла скалистой породы трубопровод опускается в скважину. Можно пробурить несколько не глубоких скважин - это, возможно, обойдётся дешевле, чем одна глубокая. Главное - получить общую расчетную глубину.

Для предварительных расчетов используется следующее соотношение – 50-60 Вт тепловой энергии на 1 метр скважины. То есть, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходима скважина глубиной 170 метров.

Земляной контур

При укладке контура в землю желательно использовать участок с влажным грунтом, лучше всего с близкими грунтовыми водами. Использование сухого грунта тоже возможно, но это приводит к увеличению длины контура. Трубопровод должен быть зарыт на глубину примерно 1 м, расстояние между соседними трубопроводами - примерно 0.8-1.0 м.

Удельная тепловая мощноть трубопровода, уложенного в землю трубопровода - 20-30 Вт/м. Т. е. для установки теплового насоса производительностью 10 кВт достаточно 350-450 м теплового контура, для чего хватит участка 20х20 кв.м.
Специальной подготовки почвы не требуется, влияния на растения трубопровод при правильном расчёте не оказывает.

Водоем
Ближайший водоём - идеальный источник тепла для теплового насоса. При использовании в качестве источника тепла воды озера или реки контур укладывается на дно. Этот вариант является идеальным с любой точки зрения – «высокая» температура окружающей среды (температура воды в водоеме зимой всегда положительная), короткий внешний контур, высокий коэффициент преобразования энергии тепловым насосом.

На 1 метр трубопровода приходится ориентировочно 30 Вт тепловой мощности.Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходимо уложить в озеро контур длинной 300 метров.

Для того, чтобы трубопровод не всплывал, необходимо установить около 5 кг груза на 1 погонный метр трубопровода.

Теплый воздух

Существует и специальная модель теплового насоса с воздушным теплообменником для получения тепловой энергии из воздуха, например, из вытяжки вентиляционной системы. Она может использоваться на производственных предприятиях, вырабатывающих большое количество тёплого воздуха (пекарни, производство керамики и т.д.).

Такая модель пригодится и для загородного дома для работы системы горячего водоснабжения в летний период.

Гелиосистема - это комплекс оборудования, которое преобразовывает энергию солнечной радиации в другой вид энергии - тепловую или электрическую. Гелиоустановки применяют для нагревания воды или воздуха и выработки электроэнергии. Гелиосистемы являются экологически чистыми источниками бесплатной энергии.

Солнечный коллектор устройство для сбора тепловой энергии Солнца, переносимой светом и инфракрасным излучением.

В отличие от солнечных батарей (правильное называние - фотоэлектрические элементы), производящих электричество, солнечный коллектор нагревает воду. Есть всего две модификации солнечных коллекторов: плоские и вакуумные.

Гелиосистемы находят широкое применение в мире. В настоящее время во всем мире эксплуатируется более 160 000 000 кв.м солнечных коллекторов. В Китае установлено более 10 000 000 кв.м гелиоколлекторов, ежегодно продается до 3 000 000 кв.м. Общая площадь всех устновленных солнечных коллекторов в Японии – около 8 000 000 кв.м. В США эксплуатируются солнечные коллекторы общей площадью около 10 000 000 кв.м. В Германии, которая является лидером по использованию солнечной энергии, в более чем 630 000 частных домовладениях действуют солнечные установки суммарной площадью 6 500 000 кв.м. В Европе солнечные коллекторы установлены почти на каждом доме. К 2020 г. большинство европейских государств планируют перевод около 70 % систем теплоснабжения всего жилого фонда на солнечную энергию.

В России же установленная общая площадь гелиоустановок не превышает 20 000 кв.м, хотя в том же Хабаровске 300 солнечных дней в году, а количество излучаемой солнечной энергии Московская область получает даже больше, чем Германия.

Как показывает опыт европейских специалистов, целесообразно рассчитывать солнечную систему отопления на покрытие 30 - 40% от годовых затрат на отопление. И большинство этих затрат приходится на межсезонье, т.е. весну и осень, когда отопительный сезон уже начался или еще не закончился, а солнечных дней достаточно. Дальнейшее увеличение % покрытия приводит к существенному нелинейному удорожанию гелиосистемы и не имеет экономического смысла. Таким образом, гелиосистема для нужд отопления - это не автономная система, а дополнение к существующей основной. А делать основную систему отопления даже немного менее мощной в расчете на то, что от солнца поступит остальное тепло, нельзя. Система отопления должна на 100% перекрывать потребности в тепловой мощности, без использования солнечной энергии. То есть солнечные коллекторы можно рассматривать как дополнительный источник нагрева, как дополнительный теплоисточник в системе отопления, который работает, когда на улице есть солнце. А когда солнца нет, не работает. Максимально эффективно солнечные системы отопления будут работать с так называемыми низкотемпературными системами отопления, т.е. с водяными теплыми полами. В отличии от радиаторной системы отопления, в которую подается теплоноситель с температурой 70 - 90 градусов, теплым полам достаточно 40 – 50 градусов. Нагреть теплоноситель до такой температуры гелиосистеме намного проще и ее эффективность будет максимальна.

Подробнее:


Яндекс.Метрика

Поиск по сайту

НАПИШИТЕ НАМ


* Поля обязательные для заполнения

Все отзывы

ОТЗЫВЫ

Имя: Курденкова Марина Александровна (kma-1956@mail.ru)

Хочу выразить благодарность сотрудникам фирмы "ИНЖТЕХСТРОЙ". В короткие сроки произвели монтаж отопительной системы в моем загородном деревянном доме, площадью 80 кв.м. Быстро отозвались на мою просьбу. Очень профессионально подошли к решению проблемы. Работу выполнили быстро и качественно. Предоставили все необходимые мне документы для газовой службы.

Имя: Павел Митрофанов (mitrofanovpa@rambler.ru)

Все замечательно, без претензий, чуткий подход к клиенту и без нервов.

Имя: Юрий (sokolovue@rambler.ru)

Большое спасибо ребятам за работу! Меняли котел котел в доме. Быстро, качественно, недорого. Очень доволен!