Комбинированная система отопления: Комбинированная система отопления частного дома (смешанная)

Комбинированная система отопления частного дома (смешанная)

Комбинированное отопление состоит из соединенных в пределах одного помещения настенных радиаторов и теплого пола, подключенных к одному коллектору, который работает от газового котла. Преимуществом такой системы является высокий КПД, что позволяет ей перекрыть любые теплопотери дома.

Комбинированное отопление

В данной статье представлено комбинированное отопления частного дома. Мы рассмотрим схемы таких систем, приведем рекомендацию по их подключению и монтажу оборудования своими руками.

Содержание   

Комбинированное отопление — где можно использовать?

Систему отопления радиаторы+теплый пол можно использовать в жилых зданиях любой площади. Это отличный вариант как для одноэтажных домов, так и для коттеджей высотой 2-3 этажа. В полной мере смешанное отопление раскрывает своими преимущества в 2-этажных домах, в которых за счет потоков прогретого воздуха, поднимающихся вверх от теплого пола, нагревается плита перекрытия служащая полом второго этажа.

Трудности при обустройстве смешанных систем могут возникнуть в квартирах, так как теплый пол нельзя делать с забором теплоносителя  от централизованного отопления.  Тут потребуется монтаж индивидуального теплообменника (котла), что требует получения множества разрешений и установки счетчика.

Комбинированное отопление

Как в частных, так и в многоквартирных домах, оптимальным вариантом теплообменника является обычный газовый котел Беретта, так как газ был и будет наиболее доступным топливом в нашей стране. Рассматривать в качестве альтернативы сжиженный газ не имеет смысла, поскольку он обходится значительно дороже.

Для дач и коттеджей, расположенных за чертой города в районах без газификации, хорошим выбором будут твердотопливные котлы. Такие агрегаты могут работать на пеллетах,  углях и дровах, и обустроить вокруг них комбинированное отопление также возможно.

к меню ↑

Схема подключения комбинированного отопления

Конкретный выбор схемы подключения отопительных радиаторов и теплого пола необходимо выбирать исходя из типа системы отопления, которым оборудовано жилье. Основными схемами являются:

• теплый пол + однотрубная система отопления;
• теплый пол + двухтрубная система отопления;
• квартирное подключение к центральному отоплению.

Рассмотрим каждый из вариантов подробнее.

Теплый пол + однотрубная система отопления

Данная система также называется «ленинградкой». На схеме вы можете увидеть теплообменник (напольный котел), трубы обратки и подачи с запорной арматурой, расширительный бак, установленный перед котлом, циркуляционный насос и блок безопасности.

Ленинградка предполагает обустройство радиаторной системы из двух веток, при этом обе ветки оснащаются запорными вентилями на выходе из главного стояка. Каждый из радиаторов комплектуется отдельными вентилями — подачи и обратки, что позволяет при необходимости отсечь батарею от системы и выполнить ее ремонт.

Трубопроводы обратки и подачи выполняются из полипропиленовой трубы диаметром 25 мм, от основной трубы на радиаторы расходятся трубы 20 мм. При этом участки «А» должны иметь диаметр 20 мм, во избежание потерь напора теплоносителя.

Данная схема имеет ряд недостатков. Верхняя ветка подачи подсоединяется к радиаторам сверху, а обратка выходит снизу — это обеспечивает максимальный КПД радиаторного отопления. В это же время на нижней ветке и подача и обратка идут снизу, что снижает эффективность работы батарей.

Также такая схема не может быть задействована в больших домах, в которых радиаторное отопление состоит из 30-34 батарей.  Это оптимальный вариант для небольших одноэтажных зданий, тогда как в двухэтажных постройках на каждом этаже потребуется своими руками монтировать по отдельной отопительной ветке.

Рассмотрим способ подключения теплого пола в данной схеме. На выходе из теплообменника мы имеем температуру теплоносителя в 80⁰. После циркуляции воды по всем радиаторам ее температура в трубе обратки снижается до 50 градусов, что и является оптимальной температурой теплоносителя для напольного отопления.

В трубах подачи и обратки теплого пола также монтируются запорные вентили, которые позволяют отключить систему от радиаторов без остановки последних. Также на обратке нужно устанавливать байпас, посредством которого можно регулировать температуру теплоносителя.

При закрытом байпасе воде идет через напольные трубы, в случае же его открытия сопротивление в трубах растет и вода направляется в котел, при этом теплый пол не прогревается. Байпас может находиться как в полностью открытом/закрытом, так и в промежуточном положении, что дает возможность изменять количество поступающего в теплый пол теплоносителя, тем самым регулируя температуру всей системы.

Теплый пол + двухтрубная система отопления

Комбинированная система отопления, обустроенная на базе двухтрубной схемы подключения радиаторов, представлена на изображении. В ней подача и обратка выполнены из двух отдельных труб, что обеспечивает минимальные потери давления при циркуляции теплоносителя Теплый дом. Недостатком данной схемы является уменьшение температуры воды на последних элементах цепи.

к меню ↑

Схема подключения комбинированного отопления в квартире

Прежде чем своими руками делать смешанное отопление в многоквартирном доме необходимо выяснить у местных коммунальных служб, разрешается ли это в вашем городе.

Схема комбинированного отопления в квартире

На данной схеме вы можете увидеть вертикальные стояки отопления (синий — обратка, красный — подача), которые имеются в каждом многоквартирном доме. В верхней части схемы расположен радиатор, в нижней — теплый пол, заменяющий батарею. Система теплого пола состоит из коллектора, смесительного узла и циркуляционного насоса.

Выход стояка подачи на теплый пол подключен к смесительному узлу, в который поступает вода нагретая до 80⁰. Охлаждение воды до требуемой температуры происходит за счет подмешивания к теплоносителю жидкости из трубы обратки.

к меню ↑

Как обустроить комбинированную систему отопления? (видео)

к меню ↑

Монтаж комбинированного отопления своими руками

Особенности соединения в одну систему котла, радиаторов и напольной системы, а также вспомогательного оборудования, зависят от типа котла, на базе которого будет обустраиваться комбинированное отопление.

Решающим факторами являются мощность теплообменника и наличие встроенного циркуляционного насоса, которые определяют необходимость комплектации системы гидрораспределителем (гидрострелкой) .

Возможны следующие способы подключения:

1. На базе котла мощностью менее 30 кВт со встроенным насосом необходимо использование гидрострелки, которая будет распределять теплоноситель между двумя контурами циркуляции. При этом наличие отдельного циркуляционного насоса как на теплом полу, так и на главной трубе подачи теплоносителя на радиаторы, обязательно.
2. На базе котла мощностью 30 кВт без насоса. Гидрострелка в данном случае не используется, теплообменник можно подключать напрямую к коллектору. Распределение теплоносителя между контурами осуществляется за счет их циркуляционных насосов, каждый из которых тянет заданное количество воды.
3. На базе котла мощностью более 30 кВт. Монтируя своими руками смешанное отопления на базе теплообменников высокой мощности нужно использовать расширительный бак, а не гидрораспределитель. Емкость бака подбирается исходя из мощности котла — 40 л на каждый 1 кВт. Гидрораспределитель может быть заменен аналогичным по объему бойлером косвенного нагрева.
   

   Коллектор комбинированной системы отопления

Коллектор для комбинированной системы отопления нужен лишь в зданиях площадью более 200 м², в меньших по размеру домах можно обойтись лишь гидрораспределителем. Использование коллектора позволяет значительно снизить теплопотери на удаленных от котла участках радиаторной цепи, так как он позволяет распределить потребляющие приборы на небольшие группы и подавать теплоноситель на каждую из них отдельно.

Портал об отоплении » Альтернативное отопление

Комбинированная система отопления

31.05.2018

Вопрос:  Как и какой вид комбинированной системы отопления выбрать?

В настоящее время не каждый дом можно спокойно подключить к централизованному газоснабжению, чтобы обеспечить эффективный его обогрев. Поэтому владельцы коттеджей, дач и так далее, вынуждены искать альтернативные источники энергии. Зачастую несколько систем отопления объединяют в одну, что дает возможность использовать одну энергию в то время, пока отсутствует другая. К отопительным системам с разными энергоносителями можно отнести комбинации: печь + система водяного отопления, радиаторы + электрический подогрев пола.

Виды комбинированных систем отопления

Комбинированная система циркуляции отопления может быть представлена одним из следующих вариантов:

1. радиаторы и водяной теплый пол;
2. радиаторы и теплые стены;
3. теплый пол и стены;
4. радиаторы отопления, теплый водяной пол и теплые стены.

Все используемые устройства находятся в одном помещении и подключены к одному коллектору. Важная особенность такой системы – возможность эффективно использовать источники энергии, повысить КПД и снизить теплопотери.

Радиаторы и теплый пол

Такая система отопления может быть установлена как в частном доме, так и в квартире. Поводом для установки ее в квартире может стать:

•  низкое качество радиаторного отопления;
•  плохо утеплены стены.

Многие люди решают данный вопрос путем наименьшего сопротивления – используют масляные нагреватели и конвекторы. Однако эти устройства сушат воздух, причиняю дискомфорт, и даже могут стать причиной заболеваний домочадцев.

В квартирах отопительная система «теплый пол» может быть установлена на стяжку под покрытием пола, а потому не занимает много пространства.

Целесообразно для таких помещений:

•  кухня;
•  балкон;
•  санузел.

Рис.1 Виды теплых полов

В комбинации с радиаторами центрального отопления чаще всего используются электрические (инфракрасные) и водяные теплые полы.

Водяные теплые полы

Водяной теплый пол не может быть единственным способом обогрева квартиры, так как горячая вода в него подается из основной отопительной системы. Для его монтажа в жилых многоквартирных домах требуется получение специального разрешения.

Для частных домовладениях система водяных полов может стать не только вспомогательным, но и единственным средством обогрева. В этом случае вода для системы нагревается с помощью газовой колонки или котлом.

Существует два способа укладки труб для схемы радиаторы и теплый пол:

•  спираль – для больших комнат;
•  зигзаг – годится для помещений с маленькой площадью.

 Нагретая вода подается в коллектор – место, откуда она распределяется по отопительным контурам.

Такие полы должны быть предусмотрены еще на этапе строительства или капитального ремонта. Это связано с необходимостью снимать половое покрытие и вырубать нишу в стене для коллектора.

Электрические теплые полы

Установка электрического теплого пола в сочетании с радиаторами – это самый популярный способ обогрева жилья. Это связано с тем, что при установке эти полы не нужно подключать к водопроводу и устанавливать коллекторы.

Электрические полы бывают:

•  инфракрасные;
•  матовые; 
•  кабельные.

Нагрев поверхности кабельного пола происходит через кабель, уложенный змейкой под финишное покрытие. Терморегулятор реагирует на изменение температуры и запускает работу кабеля.

Матовый пол отличается тем, что кабель на нем изначально уложен с определенным шагом и его нельзя изменить.

Сейчас появился новый вид теплых полов — инфракрасный, они обладают тонкой, но прочной пленкой, в которую вмонтированы специальные карбоновые пластины. Такой вариант покрытия наиболее экономичный, а теплоотдача происходит за счет инфракрасного излучения.

Схемы комбинированной системы отопления

В зависимости от типа системы отопления, которой оснащено жилье, могут быть использованы различные схемы комбинированных систем отопления.

Рис. 2 Теплый пол + однотрубная система отопления

На рисунке 2 приведена схема, в которой две ветки радиаторной системы оборудуются запорными вентилями (подачи и обратки) на выходе из основного стояка. Такой ход дает возможность в случае необходимости отключить батарею и произвести ее ремонт. Здесь на обратке должен быть установлен регулятор температуры теплоносителя (бейпас), который может быть установлен в закрытом или открытом положении, а также в промежуточном. Это дает возможность регулировать количество горячей воды, поступающей в теплый пол.

Такая схема лучше всего подойдет для небольших одноэтажных строений.

Рис. 3 Теплый пол с двухтрубной системой отопления

На рисунке 3 представлена комбинированная система, базирующаяся на двухтрубной схеме подключения батарей отопления. Здесь для подачи теплоносителя и для обратки используются разные трубы, что снижает потери давления.

Рис. 4 Схема комбинированного отопления в квартире

На рисунке 4 приведена схема, где красным цветом показан стояк подачи, а синим – обратка. Вверху схемы изображен радиатор, внизу – теплый пол.

Рис. 5 Инфракрасный теплый пол

В электрических системах для прокладки проводки используется кабель, нагревающий пол. Это устаревший вариант отопления, в настоящее время рекомендуется применять инфракрасные теплые полы (Рис. 5).

Простота монтажа электрических теплых полов – это одно из весомых преимуществ в их пользу. К тому же регулятор может быть установлен на любой высоте от пола.

Все приведенные схемы работоспособны и могут быть использованы для подключения отопления в доме. Для корректной работы комбинированной отопительной системы важно правильно произвести монтаж и подключить радиаторы между собой. Для этого можно воспользоваться услугами частного прораба в Ростовской области.

Преимущества

Использование комбинированных систем отопления несет следующие преимущества:

•  продлевается срок эксплуатации каждого из используемых устройств;
•  заметная экономия финансов;
•  воздух нагревается равномерно;
•  возможность регулировать температуру.

Эффективный обогрев помещения любой площади при минимальных расходах на энергоносители.
Выбирая профессионального частного прораба в Ростове-на-Дону для выполнения работ по подключению системы, вы получите безукоризненный результат и комфортную температуру в доме даже в сильный мороз.

варианты организации, способы монтажа, видео

Темпы газификации наших населенных пунктов все ещё не в состоянии удовлетворить растущие потребности населения. Часто случается так, что газифицировать посёлок обещают, но какое-то время его жителям предстоит использовать другой вид топлива, чтобы обеспечить себе и своей семье комфортное проживание. Для этих целей владельцами загородной недвижимости приобретается оборудование, с помощью которого создаётся комбинированная система отопления на основе применения разных видов топлива. Другой вид систем базируется на использовании нескольких отопительных приборов, работающих на одном топливе. Оба варианта комбинаций для частного дома мы и рассмотрим в этой статье.

Комбинирование топлива

В настоящее время на рынке оборудования для дома имеются самые разнообразные предложения, так что выбирать есть из чего. Рассмотрим несколько отопительных систем, которые объединяет возможность применения нескольких видов топлива без радикальной смены оборудования: пока один вид энергии отсутствует, он может быть заменен другим.

Газ и дизельное топливо

Метод обогрева с помощью котла, в котором можно поменять один тип горелок на другой и перейти на альтернативный вид топлива, достаточно распространен. Второй вид горелки даже включается в базовую комплектацию такого котла. Все вопросы, которые могут возникнуть у потребителя в процессе замены горелок одного вида на другие, обычно довольно подробно освещены в инструкции. Простота этой операции основана на использования для этих разновидностей топлива одной общей камеры сгорания.

Одна схема отопления может успешно сочетать в себе два котла, которые работают на газе и на дизельном топливе, а есть варианты, при которых достаточно заменить горелку котла, чтобы перевести его на альтернативное топливо

Да, солярка и газ – это абсолютно разные виды топлива, но совмещения их использования можно считать удачным даже с технической точки зрения. Если теплообменник такого устройства сделан качественно, оно прослужит своим владельцам долго, а эффективность его эксплуатации будет соответствовать ожидаемой.

Для сооружения теплообменника часто используют сталь или чугун. Сам он может быть как изолированным, так и совмещенным. Попеременное применение газа и солярки считается экономным. Устройство и при покупке стоит не дорого, а уж в процессе эксплуатации быстро окупает себя.

Газ и твёрдое топливо

Итак, попробует сделать такую отопительную систему, при которой газ может быть дополнен твердым топливом. Для этого нужно приобрести мультитопливное устройство (котел), способное работать на угле или же на дровах.

Так выглядит система отопления, в которой одновременно используют и газ, и твердое топливо

Отличительной особенностью такого котла, который может работать с помощью газа и на твердом топливе является его оснащение специальным контрольным устройство, обеспечивающим безопасность его эксплуатации. Но все-таки специалисты утверждают, что стопроцентную гарантию безопасности использования этого котла никто не даст. Поэтому, если вы выбрали такое устройство, внимательно следите за ним в процессе эксплуатации.

Тем не менее, эти котлы относительно недороги и пользуются повышенным спросом среди владельцев небольших коттеджей.

О видах комбинированных котлов и о том, как правильно выбрать оборудование, узнаете из нашей статьи: https://aqua-rmnt. com/otoplenie/kotly/kombinirovannye-kotly-otopleniya.html.

Твёрдое топливо и электричество

В частных домовладениях часто встречают комбинированное отопление, в котором применение электричества и твердого топлива может быть совмещено. Рабочий диапазон таких устройства составляет 220-380 вольт, при этом мощность варьируется в пределах 4-9 киловатт. Существуют даже модели, в которых можно переключать три фазы.

Чаще всего котлы такого типа активно приобретаются дачниками. Почему? Ответ прост: на даче совсем не обязательно проживать круглый год. Чтобы в доме стало тепло и уютно, достаточно включить котел, когда приезжаешь на дачу, чтобы он поработал какое-то время на твердом топливе.

Сочетание твердого топлива и электричества в схемах отопления тоже не является редкостью

Может быть активирован автоматический режим, который и будет поддерживать все температурные параметры в комфортных диапазонах. Цену, которую придется заплатить за электрическую систему, нельзя назвать маленькой, но этот факт не должен смущать тех, кто настроен на комфорт, если другим путем его невозможно достичь.

Твёрдое топливо, газ и электричество

С тем, как такая комбинированная отопительная система будет выглядеть на практике, вы можете ознакомиться, взглянув на схему, расположенную ниже. В её состав входят два настенных котла и бойлер.

Можно сказать, что в этом варианте достигнута максимальная универсальность топлива. Эта технология основана на том, что отопительную функцию в ней обеспечивают не один, а несколько источников топлива. В качестве твердого топлива в этом случае можно использовать угольные брикеты, древесину, коксовые отходы и пиломатериалы.

В этой схеме использованы все преимущества взаимозаменяемости топлива. В случае перебоев с одним из видов отопления, можно использовать другой без ущерба комфортной температуре

Смешанные тепловые источники

Система, в которой функционируют смешанные тепловые источники, очень выручает в удаленной местности, когда до цивилизации не так-то просто добраться. Важно, чтобы газопровод здесь все-таки был. При возникновении перебоев в газовом и электроснабжении именно эта система способна выручить в критических ситуациях.

При наличии смешанной технологии можно, когда нет ничего другого, просто нарубить дров, которые в нашей стране найдутся всегда. Вот тут и появляется возможность по достоинству оценить все преимущества, которые обеспечивает применение альтернативного топлива.

Сочетание пиролизного и электродного котлов

Чтобы обеспечить отопление двухэтажного загородного коттеджа только на время присутствия в нем жильцов, можно воспользоваться ещё одной системой. Комбинацию топлива в ней обеспечивает не применение одного котла, который можно топить разными видами топлива, а использование сочетания разных видов котлов.

Например, можно применить котел, в основе работы которого лежит пиролизный принцип, когда топливо сжигается при недостаточном количестве кислорода и температуре 200-800 градусов по Цельсию. Этот процесс приводит к разделению древесины на три фракции: пиролизный газ, кокс и твердый остаток. Все три фракции сгорают гораздо эффективнее самой древесины.

Кроме пиролизного котла можно использовать электродный. Это отопительный котел проточного типа, работающий на электричестве. Теплоноситель в нем нагревается в результате ионизации и движении ионов к полюсам электрода. Энергия выделяется при колебании электродов. При нагреве в ионизационной камере повышается давление теплоносителя. Получается, что электродный котел становится не только нагревательным прибором, но ещё и циркуляционным насосом.

Пиролизный котел можно сочетать с электродным электрическим прибором, в общей схеме они будут отлично дополнять друг друга

Комбинированная работа этих двух устройств может даже в отсутствии хозяев поддерживать работу отопительной системы. Постепенно именно идея создания такой схемы привлекает всеобщее внимание.

Итак, использование разных видов топлива позволяет переключаться с одного из них на другое в том случае, если случаются какие-то перебои.

О разновидностях пиролизных котлов читайте в нашем обзоре: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/kotly/piroliznye-kotly-otopleniya.html.

Как комбинировать отопительные приборы?

Мы привыкли, что в городских квартирах в качестве отопительного прибора повсеместно используются радиаторы центрального отопления. Именно они при централизованной подаче тепла обеспечивают в наших домах уют и комфортную температуру.

Радиаторы и тёплые полы

В последнее время к радиаторам стали добавлять теплые полы, которые работают или на воде, или на электричестве. Действительно в этом случае уровень комфорта существенно повышается из-за того, что нагрев происходит под нашими ногами, а потом тепло поднимается наверх.

Стоит помнить, что присутствие теплого пола не заставляет нас полностью отказаться от радиаторов. Сочетание этих двух видов отопительных приборов и есть тот самый комбинированный вариант системы отопления частного дома, когда достигается необходимая гармония и уют. Оптимальной считается следующая пропорция: 70% тепла в доме поступает от теплого пола, а всего лишь 30% от батарей центрального отопления. Чтобы получилось именно так, нужно теплоноситель для пола разогреть до 60°С, а тот, что поступает в радиаторы – до 75°С.

Если комбинацию теплого пола и радиаторов отопления базировать на использовании электрической энергии, то батареи будут электрическими, а пол будет прогреваться с помощью специального кабеля

В этой комбинированной системе обычно используют:

• Электроэнергию. Для этого подпол помещают специальный греющий кабель, а в помещениях используют электрические батареи.
• Теплоносители. Под полами прокладывают трубы, а в комнатах устанавливают обычные радиаторы.

Когда в качестве отопительной энергии используют теплоноситель, трубы можно применять самые разнообразные. В качестве материала для них используют медь, металлопластик, полиэтилен и так далее. Важно правильно рассчитать потребность в трубах, сделать обоснованную схему укладки и при проведении расчета не забыть о мощности насоса, толщине труб и силе гидравлического сопротивления. Аналогичными расчетами сопровождается и установление потребности в радиаторах для конкретного помещения.

Используя в качестве теплоносителя воду, мы будем применять для теплого пола трубы. И батареи отопления у нас будут самые обычные – с горячей водой внутри

Чтобы уменьшить сопутствующие эксплуатации комбинированных систем затраты, можно те же радиаторы установить только там, где в них есть реальная потребность: в кладовых и в некоторых других помещениях технического назначения они не нужны. Зато с наступлением настоящих морозов лучше не экономить на собственном здоровье, а прогревать помещения на полную мощность. А вот каким бывает коллектор для этой комбинации:

Подробнее о монтаже подобной системы отопления дома узнаете из нашего материала с инструкцией: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/razvodka-otopitelnoj-sistemy/radiatory-plyus-teplyj-pol.html.

Тёплые стены

Ещё одна возможная комбинация в системе отопления: можно вместе или вместо теплого пола использовать нагрев стен. Так же, как и в случае с полами, в конструкцию стены закладываются трубки, по которым будет циркулировать теплоноситель. При нагреве стен тепло будет распространяться равномерно, хотя сильно нагретых поверхностей в помещении и не будет.

Делая в своём доме теплые стены, следует помнить, что забивать в них гвозди, чтобы украсить их картинками или бра, нужно предельно осторожно

Распространение тепла осуществляется в основном посредством инфракрасного излучения. Такие потоки очень благосклонно воспринимаются нашим организмом. Если в качестве теплоносителя используют нагретую воду, то подключение труб осуществляется отдельными ветками с использованием лучевой схемы.

Кстати, стены могут использоваться не только для отопления, но и для охлаждения помещения. Если зимой нам необходимо тепло, то жарким летом никто из нас не откажется от прохлады, которая будет сохраняться в помещении, если по трубам пропустить холодную воду. Подобное охлаждение будет весьма кстати.

Прочие комбинированные системы

Исчерпывающий список сочетаний и комбинаций отопительных приборов и теплоносителей вам вряд ли где-то удастся отыскать. Да и вряд ли он вам нужен. Ведь выбор комбинации полностью зависит от ваших собственных возможностей и потребностей. А эти факторы индивидуальны. Обратившись к специалистам, вы сможете найти только свой оптимальный вариант.

И тогда, например, в межсезонье вы растопите камин, который решит все проблемы быстро и эффективно. Зимой же он будет играть больше декоративную функцию, а основная нагрузка ляжет на отопительную систему с котлом, работающим на жидком топливе и нагревающим радиаторы отопления.

Такой камин, конечно, вызывает приятные ассоциации и в частном доме он всегда уместен, особенно если в зимнее время основное отопление обеспечивает совсем другой, гораздо более мощный отопительный прибор

На юге нашей страны часто применяется сочетание работы газового котла и солнечного коллектора. Их объединяют в единую отопительную систему, которую снабжают автоматикой. Если солнечных дней в течение года много, такая схема будет эффективна. На протяжении лета нагрев воды для домашних нужд будет выполняться без участия газового оборудования. У северных регионов другие приоритеты. Например, в Швеции очень популярно применение тепловых насосов, позволяющих использовать для обогрева жилища тепло земли.

Надеемся, что описанные в этой статье варианты помогут вам сориентироваться в многообразии предложений и сделать правильный выбор.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

радиаторы и теплый пол, схема и инструкция по подключению

Создание комфортного микроклимата – главная задача любого типа отопления. В нашей стране длительное время отопление делалось традиционными способами – печками и твердотопливными или газовыми котлами. Сегодня все более популярными становятся системы теплых полов, они имеют несомненные преимущества перед традиционными способами обогрева помещений. Но есть у них, к сожалению, и существенные недостатки, не позволяющие считать такой метод полностью универсальным. Умелое и технически обоснованное сочетание традиционных технологий с современными позволило создать лучший метод обогрева помещения – комбинированный.

Радиаторы и теплый пол

Содержание статьи

Где можно использовать комбинированные системы отопления

Комбинированные системы отопления имеют технические особенности, ограничивающие сферы использования. Каким требованиям должны отвечать помещения?

Наличие водяного отопления

Это главное условие монтажа. Системы теплых полов можно подключать двумя способами.

1. К существующим отопительным котлам. Преимущества такого решения – уменьшение сметной стоимости оборудования, сокращение времени монтажа. Недостаток – дополнительное отопление не может функционировать в автономном режиме. Это становится причиной увеличения расхода тепловой энергии, эффективность использования теплого пола понижается.
2. Устанавливать отельные котлы для обогрева пола. Недостаток – значительное возрастание стоимости. Преимущества – полная автономность, теплые полы можно использовать для незначительного обогрева помещений в случае кратковременного или незначительного понижения температуры на улице.

Отопительные котлы

В многоквартирных домах имеются свои индивидуальные требования: существующая инженерная система отопления должна позволять подключать отопление полов, требуется разрешение на монтаж оборудования от управляющих организаций.

Соответствие электрических коммуникаций новым показателям по мощности

Условие касается только тех случаев, когда в качестве дополнительного обогрева помещения используются электрические полы. Мощность квадратного метра нагревательных элементов колеблется в пределах 150–200 Вт, с учетом площади помещений суммарная мощность достигает больших значений. Не все электрические проводки выдерживают значительное увеличение нагрузки, кроме того, нужно монтировать отдельную предохранительную электрическую арматуру.

Электрический теплый пол

И еще одна проблема. В некоторых случаях для подключения потребуется разрешение владельцев электрических сетей. А выдают они его не всегда, нередко отказывают под различными предлогами: не позволяют технические возможности трансформаторной подстанции, не приспособлены воздушные и кабельные линии и т. д.

Мощность тёплых полов

Требования к напольным покрытиям

Несмотря на то что производители рекомендуют устанавливать системы обогрева пола на все виды финишных покрытий, теплотехники и профессиональные строители имеют другое мнение. Какие реальные ограничения выдвигают специалисты?

1. Показатели теплопроводности финишного покрытия. Чем выше теплопроводность, тем быстрее передается тепловая энергия от теплоносителей в помещение, тем меньше потери, тем эффективнее обогрев пола. С учетом этих базовых данных теплые полы рекомендуется монтировать под керамическими плитками, искусственным камнем, обыкновенным без утеплителей линолеумом. Соответственно, системы под деревянными и утепленными финишными половыми покрытиями монтировать нецелесообразно.

   Теплый пол рекомендуют укладывать под плитку

2. Материал изготовления половых покрытий. Не рекомендуется подогревать полы из штучного паркета, клееных и натуральных досок. Кроме низких параметров теплопроводности, эти материалы крайне негативно реагируют на высокую температуру и колебание влажности. Пиломатериалы неизбежно рассыхаются, в них появляются трещины. Половые покрытия приходится часто менять, а это большие финансовые потери.

   Штучный паркет — не лучшее финишное покрытие для теплого пола

Еще одно предостережение. Системы подогрева должны постоянно контактировать с холодным воздухом, за счет конвекции происходит теплообмен и одновременно исключается перегрев оборудования.

Не стоит устанавливать дополнительный обогрев в помещениях с большим количеством мебели, стоящей непосредственно на полу или комнатах, где в дальнейшем может меняться их расположение.

Оптимальный вариант – предусмотреть возможность комбинированной системы отопления на стадии проектирования здания. В случае установки оборудования в эксплуатирующихся помещениях лучше получить консультацию у специалистов, узнать о необходимых разрешениях и только после этого приступать к установке различных систем и дополнительного оборудования.

Лучше всего проектировать систему отопления на стадии строительства дома

По каким критериям выбирать котлы

Довольно сложный вопрос, для принятия правильного решения нужно на нем остановиться более подробно. С точки зрения монтажа дополнительных систем отопления технические показатели котлов не имеют большого значения, все они генерируют тепловую энергию в достаточном количестве, что дает возможность подключать системы. Но на практике не все так просто. Какие существуют отопительные котлы?

Тип котла	Технические параметры
Газовый	Оптимальный выбор для комбинированных систем отопления. Может работать полностью в автоматическом режиме, имеет отличные показатели КПД. В реализации есть товары, отличающиеся по размерам, способу монтажа (напольный и настенный), тепловой мощности, количеству контуров (одно- и двухконтурные), установленному электрооборудованию и арматуры. Широкий диапазон технических параметров и стоимости позволяет всем покупателям выбрать подходящий для себя вариант. Единственная проблема – не во всех регионах нашей страны есть газовые магистрали.
Электрический	Современный котел, полностью отвечает жестким требованиям по технике безопасности, степени автоматизации и эффективности. Может подключаться к системам «умный дом», что существенно улучшает параметры микроклимата в помещениях и экономит энергоносители. Имеет два недостатка. Первый всем известен – большая мощность выдвигает особые требования к электропроводке, необходимы согласования с контролирующими организациями. Второй недостаток известен только практикам. Нагрев воды осуществляется специальным элементом теном, площадь его поверхности незначительна. Во многих регионах вода очень жесткая, на нагревательном элементе откладываются твердые соли. Толщина отложений всего в один миллиметр понижает коэффициент полезного действия примерно на 5–10%. Кроме того, из-за них ухудшается процесс теплообмена между нагревателем и водой, температура его нагрева превышает критическую, это становится причиной быстрого выхода устройства из строя. Что касается различных фильтров очистки воды от растворов солей, то их фактические возможности очень далеки от рекламируемых.
Твердотопливный	Чаще всего используется на дачах или в загородных поселках, в которых отсутствует природный газ. Современные модели увеличивают время горения топлива, что упрощает эксплуатацию котла. Но подключать их к системам комбинированного отопления не рекомендуется из-за сложности регулировки температуры теплоносителей.

Все современные твердотопливные котлы имеют еще один существенный недостаток, о нем не упоминают производители.

Проблемы твердотопливных котлов

Почему профессионалы настоятельно не рекомендуют подключать к комбинированным системам обогрева твердотопливные котлы? Мы не будем останавливаться на том, что температура нагрева теплоносителя зависит не от пожеланий жильцов, а от физических характеристик и параметров горения топлива, это понимает большинство потребителей. Твердотопливные котлы имеют еще один неприятный недостаток.

Увеличения коэффициента полезного действия можно добиться одним способом – увеличить количество передаваемой энергии топлива (огня и дыма) емкости с водой. Достигается это путем увеличения площади поверхности контакта и длительности передачи энергии. Размеры емкости имеют прямое влияние на габариты котла, злоупотреблять этим параметром нельзя. Для повышения теплоотдачи конструкторы дополнительно замедляют процесс горения за счет ограничения подачи к топливу кислорода, так оно горит длительный период времени. Но уменьшение кислорода автоматически уменьшает тягу и температуру дыма.

Котел длительного горения на твердом топливе

Все виды твердого топлива в результате горения продуцируют много пепла и сажи, при недостатке кислорода их количество еще более увеличивается. Топливо имеет определенную влажность, при горении выделяется пар. Пар конденсируется на стенках дымохода, к нему прилипает сажа и со временем тяга полностью исчезает. Такая ситуация может стать причиной трагических возникновения ситуаций.

Скопление сажи на внутренних стенках дымохода

Важно. Для твердотопливных котлов есть один важный показатель. Температуры дыма на выходе их дымохода не может быть ниже +120°С, при таких условиях трубы не забиваются. Ни один из существующих твердотопливных котлов не удовлетворяет это требование.

В домах с обыкновенным печным отоплением дымоходы периодически прочищаются сильным горением, в современных закрытых отопительных системах так сделать нельзя. Вода может закипеть, а установленные расширители закрытого типа. Как следствие – разрыв пластиковых труб, котла или нарушение герметизации фитингов.

Отопительные радиаторы

Технические параметры отопительных радиаторов оказывают заметное влияние на эффективность всей системы.

Вид радиаторов	Технические и эксплуатационные параметры
Чугунные	Традиционные, но устаревшие элементы, имеют большие размеры и вес. Выдерживают рабочее давление до 10 атм., тестовое более 15 атм. Срок службы – не менее 50 лет, есть возможность изменять количество секций одной батареи. Совместимы со всеми стандартными трубопроводами, теплоотдача в пределах 120 Вт, но этот показатель может существенно изменяться в зависимости от количества слоев краски и толщины пыли. Минусы – некрасивый дизайн, особенности технологического процесса производства не позволяются создавать современный внешний вид.
Алюминиевые	Имеют небольшой вес и большую теплоотдачу. Рабочее давление до 12 атм., имеют более современный дизайн. Количество секций может изменяться с учетом размеров помещений. По стоимости существенно превосходят чугунные.
Биметаллические	Основной металл – алюминий, трубки из стали (повышается устойчивость к высокому давлению). Самые дорогие радиаторы, имеют отличный дизайн.
Стальные (панельные)	В настоящее время применяются довольно редко. Преимущества – невысокая стоимость. Недостаток – велика вероятность появления протечек в некачественных сварных швах, небольшая площадь теплопередачи. Еще один недостаток – стальные радиаторы имеют стандартные размеры.

Практический совет. Выбирайте радиаторы с самой большой площадью обогрева, все остальные преимущества – рекламные ходы производителей. Коэффициент всех без исключения металлов и сплавов почти одинаковый, незначительная разница никакой заметной роли не играет.

Цены на радиаторы отопления Rifar

Радиаторы отопления Rifar

Виды систем для обогрева пола

Есть две принципиально разные системы, рассмотрим их сильные и слабые стороны. Выбор схемы повлияет на комфортность пребывания в жилых помещениях, имейте это в виду во время принятия решения, учитывайте не только технические параметры различных схем, но и особенности помещений и существующих отопительных систем.

Водяной теплый пол

Позволяет получать равномерный подогрев пола, совместим с некоторыми существующими системами отопления домов старой застройки. К недостаткам относится сложность оборудования и монтажных работ и высокая сметная стоимость. Кроме того, водяная система уменьшает высоту помещения минимум на 10 см за счет бетонной стяжки. Для создания монтажной схемы помещение разбивается на отдельные участки с учетом размеров и конфигурации пола, каждый контур должен иметь примерно одинаковую длину труб, в противном случае нагрев будет неравномерным по площади. В зависимости от технологии строительства водяной пол может иметь несколько схем монтажа.

1. По бетонному основанию. Состоит из слоя теплоизоляции по бетонному основанию, металлической сетки для укладки труб, трубопроводов, верхней стяжки и финишного полового покрытия.

   Укладка пенополистирола

   Разводка труб

   Укладка сетки

   Крепление трубы к сетке

2. Полистирольная. Более современный метод укладки водяного теплого пола, цементно-песчаной стяжки делать нет надобности. На теплоизоляционный слой укладываются специальные полистирольные плиты с местами для фиксации пластиковых трубопроводов. Готовая разводка накрывается гипсоволоконными плитами, на которые укладывается финишное половое покрытие.

   Маты IPS, укладка

   Маты для теплого водяного пола

Общий недостаток водяного подогрева пола – аварийные ситуации имеют очень серьезные последствия. Наиболее сложные элементы водяного теплого пола смесительный узел и коллектор.

Описание видов смесительных узлов

Смесительный узел обеспечивает постоянную и сбалансированную циркуляцию нагретой воды по уложенным контурам, изменяет скорость движения, самостоятельно поддерживает заданную температуру нагрева пола и теплоносителя. В зависимости от конструкционных особенностей может иметь несколько видов:

• с последовательным соединением водяного насоса и двухходовым термоклапаном;
• с последовательным соединением водяного насоса и трехходовым термоклапаном;
• с последовательным соединением водяного насоса, трехходовой термоклапан функционирует со сходящимися в одном узле потоками;
• с параллельным присоединением водяного насоса, термоклапан двухходовой;
• водяной насос подсоединен параллельно, термоклапан трехходовой.

Смесительный узел для теплого пола

Каждая схема имеет свои особенности, подбор осуществляется с учетом технических параметров и количества контуров подогрева.

Разводка труб для радиаторов и теплого водяного пола

Видео — Комбинированные системы отопления и их подключение

Распределительные коллекторы

Предназначены для подключения в одном месте всех отопительных устройств системы подогрева пола. В зависимости от номенклатуры и количества дополнительного специального оборудования могут быть простыми и усовершенствованными. Простые не имеют никакой арматуры и служат только для соединения фитингов. Усовершенствованные имеют датчики контроля, устройства исполнения, измерительные приборы и т. д.

Электрический и инфракрасный теплый пол

В электрических системах проводка делается кабелями, нагревающими половые покрытия. Этот вариант считается устаревшим, компании-производители предлагают более современное решение теплых полов с использованием электроэнергии – инфракрасные. Для подогрева применяются специальные пленки с карбоновыми нагревательными элементами.

Инфракрасный теплый пол

Преимущества теплых полов с подогревом электроэнергией – простота монтажа и отсутствие мокрых этапов.

Монтаж инфракрасного теплого пола

Еще одно достоинство – терморегулятор можно установить в любом незаметном месте, габариты устройства всего несколько сантиметров.

Установка терморегулятора

Крепление подключенного терморегулятора

Для подогрева помещений требуется, чтобы нагреватели имели максимальную мощность в пределах 100 Вт на квадратный метр, а среднее значение потребляемой мощности 20–40 Вт. Такие эксплуатационные характеристики существенно упрощают процесс монтажа, незначительное увеличение потребления электрической энергии часто не требует предварительных согласований с владельцами компаний. Именно для этого варианта дадим пошаговую инструкцию установки.

Монтаж электрического подогрева пола в комбинированной системе отопления

В дополнение к основной системе отепления будет устанавливаться теплый пол с электроподогревом под керамическую плитку. Мы уже упоминали, что это оптимальный по всем показателям вариант. Принимаем во внимание, что слой теплоизоляции уже установлен.

Инструменты для работы

Шаг 1. Подсчитайте площадь помещения и купите систему теплого пола. Конкретная марка не имеет значения, все ответственные производители выпускают товары с похожими техническими характеристиками. Проверьте комплектность оборудования, изучите прилагаемую инструкцию.

Комплект теплого пола

Шаг 2. Нарисуйте схему помещения с учетом расположения мебели и крупногабаритной бытовой техники. Продумайте раскрой отопительных пластин.

Схема помещения

По схеме будут уложены нагревательные элементы

Важно. Перед тем как начинать разрезать маты, ознакомьтесь с рекомендациями производителей. Неправильное разрезание может их полностью испортить.

Шаг 3. Подготовьте отверстие в стене под пульт управления системой, оно может располагаться в любом удобном месте. Но следует попытаться уменьшить расстояние от разводки для запитки, во время определения места монтажа пульта управления продумайте способ подключения питания. Одновременно сделайте канавки для подвода кабелей и датчика. Работать можно при помощи электрического перфоратора или вручную зубилом и молотком.

Штроба и коробка

Шаг 4. Временно при помощи гипсового раствора закрепите коробку пульта, подведите к ней гофрированные шланги электрических кабелей и установки датчика температуры. При этом имейте в виду, что датчик не может располагаться непосредственно у нагревающих элементов, такое положение будет искажать измерения.

Укладка гофрированных шлангов с датчиками

Штроба заделана раствором

Шаг 5. Уберите с поверхности пола пыль и строительный мусор. Для увеличения прочности поверхности стяжки можно ее прогрунтовать, выбирайте составы глубокого проникновения.

Нанесение грунтовки

Шаг 6. С учетом предварительно нарисованного эскиза раскладки нагревательных элементов разрежьте их и положите на основание. Работы выполняйте очень внимательно, не повредите токопроводящие элементы.

Укладка и разрезание нагревательных элементов

Полотно развернуто, продолжается укладка. Общий провод не поврежден

Практический совет. Если на участок пола нельзя уложить провода в сетке, то их можно растянуть волнообразно и зафиксировать положение скотчем.

Провод зафиксирован скотчем

Шаг 7. Присоедините к концевикам контакты для подключения питания. Для того чтобы концевики не выступали над плоскостью пола, под них нужно сделать небольшие углубления.

Подключен провод. В подложке сделано углубление

Шаг 8. Подведите кабели питания к коробке пульта управления. Рекомендуется их прокладывать под плинтусами, в этих местах они не будут перегреваться.

Кабели подведены к коробке

Шаг 9. Установите в гофрированную трубу датчик температуры и заведите его провод в коробку.

Шаг 10. При помощи тестера проверьте надежность и правильность всех соединений. Помните, что по европейским стандартам цвет изоляции провода заземления желтый с зеленой продольной полосой. Сопротивление изоляции должно быть не менее 10 мΩ, прозвоните ее омметром.

Проверка тестером

Проверка омметром

 

Шаг 11. Согласно прилагаемой схеме подключите все провода к пульту управления. На короткое время подайте питание и проверьте работоспособность всех элементов, отключите питание, подождите, пока нагревательные элементы полностью остынут.

Подключение терморегулятора

Шаг 12. Закройте систему тонким слоем наливного пола.

Заливка наливного пола

Пол отделан керамической плиткой

Включение комбинированной системы делайте в зависимости от температуры в помещении и климатических условий на улице.

Видео — Комбинированная система отопления. Радиаторы и теплый пол, схема

Комбинированная система отопления: нюансы | СК «Стройудача»

Смешанная система отопления представляет собой гармоничную комбинацию различных способов отопления жилого деревянного строения. С помощью современных технологий эксперты разрабатывают удобные отопительные агрегаты, которые оптимально совмещают классические и новые варианты отопления.

Главное различие смешанной теплоподачи от обычной заключается в наличие двух специальных камер сгорания. Первое оборудование предназначено для газа или жидкостей (дизель), второе – для твердотопливного материала.

3 причины выбрать комбинированный вариант

Этот способ отопления обладает высоким КПД, с его помощью не просто получают необходимое количества тепла, но рационально используют его. Современные тепловые насосы и специальные коллекторы позволяют жильцам значительно экономить на расходах.

Владельцы загородной недвижимости часто устанавливают комбинированную систему отопления, которая функционирует благодаря использованию газа или дров. Оборудование обладает различными горелками и функциональными топочными камерами. Для выбора топлива достаточно сменить горелку на подходящий вариант за короткое время.

Преимущества:

• беспрерывное отопление и работа приборов;
• устанавливается как в домиках дачного типа, так и в просторных коттеджах;
• нет дополнительных расходов на монтаж второго котла.

Бесспорное удобство в эксплуатации сделало этот способ привлекательным и распространенным среди владельцев загородной недвижимости.

Способы комбинированного отопления

Схема комбинированного отопления тщательно продумывается еще на стадии проектирования отопительной системы. Производство отопительного оборудования постоянно совершенствуется. Поэтому появляются новейшие устройства, которые наделены высокими техническими характеристиками, но при этом экономят финансовые средства владельцев недвижимости. Комбинированное отопление – это надежный и продуктивный способ обогрева помещений при минимальных вложениях. Совмещенное оборудование отлично дополняет друг друга и увеличивает КПД.

При выборе отопительных приборов важно учитывать не только совместимость устройств, но и площадь помещений, а также потребности некоторых комнат в отоплении. Рассмотрим подробнее некоторые варианты комбинаций.

Газ/дрова (уголь)

Комбинацию «газ + дрова» владельцы организуют самостоятельно. Здесь обогрев с помощью газа удачно совмещается с дровяным или угольным отоплением. Для создания такого комбинированного оборудования приобретают многотопливный агрегат.

Специальное многотопливное устройство снабжено системой безопасности и автоматизировано, но большая часть работы все равно лежит на владельце – обращение с оборудованием требует повышенной внимательности. Такая система в сравнении с аналогами дешевая и получила широкое распространение.

Электричество/дрова (уголь)

Комбинированное отопление частного дома в некоторых случаях совмещает обогрев с помощью электричества и твердого топлива (дрова, уголь, кокс, древесные отходы). Эти котлы работают от 220-380 В, а их мощность варьируется от 4 кВт до 9 кВт. Определенные модели функционируют посредством переключения с одной фазы сразу на несколько, а потом возвращаются в первоначальное состояние.

Такое решение отлично подойдет для садоводов и дачников, которые проживают в дачном домике не круглой год, а только теплый сезон.

Важно! В то время, как собственники находятся в доме, его топят дровами, обеспечивая уют и комфорт всем жителям, а в моменты отъезда владельцы устанавливают автоматический электрический обогрев, который позволяет поддерживать оптимальную температуру внутри помещений.

Единственный недостаток – высокая стоимость электрического обогрева. Но если он не смущает собственников, то это решение станет лучшим выбором.

Газ/дизель

Такое комбинированное отопление дома часто применяют собственники загородной недвижимости для тщательного обогрева помещений. Переход от одного вида к другому прост – достаточно сменить горелку. Все горелки идут при покупке в комплекте. Замена осуществляется без особых хлопот, а подробная инструкция ответит на все вопросы. Удобство в эксплуатации объясняется одной камерой сгорания для разных видов топлива.

Важно! Эта комбинация крайне эффективна с технической стороны, хотя стоимость газа и дизеля различается.

Оптимальная производительность оборудования напрямую зависит от качества изготовленного теплообменника. Такое устройство производится из стали или чугуна, а по видам классифицируют на соединенные и раздельные. Владельцы утверждают, что совмещенная система «газ + дизель» эффективнее и дешевле, чем водяное отопление при длительной эксплуатации.

Газ/дизель/дрова (уголь)/электричество

Такой смешанный вариант предпочитают использовать владельцы, которые склонны к выбору универсальных решений. Эти комбинированные котлы на главных и часто используемых видах топливных ресурсов. 

Универсальное комбинированное отопление подходит для отдаленных местностей, но использовать его получится только на тех территориях, где изначально проложен газопровод. Вариант особенно удобен в случае, когда случаются перебои в подаче электроэнергии и газа. Дров будет достаточно, тем более что их покупают или рубят сами – проблема с запасом дров на зимний период решается быстро. Смешанное отопление, использующее основные виды топливных ресурсов, поможет справиться с обогревом в суровых экстремальных условиях.

Радиаторы/теплый пол

Частым случаем является отопление помещений посредством использования радиаторов, совмещенных с системой «теплый пол». Последняя позволяет прогревать не весь дом целиком, а только отдельные участки пола.

Рассмотрим основные особенности представленного комбинированного варианта.

• В определенный контур конструкции «теплый пол» устанавливают специальный клапан, который уменьшает температуру возвращающейся из конструкции воды.
• Головка клапана реагирует на малейшее изменение температурного режима внутри устройства. Если температура превысит заданные показатели, то клапан автоматически перекрывается, а вода не попадает в оборудованный теплообменник.
• Существуют традиционные клапаны, которые устанавливают в специальную распределительную коробку, и нестандартные варианты, предназначенные для монтажа в настенные конструкции.
• Они устроены так, чтобы способствовать быстрому подключению к элементам радиаторного обогрева. Бокс с компонентами обезвоздушивания эксперты советуют монтировать в случае, если теплый пол расположен на расстоянии от коллектора.
• Такой смешанный вариант приемлем тогда, когда площадь территории с теплообменником не больше 15 кв. м.

К положительным сторонам такого выбора причисляют простоту в установке и эксплуатации, а также приемлемую стоимость монтажа.

Делаем выводы

Смешанный обогрев помещений станет рациональным выходом из ситуации, когда одного источника тепла недостаточно. Владелец должен четко определить, насколько есть потребность в установке комбинированного отопления. Ведь на обогрев разными видами топлива уходит больше финансовых средств, да и затраты человеческих ресурсов не всегда соизмеримы. Часто хватает монотопливного котла для обогрева помещений.

Комбинированное отопление частного дома, смешанная система

Не в каждой местности есть такое удобство, как газопроводная магистраль. Именно поэтому жителям отдаленных мест и любителям отдохнуть на даче приходится искать альтернативные способы обогрева своего дома. Ведь такая сфера, как производство оборудования для отопления домов, не стоит на месте, а развивается, поэтому сегодня, кроме газового отопления, можно оборудовать комбинированное отопление частного дома – эффективный способ обогреть жилище. Такой вариант – это сочетание разных систем отопления, которые удачно дополняют друг друга, позволяя использовать одну энергию, пока отсутствует другая.

Комбинированное отопление частного дома

Представитель комбинированного отопления частного дома – это многотопливный котел. Если вы хотите такой купить, то при выборе его нужно учесть то, что универсальные котлы обладают определенной мощностью. Это важный фактор, который обусловливает эффективность отопления. Важно учитывать и площадь здания, и потребности в его отоплении. Рассмотрим же, какие сочетания систем отопления являются наиболее распространенными и эффективными.

Газовое + дизельное отопление

Такая комбинированная система отопления – это очень распространенный способ обогрева. И это обусловлено тем, что переход с одного топлива на другое производится только таким действием, как замена горелки. Горелка идет в комплекте к устройству. При замене не нужно производить сложные операции по настройке, а инструкция ответит на все вопросы. Простота такой операции объясняется тем, что для газа и дизельного топлива применяется одна и та же камера сгорания.

Если оценивать с технической точки зрения, то это очень эффективное совмещение, хоть стоимость солярки отличается от стоимости газа.

Комбинация газового и дизельного котла в системе отопления

Ресурс работы устройства зависит, в основном, от такого параметра, как качество теплообменника. Этот элемент может быть выполнен из чугуна, стали, быть совмещенным или раздельным. Многие пользователи такой системы говорят, что если у вас рядом с домом проходит газовая магистраль, то лучше не просто оборудовать водяное отопление, а сделать комбинированное отопление дома газом и соляркой. Это дешево не только при приобретении, но и в дальнейшей работе.

Газовое + твердотопливное отопление

Своими руками вы можете оборудовать и такую комбинацию, как газовое отопление, совмещенное с отоплением на твердом топливе. Для этого потребуется многотопливное устройство, использующее еще дрова и уголь.

Рекомендуем к прочтению:

Твердотопливный и газовый котел

Устройство, конечно, имеет контроль безопасности и специальную автоматическую систему, однако они сведены к минимуму, поэтому с такими устройствами при работе требуется повышенное внимание пользователя. Но если сравнивать их с аналогами, то такие агрегаты дешевые, а поэтому и популярны.

Электрическое + твердотопливное отопление

Также комбинированные системы отопления частного дома могут быть представлены и в таком виде, как совмещение электрического отопления с твердотопливным. Такие котлы обычно могут функционировать от 220 или 380 В, а мощность таких агрегатов колеблется от 4 до 9 кВт. А некоторые модели могут также работать, переключаясь с одной фазы на три, и обратно.

Электрический и твердотопливный котел

Конечно, подобные варианты для дачников – прекрасное решение, так как на даче они проживают не круглый год.

Когда владельцы дома находятся в нем, то можно отапливать дом дровами, создавая уют, а вот во время отъезда включать автоматический режим, который будет поддерживать температуру на необходимом уровне.

Конечно, здесь пользователей может смутить стоимость электричества, однако если нет других вариантов – то приходится использовать такую схему.

Газовое + дизельное + твердотопливное + электрическое отопление

Иногда встречается и такая смешанная система отопления частного дома – у тех, кто ценит в работе максимальную универсальность. Такие котлы способны работать на четырех основных видах топлива. Здесь можно использовать, если говорить о твердом топливе, и дрова, и уголь, и кокс, и брикеты, и даже обычные отходы пиломатериалов.

Рекомендуем к прочтению:

Смешанная система отопления различными источниками тепла

Конечно, подобная система хорошо подойдет для тех местностей, которые отдалены от цивилизации, хоть где и проходит газопровод. Однако если наблюдаются стабильные перебои в электричестве и газе – такая схема комбинированного отопления дома спасет вас. К тому же, дров вполне достаточно – их можно как нарубить, так и приобрести. Поэтому оборудование и работа с таким агрегатом отлично подойдут для экстремальных условий.

Пиролизный + электродный котел

Еще одна комбинированная система отопления двухэтажного дома. Если ваш дом служит в качестве дачи, то система подойдет.

Пиролизный и электродный котлы позволят поддерживать температуру, пока вас не будет дома.

Конечно, это уже два агрегата – не один многотопливный котел, как было в предыдущих случаях. Но такая схема комбинированного отопления уже успела заявить о себе.

Заключение

Несомненно, комбинированное отопление является прекрасным изобретением для тех, у кого есть проблемы с одним из источников тепла. Но в данном случае всегда будет уместным вопрос, а нужно ли это именно вам? Если вам требуется постоянно поддерживать температуру в водяном контуре, то здесь нужно будет вмешательство электричества, так как только вследствие бесперебойной подачи энергоносителя такой режим сможет быть обеспечен.

Однако если нет необходимости оборудовать комбинированное отопление загородного дома или частного, то проще будет установить монотопливный традиционный котел, который будет работать, к примеру, только на газу или только на твердом топливе. Это будет дешевле, да и ресурсы не будут пропадать зря.

Комбинированное отопление частного дома — Мосводострой

Комбинирование различных источников тепла: газ, электричество и твердое топливо

Комбинированной называют не только систему с радиаторами и теплыми полами в одном контуре, но и вариант с использованием нескольких источников тепла. Достаточно популярны котлы, которые могут работать на твердом топливе и электричестве или использовать другие варианты комбинации твердого топлива, газа и электроэнергии. Существуют также универсальные котлы, легко преобразующие в тепловую энергию любое топливо.

По желанию заказчика также возможно обустройство системы отопления с несколькими котлами, каждый из которых использует определенный вид ресурсов.

Зачем нужна система отопления, использующая разное топливо:

• стабилизация системы и бесперебойность отопления – например, в случае отключения магистрального газа можно запустить твердотопливный котел и контур не пострадает. Аналогично работают варианты с электроэнергией и другими видами ресурсов – в случае отсутствия возможности отопления одним типом топлива просто запускают котел, работающий на другом источнике тепла;
• экономия – в областях, где отсутствует магистральное газоснабжение, нередко ставят комбинированные системы отопления, что позволяет сэкономить и получить более ровное тепло (простые модели твердотопливных котлов практически всегда приводят к перепадам температуры в системе из-за неравномерного сгорания топлива, а подключение газа в эту систему позволяет сгладить такие колебания). Ещё одним вариантом экономии является комбинированное отопление с электрокотлом – ночью в льготный тариф топят электричеством, а днём поддерживают температуру с помощью твердого топлива или газа.

Выбор комбинированного отопления всегда индивидуален, необходимо рассматривать доступность источников тепла, а также возможность их постоянного использования. Если в вашем регионе есть проблемы с бесперебойными поставками газа или электричества, то системы, работающие только на таких ресурсах ненадежны, а тепло дома слишком зависит от обеспечивающей компании.

Что такое ТЭЦ? | Партнерство по комбинированному производству тепла и электроэнергии (ТЭЦ)

ТЭЦ — это энергоэффективная технология, которая вырабатывает электричество и улавливает тепло, которое в противном случае было бы потрачено на производство полезной тепловой энергии, такой как пар или горячая вода, которую можно использовать для отопления, охлаждения, горячего водоснабжения и промышленных процессов. ТЭЦ может располагаться на отдельном объекте или в здании, либо быть источником энергии или коммунального предприятия. ТЭЦ обычно размещается на объектах, где есть потребность как в электроэнергии, так и в тепловой энергии.

Почти две трети энергии, используемой при традиционном производстве электроэнергии, тратится впустую в виде тепла, выбрасываемого в атмосферу. Дополнительная энергия тратится впустую при распределении электроэнергии конечным пользователям. Улавливая и используя тепло, которое в противном случае было бы потрачено впустую, и избегая потерь при распределении, ТЭЦ может достичь КПД более 80 процентов по сравнению с 50 процентами для типичных технологий (т. Е. Обычного производства электроэнергии и установки бойлера на месте).

Общие конфигурации ТЭЦ

Две наиболее распространенные конфигурации систем когенерации:

• Турбина внутреннего сгорания или поршневой двигатель с рекуператором тепла
• Котел паровой с паровой турбиной

Турбина внутреннего сгорания или поршневой двигатель с рекуператором тепла

Системы ТЭЦ с турбиной внутреннего сгорания или поршневым двигателем сжигают топливо (природный газ, нефть или биогаз), чтобы заставить генераторы производить электричество, и используют устройства рекуперации тепла для улавливания тепла от турбины или двигателя. Это тепло преобразуется в полезную тепловую энергию, обычно в виде пара или горячей воды.

Паровой котел с паровой турбиной

В паровых турбинах процесс начинается с производства пара в котле. Затем пар используется для вращения турбины, чтобы запустить генератор для производства электроэнергии. Пар, покидающий турбину, можно использовать для производства полезной тепловой энергии. Эти системы могут использовать различные виды топлива, такие как природный газ, нефть, биомасса и уголь.

Каталог технологий когенерации включает исчерпывающий перечень технологий когенерации и предоставляет информацию об их стоимости и эксплуатационных характеристиках.

Приложения ТЭЦ

ТЭЦ используется более чем на 4400 объектах по всей стране, в том числе:

• Коммерческие здания — офисные здания, гостиницы, клубы здоровья, дома престарелых
• Жилой —кондоминиумы, кооперативы, квартиры, планируемые сообщества
• Учреждения — колледжи и университеты, больницы, тюрьмы, военные базы
• Муниципальный — районные энергосистемы, очистные сооружения, школы К-12
• Производители —химия, рафинирование, этанол, целлюлоза и бумага, пищевая промышленность, производство стекла

Ряд факторов, зависящих от конкретной площадки, определят, может ли ТЭЦ быть подходящей с технической и экономической точки зрения для вашего предприятия. Ответьте на несколько простых вопросов, чтобы определить, подходит ли ваше предприятие для ТЭЦ.

Начало страницы

Комбинированная система охлаждения и нагрева — обзор

3 Термодинамический анализ

Предлагаемая система тригенерации проанализирована с использованием анализа энергии и эксергии. Производительность системы оценивается с использованием показателей энерго- и эксергетической эффективности. Кроме того, также получается информация о скоростях эксергетического разрушения в различных компонентах системы. Анализ включает допущения:

•

Турбины и насосы работают адиабатически.

•

Изменения кинетической и потенциальной энергий и эксергий незначительны.

•

Изэнтропический КПД турбин и насосов составляет 80%.

•

Потери давления в трубопроводах и теплообменниках незначительны.

•

Заданная температура или температура мертвого состояния составляет T ₀ = 25 ° C, а давление составляет P ₀ = 101. 3 кПа.

•

Система работает в установившемся режиме.

Общий баланс расхода энергии для контрольного объема записывается как:

(1) ∑im˙i − ∑em˙e = dmcvdt

Общий баланс расхода энергии для контрольного объема выражается как:

(2) Q˙ − W˙ + ∑im˙i (hi + Vi22 + gZi) −∑em˙e (he + Ve22 + gZe) = dEcvdt

Энтропия генерируется во время процесса из-за необратимости. Скорость генерации энтропии для контрольного объема выражена Бежаном [25] как:

(3) S˙gen = dScvdt + ∑em˙ese − ∑im˙isi − ∑kQ˙kTk

Анализ эксергии является важным аспектом термодинамический анализ тепловых систем [26].Баланс скорости эксергии для данного контрольного объема можно записать как:

(4) E˙xQ + ∑im˙iexi = ∑em˙eexe + E˙xw + E˙xd

, где физическая эксергия в заданной точке состояния можно оценить как:

(5) ex = h − ho − T0 (s − s0)

Уравнения баланса скорости для каждого компонента системы следующие:

Камера вспышки: уравнение баланса массы для камеры испарения записывается как :

(6) m˙1 = m˙2

Уравнение баланса энергии для испарительной камеры записывается как:

(7) m˙1h2 = m˙2h3

Уравнение баланса энтропии для испарительной камеры имеет вид записывается как:

(8) m˙1s1 + S˙gen, FS = m˙2s2

Уравнение баланса эксергии для камеры вспышки записывается как:

(9) m˙1ex1 = m˙2ex2 + E˙ xd, FS

Турбина 1: Уравнение баланса массы для турбины 1 записывается как:

(10) m˙3 = m˙4

Уравнение баланса энергии для турбины 1 записывается как:

(11) m ˙3h4 = W˙T1 + m˙4h5

Энтропийный баланс Уравнение ce для турбины 1 записывается как:

(12) m˙3s3 + S˙gen, T1 = m˙4s4

Уравнение баланса эксергии для турбины 1 записывается как:

(13) m˙3ex3 = W ˙T1 + m˙4ex4 + E˙xd, T1

Электроэнергия, вырабатываемая турбиной 1, может быть оценена как:

(14) E˙elec1 = ηgW˙T1

где ηg обозначает эффективность электрического генератора.

Теплообменник 1: Уравнение баланса массы для теплообменника 1 записывается как:

(15) m˙6 = m˙7andm˙10 = m˙11

Уравнение баланса энергии для теплообменника 1 записывается как:

(16) m˙6h6 + m˙10h20 = m˙7h7 + m˙11h21

Уравнение баланса энтропии для теплообменника 1 записывается как:

(17) m˙6s6 + m˙10s10 + S˙gen , HX1 = m˙7s7 + m˙11s11

Уравнение баланса эксергии для теплообменника 1 записывается как:

(18) m˙6ex6 + m˙10ex10 = m˙7ex7 + m˙11ex11 + E˙xd, HX1

Теплообменник 2: Уравнение баланса массы теплообменника 2 записывается как:

(19) m˙7 = m˙8andm˙13 = m˙14

Уравнение баланса энергии для теплообменника 2 записывается как:

(20) m˙7h7 + m˙13h23 = m˙8h8 + m˙14h24

Уравнение баланса энтропии для теплообменника 2 записывается как:

(21) m˙7s7 + m˙13s13 + S˙gen , HX2 = m˙8s8 + m˙14s14

Уравнение баланса эксергии для теплообменника 2 записывается как:

(22) m ˙7ex7 + m˙13ex13 = m˙8ex8 + m˙14ex14 + E˙xd, HX2

Обеспечиваемое централизованное теплоснабжение выражается как:

(23) Q˙DH = m˙13 (h24 − h23)

Турбина 2: Уравнение баланса массы турбины 2 записывается как:

(24) m˙11 = m˙12

Уравнение баланса энергии для турбины 2 записывается как:

(25) m˙11h21 = W˙T2 + m˙12h22

Уравнение баланса энтропии для турбины 2 записывается как:

(26) m˙11s11 + S˙gen, T2 = m˙12s12

Уравнение баланса эксергии для турбины 2 записывается как:

(27) m˙11ex11 = W˙T2 + m˙12ex12 + E˙xd, T2

Электроэнергия, вырабатываемая турбиной 2, может быть оценена как:

(28) E˙elec2 = ηgW˙T2

где ηg обозначает КПД электрогенератора.

Конденсатор 1: Уравнение баланса массы для конденсатора 1 записывается как:

(29) m˙12 = m˙9

Уравнение баланса энергии для конденсатора 1 записывается как:

(30) m˙12h22 = Q˙l, C1 + m˙9h9

Уравнение баланса энтропии для конденсатора 1 записывается как:

(31) m˙12s12 + S˙gen, C1 = m˙9s9 + Q˙l, C1T0

Эксергия уравнение баланса для конденсатора 1 записывается как:

(32) m˙12ex12 = m˙9ex9 + Q˙l, C1 (1 − T0TC1) + E˙xd, C1

Насос 1: уравнение баланса массы для насоса 1 записывается как:

(33) m˙9 = m˙10

Уравнение баланса энергии для насоса 1 записывается как:

(34) m˙9h9 + W˙P1 = m˙10h20

Баланс энтропии Уравнение для насоса 1 записывается как:

(35) m˙9s9 + S˙gen, P1 = m˙10s10

Уравнение баланса эксергии для насоса 1 записывается как:

(36) m˙9ex9 + W˙ P1 = m˙10ex10 + E˙xd, P1

Уравнения баланса расхода для абсорбционной системы охлаждения следующие [27]:

Generat или: Тепло, подводимое к генератору паром, можно записать следующим образом:

(37) Q˙gen = m˙5 (h5 − h5)

Уравнение баланса полной массы для генератора системы абсорбционного охлаждения можно записать как:

(38) m˙21 = m˙15 + m˙22

Уравнение массового расхода аммиака для генератора можно записать как:

(39) x21m˙21 = x15m˙15 + x22m˙22

где x представляет собой массовую долю аммиака.

Уравнение баланса расхода энергии для генератора можно записать как:

(40) m˙21h31 + Q˙gen = m˙15h25 + m˙22h32

Конденсатор 2: Уравнение баланса массы для конденсатора 2 записывается как :

(41) m˙15 = m˙16

Уравнение баланса энергии для конденсатора 2 записывается как:

(42) m˙15h25 = Q˙l, C2 + m˙16h26

Уравнение баланса энтропии для конденсатора 2 записывается как:

(43) m˙15s15 + S˙gen, C2 = m˙16s16 + Q˙l, C2T0

Уравнение баланса эксергии для конденсатора 2 записывается как:

(44) m ˙15ex15 = m˙16ex16 + Q˙l, C2 (1 − T0TC2) + E˙xd, C2

Дроссельный клапан 1: Уравнение баланса массы для дроссельного клапана 1 записывается как:

(45) m˙16 = m˙17

Уравнение баланса энергии для дроссельного клапана 1 записывается как:

(46) m˙16h26 = m˙17h27

Уравнение баланса энтропии для дроссельного клапана 1 записывается как:

(47) m˙16s16 + S˙gen, TV1 = m˙17s17

Эксергия ba Уравнение фурмы для дроссельного клапана 1 записывается как:

(48) m˙16ex16 = m˙17ex17 + E˙xd, TV1

Испаритель: Уравнение баланса массы испарителя записывается как:

(49) m ˙17 = m˙18

Уравнение баланса энергии для испарителя записывается как:

(50) m˙17h27 + Q˙EV = m˙18h28

Уравнение баланса энтропии для испарителя записывается как:

(51) m˙17s17 + Q˙EVT0 + S˙gen, EV = m˙18s18

Уравнение баланса эксергии для испарителя записывается как:

(52) m˙17ex17 + Q˙EV (1 − T0TEV) = m˙18ex18 + E˙xd, EV

Абсорбер: Уравнение баланса массы абсорбера записывается как:

(53) m˙18 + m˙24 = m˙19

Уравнение баланса массы аммиака для поглотитель записывается как:

(54) x18m˙18 + x24m˙24 = x19m˙19

, где x представляет собой массовую долю аммиака.

Уравнение баланса энергии поглотителя записывается как:

(55) m˙18h28 + m˙24h34 = m˙19h29 + Q˙abs

Уравнение баланса эксергии для поглотителя записывается как:

(56 ) m˙18ex18 + m˙24ex24 = m˙19ex19 + Q˙abs (1 − T0Tabs)

Дроссельный клапан 2: уравнение баланса массы для дроссельного клапана 2 записывается как:

(57) m˙23 = m˙ 24

Уравнение баланса энергии для дроссельного клапана 2 записывается как:

(58) m˙23h33 = m˙24h34

Уравнение баланса энтропии для дроссельного клапана 2 записывается как:

(59) m˙ 23s23 + S˙gen, TV2 = m˙24s24

Уравнение баланса эксергии для дроссельного клапана 2 записывается как:

(60) m˙23ex23 = m˙24ex24 + E˙xd, TV2

Насос 2: Уравнение баланса массы для насоса 2 записывается как:

(61) m˙19 = m˙20

Уравнение баланса энергии для насоса 2 записывается как:

(62) m˙19h29 + W˙P2 = m˙ 20h30

Уравнение баланса энтропии для pu mp 2 записывается как:

(63) m˙19s19 + S˙gen, P2 = m˙20s20

Уравнение баланса эксергии для насоса 2 записывается как:

(64) m˙19ex19 + W˙P2 = m˙20ex20 + E˙xd, P2

Теплообменник 3: Уравнения баланса массы для теплообменника 3 записываются как:

(65) m˙20 = m˙21andm˙22 = m˙23

Энергетический баланс уравнение для теплообменника 3 записывается как:

(66) m˙20h30 + m˙22h32 = m˙21h31 + m˙23h33

Уравнение баланса энтропии для теплообменника 3 записывается как:

(67) m˙ 20s20 + m˙22s22 + S˙gen, HX3 = m˙21s21 + m˙23s23

Уравнение баланса эксергии для теплообменника 3 записывается как:

(68) m˙20ex20 + m˙22ex22 = m˙21ex21 + m˙23ex23 + E˙xd, HX3

Пренебрегая работой насоса, COP абсорбционной системы охлаждения рассчитывается как:

(69) COPABCS = Q˙EVQ˙gen

, где Q˙EV обозначает охлаждение нагрузки, получаемой от испарителя, а Q˙gen обозначает подвод тепла к абсорбционной системе охлаждения. система крепления в генераторе.

Эффективность интегрированной системы можно оценить как отношение общей полезной выходной энергии к общей вложенной энергии [28]. Общий энергетический и эксергетический КПД системы рассчитывается как:

(70) ηov = E˙elec1 + E˙elec2 + Q˙EV + Q˙DHm˙1h2 − m˙8h8 − m˙5h5

(71) ψov = E˙elec1 + E˙elec2 + Q˙EV (1 − T0TEV) + Q˙DH (1 − T0TDH) m˙1ex1 − m˙8ex8 − m˙5ex5

Консультации — технический инженер | Применение комбинированных теплоэнергетических систем

Родни В. Оаттаут, ЧП, CEM, LEED AP, DLR Group, Оверленд-Парк, Кан.28 июня 2016 г.

Цели обучения:

• Объяснить комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ) и то, как его можно применить в коммерческих зданиях.
• Разработайте стратегию применения когенерационного оборудования в застроенной среде.
• Оцените и рассчитайте энергоэффективность системы когенерации.

---

Комбинированные теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) применяются на коммерческих объектах благодаря энергоэффективности, надежности и окупаемости инвестиций (ROI). Оборудование ТЭЦ может быть ключевым элементом в микросети для объекта или группы зданий в непосредственной близости. Характеристики системы микросетей включают оборудование для производства энергии, непосредственно обслуживающее потребляющее оборудование через локальную систему распределения электроэнергии. Надежный характер местного генерирующего оборудования обычно определяет, требуется ли дополнительная энергия от сетевого источника.

Другие примеры оборудования для производства энергии в микросетях включают генераторы, топливные элементы, батареи и возобновляемые источники энергии.Растущее использование микросетей в застроенной среде можно отнести к развитию когенерационных технологий, таких как ТЭЦ. Производство электроэнергии на месте снижает зависимость от электроэнергии из сети, повышая устойчивость к отключениям электроэнергии, отключениям и другим сбоям.

Наиболее распространенным типом технологии ТЭЦ, применимым для коммерческих проектов, является цикл долива, когда топливо сначала используется для выработки электроэнергии или механической энергии на объекте, а часть отходящего тепла от производства электроэнергии затем используется для выработки полезной тепловой энергии. Основные компоненты модуля ТЭЦ включают первичный двигатель, генератор, рекуперацию тепла и электрические соединения. Термин «первичный двигатель» — это общее описание, используемое в данном приложении для устройства, потребляющего топливо и приводящего в действие генератор для производства электроэнергии. Первичный двигатель также производит тепловую энергию, которую можно улавливать и использовать для других процессов на объекте, в которых используется пар или горячая вода. Есть несколько коммерчески доступных первичных двигателей, включая турбины, микротурбины, поршневые двигатели и топливные элементы.

Системы когенерации

доступны во многих размерах и конструктивных вариациях, но исходная посылка для этих вариаций одна и та же. Источник топлива, чаще всего природный газ, потребляется оборудованием ТЭЦ, которое производит электрическую и тепловую энергию.

Стратегия увеличения рентабельности инвестиций в энергоэффективное оборудование заключается в нахождении приложений, которые обеспечивают непрерывную работу в точке максимальной эффективности и возможность потреблять всю тепловую энергию, вырабатываемую ТЭЦ. Энергоэффективность систем ТЭЦ достигается двумя способами: производство двух источников энергии с использованием одного топлива и дополнительная эффективность, связанная с производством электроэнергии на месте, чтобы избежать потерь при передаче.

Одной из определяющих характеристик систем ТЭЦ является то, что произведенная тепловая энергия может быть в пять раз больше, чем произведенная электроэнергия. Другие технологии ТЭЦ имеют другое соотношение тепловой и электрической энергии. Например, двигатель, работающий на природном газе, вырабатывает примерно одинаковое количество тепловой и электрической энергии.Системы ТЭЦ, основанные на технологии турбин внутреннего сгорания, обычно производят в два раза больше тепловой энергии, чем электричество. Следовательно, объекты со значительными и непрерывными потребностями в горячей воде будут хорошим выбором для применения систем ТЭЦ. Задача проектирования — выбрать оборудование ТЭЦ с характеристиками, наиболее подходящими для требований объекта, и предоставить необходимое вспомогательное оборудование для поддержания работы при естественных колебаниях потребности в горячей воде.

Строительные приложения

Конкретный тип объекта и характеристики оборудования используются в качестве основы для обсуждения.Процесс применения будет оставаться максимально общим, чтобы гарантировать, что этот метод может применяться с другими параметрами проекта. Гостиничный бизнес будет использоваться в качестве модели для применения когенерационного оборудования в застроенной среде. Другие типы объектов, которые также могут быть хорошим выбором для применения этой технологии, включают многоквартирные дома, тюрьмы / тюрьмы, здравоохранение и промышленные объекты с постоянным потреблением горячей воды. Рассматриваемый проект — это отель с полным спектром услуг на 210 номеров, коммерческой прачечной, тремя ресторанами и холлом.В этом примере будет изучено только то, как ТЭЦ может дополнять услуги горячего водоснабжения. Очевидно, что система ТЭЦ может служить в качестве системы водяного отопления. Системы отопления создают дополнительные сложности для анализа из-за проблем с климатом и работой системы.

Энергетический поток через систему микро-ТЭЦ включает 100% топлива, поступающего в систему, из которых 75% тепловой энергии, 20% электроэнергии и 5% выхлопных газов выходят из системы. Эти значения основаны на более высокой теплотворной способности топлива.Рабочие характеристики этого оборудования меньше, чем у большинства когенерационных систем, поэтому для описания этого блока используется термин микро-ТЭЦ. Оборудование микро-ТЭЦ обычно применяется в виде нескольких блоков, чтобы максимально увеличить время работы до самых высоких уровней производительности.

Оборудование ТЭЦ, рассматриваемое в данном тематическом исследовании, основано на цикле Стирлинга, в котором в качестве топлива используется природный газ для производства 6 кВт электроэнергии и 35 кВт (120 кБТЕ / ч) тепловой энергии в проектных условиях. В этих расчетных условиях КПД оборудования составляет 95%, а температура подаваемой воды для тепловой энергии составляет 160 ° F.Производство электроэнергии может варьироваться в зависимости от производителя. Электроэнергия, произведенная в этом примере, минимальна по сравнению с тепловой энергией и будет полностью поглощена внутри объекта, поэтому межсетевое соединение является второстепенной проблемой. Существуют и другие примеры когенерационного оборудования, где электрическое производство играет гораздо большую роль в общих проектных решениях. Электроэнергия, вырабатываемая местными источниками, такими как оборудование ТЭЦ, играет важную роль в обеспечении энергоэффективности этой системы.

Для объекта профилировано использование ГВС. Большая часть утреннего и вечернего горячего водоснабжения используется жильцами номеров. Прачечная и рестораны являются основными потребителями горячей воды в дневное время. При расчете горячей воды учитываются и другие небольшие потери энергии, например, в рециркуляционном насосе и трубопроводах.

В этот профиль использования горячей воды включено несколько допущений, таких как средняя загруженность гостиницы, потребление горячей воды гостями, загруженность ресторана и производительность оборудования прачечной. Эти значения могут сильно различаться в зависимости от приложения, поэтому инженеру важно определить количество и использовать шаблоны для конкретного приложения при подготовке расчетного расчета.

Стратегия проектирования

Ценность системы ТЭЦ в этом приложении — это электричество, которое вырабатывается вместе с тепловой энергией. Эффективность производства горячей воды в системах ТЭЦ почти приближается к большинству конденсационных водонагревателей. Максимальное увеличение производства электроэнергии и потребление всей тепловой энергии — это ценностное предложение для этой системы.Критерии производства электроэнергии включают максимальную работу оборудования ТЭЦ с максимальной эффективностью.

При анализе тепловой потребности объекта и производства горячей воды оборудованием ТЭЦ можно сделать несколько очевидных выводов. Во-первых, тепловая мощность одного блока ТЭЦ недостаточна для удовлетворения тепловой потребности объекта. Подход к организации системы может заключаться в установке достаточной мощности ТЭЦ для удовлетворения максимальной тепловой потребности объекта. Такой подход приведет к большим начальным инвестициям и длительным периодам, когда большая часть установленной мощности не используется.

Второй подход заключается в том, чтобы уменьшить размеры оборудования ТЭЦ по сравнению с потребностями в тепле, что приведет к максимальному времени работы, но упустит дополнительную тепловую и электрическую выработку. В исследуемом решении используется некоторый тип оборудования для аккумулирования тепла, которое можно использовать для компенсации тепловых пиков и продления работы оборудования ТЭЦ.

На Рисунке 2 представлена ​​простая схема организации когенерационного оборудования, дополняющего систему горячего водоснабжения.Расчет, который должен быть решен в рамках этой конструкции системы, — это оптимизация размера резервуара для хранения, производительности оборудования ТЭЦ и потребления горячей воды для бытового потребления предприятием. Финансовая жизнеспособность проекта требует, чтобы ТЭЦ работала с максимальной эффективностью в течение максимально возможной продолжительности, потребляя при этом всю произведенную энергию.

Система когенерации представляет собой замкнутый контур, который предварительно нагревает воду для бытового потребления через теплообменник и резервуар для хранения тепла. Слив теплоаккумулятора обслуживает систему горячего водоснабжения.Специфика проекта может потребовать дополнительных резервуаров для хранения, обычного производства горячей воды, смесительных клапанов с термостатом и других традиционных компонентов.

Отправной точкой для моделирования конструкции системы было использование резервуара для хранения тепла с емкостью, приблизительно равной размеру резервуара для горячей воды, требуемого традиционным расчетом для системы горячего водоснабжения. Это казалось разумным вариантом для уменьшения или устранения необходимости в дополнительных накопителях горячей воды. Окончательный размер резервуара для хранения тепла в конечном итоге будет зависеть от производительности теплообменника, количества модулей ТЭЦ и требований к оборудованию.

На рис. 3 показана расчетная температура в резервуаре-аккумуляторе тепла с одним, двумя и тремя модулями ТЭЦ, работающими со 100% производительностью, при размере резервуара емкостью 3000 галлонов. Оптимальная температура горячей воды для оборудования ТЭЦ составляет 130 ° F, а предполагаемая температура приближения к теплообменнику — 4 ° F. Следовательно, реальная заданная температура резервуара для хранения тепла составляет 135 ° F. На рисунке 3 прогнозируются значения температуры в резервуаре выше 135 ° F. Используя эти предположения, ТЭЦ будет модулировать свою мощность в ответ на достижение заданной температуры в тепловом аккумуляторе.

Первым пунктом анализа является определение разумного сочетания блоков ТЭЦ, резервуаров для хранения тепла и теплообменников, обеспечивающего стабильные рабочие условия. После определения стабильных комбинаций можно провести анализ стоимости жизненного цикла, чтобы выбрать лучший курс для проекта. Комбинацию оборудования с оптимальной стоимостью владения можно сравнить с традиционной системой горячего водоснабжения для определения рентабельности инвестиций.

В таблице 1 показано производство электроэнергии для модуля ТЭЦ, показанного на Рисунке 3. Значения в Таблице 1 являются теоретическими значениями выработки электроэнергии, которые допускают естественные колебания емкости для хранения тепла.

На рис. 4 показано, как температура в резервуаре-аккумуляторе меняется в зависимости от загруженности гостиницы. На рис. 4 показана расчетная температура резервуара для хранения тепла при различной загруженности гостиницы с использованием одного модуля ТЭЦ, работающего со 100% производительностью, с размером резервуара на 3000 галлонов. Важной стратегией при рассмотрении стратегии проектирования системы ТЭЦ, предназначенной для дополнения системы горячего водоснабжения, является влияние заполняемости гостиницы.На рисунке 4 показано, что использование одного модуля ТЭЦ для более низкой заполняемости гостиницы является хорошим выбором, поскольку выработка электроэнергии максимальна, а температура резервуара для хранения тепла остается приемлемой.

Из данных, представленных на этих рисунках, можно сделать несколько выводов. Исходя из предполагаемой нагрузки по горячей воде, один модуль ТЭЦ может работать 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, дополняя систему горячего водоснабжения. Данные также свидетельствуют о том, что три модуля ТЭЦ, работающих на 100% мощности, производят больше горячей воды, чем необходимо.Этот вывод основан на очень высоких температурах, возникающих в 5 часов утра, и на том, что температура резервуара в час 23 намного больше, чем час 0, что указывает на аномалию в моделировании и указывает на нестабильные условия эксплуатации. Перегревом накопителя тепла, наблюдаемым в трехмодульном варианте, можно управлять путем модуляции системы, но небольшое увеличение производительности, доступное в периоды пиковой нагрузки, затмевается более длительными периодами сокращенной работы. Таким образом, представляется, что вариант с двумя модулями с некоторой модуляцией производительности может быть оптимальным выбором для этого приложения.

Теплообменник и резервуар для хранения тепла имеют более низкую цену, чем оборудование ТЭЦ. Если оставить в стороне архитектурные и структурные ограничения, может возникнуть соблазн увеличить емкость теплового аккумулятора и теплообменника, чтобы оборудование ТЭЦ могло работать с максимальной производительностью. Этот подход может быть проблематичным из-за длительных периодов, когда температура воды в резервуаре для хранения тепла будет в диапазоне, который, как известно, способствует развитию Legionella (болезнь легионеров).Существует множество факторов, связанных с ростом бактерий Legionella, включая температуру воды от 90 ° до 120 ° F. Рекомендуемый подход состоит в том, чтобы немного увеличить размеры оборудования ТЭЦ по сравнению с резервуаром для хранения тепла, чтобы обеспечить возможность регулирования температуры воды в резервуаре для хранения тепла на заданном уровне с минимальным, кратковременным изменением температуры.

Суточная выработка электроэнергии для варианта с двумя модулями ТЭЦ с фиксированной температурой в тепловом аккумуляторе 135 ° F составляет 85 410 кВтч. Это приводит к увеличению производства электроэнергии на 28 470 кВтч (33%) в день по сравнению с работой с одним модулем ТЭЦ. Двухмодульный вариант обеспечивает дополнительные преимущества резервирования оборудования ТЭЦ и меньшую зависимость от традиционного оборудования для производства горячей воды для бытовых нужд. Кроме того, это производство энергии важно для работы объекта, но его недостаточно, чтобы беспокоиться о возвращении энергии в сеть. Экспорт электроэнергии в коммунальные сети может быть сложным и строго регулируемым во многих частях Соединенных Штатов.Цена, уплачиваемая за экспортируемую электроэнергию, часто значительно снижается по сравнению с покупной ценой, что увеличивает важность потребления всей электроэнергии, производимой ТЭЦ на месте.

Энергоэффективность

Представленный анализ является очень конкретным примером и предоставляет методологию расчетов, необходимых для применения ТЭЦ в проекте коммерческого здания. Рассматриваемая технология имеет большое отношение тепловой энергии к электрической. Таким образом, наилучшие возможности для применения этой технологии — это проекты с постоянными потребностями в горячей воде (либо нагрев воды для бытовых нужд, либо водяное водяное отопление, либо и то и другое).

Существуют и другие технологии, например топливные элементы, в которых соотношение тепловой и электрической энергии сравнимо с производством электроэнергии или преобладает над ним. Подход к применению других технологий когенерации аналогичен, но имеет некоторые отличия. Зависимость от большого потребления горячей воды может быть не столь важной для типов когенерационных систем с меньшим производством тепловой энергии. Соглашения о присоединении и чистые измерения будут иметь большее значение для когенерационных систем, которые производят более высокую электроэнергию.

Одним из ключевых преимуществ использования ТЭЦ или другого когенерационного оборудования является ценность производства электроэнергии на месте. Лучшее понимание объекта и источника энергии, а также использование преимуществ набирает популярность среди высокопроизводительных проектировщиков зданий. Полное определение объекта и источника энергии можно найти во многих местах, включая веб-сайт Portfolio Manager Агентства по охране окружающей среды США (EPA).

Энергия источника определяется как энергия, потребляемая на объекте, плюс все потери при передаче и распределении энергии между участками и местом, где в конечном итоге создается энергия, называемые источником.

Для природного газа разница между мощностью площадки и источником очень мала, менее 5%, из-за умеренных потерь между устьем скважины и местом конечного потребления. На самом деле с электричеством все обстоит иначе. Несоответствие между источником энергии и мощностью объекта варьируется на всей территории Соединенных Штатов и вызвано многими факторами, в том числе тем, как вырабатывается электричество. Соотношение между энергопотреблением объекта и источником может быть меньше в районах, где электричество производится с помощью технологий, отличных от сжигания ископаемого топлива.Как правило, энергия источника для электричества может быть на 300% больше, чем энергия на месте.

Веб-сайт Portfolio Manager Агентства по охране окружающей среды предоставляет информацию о том, как эти значения рассчитываются и используются в анализе Energy Star. Используя пример, представленный ранее, для выработки 85 410 кВт / ч электроэнергии на объекте потребуется примерно 256 230 кВт / ч мощности, если оно будет вырабатываться источником коммунального обслуживания за пределами площадки. Создавая электричество на месте, есть возможность положительно повлиять на общую эффективность потребляемой электроэнергии, снизить нагрузку на сеть и уменьшить загрязнение, создаваемое производством электроэнергии.

Расчет рентабельности инвестиций для большинства оборудования основан на предположениях о важных факторах, таких как затраты на топливо, затраты на оборудование, доступные стимулы и финансовые матрицы. Следующие предположения предназначены для демонстрации процесса и порядка рентабельности инвестиций в установку. Этот расчет основан на простом анализе окупаемости с двумя модулями микро-ТЭЦ, накопителем тепла на 3000 галлонов, насосами, трубопроводами, теплообменниками, электрическими средствами и другими элементами управления для формирования полной системы.

Этот тип производства электроэнергии на месте соответствует требованиям в некоторых регионах США. Многие государственные учреждения используют стимулы в виде скидок и благоприятных налоговых положений для поощрения использования новых технологий. В таблице 2 представлены расчеты со льготами и без них.

Таблица 2 включает множество предположений, которые могут быть неверными в некоторых частях США. Конечно, тарифы на коммунальные услуги постоянно колеблются, а расходы на техническое обслуживание могут варьироваться в зависимости от оборудования, тарифов на обслуживание и других факторов.Ожидаемый срок службы обычно зависит от производителя, но при условии, что срок полезного использования составляет 20 лет, и допущения, приведенные в таблице 2, когенерационное оборудование для дополнения производства горячей воды, горячей воды и электроэнергии может быть полезным.

Пока в данном анализе предполагается, что система ТЭЦ будет дополнять традиционную полноразмерную систему горячего водоснабжения. Производительность и надежность этого оборудования позволяют предположить, что система ТЭЦ могла бы стать основным источником горячей воды для бытовых нужд для объекта, оправдывая меньшее традиционное оборудование для производства горячей воды для бытовых нужд.Окупаемость инвестиций может быть значительно улучшена, если в расчет будет включена разница в стоимости полноразмерной системы горячего водоснабжения и дополнительной системы. В правом столбце Таблицы 2 показано, как экономия на традиционном водонагревательном оборудовании влияет на анализ и рентабельность инвестиций.

Когенерационные системы, включающие такое оборудование, как модули ТЭЦ, могут быть жизнеспособной частью высокопроизводительного проекта здания. Это оборудование может дополнять (или даже полностью обеспечивать) потребности предприятия в горячей воде.Их также можно использовать для обеспечения водоснабжения здания. Объекты со значительным и непрерывным потреблением горячей воды или тепла являются хорошими кандидатами для применения систем когенерации. Эффективность производства горячей воды сравнима с традиционным водогрейным оборудованием, таким как конденсационные котлы. Ощутимое преимущество системы ТЭЦ — это электричество, вырабатываемое одновременно с горячей водой. Рентабельность инвестиций в систему максимальна, когда модули и аксессуары когенерации оптимизированы для длительного производства электроэнергии, которая может полностью потребляться на месте с наивысшим уровнем эффективности.

Как применять оборудование ТЭЦ

Ниже приводится краткое изложение подхода, рекомендованного для применения технологии комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) на коммерческом объекте. Пошаговое руководство по применению оборудования ТЭЦ:

1. Смоделируйте производительность систем тепловой энергии.
2. Смоделируйте тепловые и электрические характеристики оборудования ТЭЦ.
3. Подготовить блок-схему и последовательность работы тепловой системы на объекте.
4. Подготовить проект интегрированной системы с ТЭЦ и традиционным водогрейным оборудованием.
5. Подготовьте однолинейную схему электрической схемы.
6. Подтвердите нормативы выбросов и требования к электрическому соединению.
7. Испытайте комбинации когенерационного оборудования, чтобы максимизировать окупаемость инвестиций в соответствии с другими критериями проектирования.
8. Доработать дизайн.
9. Обучите пользователя.

---

Родни В. Оатхут — руководитель и руководитель энергетического и технического отдела в Оверленд-Парк, штат Канзас, DLR Group., офис. Он является поборником комплексного проектирования, энергоэффективности и участия человека в проектировании высокопроизводительных зданий. Он является членом редакционно-консультативного совета редакционного совета Consulting-Specifying Engineer .

Что такое ТЭЦ или комбинированная теплоэнергетическая система? — Энергид

При использовании комбинированного производства тепла и электроэнергии (сокращенно ТЭЦ) тепловая и электрическая энергия одновременно вырабатываются с помощью двигателя, работающего на одном топливе. Это может быть что угодно, от ископаемого топлива (мазут или природный газ) до возобновляемого топлива (биогаза или биомассы).

Эта технология была разработана в основном для обслуживания больших зданий, требующих значительного отопления, таких как больницы.

Хорошая новость заключается в том, что решения ТЭЦ также доступны для домашнего использования, известные как системы микро-ТЭЦ. По внешнему виду и размерам системы очень похожи на обычные конденсационные котлы. Также хорошей новостью является тот факт, что Leefmilieu Brussel / Bruxelles Environnement (на французском языке) выплачивает субсидии домовладельцам, которые решают установить систему ТЭЦ.

Принцип действия

Принцип работы комбинированного производства тепла и электроэнергии прост.

1. Топливо приводит в действие двигатель . Для этого можно использовать любое количество технологий:
   • паротурбинная установка
   • газовая турбина
   • двигатель внутреннего сгорания
   • Двигатель Стирлинга
   • а также топливные элементы.
2. В свою очередь, эта турбина или двигатель приводит в действие генератор , который вырабатывает электроэнергии
3. В качестве второго элемента при вращении генератора переменного тока выделяется тепло . Для предотвращения перегрева генератора используется охлаждающая жидкость.
4. Теплообменник рекуперирует это тепло и использует его для нагрева воды, которая используется для сантехнического оборудования или отопления дома .
5. Тепло от дымовых газов извлекается путем конденсации и используется для производства горячей воды.

Преимущества

Меньший расход топлива
По сравнению с двойной системой, включающей раздельное производство тепла и производство тепла, когда электроэнергия вырабатывается на электростанции, а тепло вырабатывается в котле, использование когенерации позволяет пользователям экономить до 20% топлива.

Меньший выброс CO2
Снижение уровня выбросов диоксида углерода и других вредных побочных продуктов сгорания, таких как сажа, оксид азота, оксид углерода и т. Д.

Меньший счет за электроэнергию

Комбинированное производство тепла и электроэнергии

COVID-19 Уведомление

Безопасность — наш главный приоритет для Pepco . В качестве часть наших обязательств по безопасности, мы внимательно мониторинг событий, связанных с коронавирусом (COVID-19) и принятие соответствующих мер предосторожности защищать здоровье и безопасность наших клиентов, сотрудников, и подрядчики.В это время мы сильно поощрять виртуальные встречи и любые запланированные встречи в рамках программы «Энергосбережение для бизнеса» будет продолжать только с предварительного согласия клиента. Участвующие подрядчики будут следить за Центрами для Меры предосторожности, рекомендованные Управлением по контролю за заболеваниями (CDC). Пожалуйста следите за обновлениями в ближайшее время.

Электроэнергия, отопление и охлаждение из одних рук

Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ) может снизить ваши затраты на электроэнергию, повысить эффективность систем электричества и отопления вашего объекта и сократить выбросы.ТЭЦ выгодна для широкого круга коммерческих объектов, особенно для тех, где требуется большое количество горячей воды. Рекуперированное отработанное тепло в ТЭЦ можно использовать для отопления или охлаждения помещений, нагрева воды, охлаждения и осушения.

Что такое ТЭЦ?

ТЭЦ предполагает установку на вашем предприятии генератора, который производит электричество, тепло и охлаждение.

По сравнению с традиционными энергоблоками, ТЭЦ очень экономична. Традиционные источники энергии тратят около 67% топлива.Блоки ТЭЦ тратят только около 25% топлива.

ТЭЦ — это выработка электрической и тепловой энергии из одного источника топлива, такого как природный газ. Система ТЭЦ с приводом от двигателя вместе с генератором вырабатывает электроэнергию. Двигатель также выделяет отработанное тепло через выхлопные газы, которые можно улавливать для производства пара, горячей воды для отопления или для использования в коммерческих или промышленных объектах.

Подходит ли ТЭЦ для моего предприятия?

Блоки ТЭЦ используются зданиями или объектами, которые постоянно используют большое количество электричества и тепла в течение года, такими как больницы, гостиницы и многоквартирные дома.

Свяжитесь с нами, чтобы узнать, подходит ли вам когенерация.

Мы здесь, чтобы помочь

У вас есть вопросы о стимулах, вашем праве на участие или о том, как подать заявку? Свяжитесь с нами, мы поможем вам начать работу уже сегодня.

Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ) | WBDG

Введение

Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ) или когенерация — это одновременное производство полезной механической и тепловой энергии в единой интегрированной системе.ТЭЦ может быть сконфигурирован как цикл долива или опускания. В типичной системе цикла дозаправки топливо сжигается в первичном двигателе, таком как поршневые двигатели, двигатели внутреннего сгорания или газовые турбины, паровые турбины, микротурбины или топливные элементы, которые приводят в действие всю систему для выработки электроэнергии. В системе с нижним циклом, также называемой «отходящее тепло в энергию», топливо сжигается, чтобы обеспечить ввод тепла в печь или другой промышленный процесс, а тепло, выбрасываемое из процесса, затем используется для производства электроэнергии.

ТЭЦ включает утилизацию теряемой в противном случае тепловой энергии для производства полезной тепловой энергии или электричества. Это может значительно повысить эффективность производства и снизить ненужный расход топлива. ТЭЦ уже широко представлена ​​в США, с 4300 установками во всех 50 штатах и ​​130 ГВт остающегося технического потенциала для выработки электроэнергии . Кроме того, ТЭЦ признана своим потенциалом значительного сокращения выбросов углерода и надежного производства электроэнергии даже во время чрезвычайных ситуаций.Хотя ТЭЦ представляет собой значительную первоначальную инвестицию, она может окупиться в течение нескольких лет.

Источник: Ответственный бизнес — Европейский модуль электронного обучения

Описание

A. Типы первичных двигателей ТЭЦ:

СИСТЕМА ТЭЦ	ПРЕИМУЩЕСТВА	НЕДОСТАТКИ	ДОСТУПНЫЕ РАЗМЕРЫ
Газовая турбина	Высокая надежность. Низкие выбросы. Доступно полноценное тепло. Охлаждение не требуется.	Требуется газовый компрессор высокого давления или собственный газовый компрессор. Низкая эффективность при низкой загрузке. Мощность падает при повышении температуры окружающей среды.	от 500 кВт до 300 МВт
Микротурбина	Небольшое количество движущихся частей. Компактный размер и легкий вес. Низкие выбросы. Охлаждение не требуется.	Высокие затраты. Сравнительно низкий механический КПД. Ограничено применениями когенерации при более низких температурах.	от 30 кВт до 250 кВт с многоблочными агрегатами до 1000 кВт
Поршневой двигатель с искровым зажиганием (SI)	Высокая энергоэффективность и гибкость при частичной нагрузке. Быстрый запуск. Относительно низкая инвестиционная стоимость. Имеет хорошую способность выдерживать нагрузку. Может быть отремонтирован на месте обычными операторами. Работает на газе низкого давления.	Высокие затраты на техническое обслуживание. Ограничено применениями когенерации при более низких температурах. Относительно высокие выбросы в атмосферу. Необходимо охлаждение, даже если рекуперативное тепло не используется. Высокий уровень низкочастотного шума.	От 1 кВт до 10 МВт в приложениях ДГ
Поршневой двигатель с воспламенением от сжатия (CI) (двухтопливное пилотное зажигание)			Высокая скорость (1200 об / мин) ≤4 МВт
			<80 МВт для низкой скорости (60-275 об / мин)
Паровая турбина	Высокая общая эффективность — от пара к мощности. Может использоваться с котлами, работающими на различных видах газообразного, жидкого или твердого топлива. Способность удовлетворить требования к нескольким классам тепла на площадке. Длительный срок службы и высокая надежность. Соотношение мощности и тепла можно изменять.	Медленный запуск. Очень низкое соотношение мощности и тепла. Требуется бойлер или другой источник пара.	от 50 кВт до нескольких сотен МВт
Топливные элементы	Низкие выбросы и низкий уровень шума. Высокая эффективность в диапазоне нагрузок. Модульная конструкция.	Высокие затраты. Топливо требует переработки, если не используется чистый водород. Чувствителен к примесям топлива. Низкая удельная мощность.	от 5 кВт до 2 МВт

Источник: EPA Combined Heat and Power Partnership

Б. Особенности когенерационной техники

Установленная стоимость

Стоимость установки для большинства технологий ТЭЦ складывается из общей стоимости оборудования плюс затраты на монтажные работы и материалы, инженерные работы, управление проектом и финансовые затраты во время строительства.

Затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание (ЭиТО)

Затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание (ЭиТО), не связанные с топливом, обычно включают плановые проверки, плановые капитальные ремонты, профилактическое обслуживание и эксплуатационный труд. Затраты на ЭиТО сопоставимы для газовых турбин, газовых двигателей, паровых турбин и микротурбин, и лишь на долю выше для топливных элементов.

Время запуска

Время запуска показывает, сколько времени требуется когенерационным установкам, чтобы они смогли вывести электроэнергию и тепло.Время запуска для пяти описанных выше технологий ТЭЦ может значительно различаться в зависимости от технологии и используемого топлива.

Наличие

Доступность указывает количество времени, в течение которого устройство может использоваться для производства электроэнергии и / или пара. Доступность обычно зависит от условий эксплуатации устройства.

Тепловая мощность

Способность производить полезную тепловую энергию из выхлопных газов является основным преимуществом технологий ТЭЦ. Это значение эквивалентно общей полезной тепловой мощности системы ТЭЦ за вычетом тепловой нагрузки.

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ТЭЦ	ТИП ПЕРВИЧНОГО ДВИГАТЕЛЯ ТЭЦ
	Газовая турбина	Микротурбина	Поршневой двигатель	Паровая турбина	Топливный элемент
Установленная стоимость (долл. США / кВт)	В диапазоне от 1200 до 3300	В диапазоне от 2,500 до 4300	В диапазоне от 1500 до 2900	В диапазоне от 670 до 1100	В диапазоне от 5000 до 6500
Нетопливные затраты на ЭиТО ($ / кВтч)	Изменяется от 0.009 до 0,013	Диапазон от 0,009 до 0,013	Диапазон от 0,009 до 0,025	Диапазон от 0,006 до 0,01	Диапазон от 0,032 до 0,038
Время запуска	10 мин – 1 час	60 сек	10 сек	1 час – 1 день	3 часа – 2 дня
Наличие	93–96%	98–99%	96–98%	Около 100%	> 95%
Использование тепловой мощности	Тепло, горячая вода, пар низкого и высокого давления	Горячая вода, чиллер, отопление	Отопление помещений, горячая вода, охлаждение, пар низкого давления.	Технологический пар, центральное отопление, горячая вода, охлажденная вода	Горячая вода, пар низкого и высокого давления

Источник: EPA Combined Heat and Power Partnership

C. Экономика ТЭЦ

ТЭЦ — это крупные инвестиции. Например, система поршневого двигателя мощностью 1 МВт для больницы может иметь капитальные затраты в размере около 1,6 миллиона долларов. Стоимость системы когенерации зависит от сложности ее второстепенных функций, таких как системы рекуперации тепла и мониторинга выбросов.Как правило, затраты на ТЭЦ на киловатт мощности снижаются с увеличением размера. Однако, учитывая повышение эффективности от когенерации, некоторые аналитики считают, что это может быть реализовано с отрицательными затратами, поскольку экономия средств за счет сокращения расходов на топливо перевесит капитальные и другие проектные затраты в течение срока службы системы.

Несмотря на высокие начальные затраты, ТЭЦ является рентабельным и предлагает ряд долгосрочных экономических выгод:

• Компенсация капитальных затрат: ТЭЦ может быть установлена ​​вместо котлов или чиллеров в новых строительных проектах или когда необходимо заменить или обновить основное оборудование отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC). Кроме того, ТЭЦ избавляет от необходимости строить дорогостоящие и опасные линии высокого напряжения. Основываясь на прогнозах, что США потребуется установить 137000 МВт новых мощностей по передаче и производству электроэнергии, полагаясь на распределенную генерацию, а не на центральные станции, можно сэкономить 136 миллиардов долларов капитальных вложений и снизить стоимость новой энергии примерно на три цента за кВт .

  Снижение затрат на электроэнергию: Высокая эффективность технологии когенерации приводит к экономии энергии по сравнению с обычными, отдельно приобретаемыми системами электроснабжения и системами тепловой энергии на месте.Пользователи ТЭЦ защищены от волатильных цен на электроэнергию. Более того, удваивая полезные энергетические продукты, получаемые из своего топлива, хозяева ТЭЦ могут сократить свои расходы на топливо. Например, завод BMW в Спартанбурге, Южная Каролина, сократил свои годовые затраты на электроэнергию на 5-7 миллионов долларов после установки двух газовых турбин ТЭЦ в 2009 году .

• Хеджирование от нестабильных цен на энергию: ТЭЦ может обеспечить хеджирование от нестабильных цен на энергию, позволяя конечному пользователю поставлять свою собственную электроэнергию в периоды, когда цены на электроэнергию очень высоки.Кроме того, система ТЭЦ может принимать различные входящие потоки, включая природный газ, биогаз, уголь, биомассу, а также иметь возможность переключения топлива для защиты от высоких цен на топливо.

• Более гибкое финансирование: ТЭЦ могут быть задействованы быстрее и с более гибкими приращениями, чем традиционные энергоблоки (EGU). У них есть прямая связь между производством и потреблением энергии для удовлетворения потребностей в электроэнергии, сопровождающих экономический рост.

D. Преимущества ТЭЦ

ТЭЦ предлагает множество коммерческих и социальных выгод; включая улучшение качества окружающей среды, надежности сети и энергоэффективности.

Устойчивость

ТЭЦ может существенно снизить выбросы диоксида углерода и таких загрязнителей воздуха, как оксид азота, диоксид серы и летучие органические частицы. При двойном использовании энергии топлива ТЭЦ дает от половины до одной трети выбросов при раздельном производстве тепла и электроэнергии.По данным Министерства энергетики США, выполнение цели Агентства по удвоению установленной мощности в США до 40 ГВт к 2020 году приведет к сокращению ежегодных выбросов парниковых газов как минимум на 150 миллионов метрических тонн углерода. ТЭЦ также избегает выбросов, связанных с обычными электростанциями, на которые приходится две трети ежегодных выбросов диоксида серы в стране, четверть выбросов оксида азота, одна треть выбросов ртути и одна треть углекислого газа. выбросы. Эти выбросы способствуют возникновению серьезных экологических проблем, включая глобальное изменение климата, кислотные дожди, дымку, закисление водотоков и эвтрофикацию критических эстуариев.

Надежность Системы

ТЭЦ относительно небольшие и широко распространены. Поскольку они расположены в точке использования, они не подвержены сбоям в системе передачи и могут обеспечивать аварийное питание в случае отключения из-за экстремальных погодных явлений. Системы ТЭЦ питаются и эксплуатируются независимо. Хотя такие системы могут управляться централизованно, они также могут эффективно работать в случае сбоя в работе центральных систем, если они специально сконфигурированы для «изолирования».«

Кроме того, распределенные энергоресурсы, такие как ТЭЦ, снижают уязвимость электроэнергетической инфраструктуры. Эти особенности делают ТЭЦ менее уязвимыми, чем центральные электростанции. ТЭЦ также обычно использует безопасный природный газ или другое домашнее топливо, снижая уязвимость перед нестабильным топливным рынком. ТЭЦ может повысить надежность электроснабжения здания — существенное преимущество в сегодняшнем меняющемся рынке электроэнергии и высокотехнологичном обществе. Высоконадежный источник питания жизненно важен для вычислительных, производственных и исследовательских функций некоторых компаний, а также для критически важной инфраструктуры , такой как больницы и очистные сооружения.

КПД

Комбинированное производство тепла и электроэнергии — это эффективный и экологически чистый подход к производству электроэнергии и тепловой энергии из одного источника топлива. Средняя эффективность электростанций, работающих на ископаемом топливе, в Соединенных Штатах составляет 33 процента и остается практически неизменной в течение четырех десятилетий. Это означает, что две трети энергии, поступающей в систему, теряется в виде отработанного тепла. Однако системы когенерации обычно достигают общего КПД системы от 60 до 80 процентов. Поскольку ТЭЦ более эффективна, для выработки заданной энергии требуется меньше топлива, чем при раздельном производстве тепла и электроэнергии.

Как эффективная технология когенерация помогает повысить конкурентоспособность предприятий за счет снижения затрат на электроэнергию, снижения спроса на систему подачи электроэнергии и снижения нагрузки на электросети. Такая генерация на месте позволяет избежать потерь при передаче и распределении, связанных с электроэнергией, приобретаемой через сеть на центральных станциях, и отсрочивает или устраняет необходимость в новых инвестициях. Присущий ТЭЦ более высокий КПД и устранение потерь при передаче и распределении от генератора центральной станции приводит к сокращению использования первичной энергии и сокращению выбросов парниковых газов.ТЭЦ может обеспечить общую экономию энергии и CO2 наравне с солнечными фотоэлектрическими батареями, ветровыми и природными газами сравнимого размера с комбинированным циклом (NGCC), и при капитальных затратах, которые ниже, чем солнечные и ветровые, и наравне с NGCC.

Источник: EPA Combined Heat and Power Partnership

Коммерческие / общественные здания

В коммерческих зданиях в 2000 году было использовано более 16 квадриллионов БТЕ энергии, что эквивалентно годовому потреблению бензина в США. ТЭЦ имеет большой потенциал в крупных коммерческих офисных зданиях, супермаркетах, отелях, ресторанах и на крупных розничных рынках. Многоцелевые разработки являются развивающимся рынком для ТЭЦ, особенно из-за чистой и надежной электроэнергии, которую они обеспечивают. Последние прогнозы ICF предсказывают равный технический потенциал 65 ГВт в промышленном и коммерческом / институциональном секторах.

Больницы

Больницы — отличные кандидаты для ТЭЦ, потому что у них высокие потребности в электрической и тепловой энергии, а также потому, что надежность имеет решающее значение. Система газотурбинной ТЭЦ мощностью 2 МВт может обеспечить ежегодную экономию при эксплуатации и техническом обслуживании более 400 000 долларов США.Кроме того, ТЭЦ повышает качество электроэнергии, обеспечивая бесперебойную работу клинических устройств.

District Energy

Районные энергосистемы могут быть установлены на крупных объектах, состоящих из нескольких зданий, таких как университеты, больницы, аэропорты и правительственные комплексы. Районные энергосистемы являются растущим рынком для ТЭЦ, поскольку они значительно увеличивают тепловую нагрузку, потенциально обслуживаемую системой. Районная энергетика также имеет важное дополнительное преимущество, заключающееся в снижении требований к размеру и капиталовложениям в производственное оборудование из-за разнообразия потребительских нагрузок, что позволяет создавать более рентабельные ТЭЦ.

Источник: внутренние оценки ICF, июль 2014 г.

Неясные предложения по коммунальным услугам

Поскольку когенерация не зависит от центральной власти, она снижает доход многих коммунальных предприятий, принадлежащих инвесторам, где бизнес-модели увязывают продажи с возмещением затрат и доходами. Структура тарифов на коммунальные услуги и резервные ставки напрямую влияют на выработку ТЭЦ на месте. Точно так же процессы присоединения могут задерживать проекты и требовать дорогостоящих исследований или обременительных технических спецификаций для разработки и установки системы.

Рыночные и нерыночные неопределенности

Поскольку оборудование ТЭЦ требует значительных первоначальных затрат и имеет длительный срок службы (более 20 лет), потенциальные хозяева должны взять на себя долгосрочные финансовые обязательства. Энергоэффективность максимальна, когда система рассчитана на тепловую нагрузку объекта. Это часто приводит к большей мощности, чем требуется хост-сайту. В некоторых юрисдикциях это избыточное производство электроэнергии может быть продано в сеть, но вызывает вопросы о долгосрочном ценообразовании на электроэнергию.

Местные разрешения и вопросы размещения

Установки

ТЭЦ должны соответствовать многим местным требованиям зонирования, охраны окружающей среды, здоровья и безопасности. Это требует взаимодействия с рядом местных агентств, включая пожарные участки, водные районы и комиссии по планированию, которые в значительной степени не знакомы с ТЭЦ. В то время как системы ТЭЦ сокращают региональные выбросы, поскольку объект теперь производит электроэнергию, выбросы на месте будут увеличиваться, что может помешать хозяевам осуществлять проекты.

Дополнительные ресурсы

WBDG

Задачи проектирования

Рентабельный, устойчивый, устойчивый — оптимизация энергопотребления

Государственные и федеральные агентства

Ассоциации и организации

Отчеты

Базы данных

Обучение

Что такое комбинированные теплоэнергетические и отходящие теплоэнергетические системы

Централизованная энергосистема страны с вековой историей уступает место передовым возможностям распределенного производства энергии, вырабатывая энергию там, где она потребляется, или поблизости от нее. По мере ускорения этого перехода эффективные энергетические технологии, такие как системы комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) и системы сброса тепла в электроэнергию (WHP), будут играть решающую роль в создании более чистой, более безопасной и отказоустойчивой энергосистемы.

Системы ТЭЦ и ВЭЦ превращают тепло в энергию

Преобразование промышленной эффективности

Чем отличаются ТЭЦ и WHP?

По сравнению с другими вариантами генерации, ТЭЦ является более дешевым, чистым и более эффективным методом одновременного производства электроэнергии и тепла для промышленного и коммерческого использования.Вместо выработки электроэнергии и отвода отработанного тепла системы ТЭЦ используют тепловую энергию для отопления, охлаждения и других приложений. Интегрируя производство тепла и электроэнергии, ТЭЦ может предоставлять энергетические услуги на 50 процентов эффективнее, чем традиционные системы, вырабатывающие только тепло или только электроэнергию. Кроме того, системы ТЭЦ работают на месте, могут использовать любое топливо и хорошо работать с другими вариантами мощности. На рисунке ниже показано, как системы когенерации сравниваются с традиционной генерацией.

Между тем,

WHP использует избыточное тепло промышленных процессов для выработки электроэнергии или механической энергии. Многие промышленные предприятия выбрасывают тепло в качестве побочного продукта своей работы, иногда в виде пара через вентиляционные отверстия и трубы. Системы WHP преобразуют потраченное впустую тепло в электричество, не требуя дополнительного топлива и не производя дополнительных выбросов. Как и ТЭЦ, WHP вырабатывает электроэнергию на месте, устраняя необходимость в передаче и связанные с этим потери. На рисунке ниже показано, как системы WHP перерабатывают отработанное тепло в электричество.

Каковы преимущества ТЭЦ и WHP?

Постоянная поставка. Когда погодные условия или события безопасности прерывают энергоснабжение, ТЭЦ более устойчива, чем большие соединенные между собой сети. Объекты могут быстро подключаться к сети после сбоев и работать вне сети во время отключения электроэнергии, что позволяет предприятиям не отключать свет, обеспечивать питание критически важной инфраструктуры и работать в рабочем состоянии. Это делает эти системы идеальными для больниц, центров интернатного проживания и других учреждений, которым требуется надежная и постоянная энергия для круглосуточного питания жизненно важных систем — даже во время серьезных сбоев в электросети.

Снижение затрат. CHP и WHP могут помочь предприятиям сэкономить деньги. Исследования показывают, что затраты на электроэнергию составляют до 15 процентов бюджета типичной фирмы. Энергоемкие отрасли промышленности США, такие как химическая промышленность, производство чугуна и стали, лучше конкурируют на мировом рынке, когда они могут снизить эксплуатационные расходы.

Повышенная эффективность. Эти локальные технологии обеспечивают энергоэффективность до 80 процентов. Поскольку они производят тепло и электроэнергию из одного источника топлива, системы ТЭЦ вдвое эффективнее, чем выработка электроэнергии на центральной станции.По оценкам Агентства по охране окружающей среды, установленная мощность ТЭЦ и ВНУ в США уже снизила потребление энергии на 2 квадриллиона британских тепловых единиц (2 процента), что эквивалентно почти 250 миллионам метрических тонн выбросов углекислого газа или годовой выработке 66 угля. -топливные электростанции.

Где используются эти технологии?

• Промышленные производители.
• Учреждения, такие как колледжи и университеты.
• Тюрьмы.
• Военные базы.
• Коммерческие сайты, такие как отели, казино и аэропорты.
• Очистные сооружения.
• Многоквартирные дома и спланированные поселки.

Подробнее о недавнем росте экологически чистой энергии в США читайте в нашем отчете «Электрические сети Америки: становится чище, дешевле и сильнее».

No related posts.