Современные системы водоснабжения. Ко­лодцы, скважины и другие водные источники

Общие сведения о местном отоплении индивидуальных жилых домов

К настоящему времени сложились два основных типа индивидуальных жилых зданий: усадьбы для круглогодичного проживания жильцов и дома (дачи) для проживания только в летний период. С техноло­гической точки зрения требования к усадьбам и лет­ним домам заметно различаются. Поскольку в лет­них домах проживают в основном в летний период, разность температур помещения и наружного возду­ха относительно невелика. Поэтому наружные стены домиков обычно имеют небольшое термическое сопротивление теплопередаче от воздуха внутреннего помещения к наружному. Как правило, стены летних садовых домиков изготавливают из облегченных кон­струкций. И в этих домиках отопление, как правило, отсутствует.

Необходимость создания комфортных условий в летнем садовом домике и в зимнее время обязывает хозяев использовать различные варианты отопле­ния, причем в качестве теплогенераторов использу­ются в основном печи на твердом топливе. Кроме

Печей и каминов могут быть рекомендованы также электронагреватели (ТЕНы, рефлекторы, электро­камины и т. д.). В этих случаях не следует использо­вать водяные системы отопления, поскольку при отрицательных температурах нужно сливать воду из системы, а затем вновь заполнять ее водой - заня ­тие, связанное с определенными неудобствами. Избежать их можно, если использовать в качестве теплоносителя незамерзающую жидкость - анти­фриз. Однако следует считаться с тем, что антифриз достаточно дорог и токсичен.

Что касается теплоснабжения усадебных и дачных домиков с круглогодичным проживанием жильцов, то их устройства должны обеспечивать весь комплекс удобств, предоставляемых городским жителям: отоп­ление, горячее водоснабжение, возможность приго­товления пищи. В то же время основные теплопо - требляющие элементы домов - системы отопления и горячего водоснабжения - имеют некоторые особен­ности в сравнении с системами отопления и горячего водоснабжения городских жилых зданий.

Они состоят в следующем:

• поскольку дома усадебного типа имеют неболь­шой объем и соответственно небольшие теплопотери, их обычно подсоединяют к наружным теплосетям, обслуживаемым групповой или индивидуальной котельной с температурой теплоносителя не более 95 С. Присоединение квартирных систем отопления к теплосети в этом случае можно производить без подмешивающих устройств в виде элеваторов;

• ввиду того, что усадебные дома имеют один-два этажа, в них, как правило, целесообразно применять наиболее простую однотрубную систему отопления;

• из-за отсутствия регуляторов для небольших рас­ходов сетевой воды для присоединения к теплосети систем горячего водоснабжения следует использо­вать емкостные водонагреватели, в которых вода теплосети нагревает местную воду через поверхность размещенного в нем змеевика (бойлерные котлы).

Для отопления малоэтажных зданий в настоящее время применяют печное, водяное, электрическое и воздушное отопление.

Внимание

Наиболее совершенно электрическое отопление, характеризующееся рядом достоинств, в том числе удобством регулирования тепловой нагруз­ки, отсутствием громоздких отопительных при­боров, высокой гигиеничностью. Единственный, но часто решающий недостаток электрического отопления - его дороговизна. Стоимость едини­цы отпущенного тепла при электрическом ото­плении в несколько раз выше, чем при выработ­ке тепла в печах или котлах.

Наибольшее распространение получили водяные и воздушные системы отопления. При оценке тепло­технических свойств теплоносителей решающими показателями являются весовая и объемная теплоем­кость и температура. С точки зрения количества тепла, содержащегося в единице объема, вода имеет огромные преимущества. Например, при обычных для систем отопления температурах воды 80 °С и воз­духа 70 °С объемная теплоемкость составляет:

Воды:

Cv = pCg = 975x1 - 975 ккал/(м3х°С);

Воздуха:

Cv = хО.24 = 0,25 ккал/(м3х°С), т. е. теплоемкость воды больше чем теплоемкость воздуха почти в 4000 раз. Соответственно объемный расход ее, необходимый для отопления одного и того же помещения, в тысячи раз меньше расхода возду­ха, в силу этого требуется гораздо меньшее сечение соединительных коммуникаций, транспортирующих разогретый теплоноситель в отапливаемое помеще­ние. Большие объемы нагретого воздуха затрудняют его транспортировку и распределение по отапливае­мым помещениям. Из-за значительных диаметров разделительных воздуховодов вентилятор для пере­дачи нагретого воздуха необходимо располагать вбли­зи отапливаемого жилого помещения, что связано с проникновением в помещение шума от работающего вентилятора.

Вместе с тем воздух, как теплоноситель, имеет ряд преимуществ по сравнению с водой.

• Во-первых, он передает тепло в помещение непо­средственно, т. е. без установки отопительных прибо­ров. Проникающая способность воздуха велика, за счет высокой конвенционной способности осущест­вляется эффективное отопление помещения.

• Во-вторых, не требуется устройств канализации теплоносителя (воздуха).

На заметку

Достоинства воздушного отопления оценены человеком давно. Известно, что отопление горя­чими газами было первым способом искусствен­ного отопления жилища.

Простой и древний способ отопления путем сжига­ния топлива внутри помещения соседствовал с цент­ральными установками водяного и воздушного ото­пления. Так, в г. Эфесе, основанном в X веке до н. э. на территории современной Турции, для отопления

Помещений уже в то время использовалась система трубок, в которые подавалась горячая вода из котлов, находящихся в подвалах домов. В Хакасии и многих других местах нашей страны применялось напольное отопление с использованием теплоты продуктов сго­рания централизованно сжигаемого топлива. Система воздушного отопления, созданная в Италии, подроб­но описана еще Витрувием (конец I века до н. э.). Наружный воздух нагревался в подпольных кана­лах, предварительно прогретых горячими газами, и поступал в отапливаемые помещения. По такому же принципу отапливались помещения замков в Германии в средние века.

На развитие отопительной техники оказывал влия­ние вид применяемого топлива. В течении многих. столетий использовалось твердое топливо (дрова, уголь) и отопительные установки приспосабливались к его сгоранию. Известны многочисленные конструк­ции очагов и жаровен, каминов и особенно печей, получивших широкое распространение в России. Отопительные печи для сжигания твердого топлива часто применяют и сейчас.

С открытием новых видов топлива (природный газ, нефть) создаются отопительные установки и тепло­вые станции для их сжигания с нагреванием проме­жуточной среды, переносящей теплоту в помещения.

В современных системах воздушного отопления малоэтажных зданий воздух нагревают обычно в калориферах-теплообменниках, печах, в которых тепло передается воздуху через стенку продуктами сгорания топлива или электрическими нагревателя­ми. Нагретая изнутри металлическая (или кирпич­ная) поверхность калорифера (печи) охлаждается снаружи, отдавая тепло воздуху. Теплоотдача возду­ху тем выше, чем больше поверхность теплообмена, поэтому искусственно увеличивают поверхность

Теплообмена или увеличивают скорость движения воздуха, соприкасающегося с поверхностью теплооб­менника.

Плотность воздуха при средней температуре +70 °С примерно в тысячу раз меньше чем воды, поэтому его нагревающая способность (коэффициент теплопере­дачи) значительно (в 30-50 раз) меньше, чем этот показатель для воды. Таким образом в огневоздуш- ных калориферах (теплообменниках) существует опасность перегрева разделяющей стенки теплооб­менника. Чтобы исключить это негативное явление, применяют принудительное движение воздушной среды в теплообменнике с помощью вентиляторов. Промышленностью, к сожалению, выпускается мало вентиляторов с низкой производительностью и поэто­му в большинстве случаев применяются огневоздуш - ные калориферы и теплообменники, в которых используется так называемая естественная тяга, воз­никающая при его нагреве. Недостатком калорифе­ров с естественной тягой является незначительная величина возникающего напора воздуха. Это ограни­чивает протяженность распределительных воздухо­водов и создает трудности в распределении нагретого воздуха по помещениям.

Указанный недостаток калориферов с естествен­ной тягой не является определяющим. Главная при­чина того, что воздушное отопление еще мало рас­пространено в малоэтажных зданиях, состоит в недостаточном выпуске дешевых и малопроизводи­тельных вентиляторов, а также в создаваемом ими шуме. Кроме того, конструкции разработанных к настоящему времени калориферов предусмотрены только для сжигания сетевого газа или жидкого топлива. Поэтому наибольшее распространение для отопления малоэтажных зданий получило печное
и водяное отопление. Причем движение воды в водя­ных системах можно осуществить без применения насосов, используя естественный напор, возникаю­щий вследствие охлаждения воды в нагревательных приборах.