Анализ эффективности использования различных видов отопления в городском хозяйстве

Виктор ГОРБАЧЕВ,
ООО «ВИКС-1», г. Москва, Россия
Владимир ФИЛАРЕТОВ
ИАПУ ДВО РАН, г. Владивосток, Россия

Вступление.

Рассматриваются общие проблемы централизованного отопления жилых объектов. Качественно сравниваются экономические показатели существующего водяного отопления с децентрализованным прямым электроотоплением. Показана экономическая эффективность электроотопления и намечены области и регионы, где использование электроэнергии для отопления даст значительный эффект.

Актуальность проблем отопления.

Изменение экономической ориентации России привело к необходимости проведения реформы в жилищно-коммунальной сфере. До сих пор значительные бюджетные средства выделяются для дотации жилищно-коммунального хозяйства, а одна из самых затратных частей — отопление. Уже сегодня стоимость отопления составляет больше половины от всех коммунальных платежей. Анализ состояния систем отопления показал, что на него тратится 25-35% энергетических ресурсов России, а из них около 30% — это прямые потери [1,2]. Износ трубопроводов по стране составляет 50 — 70%. Значительные потери связаны с эксплуатацией устаревших и малоэффективных котельных, с большой протяженностью и неудовлетворительной изоляцией теплотрасс, плохой теплозащитой подъездов зданий и отсутствием у населения мотивации к экономии тепла из-за отсутствия системы учета и контроля потребляемой тепловой энергии. Следует отметить, что дома, построенные в России до 2000 г. имеют неудовлетворительные теплозащитные характеристики и по сравнению с современными строительными нормами требуют для отопления примерно в 2 ÷ 2,5 раза больших энергетических затрат. Кроме прямых потерь тепла значительный объем финансирования требуется и для эксплуатации существующей традиционной системы отопления, а также для устранения постоянно возникающих аварийных ситуаций (вскрытия и ремонта теплотрасс, восстановления жилищного фонда после протечек). Существующая практика организации отопления и используемое устаревшее оборудование часто приводят к загрязнению окружающей среды и значительному ухудшению экологической ситуации в городах. Есть несколько путей решения проблем отопления, и один из них — переход на современное стационарное прямое электроотопление. В России пока в массовом сознании электроэнергия прежде всего ассоциируется с освещением, бытовыми приборами, работой различных механизмов и только в незначительной степени — как источник тепловой энергии. Во многих Европейских странах электроотопление занимает важное место. Так в странах Скандинавии (кроме Дании) 90% загородных, не городских жилых объектов отапливается электричеством, во Франции ≈54%. Следует отметить, что для развитых стран доля бытового потребления электроэнергии все время возрастает и достигает по различным оценкам 25% от всей производимой электроэнергии. По прогнозам эта доля может достигнуть 40÷60 %. В России же бытовое потребление электроэнергии в зависимости от регионов пока не превышает 12-15%.

В работе [2] приводится структура индивидуального потребления электроэнергии населением Швеции:
— 50 ÷ 55 % — отопление;
— 30 ÷ 35 % — горячая вода;
— 15÷ 20 % — приготовление пищи, освещение и эксплуатация бытовых электроприборов.

Таким образом, можно сделать вывод, что отопление является самой энергоемкой сферой, и именно в этой области имеется значительный резерв для экономии энергоресурсов.

Сравнение двух подходов к отоплению.

Рассмотрим и проанализируем обобщенную схему реализации применяемого в настоящее время в коммунальном хозяйстве традиционного централизованного отопления и децентрализованного стационарного прямого электроотопления. Последнее обеспечивается при использовании электрических конвекторов, кабельных «теплых полов», инфракрасных обогревателей, а так же различных термостатов. При традиционном способе к объектам — потребителям тепла подводятся трубы для отопления и горячего водоснабжения, а также электроэнергия. А при электроотоплении -только электроэнергия, но большей мощности (см. рис.1).

Рассмотрим экономические показатели обоих подходов к отоплению.

Рис.1. Обобщенная схема подходов к отоплению

Капитальные затраты на котельную и долю электростанции на бытовые нужды больше капитальных затрат на строительство только электростанции на отопление и бытовые нужды: Зк + Зэл> Зэл. В некоторых регионах Сибири и Заполярного круга, где отсутствуют единые электросети, строят электростанцию и тепловую котельную на одном и том же виде топлива (уголь, мазут и др.). Затраты на котельную оказываются сопоставимы с затратами на электростанцию.

Капитальные затраты на прокладку теплотрасс Зтт выше затрат на подвод электроэнергии: Зтт > Зэс. Воздушные и кабельные электросети в целом дешевле и долговечнее водяных трубопроводов, стоимость которых очень сильно зависит от местных условий. В скалистой, горной местности прокладка подземных коммуникаций крайне затруднительно и затратная. В условиях вечной мерзлоты, трубопроводы ведутся над поверхностью земли, это требует повышенных затрат на теплозащиту и обслуживание. При этом воздушные и кабельные электросети существенно долговечнее водяных трубопроводов, эксплуатация которых также требует дополнительных расходов, а повреждение (особенно в зимний период) может привести к значительным утечкам, сопровождающимися длительными нарушениями транспортного сообщения в оживленных районах города и замерзанию жилых кварталов. Кроме того, время устранения повреждения электрических сетей намного меньше времени устранения повреждения трубопроводов.

Потери при транспортировке энергии от котельной до потребителя Рт значительно больше, чем потери электроэнергии на проводах: Рт > Рэ. Потери в электрических сетях составляет 3÷5%, а в трубопроводах при удовлетворительном уровне теплоизоляции потели составляют от 20 до 30%. При нарушении теплоизоляции, они могут достигать 70%.

Стоимость обслуживания теплотрасс От значительно превышает затраты на эксплуатацию линий электропередач или кабельных сетей От > Оэ. Ситуаций, которые приводят к разрушению теплотрасс и возникновению аварийных ситуаций много больше, чем при электропередаче. Даже отключение электроэнергии в зимний период часто приводит к разрывам в теплотрассах.

Капитальные затраты на установку традиционного отопления выше аналогичных при электроотоплении: Кт > Кэ. Стоимость традиционной системы отопления очень сильно зависит от производителя, но самое дешевое водяное отопление оказывается дороже оборудования для прямого стационарного электроотопления. Импортное и отечественное высококачественное оборудования дороже электроотопления в 2÷3 раза.

Монтаж и обслуживание традиционного отопления дороже электроотопления: . Монтаж традиционных систем требует привлечения квалифицированных специалистов, специального оборудования, а иногда сварочных работ и значительного времени. Монтаж электроотопления может быть выполнен электриками любой квалификации за относительно короткое время. При этом электроотопление не требует периодической профилактики и обслуживания. Потери тепла у потребителя при традиционном отоплении выше, чем при электроотоплении: . При отсутствии покомнатной и поквартирной системы регулирования температуры в помещениях потребитель либо перегревает своё помещение, и тогда зимой открываются окна, либо приходиться включать дополнительные электрообогревательные приборы, не всегда удовлетворяющие требованиям безопасности. При электроотоплении у потребителя наивысшая мотивация в экономии и рациональном использовании тепловой энергии, так как он непосредственно контролирует свои затраты и у него есть средства контроля за температурой в каждом помещении.

Срок службы электроотопительных систем в 2-3 раза больше чем у традиционных: Тт 17.10.2018 AdMElco

Исследование эффективности систем отопления

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 04.05.2015 2015-05-04

Статья просмотрена: 1366 раз

Библиографическое описание:

Шалаганова, А. Н. Исследование эффективности систем отопления / А. Н. Шалаганова, О. А. Степанова, М. В. Ермоленко, А. Д. Золотов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 9 (89). — С. 350-354. — URL: https://moluch.ru/archive/89/18191/ (дата обращения: 21.04.2021).

В статье рассматриваются радиаторная система отопления и «теплый пол». Показаны преимущества и недостатки данных способов отопления. Результаты представлены в виде SWOT-анализа.

Ключевые слова: система отопления, отопительные приборы, радиаторы, «теплый пол».

В холодное время года в помещениях условия теплового комфорта поддерживаются системой отопления. Отопление относится к инженерному оборудованию зданий. При проектировании отопления учитываются многие факторы, среди которых климатические условия и назначение помещений. Работа отопительных приборов характеризуется периодичностью в течение года [1].

По данным Агентства статистики Республики Казахстан, на нужды теплоснабжения используется более 80 миллионов Гкал тепловой энергии. Более 60 % тепла потребляется в городах и крупных населенных пунктах городского типа, которые характеризуются высотной жилой застройкой с общественными центрами и размещением промышленных предприятий. В пределах 30 % тепловой энергии вырабатывается небольшими котельными (мощность менее 100 Гкал/час) [2].

Продолжительность отопительного сезона на юге Казахстана составляет от 3500 до 4000 часов в год, при средней наружной температуре минус 2 °С, а на севере — превышает 5000 часов в год, при средней наружной температуре минус 8 °С. Следует иметь в виду, что в Казахстане работа оборудования происходит в диапазоне от плюс 50 до минус 50 о С. Все это объясняет стратегическую важность повышения эффективности теплоснабжения.

Казахстанские ученые Ахметжанова С. Б., Тусупбеков М. Б., Строева Г. В., Кысыков А. Б. представели основные проблемы развития системы теплоснабжения в РК. На основе мирового опыта, авторами определены направления реформирования системы теплоснабжения [3, 4].

Классификация систем отопления представлена на рисунке 1 [5].

Рис. 1. Классификация систем отопления

Классификация отопительных приборов следующая:

— алюминиевые секционные радиаторы;

— биметаллические секционные радиаторы;

— чугунные секционные радиаторы;

— стальные панельные радиаторы;

— стальные трубчатые радиаторы;

— конвекторы (напольные, настенные, внутрипольные);

— дизайн-радиаторы (отопительные приборы оригинальной формы, изготовляемые, из труб различного сечения, и предназначенные для применения в ванных комнатах и в иных помещениях, и способные удовлетворить практические любые запросы архитектора и дизайнера) [6].

В настоящее время существуют различные отопительные системы, поэтому исследование эффективности их функционирования является актуальной задачей

Исходя из актуальности темы, целью исследования было изучение эффективности радиаторной системы отопления и системы отопления «теплый пол».

Для решения поставленной цели были определены следующие задачи:

— исследование отопительной системы с чугунными радиаторами;

— исследование системы отопления «теплый пол» — метапол (с трубами с горячей водой);

Чугунные секционные радиаторы традиционный и распространенный вид отопительных приборов, а система отопления «теплый пол» получила распространение в последнее время.

При изучении особенностей исследуемых системы отопления были проведены замеры температуры в различных точках помещения. Полученные результаты показаны на рисунке 2.

Рис. 2. Температура в помещении при радиаторном отоплении и системе отопления теплый пол

Результаты исследования данных видов отопления представлены в виде SWOT-анализа (таблица 1).

Виды отопления и их экономичность

Раздел 1. Системы отопления жилых помещений……………………….

Раздел 2.Расчёт количества теплоты для отопления жилых помещений.

Раздел 3.Сравнительный анализ различных систем отопления………….

Приложение 1. Основные даты в истории развития отопительной техники………………………………………………………………………….

Приложение 2. Классификация основных видов систем отопления…….

Приложение 3. Расчёт количества теплоты для отопления жилых помещений…………………………………………………………………………

Просмотр содержимого документа
«Москаленко_Проект. Виды отопления»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя образовательная школа № 1

«Виды отопления и их экономичность»

ученик 3 А класса

Колочкова Наталья Юрьевна

Раздел 1. Системы отопления жилых помещений………………………..

Раздел 2.Расчёт количества теплоты для отопления жилых помещений ..

Раздел 3.Сравнительный анализ различных систем отопления…………..

Приложение 1. Основные даты в истории развития отопительной техники…………………………………………………………………………..

Приложение 2. Классификация основных видов систем отопления……..

Приложение 3. Расчёт количества теплоты для отопления жилых помещений…………………………………………………………………………

В современных условиях отопление играет большую роль в жизни человека и является одной из основных коммуникационных систем, без которых просто невозможно представить жизнь современных людей.

Человек всегда нуждался в источнике тепла, чтобы обогреть себя и свое жилище. За время существования цивилизации способы обогрева развились от груды горящих сучьев посреди пещеры до сложнейших автоматизированных систем отопления.

Особенно актуально поддержание на должном уровне оптимального микроклимата в жилых помещениях для России, где наблюдается довольно суровый и непредсказуемый климат. Поэтому в нашей стране благодаря современному теплоснабжению человек обеспечивает себе наиболее комфортные и оптимальные условия проживания осенью и зимой, а также в начале весны.

Тепловой комфорт в холодное время года обеспечивается, если поддерживать определенную температуру воздуха в помещении, температуру внутренней поверхности наружных ограждений и поверхности отопительных установок. Отсутствие отопительной системы в квартире или доме может сделать жизнь человека ужасной и невыносимой. Именно поэтому не следует относиться к устройству системы отопления с пренебрежением. Надежность и эффективность отопления определяется многими различными факторами. Основным среди них считается качество системы отопления, которое напрямую зависит от того, какое отопительное оборудование использовать.

Все выше сказанное обусловливает необходимость исследование видов систем отопления жилых помещений и определение их экономичности. Очень важно знать, как и чем лучше отопить свой дом, чтобы он был максимально теплым и комфортным для проживания.

Целью проектной работы является выявление наиболее экономичного вида отопления дома.

Для достижения поставленной цели предполагается решить следующие задачи:

1. Рассчитать количество теплоты, которое необходимо для отопления:

– двухкомнатной квартиры с центральным отоплением

– дома с газовым отоплением;

– дома с печным отоплением.

2. Выяснить оплату отопления за 6 месяцев.

3. Провести сравнительный анализ различных систем отопления.

4. Дать рекомендации по видам отопления.

Для проведения исследования применяются методы:

– изучение и анализ научной литературы;

– сравнительный анализ полученных результатов.

Проектная работа состоит из введения, трех разделов, заключения, списка литературы.

Раздел 1. Системы отопления жилых помещений

Для того чтобы в холодный зимний период обеспечить в жилом помещении необходимые условия для проживания, нужна система, которая помогала бы поддерживать нужный температурный режим. Система отопления является наиболее удачным инженерным решением данной проблемы.

Система отопления – это совокупность технических элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи во все обогреваемые помещения количества теплоты , необходимого для поддержания температуры на заданном уровне.

Отопительная система поможет поддерживать в доме комфортные условия на протяжении всего холодного периода, но следует знать, какие бывают системы отопления в современности.

Системы отопления в зависимости от разных критериев можно разделить:

1. По типу теплоносителя – водяные , воздушные , паровые , комбинированные.

2. По типу источника нагрева – газовые , геотермальные , дровяные , мазутные , солнечные , угольные , торфяные , электрические .

3. По типу применяемых приборов – лучистые , конвективно-лучистые, конвективные .

Рассмотрим основные из них.

Среди классификации систем отопления по типу теплоносителя наибольшей популярностью пользуется водяное отопление.

Водяное отопление – это способ отопления помещений с помощью жидкого теплоносителя ( воды или антифриза на водяной основе). Передача тепла в помещение производится с помощью радиаторов , конвекторов , регистров труб.

Главным компонентом системы водяного отопления является котел. Такое устройство необходимо для того чтобы нагревать воду. Вода является в таком виде отопления теплоносителем. Она циркулирует по трубам замкнутого типа, а потом тепло передается в различные отопительные компоненты, а от них уже обогревается все помещение.

Наиболее простым вариантом является циркуляция естественного типа. Такая циркуляция достигается благодаря тому, что в контуре наблюдается разное давление. Однако такая циркуляция может быть и принудительного характера. Для подобной циркуляции водяные варианты отопления должны быть оснащены одним или несколькими насосами.

После того, как теплоноситель проходит по всему контуру отопления, он полностью охлаждается и возвращается назад в котел. Здесь он снова нагревается и, таким образом, снова позволяет отопительным приборам выделять тепло.

Водяной тип отопления может различаться по таким критериям, как:

– метод циркуляции воды;

– расположение магистралей разводящего типа;

– конструкционные особенности стояков и схема, по которой соединяются все приборы обогрева.

Наибольшую популярность обретает система отопления, где циркуляция воды происходит посредством насоса. Отопление с циркуляцией воды естественного плана в последнее время применяется крайне редко.

В насосной отопительной системе нагрев теплоносителя может иметь место и благодаря водогрейной котельной, или термоводы, которая поступает из ТЭЦ. В отопительной системе вода может нагреваться даже посредством пара.

Воздушное отопление – одна из разновидностей систем отопления зданий. В отличие от водяного отопления, теплоносителем является горячий воздух . При рециркуляции такой воздух может подаваться в помещение, где происходит процесс смешивания с внутренним воздухом и, таким образом, воздух охлаждается до температуры помещения и снова нагревается.

В качестве источника нагретого воздуха в современных системах воздушного отопления применяют калориферы или теплогенераторы . Существует две системы воздушного отопления: центральная и местная.

Центральное воздушное отопление делается в помещениях любого плана, если здание располагает центральной системой вентиляции. Такие типы систем отопления можно организовать по трем различным схемам: с прямоточной рециркуляцией, с частичной или полной рециркуляцией. В центральной воздушной отопительной системе применяются такие конструктивные виды приборов отопления, как: радиаторы, вентилятор, фильтры, воздуховоды и другие приборы.

Приборы местного отопления используются для таких помещений, которые используются лишь в определенные периоды, в помещениях вспомогательного характера, в помещениях, которые сообщаются с наружными воздушными потоками. Главными приборами системы местного отопления являются вентилятор и нагревательный прибор. Для воздушного отопления могут применяться такие устройства и приборы, как: воздушно–отопительные устройства, тепловые вентиляторы или тепловые пушки. Такие приборы работают на принципе воздушной рециркуляции.

Паровое отопление – одна из разновидностей систем отопления зданий. В отличие от водяного или воздушного отопления, теплоносителем является водяной пар .

Циркулируя по системе, он отдает свое тепло в радиаторах или иных отопительных приборах, а образующийся внутри них при этом конденсат вызывает дополнительный нагрев. Сконденсированная вода поступает обратно в парогенератор и после нагрева опять возвращается в отопительную систему в виде пара.

Источником тепла в системе парового отопления может служить отопительный паровой котёл , отбор пара из паровой турбины . Отопительными приборами являются радиаторы отопления , конвекторы, трубы. Сейчас паровое отопление в жилых и общественных зданиях не применяется из-за травмоопасности (температура пара 130Сº).

Комбинированные – системы, в которых для обогрева помещения используются различные источники энергии. Например, радиаторную водяную систему с газовым котлом можно дополнить электрическим теплым полом или инфракрасными обогревателями. Вариантов построения комбинированной системы обогрева существует множество, все зависит от наличия разнообразных энергоресурсов, совместное использование которых и позволяет снизить затраты на работу всей системы.

Системы отопления, в зависимости от источника нагрева, могут быть:

Газ – относительно недорогой источник энергии (имеется в виду магистральный газ). На его основе можно реализовать практически любую схему отопления, от горелки в печи до газовых конвекторов и инфракрасных обогревателей. Основной недостаток газа в том, что не всегда он есть, точнее не всегда есть возможность его провести за приемлемую сумму.

Электричество так же позволяет реализовать огромное количество вариантов и схем отопления. От подобных газовых схем электрические варианты отличаются простотой установки и соответственно меньшими капиталовложениями. Минусом электроотопления является цена на электричество. Для загородных домов, существенным фактором будет ограничение на потребление электроэнергии и невысокое качество электроснабжения (скачки напряжения, кратковременные отключения и пр.).

3. Твёрдотопливные (дровяные, угольные).

Там где нет магистрального газа, и есть проблемы с электричеством, твердотопливные варианты отопления станут отличным решением вопроса. Современное оборудование для автоматизации и дозирования очень сильно упрощает процесс топки. Общий недостаток – то, что топливо придется возить и хранить.

4. Жидкотопливные (дизтопливо, солярка, легкие сорта мазута).

Ещё один вариант для автономного отопления. Современное оборудование, работающее на жидком топливе, обладает довольно высоким коэффициентом полезного действия (КПД), а системы автоматики упрощают управление и снижают расход топлива. Однако, жидкотопливная горелка – сложное и дорогое устройство, что увеличивает капиталовложения. К недостаткам также относятся высокая цена жидкого топлива и необходимость его транспортировки и хранения.

Все отопительные приборы с учетом способа передачи теплового потока можно разделить на три типа:

1. Лучистое отопление – вид отопления, при котором тепло передается излучением. Отопительные приборы размещают непосредственно над или под обогреваемой зоной. Основной недостаток – то, что при неправильном расчете (монтаже) и эксплуатации (длительное использование) можно получить перегрев предметов и тела человека.

2. Конвективное отопление. К нему относятся все виды отопления, в которых тепловая энергия передается благодаря перемещению объемов горячего и холодного воздуха. Теплый воздушный поток устремляется вверх, холодный/остывший воздух опускается вниз. Отсюда и основной недостаток конвективного отопления – большой перепад температур в помещении, т.е. высокая температура воздуха под потолком и низкая у пола. Самым ярким примером является отопление с помощью тепловых пушек и тепловентиляторов.

3. Конвективно-лучистое. Большинство отопительных приборов (радиаторы, конвекторы, теплые полы и стены) являются конвективно – лучистыми, но соотношение конвекции и излучения у всех разное.

Таким образом, системы отопления могут различаться в зависимости от использования различных источников энергии и теплоносителей. Существуют такие основные виды систем отопления, как: водяное отопление, воздушное отопление, электрическое отопление, паровое отопление и другие.

Раздел 2. Расчёт количества теплоты для отопления жилых помещений

При устройстве отопления важно учесть все нюансы, выбрать максимально эффективную систему отопления, которая лучше всего подходит для дома.

Учитывая всю важность системы отопления, ее надежность и эффективность должна быть определена уже на стадии проектирования дома. Необходимо добиться равномерного распределения тепла в помещениях и на этажах. Для решения всех этих вопросов высчитывается расход тепла на отопление жилых помещений или теплотехнический расчет.

Теплотехнический расчет – это расчет потребления тепла на отопление, необходимого для создания комфортных условий проживания в помещениях. Теплотехнический расчет является основной для расчета всей системы отопления .

Рассчитаем количество теплоты, которое необходимо для отопления двухкомнатной квартиры с центральным отоплением.

Вычисление количества необходимой тепловой энергии для конкретной квартиры производится с применением простой формулы. Так, на 10 квадратов жилплощади в среднем требуется не более киловатта тепла. Имеющиеся значения регулируются на основе специальных региональных коэффициентов:

– для домов, которые отапливаются в южных регионах страны, необходимое количество энергии следует умножить на коэффициент 0,9;

– для европейской части страны, в частности Московской области, используется коэффициент 1,3;

– для крайних северных и восточных регионов потребность в тепле при отоплении увеличивается в 1,5–2 раза.

Возьмем двухкомнатную квартиру в многоэтажном доме площадью 70 кв.м. в г. Анапа.

70 : 10 = 7 киловатт (базовое значение тепловой мощности)

7*0,9 = 6,3 киловатт или 6300 ватт (необходимое количество тепла).

Этот метод конечно прост, но в ряде случаев дает непомерно большие погрешности. Потому что:

1. Количество тепла привязано не к площади, а к объему помещения.

2. Окна, даже металлопластиковые, увеличивают потери тепла по сравнению с монолитной стеной. Двери – тоже.

3. У квартир в середине и в торце дома потери тепла через стены сильно различаются. В первом случае за стенкой – теплая квартира соседей, во втором – улица.

Усложнившаяся, но и дающая более точный результат инструкция по расчету тепла выглядит так:

1. Базовое значение тепловой мощности – 40 ватт на кубический метр объема помещения.

2. К полученному значению добавляется 100 ватт на каждое окно, ведущее на улицу, и 200 ватт на каждую дверь.

3. Для угловых и торцевых комнат и квартир используется коэффициент 1,2 – 1,3 в зависимости от материала и толщины стен.

4. Также применяются те же региональные коэффициенты, что в первом случае.

Теперь мы снова рассчитаем потребность в тепле той же квартиры в г. Анапе, но с рядом уточнений:

1. Квартира угловая.

2. В угловой комнате два окна на разные стороны. Во второй комнате и кухне – по одному.

3. Высота потолков – 2,8 метра.

70*2,8 = 196 м 3 (объем воздуха в квартире)

196*40 = 7840 ватт (базовое значение тепловой мощности)

7840 + 400 (4 окна) + 200 (дверь) = 8440 ватт

8440*1,3 (угловая квартира) = 10972 ватта

10972*0,9 = 9874, 8 ватт (необходимое количества тепла)

Таким образом, для обогрева двухкомнатной квартиры площадью 70 кв.м. с центральным отоплением потребуется отопительная система мощностью 9874,8 ватта.

Плата за отопление двухкомнатной квартиры с центральным отоплением рассчитывается по формуле, путем умножения:

– общей площади помещения (квартиры) в многоквартирном доме (кв. м);

– норматива потребления тепловой энергии на отопление (Гкал/кв. м);

– тарифа на тепловую энергию, установленный в соответствии с законодательством Российской Федерации (руб./Гкал).

общая площадь квартиры – 70 кв.м.

норматив потребления – 0, 025 Гкал/кв. м

тариф – 1691,21 руб. / Гкал.

Плата за отопление квартиры = 70*0,025*1691,21 = 2959,61 рубля

За отопительный сезон: 2959, 61*6 =17757,66 рубля

Таким образом, за шесть месяцев необходимо оплатить 17757,66 рубля за отопление двухкомнатной квартиры с центральным отоплением.

Теперь в качестве примера рассчитаем потребность в тепле частного дома с газовым отоплением размером 11х6,5 метров, с потолками высотой 2,8 метра, четырьмя окнами и двумя дверьми, расположенного в г. Анапе.

Площадь дома равна 11*6,5 = 71,5 кв.м.

Объем воздуха в доме 71,5*2,8 = 200,2 м 3

Базовое значение тепловой мощности 200,2*40 = 8008 ватт

+ 400 (4 окна) + 400 (2 двери) = 8808 ватт

8808*1,5 (частный дом) = 13 212 ватта

13 212*0,9 = 11890,8 ватт (необходимое количества тепла)

Таким образом, для обогрева частного дома площадью 71,5 кв.м. с газовым отоплением потребуется отопительная система мощностью 11890,8 ватта.

Рассчитает плату за отопление частного дома с газовым отоплением.

Если отопительная система мощностью 11890,8 ватта, то соответственно, для отопления дома нам потребуется котел мощностью в 12 кВт.

Рассчитаем, сколько тепловой энергии израсходуется на отопление дома в месяц: 12 кВт*24 часа*30 дней = 8640 кВт/час.

Средний расход: 8640 : 2 = 4320 кВт/час

Общий расход за весь отопительный сезон: 4320*6 = 25920 кВт/час

Плата за отопление дома = 25920*0,6 = 15552 рубля

Таким образом, за шесть месяцев необходимо оплатить 15552 руб. за отопление частного дома с газовым отоплением.

Для сравнения теперь воспользуемся полученными результатами для расчета расходов на отопления частного дома с такими же характеристиками, но только с печным отоплением.

Итак, общий расход тепловой энергии на отопление дома площадью 71,5 кв.м. за весь отопительный сезон составляет 25920 кВт/час.

Для того чтобы получить 1кВт тепла нужно сжечь 0,4 килограмма дров. На это придется потратить 1,23 рубля, так как один килограмм дров стоит примерно 3 рубля.

Плата за отопление дома = 1,23 × 25920 = 31881,6 рубля

Таким образом, за отопления дома площадью 71,5 кв.м. необходимо за отопительный сезон оплатить 31881, рубля.

Как вывод, можно отметить, что расчет тепла на отопление квартиры или дома дает возможность правильно подобрать систему отопления и ее основные элементы, а также рассчитать расходы на отопление.

Раздел 3. Сравнительный анализ различных систем отопления

Вопрос какая система отопления лучше является нецелесообразным, так как та или иная система является эффективной в определенных условиях. Сравнение систем отопления следует производить, учитывая все их плюсы и минусы, ориентируясь на условия установки и собственные возможности.

Основной и наиболее распространенной в современных условиях системой отопления является традиционное водяное отопление с централизованной подачей горячей воды, или так называемое центральное отопление.

Основными недостатками центрального отопления являются:

– большой износ теплосетей и систем центрального отопления, что вызывает многочисленные аварии, протечки, внеплановые отключения отопления;

– затраты на ремонтно-восстановительные работы, которые раньше покрывались в основном государством, теперь ложатся 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.

Теперь рассмотрим положительные стороны систем центрального отопления:

1. Возможность использования дешевого топлива. Большинство городских котельных в качестве топлива используют каменный уголь или мазут. Нередко можно встретить станции, работающие на газу – использование такого источника топлива в общественных целях тоже будет экономичнее, нежели подключение к газу частного лица.

2. Высокая надежность. Если городской муниципалитет следит за оборудованием и вовремя проводит все работы, связанные с ремонтом отопительных систем, можно быть уверены, что зиму люди встретят в тепле и комфорте.

3. Простота в использовании. Вам не нужно следить за оборудованием – радиаторы центрального отопления всегда выдают стабильную температуру (вне зависимости от погодных условий).

В настоящее время наблюдается тенденция перехода от централизованной системы отопления к различным видам автономных систем отопления.

Наиболее экономичным ресурсом для отопления сегодня является природный газ. Кроме того, он – самый доступный. Именно поэтому самым оптимальным вариантом устройства системы отопления в частном доме является газовое отопление частного дома. Существует несколько оптимальных схем отопления частных домов газом.

Одним из лучших вариантов для постоянного использования в доме является водяная газовая система отопления. В ней роль носителя тепла выполняет вода, которая циркулирует по замкнутому контуру трубопровода. В газовом котле вода нагревается, далее передает тепло по трубам и радиаторам (батареям) отопления.

Такая система газового отопления дома имеет несколько достоинств:

– низкая инерционность, т.е. быстрый выход на используемый рабочий режим и достаточно быстрый обогрев помещения;

– высокий коэффициент полезного действия, который составляет от 80 до 95%;

– отсутствие необходимости обеспечивать запасы топлива;

– полная независимость от электроэнергии;

– вода является эффективным теплоносителем;

– система циркуляции – замкнутая, поэтому после первоначального заполнения объем воды не должен изменяться;

– возможность регулирования температурного режима;

– в такой системе просто создать контур, который обеспечивает равномерную подачу тепла в каждое помещение.

Среди недостатков водяной газовой системы отопления можно выделить следующие:

– радиаторы отопления нужно постоянно держать в чистоте, так как при покрытии пылью эффективность обогрева помещений будет ниже;

– в сравнении с воздушным отоплением, водяное после включения не сможет обеспечить такое же скорое нагревание воздуха;

– элементы, которые входят в систему водяного отопления, часто могут трескаться, коррозировать и т.д. Это может не только ухудшить микроклимат в доме, но и стать причиной порчи интерьера помещений;

– к качеству носителя тепла – особые требования: в воде должно быть минимизировано количество солей;

– отопление нельзя просто взять и выключить зимой, когда на улице очень холодно, так как это может привести к замерзанию воды, которая увеличится в объемах и разорвет трубы.

Таким образом, газовое отопление жилого частного дома является самым эффективным и доступным по цене вариантом, если рядом с домом проходит магистраль. Топливо в данном случае расходуется экономично, газовое оборудование просто в эксплуатации, а обустроить такую систему можно и самостоятельно.

Печное отопление дома уже не столь распространено, как это было 10 – 20 лет назад. Тем не менее, оптимально прибегнуть к нему в том случае, когда по той или иной причине не имеется возможности использовать другие источники тепловой энергии.

Достоинствами печного отопления являются:

–невысокие затраты на изготовление,

–нет необходимости в трудоемком обслуживании,

–работа печи не зависит от поставляемых энергоносителей, газа, электричества и так далее,

–наличие дополнительных функций, а именно: приготовление пищи, сушка.

Среди недостатков печного отопления можно выделить длительное время, которое тратится на то, чтобы распалить печь, а потом поддерживать в ней горение, большой размер устанавливаемой в доме конструкций (печи).

Топятся печи преимущественно дровами или углем. Изготавливаются из кирпича, обычно красного полнотелого и огнеупорного. Особое внимание следует уделять пожарной безопасности. Печь должна быть отделена от сгораемых перегородок или кирпичными стенками или прокладками из асбеста и жести. Перед топкой печи на полу прибивается металлический лист.

Стоит отметить, что хорошо сложенная печь не нуждается в ремонте десятки лет. Могут возникнуть лишь мелкие недостатки, которые легко исправить. Бывает, что трескается чугунная плита, ее можно заменить, не вынимая кирпичей. Часто случается, что выгорает глиняный раствор вокруг печной дверки, а стенки дымоходов и трубы покрываются сажей. Для того, чтобы их почистить, при кладке печи выполняют специальные чистки – маленькие чугунные дверцы.

Всё сказанное позволяет сделать вывод о том, что у каждого их рассмотренных способов отопления квартиры или дома имеются как свои определенные преимущества, так и недостатки. Выбирая окончательный вариант отопления, необходимо принять во внимание особенности дома и местного климата.

Вследствие особенностей климата на большей части территории Российской Федерации и в условиях современного города до 80 % своей жизни человек проводит в закрытых помещениях. В этих помещениях для обеспечения благоприятных условий для жизни и деятельности человека, для сохранения сооружений и материальных ценностей, находящихся в них, помимо других факторов, формирующих микроклимат в помещении, необходимо поддерживать определенную температуру воздуха. Задача поддержания такой температуры воздуха в закрытых помещениях возлагается на отопительные установки, устройством и совершенствованием которых человечество занималось издавна.

В проведённом исследовании рассмотрена классификация основных видов отопления, рассчитан расход тепла на отопление жилых помещений и его оплата, проведен сравнительный анализ различных систем отопления.

В результате полученных данных можно сделать следующие выводы:

1. Люди, проживающие в частных домах с газовым отоплением, платят за отопление меньше всего. Из этого следует, что этот вид отопления наиболее экономичен. Это объясняется тем, что природный газ является более дешевым видом топлива. Кроме того, люди в любой момент могут включить и отключить свою систему отопления для выбора температурного режима в помещениях. Происходит экономия топлива.

2. Люди, проживающие в многоэтажных домах с центральным водяным отоплением, платят за отопление почти в 1,2 раза больше, чем в частных домах с газовым отоплением. Это можно объяснить тем, что они оплачивают все тепловые потери в теплосетях. Во время прохождения многокилометрового трубопровода вода успевает остыть, поэтому для поддержания комфортной температуры в квартире требуется затратить значительно больше топлива.

3. В домах отапливаемых дровами мы переплачиваем в 2 раза. Это связано с тем, что печное отопление имеет нестабильный тепловой режим, который зависит от частоты сжигания топлива. При эксплуатации печи необходимо постоянно заботиться о добавлении топлива. Следовательно, такой вид отопления не экономичный.