Отопления помещений

Теплоснабжение для отопления и горячего водоснабжения будет развиваться за счет теплофикации и использования районных отопительных котельных, особенно в крупных и средних городах, при этом использование газа в городском хозяйстве и быту будет играть значительную роль.

ба его сжигания, вида топки и шлакоудаления. Для камерного сжигания минимальные значения суммарной вредности и вредности по золе отмечаются при использовании вихревых горизонтальных топок, по окислам азота — в однокамерных топках с твердым шлако-удалением, где температура горения наименьшая. Вредность топлива по рассмотренным ингредиентам при слоевом сжигании (оно характерно для установок малой мощности, в том числе — отопительных котельных) уменьшается по сравнению с камерным за счет снижения уноса золы и температуры горения, но, как отмечалось в разд. 11.1, может появиться выброс других вредных ингредиентов — канцерогенных ПАУ.

•создать новую серию отопительных и пиково-отопительных котельных агрегатов;

тели центральных котельных, до 1980 г. будет создана новая серия отопительных котельных агрегатов. В плане предусмотрено создать комбинированный котельный агрегат большой производительностью.

рые снабжаются теплом от районных отопительных котельных; вовлечения недогруженных в настоящее время турбин с противодавлением -путем использования их для целей отопления (при отсутствии паровых потребителей) с подачей пара в пиковые бойлеры, причем загрузка противодавления позволит увеличить электрическую мощность турбин.

Водогрейные котлы применяют для снабжения подогретой водой систем отопления и вентиляции, бытовых и технологических потребителей. Котлы устанавливают в промышленно-отопительных, котельных, а также на ТЭЦ для покрытия пиковых отопительно-вентиляционных нагрузок. Основная их особенность — работа при постоянном расходе сетевой воды и включении непосредственно в тепловую сеть. Нагрузка котлов регулируется изменением температуры входящей и выходящей воды путем изменения форсировки топки. Температура воды на входе в котел 70 °С (в пиковом режиме до 110 °С), температура воды на выходе из котла — 150 "С и более (до 200 °С). Основные параметры и технические требования на котлы содержатся в ГОСТ 21563-93 [8] (табл. 1.62—1.63). Котлы предназначены для сжигания газа, мазута и твердого топлива. Для них установлена следующая шкала тепловых мощностей, МВт (Гкал/ч): 4,65 (4); 7,5 (6,5); 11,63 (10); 23,3 (20); 35 (30); 58,2 (50); 116,3 (100) и 209,4(180).

Комбинированные пароводогрейные котлы на базе серийных водогрейных котлов КВ-ГМ-116,3-150 и КВ-ГМ-209,4-150 предназначаются для работы в качестве пиковых котлов на ТЭЦ и в крупных промышленно-отопительных котельных при значительных расходах пара на технологические нужды. Такие котлы могут также изготавливаться на базе серийных водогрейных котлов, предназначенных для слоевого и камерного сжигания твердого топлива.

Разработана новая серия П-образных газомазутных водогрейных котельных агрегатов типа КВГМ производительностью 210, 420 и 754 ГДж/ч; также выпускаются водогрейные котельные агрегаты КВГМ теплопроизводительностыо 16,7; 27; 42; 84 и 125 ГДж/ч для отопительных котельных. В промышленных котельных применяются в основном паровые котельные агрегаты ДКВР на давление пара 1,3; 2,3 и 3,9 МПа производительностью пара от 2,5 до 35 т/ч (ДКВР-2,5-ДКВР-35).

Водогрейные котлы применяют для снабжения подогретой водой систем отопления и вентиляции, бытовых и технологических потребителей. Котлы устанавливают в промышленно-отопительных, котельных, а также на ТЭЦ для покрытия пиковых отопительно-вентиляционных нагрузок. Основная их особенность — работа при постоянном расходе сетевой воды и включении непосредственно в тепловую сеть. Нагрузка котлов регулируется изменением температуры входящей и выходящей воды путем изменения форсировки топки. Температура воды на входе в котел 70 °С (в пиковом режиме до ПО °С), температура воды на выходе из котла — 150 °С и более (до 200 °С). Основные параметры и технические требования на котлы содержатся в ГОСТ 21563-93 [8] (табл. 1.62—1.63). Котлы предназначены для сжигания газа, мазута и твердого топлива. Для них установлена следующая шкала тепловых мощностей, МВт (Гкал/ч): 4,65 (4); 7,5 (6,5); 11,63 (10); 23,3 (20); 35 (30); 58,2 (50); 116,3 (100) и 209,4(180).

Комбинированные пароводогрейные котлы на базе серийных водогрейных котлов КВ-ГМ-116,3-150 и КВ-ГМ-209,4-150 предназначаются для работы в качестве пиковых котлов на ТЭЦ и в крупных промышленно-отопительных котельных при значительных расходах пара на технологические нужды. Такие котлы могут также изготавливаться на базе серийных водогрейных котлов, предназначенных для слоевого и камерного сжигания твердого топлива.

Из анализа, приведенного в работе [18], следует, что при использовании термоэлектрического нагрева со средним за сезон значением Кт^>2,5 количество топлива, расходуемого ка тепловых электростанциях, меньше, чем количество топлива, которое необходимо для такого же обогрева при использовании обычных отопительных котельных. Таким образом, достигается экономия топлива, а в сочетании с термоэлектрическим охлаждением — и возможность кондиционирования. Простота и надежность термоэлектрических устройств делает перспективным их применение в условиях, где приборы должны иметь повышенную механическую прочность: на железнодорожном транспорте, на судах и т. д. Широкое их применение сдерживается еще недостаточно высокими значениями добротности термоэлектрических материалов. Особенно перспективно применение термоэлектрического нагрева при небольших перепадах температуры (5—10 К), например, в выпарных установках.

Госгортехнадзор СССР согласился с предложением Госстроя СССР о размещении в отопительных котельных котлов ТВГ-8 на природном газе с расстоянием от фронта котла до противоположной стены котельной 2,5 м, свободным проходом между выступающими частями горелочных и дутьевых устройств и стеной котельной, равным 1,9 м (письмо Госгортехнадзора СССР от 3.IX.76 г. № 04-27/74/983 в адрес Госстроя СССР).

Другой пример того, как приносят экономичность в жертву удобствам из-за дешевизны электроэнергии,—это электроотопление. (Безусловно, дороже отапливать помещение при помощи электричества, хотя местная энергокомпания заверяет Вас в обратном!) Преобразование электрической энергии в тепловую— весьма эффективный процесс: например, КПД электрического водонагревателя равен 100%. Однако преобразование топлива в электроэнергию—процесс довольно неэффективный (КПД равен 30—40 %). Таким образом, общий коэффициент полезного использования химической энергии топлива при ее преобразовании в теплоту через электроэнергию относительно невелик. Если бы топливо использовалось непосредственно для отопления помещений с КПД, равным 60—70%, можно было бы сэкономить значительное количество топлива и уменьшить потери энергии.

Еще один возможный способ использования водорода в быту — применение топливных элементов, которые подробно рассмотрены в гл. 5. Водород-кислородные топливные элементы можно с успехом применять в быту; при этом нет оснований опасаться воспламенения водорода. Топливный элемент позволяет превращать энергию водорода в электроэнергию; к батарее топливных элементов, где это экономически оправдано, можно подключать тепловые насосы, предназначенные для отопления помещений и кондиционирования воздуха, а также стандартные электрические камины. Единственным побочным продуктом при работе топливного элемента является вода, которая сама по себе представляет ценность во многих жилых домах.

Америке еще в начале прошлого столетия. Метанол производили в окрестностях Парижа путем сухой перегонки (пиролиза) древесины; применялся он для отопления помещений. У метанола был ряд достоинств — он не образовывал золы, которую нужно было бы вывозить за городскую черту, значительно меньше загрязнял атмосферу (а это было и по сей день . остается серьезной проблемой). Метанол горит очень чистым бледно-голубым пламенем. Его стали заменять в лампах керосином потому, что голубое пламя не было достаточно ярким. Керосин сгорает далеко не полностью, образуя большое количество несгоревшего углерода (копоти), что придает пламени характерный желтоватый оттенок. Повсеместная доступность нефтепродуктов во второй половине XIX в. и уменьшение площади лесов — основных источников сырья для спиртовых заводов довольно быстро положили конец использованию метанола как топлива.

В США были разработаны два типа установок, предназначенных для приема и непосредственного сжигания твердых городских отходов: мусоросжигательные печи с экранированной топкой и модульные установки с выносной топкой и котлом-утилизатором. В первой системе на внутренней поверхности печи смонтированы экраны из труб, по которым протекает вода; при нагреве труб образуется пар, используемый для выработки электроэнергии или отопления помещений. В модульной мусоро-

* В Лос-Анджелесе для нагрева воды и отопления помещений мазут не используется.

Осуществляется координированная программа исследований в области гелиоэнерге-тики; уже построен целый ряд прототипных систем, дающих возможность успешно использовать солнечную энергию для сушки зерна, нагрева воды, отопления помещений, выработки электроэнергии и опреснения морской воды. Эти системы в настоящее время прохо-

В числе других мероприятий следует назвать улучшение теплоизоляции производственных корпусов и административных зданий, устройство воздушных завес в транспортных коридорах, установку термостатов в системах отопления помещений, нагрева воды и производства технологического тепла. Необходимо оптимизировать процессы разогрева печей и котлов для повышения коэффициентов их нагрузки, а вращающиеся машины нужно выключать, когда ими не пользуются. Для уменьшения теплопотерь при использовании технологической жидкости рекомендуется накрывать ванны кожухом либо разбросать по поверхности жидкости пластмассовые шарики, которые в известной степени изолируют жидкость от атмосферы и тем самым препятствуют ее остыванию.

Регенерация теплоты. Использование электроэнергии может обеспечить экономию органического топлива при помощи, например, регенерации теплоты. Регенерированную теплоту можно либо снова применять в технологических процессах, либо использовать для обеспечения отопления помещений. На сегодня имеются разнообразные системы, предназначенные для регенерации теплоты, среди них — тепловое колесо (вращающийся регенеративный теплообменник) и тепловой насос. Эти системы потребляют незначительное количество электроэнергии, однако дают возможность регенерировать гораздо большее количество теплоты.

Отопление и кондиционирование — еще одна важная область конечного использования энергии, в которой может быть получена экономия. Так, в США в 1985 г. в этой области может быть получена экономия энергии, эквивалентная 50 млн. т нефти в год, и еще 55 млн. т могут быть сэкономлены за счет улучшения изоляции помещений в строительстве [9]. По этому поводу, однако, почти невозможно сделать какие-либо общие выводы. В существующей практике изоляции помещений имеются большие различия между странами и даже внутри крупных стран, так же как в принятой температуре внутри помещений, в расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопительных систем, а также в степени распространения централизованного отопления или тепловых насосов. Если в США возможная экономия энергии определяется более или менее надежно, подобные расчеты для Европы выполнить значительно труднее. В отличие от США здесь наблюдается большое разнообразие бытовых отопительных систем; используются дрова, уголь, природный газ, электрические камины; применяются центральные отопительные системы на всех видах топлива, причем большое значение имеют различия в индивидуальных вкусах. В этих условиях вид «добровольной» экономии мог бы и должен играть важную роль; попытки оценить возможности такой экономии делались. Во Франции доля отопления в общем потреблении энергии оценивается в 25 %, поскольку широко используются уголь и дрова; с отоплением связаны значительные проблемы загрязнения среды. В 1974 г. в Норвегии исследовалась возможность применения электроэнергии для отопления помещений; причем доказывалось, что издержки в этом случае оказываются дополнительными по отношению к издержкам, связанным с обеспечением электроэнергией обязательных потребителей, и поэтому удельные затраты окажутся вдвое ниже, чем для бытового электроснабжения без отопления. Это пример пропаганды, направленной на обеспечение экономии второго рода, т. е. с использованием усовершенствованных приборов. Поскольку существует мнение о расточительности электроотопления, интересно отметить, что в одной из американских работ 1974 г. [43] указывается, что «практически при электроотоплении достигается тот же самый коэффициент преобразования первичных энергетических ресурсов, что и при использовании печей на нефтетопливе. Более того, на электростанциях могут применяться разнообразные виды первичных энергоресурсов разного качества».

Развитие централизованного отопления считается важным направлением во всех странах. Министерство энергетики Швейцарии выпустило специальный доклад по этому вопросу, В одной из советских работ указывается, что в СССР экономия топлива для отопления помещений за счет использования централизованных отопительных систем достигает 15—17%. Применение ТЭЦ в СССР дает экономию 0,6—0,7 т у. т./кВт установленной мощности ТЭЦ и до 1 т у. т./кВт с учетом эффекта от концентрации производства тепла. 80 % опускаемого тепла в СССР приходится на урбанизированные населенные пункты и только 20 % — на сельские местности. В 1973 г. на выработку тепла использовалось 470 млн. т у. т., на 1985 г. прогнозировалось 700 млн. т у. т. На крупные районные теплофикационные системы приходился 21 % всего отпускаемого тепла в стране и 27% тепла — в населенных пунктах городского типа. Эти данные отражают размах строительства, которое ведется в виде групп крупных многоэтажных зданий. Подобный тип застройки является идеальным для развития централизованных отопительных систем с расположением ТЭЦ за пределами городских территорий. В одной из финских работ, посвященной выбору схемы энергоснабжения Хельсинки и его пригородов, рекомендуется сооружение ядерной ТЭЦ, но при этом указывается на быстрый рост затрат на централизованное теплоснабжение при увеличении расстояний подачи тепла.

Электрооборудование, которое чаще применяют в ЗРУ на промышленных предприятиях, относится к категориям УЗ и У4, где У обозначает исполнение для эксплуатации в районах с умеренным климатом, в которых максимум температуры ниже 40 °С, а минимум выше минус 45 °С; 3 — исполнение для работы в закрытых помещениях с естественной вентиляцией; 4 — исполнение для работы в закрытых отапливаемых или ограждаемых и вентилируемых производственных и других помещениях. При выдаче строительных заданий на отопление и вентиляцию помещений, в которых установлены электротехнические аппараты и изделия с различными пределами нормальных рабочих температур, следует их сопоставить и выбрать оптимальную рабочую температуру для расчета отопления помещений ЗРУ.

В^электродных котлах вода нагревается при прохождении через нее электрического тока между специальными электродами. Котлы могут применяться в замкнутой системе проточной воды для отопления помещений, при этом циркуляцию воды создают насосы. Имеется систен^а регулирования температуры воды и аварийного отключен^ с помощью электроконтактных термометров ( 11.13).