Типы систем отопления: обзор традиционных и инновационных способов обогрева

Содержание

1. Приоритеты современных разработок
2. Типы современных систем отопления
3. Традиционные отопительные элементы на современном этапе
4. Задачи новых методик
5. Твердотопливные технологии
6. Разновидности жидкого топлива
7. Газовые системы
8. Электроустановки
9. Применение тепловых насосов
10. Применение энергии солнца
11. Конвекционные технологии
12. Пленочные системы
13. Снижение потерь
14. Какие виды отопления бывают?
15. Воздушное отопление
16. Водяное отопление
17. Виды водяных систем
18. Гидротермальная
19. Преимущества и недостатки
20. Газовое
21. Электрическое отопление
22. Инфракрасные полы
23. Тепловые насосы
24. Паровое отопление
25. Солнечное отопление — новые технологии
26. Эффективное применение солнечных коллекторов
27. Тепло из земных недр и водоемов
28. Инновационные системы отопления
29. Промышленные отопительные системы
30. Обогрев промышленных трубопроводов
31. Обогрев трубопроводов большой протяженности
32. Обогрев трубопроводов малого диаметра и протяженности
33. Обогрев водопроводов
34. Обогрев трубопроводов с горячей водой
35. Обогрев канализационных трубопроводов
36. Назначение
37. Задачи обогрева
38. Тепловой насос – современный отопительной прибор

Приоритеты современных разработок

В современных разработках отопительных систем инженеры делают упор на такие факторы:

• лёгкость монтажных работ;
• компактность системы;
• высокая эффективность (КПД);
• невысокая стоимость;
• обеспечение хороших показателей влажности внутри помещения;
• низкая стоимость 1 калории тепла;
• использование безвредных материалов;
• высокая безопасность при работе оборудования при максимальных нагрузках.

Именно в этих направлениях продвигаются все новые разработки, которые появляются на энергетическом рынке. У каждой системы существуют свои преимущества и недостатки, поэтому конкретный тип отопления подбирается исходя из площади дома, утепления пола, стен и потолка, сезонности отопления, назначения помещения (жилое, рабочее, дача и т.д.).

Типы современных систем отопления

Системой отопления называют комплекс элементов, используемых для обогрева помещения: источник тепла, трубопроводы, нагревательные приборы. Тепло передается с помощью теплоносителя – жидкой или газообразной среды: воды, воздуха, пара, продуктов сгорания топлива, антифриза.

Системы отопления зданий необходимо подбирать так, чтобы добиться максимально качественного обогрева с сохранением комфортной для человека влажности воздуха. В зависимости от вида теплоносителя различают такие системы:

• воздушные;
• водяные;
• паровые;
• электрические;
• комбинированные (смешанные).

Нагревательные приборы системы отопления бывают:

• конвективные;
• лучистые;
• комбинированные (конвективно-лучистые).

Схема двухтрубной отопительной системы с принудительной циркуляцией

В качестве источника тепла могут использоваться:

• уголь;
• дрова;
• газ;
• электричество;
• брикеты – торфяные или дровяные;
• энергия солнца или других альтернативных источников.

Традиционные отопительные элементы на современном этапе

Инновационные материалы для обустройства теплоснабжения прочно вошли в современную жизнь, однако иногда их использование является совершенно необязательным, так как оборудовать отопления в частном доме можно и при помощи традиционных и привычных всем элементов, изготовленных, однако, в соответствии с последними разработками.

Задачи новых методик

Современные отопительные системы для частного дома призваны решать сразу несколько ключевых задач одновременно:

• снижение расхода невозобновляемых энергоресурсов;
• повышение эффективности действующих установок;
• привлечение в большей мере возобновляемых энерготехнологий;
• снижение нагрузки на экологию;
• обеспечение эффективного отопления и работы всех участвующих в этом процессе систем и пр.

При этом внедряемые новые системы и технологии не должны ухудшать комфорт пользователя, а в эксплуатации обязаны быть максимально простыми.

В некоторых случаях разработчики объединяют все имеющиеся в доме новации в единую систему с комплексным названием «умный дом». Такое решение повышает автоматизацию и также способствует достижению цели.

Твердотопливные технологии

Наиболее распространенные системы, использующие каменный уголь либо торфяные брикеты вряд ли можно назвать новыми. Однако, производители данного оборудования модернизируют свои установки и повышают эффективность их работы. В связи с этим снижается уровень выбросов, и топливо отдает максимальное количество калорий.

Конструкция пиролизного котла

Отопительные системы для частного дома с твердотопливными котлами активно эксплуатируют газогенераторные процессы. Позитивным решением в данной области является применение пиролизного газа для обогрева помещения. Топливо фактически тлеет, а не горит во время эксплуатации, при этом происходит более полное сгорание его.

Пиролизные установки выдают больший коэффициент полезного действия по сравнению с традиционными твердотопливными котлами. Сперва сгорает само топливо, после горит пиролизный газ, выдавая на-гора более 90%.

Разновидности жидкого топлива

Принцип работы жидкотопливного котла

В районах, где к актуальным типам топлива относят различные жидкие углеводороды, например, отработку, дизтопливо или сжиженный природный газ, монтируют котлы последнего поколения. Новые технологии в отоплении этих частных домов существенного сохранения топлива пока не приносят.

Наиболее продвинутое оборудование для жидкотопливных котлов повышает экологическую составляющую данного процесса, снижаются выбросы, обеспечивается более полное сгорание жидкости, минимизируются неприятные запахи за счет повышения герметизации установки.

Реализовать снижение расхода в полной мере пока не удается. Однако, во многих случаях, когда необходимо получить автономную систему за относительно небольшую сумму, то этим котлам нет равных среди аналогов.

Отдельно стоит отметить эффективность работы котлов на сжиженном газе. Конечно, по сравнению с централизованной газовой магистралью этот метод не является более дешевым, но в целом он экономичнее электрического или твердотопливного отопления.

Газовые системы

Разработки, повышающие эффективность газовых систем подходят к пику своих возможностей. Отопление дома по новым технологиям с помощью газа производители решают с помощью конденсационных моделей. В таких аппаратах КПД стремительно приближается к 100%.

Также происходит внедрение аппаратуры с использованием сжиженного газа. В этой ситуации необходимо обновить форсунки, чтобы сопло имело соответствующий диаметр.

Электроустановки

В мире современное отопление частного дома активно использует возможности электричества. Хотя недостатком является относительно высокая стоимость, но при постоянном повышении энергоэффективности данный вопрос также решается.

К новинкам в данной сфере относятся:

• пленочные обогреватели;
• инфракрасные модули обогрева;
• системы электрических теплых полов.

Пока эти виды используются в качестве вспомогательных систем, снижающих нагрузку на основной теплогенератор.

Применение тепловых насосов

Схема геотермального отопления

Использование современной отопительной системы для частных домов в скандинавских странах ассоциируется часто с преобразованием энергии земли или воздуха в тепловую энергию для своего жилья. Внедрение данного типа установок известно еще с 80-х годов прошлого века. За это время успело смениться не одно поколение оборудования.

Мощностные характеристики тепловых насосов постоянно растут, а по своей популярности, например, в Швеции по данной схеме происходит обогрев каждых трех из четырех строений. Кроме этого, на законодательном уровне в некоторых европейских странах подрядчиков принуждают закладывать в смету монтаж данных установок.

Срок окупаемости такого проекта в среднем составляет 7-9 лет в зависимости от объема потребляемых ресурсов и площади дома. Но с учетом того, что полностью отсутствуют затраты на топливо, такой способ является самым рациональным и экологически чистым. Боле того, если во дворе частного дома или поблизости есть водоем, затраты на установку и запуск теплового насоса сокращаются еще на 30%.

Применение энергии солнца

Принцип работы солнечного коллектора

Современные системы отопления, применяемые для бытовых нужд, используют энергию солнца. Получаемые порции света от самой близкой к нам звезды перерабатываются на тепловую энергию посредством двух популярных типов аппаратов:

• тепловые коллекторы;
• солнечные панели.

Между ними есть небольшая разница в эксплуатационных характеристиках и сложности конструкции. Применять для промышленного обогрева их пока не удается за счет высокой стоимости, но для обеспечения горячей водой или электричеством в масштабах дома они являются вполне уместными. Их монтаж проводится на открытой площадке или на крыше здания, где отсутствуют препятствия для солнечных лучей.

Советуем к прочтению:   Монтаж системы отопления из полипропиленовых труб своими руками

Конвекционные технологии

Использование тепловых панелей завоевывает своих поклонников. Преимуществами их эксплуатации являются следующие особенности:

• простота и комфорт в эксплуатации;
• сниженное потребление электроэнергии;
• высокая функциональность;
• эстетичная внешность.

Рабочий элемент для прогрева квадратного метра площади тратит около 0,05 кВт, в отличие от традиционных источников, которым нужно 0,1 кВт для такой же поверхности.

Тыльная сторона панели покрыта теплоаккомулирующим слоем, что позволяет набирать ей температуру в 900С и выше, а затем легко отдавать полученную энергию. В процессе работы используется эффект конвекции. За счет максимальной безопасности и надежности такие модули можно безболезненно использовать даже в детских учреждениях.

Пленочные системы

В качестве современных систем отопления частных домов используют ПЛЭН-системы. Лучистые электронагреватели относятся к эффективным энергосберегающим технологиям. Они часто способны с высокой долей замещения являться альтернативными источниками тепла в помещениях.

Рабочий элемент фиксируется на пленку, которая является термостойкой. Крепление данного обогрева осуществляется в области потолка. Целостная конструкция легко монтируется и подключается к электросети. За счет фолгированного экрана происходит рассеивание тепла в пространстве.

Снижение потерь

Кроме применения всего нового в отоплении частного дома, необходимо снижать потери тепла. Для этого используют термоизоляционные материалы, не позволяющие «отапливать улицу». Это снижает расход топлива для обогрева, повышая эффективность теплогенерирующих установок.

В качестве основных теплоизоляционных материалов используют пеноплекс, пенопласт, экструдированный пенополистирол и минеральную вату. Какой из этих способов выбрать, зависит только от финансовых возможностей и поверхности утепления. Но при этом имейте в виду, что только в крайних случаях допускается утепление дома изнутри, в основном все работы по сохранению тепла проводятся снаружи.

ВИДЕО: ТОП-10 ошибок по утеплению домов

Какие виды отопления бывают?

Ниже приведены виды отопления, которые наиболее распространены в настоящее время.

Воздушное отопление

Воздух нагревается непосредственно от источника тепла без использования промежуточного жидкого или газообразного теплоносителя. Системы применяют для обогрева частных домов небольшой площади (до 100 м.кв.). Установка отопления этого типа возможна как при возведении здания, так и при реконструкции уже существующего. В качестве источника тепла служит котел, ТЭН или газовая горелка. Особенность системы заключается в том, что она является не только отопительной, но и вентиляционной, поскольку нагревается внутренний воздух в помещении и свежий, поступающий снаружи. Воздушные потоки поступают через специальную заборную решетку, фильтруются, нагреваются в теплообменнике, после чего проходят через воздуховоды и распределяются в помещении.

Регулировка температуры и степени вентиляции осуществляется с помощью термостатов. Современные термостаты позволяют заранее задавать программу изменений температуры в зависимости от времени суток. Системы функционируют и в режиме кондиционирования. В этом случае воздушные потоки направляются через охладители. Если нет необходимости в обогреве или охлаждении помещения, система работает как вентиляционная.

Схема устройства воздушного отопления в частном доме

Установка воздушного отопления обходится относительно дорого, но его преимущество в том, что нет необходимости прогревать промежуточный теплоноситель и радиаторы, за счет чего экономия топлива составляет не менее 15%.

Система не замерзает, быстро реагирует на изменения температурного режима и прогревает помещения. Благодаря фильтрам воздух в помещения поступает уже очищенным, что снижает количество болезнетворных бактерий и способствует созданию оптимальных условий для поддержания здоровья проживающих в доме людей.

Недостаток воздушного отопления – пересушивание воздуха, выжигание кислорода. Проблема легко решается, если установить специальный увлажнитель. Система может быть усовершенствована с целью экономии и создания более комфортного микроклимата. Так, рекуператор подогревает поступающий воздух, за счет выводимого наружу. Это позволяет сократить энергозатраты на его подогрев.

Возможна дополнительная очистка и дезинфекция воздуха. Для этого, помимо механического фильтра, входящего в комплектацию, устанавливают электростатические фильтры тонкой очистки и ультрафиолетовые лампы.

Воздушное отопление с дополнительными приборами.

Водяное отопление

Это замкнутая система отопления, в качестве теплоносителя в ней используется вода или антифриз. Вода подается по трубам от источника тепла к радиаторам отопления. В централизованных системах температура регулируется на тепловом пункте, а в индивидуальных – автоматически (с помощью термостатов) или вручную (кранами).

Виды водяных систем

В зависимости от типа присоединения нагревательных приборов системы делят на:

• однотрубные,
• двухтрубные,
• бифилярные (двухтопочные).

По способу разводки различают:

• верхнюю;
• нижнюю;
• вертикальную;
• горизонтальную системы отопления.

В однотрубных системах подключение отопительных приборов последовательное. Чтобы компенсировать потерю тепла, которая происходит при последовательном прохождении воды из одного радиатора в другой, применяют отопительные приборы с различной поверхностью теплоотдачи. Например, могут быть использованы чугунные батареи с большим количеством секций. В двухтрубных применяют схему параллельного подключения, что позволяет устанавливать одинаковые радиаторы.

Гидравлический режим может быть постоянным и изменяемым. В бифилярных системах отопительные приборы соединены последовательно, как в однотрубных, но условия теплопередачи радиаторов такие же, как в двухтрубных. В качестве отопительных приборов используются конвекторы, стальные или чугунные радиаторы.

Схема двухтрубного водяного отопления загородного дома.

Гидротермальная

В основе этого метода лежит использование природной воды. Из нее будет извлекаться необходимая тепловая энергия. Если в пределах досягаемости вашего дома находится озеро или водоем, тогда задача по установке оборудования значительно упрощается. Но это скорее исключение из правил, в большинстве случаев приходится бурить скважины до уровня грунтовых вод.

Преимущества и недостатки

Водяной обогрев широко распространен благодаря доступности теплоносителя. Еще одно преимущество – возможность обустроить систему отопления своими руками, что немаловажно для наших соотечественников, привыкших полагаться только на собственные силы. Впрочем, если бюджет позволяет не экономить, проектирование и монтаж отопления лучше доверить специалистам.

Это избавит от многих проблем в будущем – протечек, прорывов и т.п. Недостатки – замерзание системы при отключении, длительное время прогрева помещений. Особые требования предъявляют к теплоносителю. Вода в системах должна быть без посторонних примесей, с минимальным содержанием солей.

Для разогрева теплоносителя может использоваться котел любого типа: на твердом, жидком топливе, газе или электричестве. Чаще всего используют газовые котлы, что предполагает подключение к магистрали. Если такой возможности нет, то обычно устанавливают твердотопливные котлы. Они более экономичны, чем конструкции, работающие на электричестве или жидком топливе.

Обратите внимание! Специалисты рекомендуют подбирать котел из расчета мощности 1 кВт на 10 м.кв. Эти показатели – ориентировочные. Если высота потолков более 3 м, в доме большие окна, есть дополнительные потребители или помещения недостаточно хорошо теплоизолированы, все эти нюансы обязательно нужно учесть в расчетах.

Закрытая система отопления дома.

Газовое

Это обогрев дома с использованием энергии от сжигания газа. Устройство, в котором сгорает газ, называется газовым котлом.

Преимущества:

• Возможность автоматической работы — дом будет обогреваться без ежедневных трат времени на очистку печи.
• Относительная доступность — газ дешевле электричества.

Недостатки:

• Для подключения требуется газовое снабжение.
• Для установки газового котла нужно отдельное помещение.
• Необходимы периодические проверки системы для обнаружения возможных утечек газа.

Электрическое отопление

Это надежный и наиболее простой в эксплуатации вид отопления. Если площадь дома не более 100 м, электричество – неплохой вариант, однако обогрев большей площади экономически не выгоден.

Советуем к прочтению:   Сухой тэн в водонагревателе: что это, плюсы, минусы, сравнение

Электрическое отопление может использоваться как дополнительное на случай отключения или ремонта основной системы. Также это хорошее решение для загородных домов, в которых владельцы проживают лишь периодически. Как дополнительные источники тепла применяются электрические тепловентиляторы, инфракрасные и масляные обогреватели.

В качестве отопительных приборов используются конвекторы, электрокамины, электрокотлы, силовые кабели теплого пола. Каждый тип имеет свои ограничения. Так, конвекторы неравномерно прогревают помещения. Электрокамины больше пригодны в качестве декоративного элемента, а работа электрокотлов требует значительных энергозатрат. Теплый пол монтируют с заблаговременным учетом плана расстановки мебели, потому что при ее перемещении возможно повреждение силового кабеля.

Схема традиционного и электрического отопления зданий.

Инфракрасные полы

Эти системы обогрева лишь недавно появились на рынке, но уже стали довольно популярными благодаря эффективности и большей экономичности, чем привычное электрическое отопление. Теплые полы работают от электросети, их устанавливают в стяжку или плиточный клей. Нагревательные элементы (карбон, графит) излучают волны инфракрасного спектра, которые проходят через напольное покрытие, разогревают тела людей и предметы, от них в свою очередь нагревается воздух.

Саморегулирующиеся карбоновые маты и пленку можно монтировать под ножками мебели, не боясь повреждений. «Умные» полы регулируют температуру благодаря особому свойству нагревательных элементов: при перегреве расстояние между частицами увеличивается, растет сопротивление – и температура снижается.   Энергозатраты относительно невелики. При включении инфракрасных полов потребляемая мощность составляет порядка 116 Ватт на метр погонный, после прогрева снижается до 87 Ватт. Контроль за температурой обеспечивается за счет термогуляторов, что снижает затраты энергии на 15-30%.

Инфракрасные карбоновые маты удобны, надежны, экономичны, просты в монтаже.

Тепловые насосы

Это устройства для переноса тепловой энергии от источника к теплоносителю. Сама по себе идея теплонасосной системы не нова, ее предложил лорд Кельвин еще в 1852 г.

Принцип работы: геотермальный тепловой насос забирает тепло из окружающей среды и передает ее в систему отопления. Системы также могут работать и для охлаждения зданий.

Принцип работы теплового насоса

Различают насосы с открытым и закрытым циклом. В первом случае установки забирают воду из подземного потока, передают в систему обогрева, отбирают тепловую энергию и возвращают к месту забора. Во втором – по специальным трубам в водоеме прокачивается теплоноситель, который передает/забирает тепло у воды. Насос может использовать тепловую энергию воды, земли, воздуха.

Преимущество систем – можно устанавливать в домах, не подключенных к газоснабжению. Тепловые насосы сложны и дороги в установке, зато позволяют экономить на энергозатратах при эксплуатации.

Тепловой насос предназначен для использования тепла окружающей среды в системах обогрева.

Паровое отопление

В соответствии со СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», использование паровых систем запрещено в жилых и общественных зданиях. Причина – небезопасность этого вида обогрева помещений. Отопительные приборы разогреваются почти до 100°C, что может стать причиной ожогов.

Монтаж сложный, требует навыков и специальных знаний, при эксплуатации возникают сложности с регулированием теплоотдачи, при заполнении системы паром возможен шум. На сегодня паровое отопление используют ограничено: в производственных и нежилых помещениях, в пешеходных переходах, тепловых пунктах. Его преимущества – относительная дешевизна, низкая инерционность, компактность отопительных элементов, высокая теплоотдача, отсутствие теплопотерь. Все это обусловило популярность парового обогрева до середины ХХ века, позже его вытеснило водяное. Однако на предприятиях, где пар используют для производственных нужд, он все еще широко применяется и для обогрева помещений.

Котел для парового отопления.

Солнечное отопление — новые технологии

Еще одно направление, относительно новое в отоплении частного дома – это использование солнечной энергии. В данном случае владельцы загородной недвижимости могут использовать специальные коллекторы или фотоэлектрические панели, солнечные нагреватели. Последние устройства имеют низкую энергоэффективность (КПД не превышает 20%), что явилось причиной их непопулярности. Более востребованы батареи коллекторного типа.

Функционирующая от энергии солнца отопительная система состоит из следующих элементов:

• коллектор – конструкция из ряда трубок, которые соединены с резервуаром, наполненным теплоносителем. Коллекторные устройства подразделяются на воздушные, вакуумные или плоские;
• контур – по нему теплоноситель поступает в систему и там происходит забор тепла для обогрева;
• тепловой аккумулятор – представляет собой водяной бак, в котором энергия преобразуется;
• насос (не всегда) – данный прибор обеспечивает принудительную циркуляцию носителя тепла по контуру с целью обеспечения более эффективного энергообмена.

Эффективное применение солнечных коллекторов

Для использования этой технологии с высокой эффективностью потребуется соблюдать некоторые рекомендации:

1. Солнечное отопление использовать в качестве основного можно только в тех регионах, где на протяжении месяца бывает около 20 солнечных дней. В противном случае потребуется установить резервную отопительную систему.
2. Размещать коллекторы нужно на максимально доступной высоте так, чтобы на них падало как можно больше солнечных лучей, а их поток был равномерным на протяжении светового дня.
3. Трубы для соединения коллекторов с теплообменником необходимо изолировать, чтобы минимизировать энергопотери.

Когда проектируется отопительная система для частного дома, помимо традиционных вариантов, желательно учесть все инновационное и новое в отопительных системах, появившееся в последнее время.

Тепло из земных недр и водоемов

Геотермальные установки. Новые технологии отопления частного дома в настоящее время позволяют не только экономно расходовать источники тепловой энергии, но и обеспечивать производство электроэнергии. Затем полученное электричество направлять на всевозможные нужды такие, как освещение здание, работа нагревательного котла в водяной отопительной конструкции.

Одним из способов выработки энергии является применение геотермальных установок. Они функционируют аналогично тепловому насосу и получают тепло из грунта вне пределов частного дома.
Когда создается такое отопление — новые технологии предполагают использование следующей конструкции геотермальной системы:

• в частном доме монтируют специальный тепловой насос, перекачивающий теплоноситель;
• за пределами строения в подготовленную шахту опускают теплообменник, который называется грунтовым зондом. По нему к тепловому насосу поступают грунтовые воды;
• такой теплоноситель, проходя насос, передает ему часть тепла, расходуемую на обогрев дома.

Самые эффективные и производительные геотермальные системы, в основе которых находятся современные технологии отопления частного дома, используют вместо грунтовых вод антифриз, заливаемый в резервуар, расположенный на глубине (детальнее: «Современные системы отопления частного дома — выбираем вариант отопительной системы из доступных»).

Отопительные системы, созданные с применением теплового насоса, отличаются значительной эффективностью, поскольку на 1 кВт затрачиваемой энергии они способны вырабатывать 4 — 6 кВт. Новые технологии в отоплении на основе геотермальных установок не предполагают использование твердого или жидкого топлива. В результате их функционирования в природную среду не выделяются тяжелые металлы или токсины.

Обустройство геотермальной теплоснабжающей конструкции обходится в значительную сумму, доступную для небольшого количества потребителей. Следует отметить, что монтаж такой системы своими силами вряд ли возможен. Несмотря на наличие подробной инструкции от производителей, основную сложность представляет строительство шахты, где будет находиться теплообменник. Разумным решением станет обращение за услугами к профессионалам.

Гидротермальные установки. Новые технологии отопления загородного дома позволяют обходиться и без того, чтобы бурить глубокую шахту. Это становится возможным только в том случае, когда поблизости располагается водоем, не промерзающий до самого дна даже в морозную погоду. На нем сооружают гидротермальную установку, извлекающую тепловую энергию непосредственно с придонного водяного слоя.
Ее конструкционное решение аналогично геотермальной системе:

• в доме устанавливают тепловой насос, помогающий циркулировать теплоносителю по трубам;
• на дно водоема помещают зонд-теплообменник, предназначенный для забора тепла.

Советуем к прочтению:   Как определить влажность воздуха в квартире в домашних условиях

Эффективность функционирования гидротермальной установки зависит от протяженности зонда. Если монтаж осуществлен правильно, с каждого погонного метра теплообменника получается около 40Вт. Таким образом, для отопления среднего размера загородного дома будет достаточно системы протяженностью от 200 до 300 метров.

Инновационные системы отопления

Отдельно следует упомянуть об инновационных системах отопления, приобретающих все большую популярность. Наиболее распространены:

• инфракрасные полы;
• тепловые насосы;
• солнечные коллекторы.

Промышленные отопительные системы

Промышленное отопление требует использования мощного теплового оборудования и расходов большого количества энергоносителя.

Поэтому в промышленном обогреве помещений остро стоит вопрос энергосбережения.

В промышленной организации для обогрева производственных площадей обязательно используются автоматические клапаны, регулирующие устройства.

Обогрев промышленных трубопроводов

Обогрев промышленных трубопроводов используется в нефтехимической, химической, газовой, пищевой, металлургической и других отраслях промышленности. К нагревательному кабелю предъявляются специальные требования по обеспечению безопасности для работы на таких объектах. Нагревательный кабель и все комплектующие системы обогрева должны быть сертифицированы на применение их во взрывоопасных зонах.

Кроме того, достаточно большое количество трубопроводов в нефтехимической и химической промышленности подвергаются термообработке для очистки внутренней стенки от отложений смол и парафинов (очистка перегретым паром). В связи с этим, к нагревательному кабелю, устанавливаемому на данные трубопроводы, дополнительно предъявляется требование по максимальной температуре внешнего воздействия.

Диаметр, длина и материал промышленного трубопровода может быть любым и для каждого конкретного случая применяется свой нагревательный кабель. Для того чтобы правильно подобрать удельную мощность и температурный класс нагревательного кабеля необходимо иметь полную информацию об объекте.

Обогрев трубопроводов большой протяженности

Для трубопроводов большой протяженности на первый план выходит задача минимизации количества точек подключения питания, т.к. для данного вида объектов существенно увеличивается стоимость распределительной сети. К нагревательному кабелю предъявляется требование обеспечения максимально возможной его длины. В связи с этим использование саморегулирующегося и резистивного кабеля ограничено длиной трубопровода до 1км. Это связано с увеличением количества соединительных коробок и силового кабеля для подвода питания к этим коробкам. Для трубопроводов протяженностью более 1км применяется обогрев на основе трехжильного нагревательного кабеля постоянной мощности или СКИН-эффекте.

Обогрев трубопроводов малого диаметра и протяженности

Данный вид трубопроводов обычно имеет диаметр 15-50мм и длину до 40-50м. Перекачиваемая жидкость – вода. Нагревательный кабель используется для защиты от замерзания в осенне-зимний период. Применяется низкотемпературный кабель как для наружной установки на трубу, так и для установки внутри трубы. Удельная мощность кабеля обычно составляет 10-30Вт/м и зависит от условий эксплуатации трубопровода и типа используемой теплоизоляции.

Бесплатный расчет проекта

Обогрев водопроводов

Для обогрева водопроводных труб диаметром от 50 до 200мм, которые служат для транспортирования воды транзитом и подачи ее в распределительную сеть для потребителей, используется низкотемпературный и среднетемпературный нагревательный кабель мощностью 30-60Вт/м. Назначение обогрева – защита от замерзания в холодное время года. Монтаж кабеля осуществляется снаружи трубопровода, кабель может укладываться параллельно трубе в одну или несколько ниток в зависимости от тепловых потерь трубы или намоткой по спирали с определенным шагом укладки.

Бесплатный расчет проекта

Обогрев трубопроводов с горячей водой

Данный вид обогрева применяется в случае останова движения воды по трубе, возникающего по необходимости, при ремонтных работах или аварийных ситуациях на трубопроводе. В данном случае кабельный обогрев используется для защиты трубопровода от замерзания в период останова прокачивания воды. К нагревательному кабелю предъявляются требования по максимальной температуре внешнего воздействия в выключенном состоянии до +90..+99С, которую может достичь горячая вода. Удельная мощность кабеля зависит от диаметра трубопровода и условий эксплуатации и определяется теплотехническим расчетом.

Другим направлением использование нагревательного кабеля является поддержание требуемой температуры воды в системах горячего водоснабжения. Для этих целей используется среднетемпературный (или высокотемпературный) нагревательный кабель, имеющий максимальную рабочую температуру +110С и выше.

Обогрев канализационных трубопроводов

Назначение системы обогрева канализации – защита от замерзания для беспрепятственного прохождения сточных вод. Особенность обогрева данного вида трубопроводов – наличие агрессивной среды, поэтому для нагревательного кабеля предъявляются повышенные требования к его наружной оболочке, она должна быть стойкой к химически активным веществам. В данном сегменте часто используется нагревательный кабель во фторполимерной оболочке. Монтаж греющего кабеля осуществляется как снаружи, так и внутри трубопровода, но более предпочтительным, если есть возможность, является именно наружный монтаж кабеля. Удельная мощность кабеля обычно составляет 25-40Вт/м.

Назначение

Основное назначение обогрева трубопроводов — поддержание необходимой температуры транспортируемого продукта. Теплоизоляция предотвращает часть теплопотерь с поверхности трубопровода, но не обеспечивает защиту продукта от замерзания в холодное время года, а тем более не решает проблему поддержания необходимой технологической температуры. Обогрев трубопроводов в настоящее время осуществляется преимущественно нагревательным кабелем (резистивным, саморегулирующимся, кабелем с минеральной изоляцией), который пришел на смену обогреву паром.

Обогрев промышленных трубопроводов осуществляется в условиях воздействия химически агрессивных сред или потенциально взрывоопасных зонах. Поэтому к нагревательному кабелю предъявляются повышенные требования: кислотоустойчивая оболочка, обязательное наличие заземления, возможность работы во взрывоопасных зонах.

Задачи обогрева

1. Поддержание технологической температуры – разогрев объекта до температуры, требуемой в технологическом процессе и дальнейшее поддержание этой температуры.
2. Защита от замерзания – тепловыделение греющего кабеля обеспечивает поддержание положительной температуры стенки трубопровода и тем самым препятствует замерзанию жидкости внутри трубопровода.
3. Стартовый разогрев – разогрев технологической жидкости до температуры, при которой возможно ее перекачивание без изменения вязкости.
4. Компенсация теплопотерь – использование греющего кабеля предотвращает понижение температуры жидкости до недопустимых значений при понижении температуры окружающей среды.

Тепловой насос – современный отопительной прибор

Механизм, который сегодня эксплуатироваться во многих частных постройках – тепловой насос. Отопительные системы, оборудованные этим устройством, отличаются высокой экономичностью даже в сравнении с вышеописанными инфракрасными приборами и конструкциями теплых полов. Объясняется это тем, что электричество, потребляемое насосом, используется не для создания тепловой энергии, а для ее передачи к нагревательным приборам от совершенно другого источника.

По принципу работы такой насос во многом напоминает стандартный холодильник с той лишь разницей, что его функционирование направлено в обратную сторону, но есть не на охлаждение, а на обогрев.

Таким образом, можно с уверенностью сказать, что использование современных отопительных приборов в частных домах позволяет значительно снизить расход энергии и сэкономить существенную часть финансовых средств. Важно лишь уделить внимание качественному монтажу этих изделий, поэтому при возникновении трудностей с их подключением и эксплуатацией всегда можно обратиться к квалифицированным специалистам, имеющим в наличии различные фото отопительных устройств и подробные видео, упрощающие все монтажные работы.

Источники

• https://qwizz.ru/%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%BC-%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F%D0%BC/
• http://teploguru.ru/sistemy/obzor-sistem-otopleniya.html
• https://teplospec.com/montazh-remont/sovremennye-sistemy-otopleniya-chastnogo-doma-vybiraem-varint-otopitelnoy-sistemy-iz-dostupnykh.html
• http://www.PortalTepla.ru/kotli-i-kotelnoe-oborudovanie/novie-sistemi-otopleniya-chastnih-domov/
• https://ogon.guru/otoplenie/vidi/
• https://x-teplo.ru/otoplenie/doma/novye-texnologii-v-chastnyx.html
• https://teplospec.com/alternativnoe-otoplenie/novye-tekhnologii-v-otoplenii-chastnogo-doma-sovremennye-otopitelnye-sistemy-na-primerakh.html
• https://obogrev-kabel.ru/obogrev-truboprovoda

Источник: akak7.ru