Системы отопления мобильных зданий

Отопление и вентиляция мобильных домов

К мобильным домам относятся малогабаритные сборные, сборно-разборные и передвижные дома, изготовляемые из облегченных конструкций, которые можно многократно перемещать различными видами транспорта. Ограждающие конструкции мобильных домов выполняются из высокоэффективных строительных материалов. Так, в качестве теплоизоляции используются различные ячеистые пластмассы, обладающие высокими теплозащитными свойствами, а в качестве обшивок — практически водо- и паронепроницаемые материалы, такие как стеклопластик, листовой алюминий и высокопрочная водостойкая фанера.

Повышенная герметичность сборно-разборных и передвижных домов, их незначительная теплоустойчивость, малый объем жилых помещений, отсутствие топливной и энергетической баз в районах их эксплуатации, а также суровые климатические условия Севера, отличающиеся низкими температурами в комбинации с сильными ветрами,- все это потребовало нового подхода к средствам, обеспечивающим комфортный микроклимат в жилых помещениях.

При разработке проектов мобильных домов невозможно использовать не только имеющиеся системы отопления и вентиляции, но и принципы их проектирования и конструирования, включая нормативные параметры для расчета. Особо следует подчеркнуть и то, что выбор отопительно-вентиляционной системы неразрывно связан с требованиями, предъявляемыми к микроклимату жилищ, которые будут различными для коренного населения и людей, переехавших из средней полосы нашей страны для работы на Севере.

Строительство котельных для центрального теплоснабжения даже в поселках, насчитывающих несколько десятков домов, экономически нецелесообразно. Прокладка наружных сетей в районах с вечномерзлыми грунтами очень трудоемка и требует больших капитальных затрат, а эксплуатация центрального отопления будет стоить намного дороже других систем отопления. Надежность такого отопления мала из-за большой аварийности трубопроводов малых диаметров при крайне низких температурах наружного воздуха.

В первых экспериментальных домах, построенных по проектам института Ленгипроспецгаз, применен вариант водяного отопления от водогрейных котлов типа «ВНИИСТО-Мч», монтируемых в каждом доме. Производительность котла — 14 000 ккал/ч. Топливом служит уголь либо дрова.

Дом имеет два жилых помещения, оборудованных специальной мебелью. Во вспомогательном помещении, расположенном между двумя жилыми комнатами, размещены умывальник и сушильный шкаф для одежды и обуви. Согласно нормативным требованиям для холодных районов, в доме предусмотрены два тамбура, один из которых используется как помещение для приготовления пищи.

Ограждающие конструкции дома представляют собой трехслойные панели, состоящие из наружной обшивки (сверхтвердая древесноволокнистая плита толщиной 4 мм), теплоизоляции (пенополистирол ПСБ толщиной: стены и крыша-130 мм, пол -170 мм) и внутренней обшивки (древесноволокнистая плита толщиной 6 мм).

Крыша, кроме того, обшивается оцинкованным железом толщиной 0,5 мм. Дом смонтирован па металлической раме, к которой крепится ходовая часть — лыжи или сани.

В доме применена двухтрубная система водяного отопления с насосным побуждением. Теплоноситель — вода с температурой 90-70° С. Трубопровод горячей воды проложен под потолком, обратный трубопровод — над полом. В качестве нагревательных приборов использовались стальные штампованные радиаторы МЗ-350. При отсутствии электроэнергии система может работать на естественной циркуляции.

Вентиляция дома приточно-вытяжная. Приток воздуха в жилые комнаты производится с помощью механической подачи, вытяжка естественная при помощи шахт с дефлекторами. Производительность вентилятора выбрана с учетом обеспечения подачи воздуха в количестве 30 м3/ч на одного человека и 60 м3/ч на горение.

Интересный вариант водяного отопления от индивидуального водогрейного котла предложен трестом Промстройматериалы (г. Москва) в опытном образце цельнометаллического унифицированного жилого блока (ЦУБ). Конструкция блока представляет собой цельнометаллическую трубу диаметром 3,2 м и длиной 9 м, с кольцами жесткости из гнутого швеллера. В качестве утеплителя применен пенополистирол ПСБ толщиной 0,1 м. Внутренняя обшивка выполнена из 4-миллиметровой фанеры, оклеенной моющимися обоями. Дом оборудован специальной мебелью и необходимым инженерным и хозяйственным инвентарем. Блок устанавливается на металлические сани для перевозки тягачом, а также может транспортироваться вертолетом.

Читайте также:  Отопление теплым полом экономия

Греющие конвекторы плинтусного типа 20кп расположены в подпольном пространстве дома. Холодный воздух через заборную решетку в торце блока поступает в подполье, нагревается и через приточные решетки в конструкции пола поступает в помещение с температурой 20-25° С.

Теплый пол дополнительно излучает тепло на внутренние поверхности ограждений и на предметы, находящиеся в помещении.

Инженерные системы малоэтажных зданий
Часть 1. Теплоснабжение

А. Л. Наумов, вице-президент НП «АВОК», генеральный директор ООО «НПО Термэк», otvet@abok.ru

Жилищное строительство является привлекательной сферой инвестиций – так, в Московской области в 2012 году было построено 6,885 млн м 2 общей площади жилых домов. При этом значительная часть жилой застройки приходится на малоэтажные дома и коттеджи. За последние 3–5 лет в Подмосковье объем жилищного строительства – индивидуального и малоэтажного, включая таунхаусы, сравнялся с объемом многоэтажного строительства. Использование современных инженерных технологий позволяет обеспечить удобное и комфортное проживание в индивидуальных домах.

Введение

В большинстве случаев индивидуальные дома не обеспечены централизованной инженерной инфраструктурой: в них отсутствуют теплоснабжение, водопровод и канализация. В этих случаях вопросы жизнеобеспечения и комфортности решаются с помощью автономных инженерных систем. Средняя стоимость современных автоматизированных инженерных систем индивидуального дома в эконом-классе составляет примерно 100 долл. США в расчете на 1 м 2 обслуживаемой площади дома. Стоимость инженерных систем в сегменте бизнес-класса и премиум-класса зависит от пожеланий заказчика и уникальности проекта.

Как правило, в поселках таунхаусов имеется централизованная канализация с очистными сооружениями (либо осуществляется врезка в существующую централизованную сеть водоотведения) и централизованный водопровод. В отношении теплоснабжения в основном применяют автономные газовые котлы для каждого потребителя. Это обеспечивает экономичность режима эксплуатации и прямой учет потребляемых ресурсов. Наблюдается такая тенденция: теплоснабжение в таунхаусах остается индивидуальным, а сети водоснабжения и водоотведения делают централизованными.

Основные затраты на инженерное обустройство индивидуального дома связаны с устройством теплоснабжения и отопления (40 %). Стоимость системы канализации, включая наружные сети и септик, составляет примерно 1/5. Водоподъемная станция, включая артезианскую скважину, погружной насос и бак-ресивер с системой автоматического управления, обходится около 20 % от общей стоимости инженерных систем, а на трубную разводку холодного и горячего водоснабжения уходит 10 %. С учетом низкого качества воды в водоносных слоях Московской области значительные затраты (от 1 500 до 5 000 долл. США) связаны с очисткой воды.

Теплоснабжение

Источником теплоты в коттеджах являются одноконтурные (только для отопления) и двухконтурные (отопление и горячее водоснабжение) котлы. С повышением герметичности окон и уровня теплозащиты наружных ограждений появилась устойчивая тенденция снижения удельных тепловых нагрузок теплоснабжения в индивидуальной застройке. Ориентировочное распределение установленных котлов по мощности в зависимости от площади обслуживаемых домов приведено в табл. 1.

Малая доля твердотопливных котлов при относительной доступности топлива обусловлена неудобством эксплуатации таких котлов, для работы которых необходимо осуществлять 3–4 топки в течение суток, иметь запас топлива, отводить площадки для его хранения. Кроме того, режим теплопроизводства у твердотопливного котла носит циклический характер, и колебания температуры воздуха в отапливаемых помещениях достигают 3–5 0 C в течение суток. Расширился сегмент газгольдерных систем на привозном сжиженном газе. Устройство газгольдеров со сжиженным газом обходится дешевле, нежели использование дизельного топлива. Сегмент котлов, работающих на привозном сжиженном газе, расширился. Горелки котлов, работающих на природном газе, в силу специфики по давлению требуют специальной наладки при переходе к работе на сжиженном газе.

Читайте также:  График параметров теплоносителя для отопления

Соотношение количества устанавливаемых в Московской области котлов в зависимости от видов топлива (без учета домов с печами и дач) сохраняется в последние годы стабильным:

  • котлы на твердом топливе – 5 %;
  • газовые котлы – 50 %;
  • котлы на дизельном топливе – 35 %;
  • электрические котлы – 10 %.

Если же выбор твердотопливного котла по каким-либо причинам неизбежен, есть два способа сгладить недостатки котла. Первый – сократить число топок вдвое за счет изменения режима продленного горения, который реализуется с помощью регулирования степени открытия поддувала котла в зависимости от температуры отходящих газов в дымоходе. Для этого используется термобаллон, шток которого соединен цепью с дверцей поддувала. По мере снижения температуры отходящих газов термобаллон сжимается, втягивая шток и прикрывая поддувало. Второй способ основан на использовании теплоаккумуляторов. В контур системы отопления включается теплоизолированный аккумулятор горячей воды емкостью 2–10 м 3 . В режиме натопа котел нагревает воду в баке до +80…+95 0 C, а затем эта вода с помощью циркуляционного насоса и простого термостата обеспечивает постоянный режим отопления в течение 3–10 суток.

Таблица 1
Ориентировочное распределение котлов по мощности в зависимости от площади обслуживаемых домов

В настоящее время на рынке оборудования в Москве и области имеется большое количество импортных газовых и дизельных котлов для индивидуального теплоснабжения. Котлы малой мощности до 40 кВт доставляются, как правило, в двухконтурном исполнении, большей – в одноконтурном; приготовление горячей воды в последнем случае осуществляется в отдельных емкостных бойлерах-теплообменниках.

При одноконтурном котле для приготовления горячей воды применяется емкостный бойлер или пластинчатый теплообменник.

Емкость расширительных баков обычно составляет 8–12 % от емкости соответственно систем отопления и горячего водоснабжения. На подающий трубопровод в системе отопления рекомендуется устанавливать предохранительный клапан до 6 атм. Несмотря на то, что котлы оборудованы системами защиты, предохранительный клапан защитит систему отопления от аварийных ситуаций, от разрывов при чрезмерном повышении давления рабочей среды. Для индивидуальных домов и квартир площадью до 200 м 2 могут быть использованы двухконтурные котлы мощностью до 30 кВт, агрегатированные с циркуляционными насосами и расширительными баками.

При обслуживании домов большей площади целесообразно устанавливать одноконтурные котлы большей мощности и в зависимости от вида систем отопления и потребности в горячей воде подбирать бойлеры-теплообменники, циркуляционные насосы, расширительные баки.

Мощность котла, как правило, определяется не режимом отопления, а режимом горячего водоснабжения. К примеру, полностью открытый кран горячей воды с температурой +55…+60 0 C – это мощность котла 25 кВт. Уменьшить пиковую мощность котлов можно с помощью использования бойлеров-накопителей. Пиковая нагрузка может быть связана с большим водоразбором горячего водоснабжения, к примеру в связи с использованием 2–3 душей одновременно.

Появились бойлеры-накопители с технологией стратификации. Принцип действия таких бойлеров-накопителей следующий. С помощью специальных устройств в баке сознательно создается расслоение температуры воды: в верхней части бака она наиболее горячая, в нижней части, соответственно, менее нагретая. Это связано с тем, что может быть несколько потребителей с разной потребной температурой. Например, наименее нагретая вода используется для бассейна, с максимальной температурой – для ванны или душа. Таким образом происходит экономия энергии, поскольку нет необходимости поддерживать максимальную температуру во всем объеме накопителя.

Надо отметить, что возникает проблема, связанная с максимальной температурой горячего водоснабжения. По российским санитарным нормам температура воды составляет +65 0 C. Это связано с требованием защиты от размножения бактерий в воде. Эта норма вступила в противоречие с возможностями альтернативной энергетики: солнечное теплоснабжение и теплонасосные системы могут достаточно эффективно выдавать горячую воду на уровне +50…+55 0 C, а температуры +60…+65 0 C для них в традиционном исполнении недоступны. Приходится использовать каскадные двухступенчатые тепловые насосы либо применять специальные догреватели. На Западе эту проблему решают следующим образом: дополнительный нагреватель используется периодически. Исследования показали, что воду достаточно обеззараживать раз в сутки. На короткое время температура повышается, а затем возвращается нормальный энергоэффективный режим +50…+55 0 C. С нашими гигиенистами этот алгоритм пока не отработан, и формально в России должен обеспечиваться режим приготовления горячей воды на уровне +60…+65 0 C, причем не на выходе из котла, а на выходе из водоразборного устройства.

К сожалению, отечественные котлы типа АОГВ, КЧМ и КСТГВ не в полной мере удовлетворяют современным требованиям в части эффективности, автоматизации и дизайна. Коттеджный рынок Подмосковья ориентирован в основном на импортную продукцию. Широко представлены американские и европейские фирмы, такие как Burnham, Teledyne Laars, Lennox (США); CTC-Bentone, Electrolux (Швеция); Jaspi (Финляндия); Wolf, Viessmann, Vaillant, Buderus, Junkers, Bosch (Германия); ACV (Бельгия); Frico (Франция); Ferroli, Lamborghini, Beretta, Riello (Италия); Roca (Испания); Protherm (Чехия).

Рынок электрокотлов в Московском регионе намного скромнее. Здесь следует отметить финские электрокотлы, чешские Protherm, словацкие Eleco и отечественные ВЭО. Финские отличает высокая надежность, но и высокие цены. Отечественные дешевые котлы ВЭО, к сожалению, не обладают высокой надежностью. Разумные цены при высоких показателях надежности характерны для словацких и чешских котлов.

На использование электрокотлов накладывают ограничения стоимость и сама возможность подключения к электросети. Далеко не всегда есть возможность подключить, к примеру, 20 кВт электрической мощности. В случае ограничения по величине подключаемой мощности одним из вариантов является применение альтернативной энергетики, в частности тепловых насосов, которые из 5 кВт электрической энергии могут сделать 15–20 кВт тепловой.

Начинают находить применение гелиосистемы с солнечными коллекторами. Если система грамотно запроектирована, то в общем годовом балансе горячего водоснабжения солнечные коллекторы в условиях Москвы и области могут компенсировать примерно 30–40 % годового объема тепловой энергии на горячее водоснабжение. Такие системы могут в значительной мере обеспечить потребность в горячей воде с апреля по октябрь. Окупаемость солнечных коллекторов в среднем составляет, в зависимости от качества проекта и монтажа, 3–6 лет.

Несколько слов о комбинированных по видам топлива котлах. Из отечественных комбинированных котлов следует отметить КЧМ (твердое топливо, газ). Эти котлы набираются посекционно и могут обеспечить теплосъем от 16 до 90 кВт. Из импортных котлов следует отметить шведские котлы СТС, где может быть использовано твердое топливо, газ или дизельное топливо, электроэнергия на теновом патроне.

На практике в большинстве случаев не возникает необходимости применения комбинированных котлов. При отсутствии газа целесообразно применение котлов с дизельной горелкой, а впоследствии при обеспечении газоснабжения горелка может быть заменена на газовую.

Типичная ошибка при строительстве коттеджей – недооценка требований к дымоходам и вентиляционным каналам. Для домов площадью более 300 м 2 сечение кирпичных дымовых каналов должно быть не менее 250 × 250 мм. В общем же случае сечение дымового канала должно быть не меньше, чем у выпускного патрубка котла. Однако сечение кирпичных газоходов должно быть минимум на 30 % больше выпускного патрубка котла из-за шероховатости стенок газохода.

Продолжение статьи читайте в следующем номере журнала

Читайте также:  Что такое инфраструктура водоснабжения
Оцените статью