Бытовые приборы регулирования, учета и контроля тепла. Повышение эффективности систем отопления

Система индивидуального расчета за тепло оценивает расход теплоты индивидуальными потребителями, например радиаторами центрального отопления. Она состоит из так называемого распределителя тепла и радиаторного термостата. Распределитель тепла устанавливается на каждый радиатор в квартире и фиксирует количество тепла, отданного радиатором. Можно использовать испарительный распределитель тепла «Экземпер» или электронный «Допримо».

В испарительном распределителе тепла тепло радиатора действует на специальную жидкость в измерительной ампуле, которая испаряется в зависимости от температуры и продолжительности действия тепла от радиатора. Чем горячее радиатор и чем дольше его тепло действует на ампулу, тем больше испаряется жидкости. Количество испарившейся жидкости показывает сколько тепла использует данный радиатор.

Чтобы компенсировать дополнительное уменьшение жидкости, которая возникает например летом, когда на радиатор светит солнце, ампула содержит определенный переизбыток жидкости, представляющий собой излишек для так называемого холодного испарения.

Электронный распределитель тепла с помощью датчика регистрирует температуру радиатора аккуратнее, быстрее и точнее, чем жидкостный.

Микросхема внутри распределителя моментально подсчитывает, принимая во внимание малейшие температурные различия величины, образовавшиеся на разнице между температурой датчика и закодированной температурой помещения 20⁰ С (система с одним датчиком). Она переводит данные в цифровые величины для считывания.

Распределитель с двумя датчиками, помимо температуры радиатора измеряет также температуру окружающей среды и из этих данных рассчитывает количество отданного радиатором тепла. Показания распределителя считываются с жидко-кристаллического дисплея прибора.

Радиаторный термостат позволяет регулировать количество тепла отдаваемого радиатором, но в отличие от обычного вентиля, он поддерживает желаемую температуру, создавая комфортную тепловую обстановку и экономит тепло. Термостат состоит из двух составных частей – клапана и термостатической головки. Клапан увеличивает или уменьшает подачу горячей воды в радиатор под воздействием поршня, положение которого регулируется термостатической головкой. Внутри нее расположен так называемой сильфон, заполненный специальным газом, изменяющим свой объем в зависимости от температуры воздуха около термостатической головки. Выбор желаемой температуры производится поворотом головки в определенную позицию.

Повышение эффективности систем отопления. Если рассмотреть тепловой баланс жилища, станет ясно, что большая часть тепловой энергии отопительной системы идет на то, чтобы перекрыть потери тепла. Они в жилище с центральным отоплением и водоснабжением выглядят так:

- потери из-за не утепленных окон и дверей – 40%;

- потери через оконные стекла – 15%;

- потери через стены - 15%;

- потери через потолки и полы – 7%;

- потери при пользовании горячей водой – 23%.

Повышенный расход электроэнергии вызывает применение электроотопительных приборов (каминов, радиаторов, конвекторов и др.) дополнительно к системе центрального отопления, для которого часто нет необходимости. Нужно выполнить простейшие мероприятия, а именно, своевременно подготовить окна к зиме; привести в порядок до наступления холодов оконные задвижки; покрыть полы толстыми коврами или половиками; расставить мебель так, чтобы не препятствовать циркуляции теплого воздуха от батареи. Гардины должны быть не очень длинными, чтобы не закрывать батареи центрального отопления; убрать лишнюю краску с батарей.

Автономные энергоустановки

Специалисты в области энергетики отмечают, что в большинстве развитых стран быстро растет интерес к рассредоточенным источникам энергии сравнительно малой мощности. Главные преимущества этих автономных энергоустановок – умеренные капитальные затраты при строительстве, быстрый ввод в эксплуатацию, сравнительно простое обслуживание и хорошие экологические характеристики.

 При автономной системе электроснабжения не требуется вложений в линии электропередач и подстанции. Расположение автономных источников энергии непосредственно в местах потребления не только избавляет от потерь в сетях, но и повышает надежность электроснабжения.

Хорошо известны такие автономные источники энергии, как малые ГТУ (газотурбинные установки), двигатели внутреннего сгорания, ветроустановки и солнечные батареи на полупроводниках; принципы их работы рассмотрены выше (тема 2).

До последнего времени менее популярными были топливные элементы (ТЭ), представляющие собой электрохимические генераторы, способные преобразовать химическую энергию в электрическую, минуя процессы горения, превращения тепловой энергии в механическую, а последней – в электроэнергию. Электрическая энергия образуется в топливных элементах благодаря химической реакции между восстановителем и окислителем, которые непрерывно поступают к электродам. Восстановителем чаще всего служит водород, окислителем - кислород или воздух. Совокупность батареи топливных элементов и устройств для подачи реагентов, отвода продуктов реакции и тепла (которое может утилизироваться) представляет собой электрохимический генератор. Помимо высокой надежности электрохимические генераторы имеют высокий КПД, что выгодно отличает их от паротурбинных установок и даже от установок с ГТУ простого цикла. Важным достоинством топливных элементов является удобство их использования в качестве рассредоточенных источников энергии: модульная конструкция позволяет соединить последовательно любое количество отдельных элементов с образованием батареи - идеальное качество для наращивания мощности. Но самым важным аргументом в пользу топливных элементов являются их экологические характеристики. Выбросы NO_X и СО на этих установках настолько малы, что, например, окружные Управления по качеству воздуха в регионах (где нормы экологического контроля являются наиболее жесткими в США) даже не упоминают это оборудование во всех требованиях, касающихся защиты атмосферы. Стоимость производства энергии на таких установках в Германии при использовании их в течение 6000 ч в год по расчетам составляет 7,5-10 центов/кВт-ч. Этот же показатель для ТЭС на буром угле – 5,6 цента/кВт-ч, на каменном угле – 4,7 цента/кВт-ч, для парогазовых установок – 4,7 цента/кВт-ч и для дизельных электростанций – 10,3 цента/кВт-ч.

ТЕМА 9. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ЗДАНИЯХ И СООРУЖЕНИЯХ

Тепловые потери в зданиях и сооружениях. Тепловая изоляция зданий и сооружений. Изоляционные характеристики остекления, стеклопакеты. Суточное и сезонное регулирование теплового режима зданий и сооружений. Пофасадное регулирование теплового режима зданий. Тепловые завесы.