Альтернативное отопление становится реальностью

Основными задачами и направлениями реализации Энергетической стратегии Украины на период до 2030 года являются: создание предпосылок для коренного снижения энергоемкости отечественной продукции за счет внедрения новых технологий, прогрессивных стандартов, современных систем контроля, управления и учета на всех этапах производства, транспортирования и потребления энергетических продуктов; развитие рыночных механизмов стимулирования энергосбережения во всех областях экономики.
В структуре потребления первичной энергии в Украине за прошлые годы наибольший объем приходится на природный газ - 41%, тогда как в странах мира удельный вес потребления газа составляет 21%; объем потребления нефти в Украине составляет 19%, угля - 19%, урана - 17%, гидроресурсов и других возобновляемых источников - 4%.
В Энергетической стратегии отмечается, что в Украине складывается напряженная ситуация в обеспечении электроэнергетики, коммунальной сферы и населения углем надлежащего качества, угольными и торфобрикетами, сжиженным газом, что приводит к их замещению природным газом, который увеличивает энергозависимость Украины. В этом контексте целесообразно провести замещение газа и других бытовых видов топлива, которые используются для отопления, на электроэнергию, прежде всего, в зонах расположения атомных электростанций, в горных и лесных селах и отдаленных населенных пунктах, а также использовать электроэнергию для отопления нового жилья.
Современный уровень цен на природный газ в странах Европы составляет 220-350 USD/тыс.м³ для промышленных потребителей и 550-600 USD/тыс.м³ для бытовых потребителей с тенденцией к дальнейшему росту. В связи с либерализацией энергетических рынков неминуемым является приближение цен на природный газ в Украине к уровню мировых.
Рост цены на природный газ к среднеевропейскому уровню приведет к снижению его конкурентоспособности в производстве довольно широкого спектра товарной продукции и услуг в Украине. Наибольшие изменения будут происходить во время выбора первичного энергоносителя для производства тепла и электроэнергии.
Вместе с тем прогнозируемое отставание темпов роста цен на электрическую энергию от цен на природный газ и нефть создает экономические условия для использования электрической энергии вместо природного газа и мазута в системах промышленного и бытового теплообеспечения.

В Энергетической стратегии отмечается, что с целью оптимизации режимов производства электрической энергии и повышения коэффициента использования мощностей атомных энергоблоков путем увеличения потребления электроэнергии в часы «ночного провала» целесообразно поэтапно заменять газовый нагрев системами аккумуляционного электронагрева, которые являются потребителями-регуляторами, обеспечив оптимальное управление зонными и дифференцированными тарифами на электрическую энергию. Это позволит существенно снизить объемы потребления природного газа на нужды отопления.
Замена газовых котельных на электрические теплогенераторы и аккумуляционный электрический нагрев может обеспечить вытеснение значительной части природного газа, который используется для теплоснабжения в промышленности и быту.  
Принимая во внимание положения стратегии и перспективные намерения правительства, можно предположить тенденции на ближайшую перспективу: газ стабильно будет дорожать, так как на собственные нужды отечественного в полном объеме не хватает,плюс существует большой соблазн заработать на отечественном газе, продав его на запад по европейской цене. Централизованное отопление с каждым годом все больше и больше превращается в динозавра, дни которого неумолимо стремятся к нулю. Поэтому многие нынешние государственные программы направлены на совершенствование систем теплоснабжения жилищно-коммунального сектора и сооружений производственной сферы. Одним из последних документов в этой сфере является Постановление КабминаУкраины от 20.05.2009г.№ 682 «О мероприятиях по модернизации систем теплоснабжения».
Сегодня в Украине по-прежнему остаётся острой проблема горячего водоснабжения и отопления жилых и административных помещений. По оценкам экспертов, более чем 70% населения не удовлетворено режимами водо- и теплоснабжения. Это, прежде всего, касается небольших городов и сельской местности.
В сложившейся ситуации население обогревается, как может: кто-то всеми правдами и неправдами устанавливает автономное отопление, давая взятки за разрешение; кто-то, отчаявшись бороться с теплосетью, просто включает 2-4-х киловаттные обогреватели, тратя при этом на электроэнергию значительно больше, потребляя ее круглосуточно.
Интенсивное строительство в городской инфраструктуре, строительство загородных домов, производственных и коммерческих объектов требует новых технологий и современных средств инженерного обеспечения. При этом одним из важнейших и дорогостоящих элементов инженерного обеспечения является отопление.
На рациональный выбор системы отопления влияет много факторов: доступность конкретного вида топлива, экологические аспекты, проектные решения, объем строящегося объекта, финансовые возможности человека и многое другое.
Во всем мире традиционно и абсолютно доминируют автономные системы отопления, которые обеспечивают теплом конкретные объекты, квартиру, группу квартир, отдельное здание. Ни одна столица Европы не имеет теплоцентралей подобных постсоветским гигантам.
Среди автономных систем отопления новое качество обрело и широко используется прямое электроотопление, преобразующие электроэнергию в тепло без промежуточных теплоносителей. Сегодня за рубежом успешно эксплуатируются электрические автономные системы обогрева нового поколения. Использование электроэнергии для отопления и нагревания воды имеет немало плюсов. Неслучайно этот вид теплоснабжения распространен в США, Канаде, Западной Европе. 
Европейская и мировая тенденция очень наглядна на примере Франции и Швеции. На сегодня электроотопление во Франции уже занимает до 40% рынка энергоносителей, а Швеция приняла государственную программу полного перевода к 2016 году отопления на электроэнергию. В Украине с учетом энергетических реалий программы по скандинавскому типу ждут своего часа.
И государство, и потребители вплотную подошли к необходимости практического внедрения в повседневный быт электрообогревателей, которые потребляют ночную, более дешевую электроэнергию, а также автоматики, контролирующей и учитывающей индивидуальный расход электроэнергии. Между тем, массовому потребителю об этих приборах и устройствах практически ничего не известно.
Тем не менее, в Украине на рынке современных аккумулирующих электроотопительных систем в течение последних лет успешно функционируют ряд предприятий, внедряющих проекты энергосберегающих технологий на основе аккумуляционного обогрева помещений. Одним из таких предприятий является ООО "ПРО-ТЕРМ" (г. Киев), которое является авторизованным дистрибьютором в Украине компании-производителя «Elektrotermia» (Польша).
Аккумуляционное обогревание - это экономный и безопасный способ обогревания. Главная особенность его работы заключается в том, что накопление тепловой энергии происходит в часы, когда действует более дешевый тариф (так называемый - ночной) с 23.00 до 07.00, а отдача тепла - круглосуточно.
Существенный положительный момент таких обогревателей состоит в том, что они накапливают значительное количество тепла при минимальной нагрузке энергосистемы, а отдают его на протяжении суток, потребляя электроэнергию только ночью. Основным у этого обогревателя является керамический блок, аккумулирующий тепловую энергию и определяющий размер и массу обогревателя.      
 Суточный цикл работы аккумуляционных нагревателей можно разделить на два этапа. Первый - это накопление (нагрев), на котором электрическая энергия из электросети используется, главным образом, на нагревание аккумулирующего блока (до 600 °С), а часть - непосредственно на обогрев помещения. Второй этап - разрядка, на котором тепло отдается для обогрева помещения путем теплового излучения, естественной конвекции, а в динамических аккумулирующих обогревателях - процесс отдачи тепла происходит также за счет принудительного выдувания нагретого воздуха регулируемым вентилятором, управляемым программатором температуры. Максимальное время работы в режиме потребления энергии - 8 час., наибольшее время отдачи тепла аккумулирующим блоком (не включая в электрическую сеть) -16 час.  В большинстве промышленно-развитых стран мира жильцы давно получили ответы на весь комплекс вопросов, связанных с экономией энергоресурсов в быту. Тарифов оплаты электроэнергии у них не два, а целых четыре: дневной, ночной, недельный, сезонный. Те же правила действуют в системах водоснабжения и отопления. В Украине же, остающейся в десятке ведущих энергетических держав мира, несмотря на наличие как необходимой нормативно-правовой базы, так и оборудования в требуемом количестве и по доступным ценам продвижение по пути внедрения энергосберегающих технологий достаточно медленное. 
Аккумулирующие нагреватели обладают следующими преимуществами:

• высоким КПД преобразования энергоресурсов в тепло, за счет отсутствия тепловых потерь в распределительных устройствах;
• высокою надежностью и длительным сроком использования без дополнительного обслуживания;
• преобразование электроэнергии в тепло автоматически регулируется в зависимости от потребности людей, находящихся в помещении, что обеспечивает условия теплового комфорта;
• при использовании данного вида отопления все тепло непосредственно генерируется в помещении, которое необходимо обогревать и не теряется при его транспортировке;
• нет необходимости использовать склады для топлива и продуктов горения. (освобождение площадей);
• нет загрязнений окружающей среды.
• отсутствует угроза отравления продуктами горения;
• за использованную энергию нужно платить по факту.

 В сравнении с  системами автономного газового отопления инвестиционные затраты на установку аккумуляционного отопления примерно в 1,5-2 раза выше, чем на установку газокотельного оборудования, если учитывать лишь стоимость самого газокотельного оборудования и монтажа газовых котлов без подвода газа к объекту. Однако дополнительные затраты на подведение газа к объекту могут быть весьма значительными и в конечном итоге суммарные затраты на оборудование газового отопления будут либо сопоставимыми, либо превышать затраты на установку аккумуляционных электрообогревателей. Что касается эксплуатационных затрат, то они для аккумуляционных электрообогревателей ниже на 80 % в сравнении с затратами при эксплуатации газовых котлов отечественного производства и на 12 % ниже при эксплуатации газовых котлов импортного производства. Техническое обслуживание аккумуляционных электрообогревателей намного дешевле газовых котлов. Отсюда следует вывод, что при сохраняющейся тенденции к подорожанию импортируемого страной газа, альтернативное отопление на основе использования электроэнергии может быть вполне эффективным и конкурентоспособным.

Водяное отопление с естественной циркуляцией теплоносителя

Система водяного отопления с естественной циркуляцией теплоносителя (гравитационные системы) используется преимущественно в небольших зданиях. Принцип работы этой системы таков: нагреваемый в котле теплоноситель, например вода, поднимается по вертикальной трубе — подающему стояку. Подъём воды происходит потому, что горячая вода имеет меньший вес (точнее — меньшую плотность), чем холодная, и как бы всплывает по стояку. Затем, вода по трубе, разводящей линии, поступает в вертикальные трубы — горячие стояки и через них — в отопительные приборы. В отопительных приборах горячая вода отдаёт часть своей теплоты, остывает и возвращается в котёл по трубе обратной линии.
Так как плотность охлаждённой воды увеличилась, она своим весом вытесняет нагретую в котле воду в подающий стояк. В результате, возникает непрерывное движение или циркуляция воды в системе отопления. Сила этой циркуляции, или циркуляционное давление, зависит от разности температур горячей и обратной воды и от высоты расположения отопительного прибора относительно котла. (Второе обстоятельство объясняет, почему в системах водяного отопления с естественной циркуляцией, радиаторы на верхних этажах прогреваются лучше, чем на нижних).
Для нормальной работы такой системы отопления, требуется, чтобы циркуляционное давление было достаточным для преодоления сопротивлений, которые вода встречает в системе. Это достигается увеличением диаметра труб и созданием более простых по конфигурации схем трубной разводки.
Недостатки систем отопления с естественной циркуляцией теплоносителя. В современных жилых домах, системы с естественной циркуляцией встречаются всё реже. Мало кому нравятся толстые трубы, с уклоном проложенные по стенам. Ограничиваются возможности архитектурных решений и планировки помещений здания. Такие системы плохо поддаются тепловой регулировке, в них невозможно применять многие современные материалы.
Единственным неоспоримым достоинством систем отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, является их электронезависимость. Если котел не требует электричества для своей работы (а найти такие не трудно), то система отопления будет работать даже там, где электроснабжение отсутствует.

Водяное отопление с принудительной циркуляцией теплоносителя                   

Системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя лишены неудобств гравитационных систем отопления. В них перемещение теплоносителя производится специальными насосами, которые заставляют теплоноситель циркулировать по системе. Такие насосы, называются циркуляционными, и включаются в подающую или обратную магистраль системы отопления.
Преимущества систем отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. Системы отопления с принудительной циркуляцией, дают возможность отапливать здания любой сложности, оставляют простор для любых дизайнерских решений. Трубная разводка выполняется трубами малого диаметра и может быть скрыта в монолите полов и стен. Тепловое управление можно сделать очень гибким и дифференцированным по помещениям.
Единственный недостаток систем этого типа — их электрозависимость. При отключении электропитания система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя перестает работать, что может привести к замораживанию системы.

 

Системы воздушного отопления

 

Системы воздушного отопления классифицируют в зависимости способа создания циркуляции теплоносителя – воздуха:

• гравитационные – системы воздушного отопления с естественной циркуляцией воздуха.

В основе гравитационной воздушной системы отопления лежит разность плотностей воздуха при различных температурах: при неоднородном прогреве воздуха возникает естественная циркуляция в системе.

• вентиляторные – системы воздушного отопления с механическим побуждением движения воздуха.  Недостатками этого типа являются то что эти обогреватели сушат воздух и помещение быстро остывает стоит его только отключить.

В вентиляторной системе используется вентилятор с электроприводом для повышения давления воздуха и распределения его по воздуховодам и помещениям.
Нагрев воздуха в воздушной системе отопления происходит в калориферах, которые сами (изнутри) подогреваются водой, паром, электричеством или горячими газами.
По радиусу действия воздушное отопление может быть центральным и местным.
В центральной системе отопления калорифер размещается в отдельной вентиляторной камере, а в местной системе воздух нагревается в калорифере, находящемся непосредственно в отапливаемом помещении.
Преимущества воздушных систем отопления заключаются в отсутствии замерзающего теплоносителя, что позволяет применять этот вид отопления в домах и коттеджах с периодическим проживанием. После длительного отсутствия воздушное отопление дает возможность быстро прогреть дом до комфортных условий. После нагревания автоматические регуляторы поддерживают температуру в заданных пределах.
К недостаткам систем воздушного отопления следует отнести опасность распространения движущимся воздухом вредных веществ.
Стоит обратить внимание на теплонакопители, которые работают по принципу накапливания тепла. Принцип работы состоит в том что обогреватель включаться по запрограммированой ранее программе и начинает накапливать тепло и одновременно обогревать помещение. Когда он максимально накопил в себе тепло он отключается, и практически не расходуя энергии выдувает горячий воздух в помещение, поддерживая нужную температуру на заданном уровне.

Системы отопления на газу

 

Газовое отопление дома — вид отопления, при котором в качестве топлива используются горючие газы, а отопительные приборы, приспособленные для сжигания газа, устанавливаются непосредственно в обогреваемых помещениях.
Газовые печи отличаются высокими теплотехническими показателями и экономичностью, их КПД на треть выше, чем у отопительных печей на твердом топливе. Отличительной особенностью таких печей является равномерность нагрева внешней поверхности.
Газовые камины используются в жилых помещениях в качестве дополнительных источников тепла при газовом отоплении, для создания уюта, особого интерьера. Эти камины могут быть лучистыми и конвективными.
Лучистые газовые камины, с горелкой инфракрасного излучения с керамической насадкой, имеют КПД 80 % и тепловую мощность около 3,5 кВт.
Конвективные газовые камины, с эжекционной горелкой, установленной в нижней части камеры сгорания, имеют КПД 83 %, а тепловую мощность до 5,6 кВт.
Но в данный момент их использование не целесообразно так как уже говорилось ранее, цена на газ выросла настолько что выгоднее использовать электро-обогреватели.
В жилых домах системы квартирного отопления часто оборудуются специальными источниками тепла – широко и давно известными газовыми водонагревателями (котлами).
У всех этих водонагревателей включение и выключение основной горелки (путем открытия или прекращения подачи газа к горелке) осуществляются автоматически с помощью терморегулятора.
Достоинство газового отопления дома заключается в относительно недорогой стоимости топлива (природного газа). Использование газового отопления экономически выгодно, так как значительно повышает КПД отопительного оборудования, снижает затраты на эксплуатацию, позволяет автоматизировать процесс горения топлива.
Проведя ряд исследований можно с уверенностью сказать что на данный момент ТЕПЛОНАКОПИТЕЛИ являются САМЫМИ ЭКОНОМИЧНЫМИ обогревателями.

Теплонакопитель

Теплонакопитель – это электроустройство, аккумулирующее тепло, полученное по более дешевому тарифу в ночное время. Такую возможность дает многотарифная система учета электроэнергии. Таким образом электрический теплонакопитель экономит энергию как для потребителя, так и для производителя электроэнергии.  Электрообогрев через теплонакопитель позволяет производителю электроэнергии выравнивать суточные нагрузки в электросети без ввода новых мощностей и дополнительных расходов на вывод избыточных генерирующих мощностей. Что в целом благоприятно отражается на работоспособности и долговечности силового электрооборудования.  Также для городской системы отопления применение альтернативного источника тепла – электрического теплонакопителя, является положительным решением при возникновении чрезвычайных ситуаций. Система электроотопления с помощью теплонакопителя применима как дополнительный обогрев помещений в качестве резервного источника тепла.  Теплонакопитель – это удобно. Так как в отличие от традиционных нагревательных приборов теплонакопитель имеет систему управления, которая автоматически руководит накоплением и отдачей тепла. Автоматика управления настраивается при монтаже и регулирует процесс теплоотдачи с помощью датчика температуры воздуха в помещении.   Теплонакопитель – это экономно. Так как благодаря многотарифной системе учета электропотребления и автоматическому управлению теплообменом потребление уменьшается в 4 раза!  Теплонакопитель – это надежно. Так как не требует сложных работ по обслуживанию. Единственно, в начале отопительного сезона нужно проверить и при необходимости очистить вентиляционные отверстия. Теплонакопитель имеет срок службы не менее 30 лет.  Теплонакопитель – это пожаробезопасно. Так как поверхность электрообогревателя не нагревается благодаря многослойной теплоизоляции. Корпус и опорные детали теплонакопителя изготовлены из оцинкованного стального листа с защитным термостойким покрытием.  Теплонакопитель – это экологично. Так как не происходит сжигания кислорода и выделения продуктов сгорания благодаря конструкции обогревателя, при которой нагревательные элементы не контактируют с воздухом.  Теплонакопитель – это престижно. Так как это современное электроустройство, созданное специалистами с использованием современных материалов и технологий. Идея энергосбережения путем накопления тепла и экономного его потребления является самой перспективной в сфере обогрева на Земле.

Система электрообогрева состоит из двух режимов:

- накопление тепла в ночное время по низкому тарифу - заряд;

- теплоотдача в помещение - разряд. Термостат с таймером управляет режимами накопления и теплоотдачи теплонакопителя. Величина теплового заряда устанавливается автоматически в зависимости от внешней температуры. Система встроенных тепловентиляторов через систему воздушных каналов обеспечивает поток нагретого воздуха из теплонакопителя в помещение. Термостат позволяет регулировать температуру воздуха в помещении в диапазоне +5…+ 30˚С.  Рациональное использования тепла и электроэнергии осуществляется автоматически. Термостат включает вентиляторы при падении температуры воздуха ниже заданной и выключает при достижении заданной максимальной.