Комбинированное отопление: Комбинированные котлы для отопления дома: виды, характеристики
принцип работы, выбор топлива, подключение и особенности эксплуатации
Если выбрать правильно напольное покрытие и вид теплого пола, то можно реализовать комбинированную систему. Причем независимо от того, какое назначение у зданий и сколько в них этажей. Вариант комбинированной системы идеально подойдет для частных жилых домов с двумя этажами и более. В этом случае на первом этаже обустраивается система теплого пола.
Теплый воздух поднимается вверх. Причем прогревает не только воздух, но и перекрытие, которое является полом второго этажа. Непосредственно на втором этаже устанавливаются радиаторы. В статье мы рассмотрим принцип работы комбинированной системы отопления, ее составляющие. А особое внимание уделим «сердцу», то есть, котлам и их видам.
Особенности конструкции
На первом этаже лучше всего использовать в качестве напольного покрытия плитку. Что касается комнат на втором этаже, то для них можно использовать абсолютно любое напольное покрытие. В том случае, если вы решите поставить терморегуляторы, то сможете без особого труда поддерживать необходимый микроклимат в доме независимо от времени года и суток. Например, можно на день устанавливать низкую температуру, а на ночь ее увеличивать.
В статье приведена примерная схема системы отопления. В ней предположено, что теплый пол монтируется только на первом этаже дома. Второй этаж, согласно схеме, отапливается только радиаторами. Но можно внести изменения в схему, чтобы избавиться от любых недостатков, которые характерны ей. Например, обустроить систему теплого пола и на втором этаже.
Идеально, если комбинированная конструкция изначально закладывается в проекте. Но, как вы понимаете, идеального ничего не бывает. Поэтому нужно ориентироваться на то, что имеется у вас, учитывать все ограничения. Обратите внимание на то, что в многоквартирных домах не получится сделать жидкостный теплый пол. Да и нужен ли он вообще, если вы проживаете не на первом этаже? Зато в многоквартирных домах можно устанавливать системы отопления с теплообменниками.
Немного про напольные покрытия
Для того чтобы сделать водяной теплый пол в своей квартире, вам придется составить проект и согласовать его в соответствующих службах. Как вы понимаете, это лишняя трата денег и времени. Заранее требуется определиться с тем, какой вид покрытия будет укладываться поверх теплого пола. Многие строители рекомендуют плитку или ламинат. Использовать ковролин и паркет нельзя, так как у них высокая степень теплоизоляции. Поэтому существенно снижается эффективность всей системы отопления.
Линолеум можно использовать, но не рекомендуется приобретать дешевые виды. Рекомендуется заплатить немного больше, но купить действительно качественный и надежный материал, который прослужит много лет. Обратите внимание на то, что некоторые виды линолеума при нагревании способны выделять вредные вещества. А они очень опасны для людей.
Довольно часто в квартирах устанавливают электрические теплые полы, которые дополняют централизованную радиаторную систему. Но если решите делать такую систему, нужно убедиться в том, что электропроводка выдержит нагрузку.
Какие использовать отопительные приборы?
Если вы проживаете в газифицированном доме, то вопрос этот сам по себе отпадает. Ведь газ на сегодняшний день является самым дешевым видом топлива. При установке хорошего котла конденсационного типа все проблемы с отоплением будут решены. Но если рядом нет магистрали газопровода, приходится выбирать жидкое или твердое топливо. Установка газгольдеров – это не всегда выход, так как стоимость сжиженного газа очень высокая, а хватает его на непродолжительный срок. Особенно если «аппетит» котла приличный.
Можно переоборудовать котлы – для этого устанавливаете форсунки, которые будут работать на нужном топливе. Но не каждая модель котла позволяет выполнить такую доработку. Если у вас есть возможность приобретать дизтопливо по низкой стоимости, то разумнее всего установить котел, который работает на жидком топливе. Это просто идеальный вариант для домов, у которых большая площадь. Но не все имеют возможность приобретать дешевую солярку, поэтому большая часть домовладельцев останавливается на твердотопливных котлах длительного горения.
Если вы проектируете систему отопления с радиаторами и теплым полом, то обязательно следует учитывать один нюанс. А именно то, что обогрев пола оказывается более экономичным. Но это не означает, что надобность в радиаторах отпадает полностью. Первая и главная их миссия заключается в том, чтобы создать завесу тепла около окон и предотвратить охлаждение всего дома. Если правильно выбрать элементы системы и тщательно продумать ее контроль, то вы сможете сделать отопление эффективным и дешевым.
Самые эффективные устройства – это котлы конденсационного типа, у которых очень высокий КПД. Они энергонезависимы, имеют систему электронного розжига. Подключение комбинированной системы отопления выполняется по-разному, зависит от того, какая выбрана схема.
Жидкостный или электрический теплый пол – какой выбрать?
Если все монтажные работы выполнять без ошибок, то эффективность как у электрических, так и у жидкостных почти одинакова. Вопрос стоит только один – стоимость монтажа и эксплуатации обеих систем. Сразу нужно выделить такие моменты:
- Стоимость изготовления жидкостного теплого пола больше, нежели электрического.
- Зато цена эксплуатации жидкостного намного ниже.
Поэтому нужно посмотреть на все плюсы и минусы, оценить их разумно. Монтируете и покупаете все оборудование вы только раз, а вот за отопление платите не меньше 6 месяцев в году. Именно поэтому большинство владельцев домов отдает предпочтение жидкостным конструкциям систем отопления. Вместе с ней разумнее устанавливать конденсационный котел и радиаторы с высоким КПД. В конструкцию желательно включать насос для циркуляции. Комбинированная система отопления в этом случае будет работать намного эффективнее.
Изготовить жидкостный теплый пол в многоквартирном доме можно, но это сделать сложнее. Особенно если у вас отопление централизованное. Намного чаще владельцы квартир осуществляют подключение электрических теплых полов – электрокабеля, карбоновых матов, пленки. По отнотрубной схеме можно выполнить комбинированную систему отопления с естественной циркуляцией. Но лучше все же поставить насос – он увеличит КПД.
Двухтрубные системы отопления потребует значительных затрат – придется закупить специфические комплектующие и материалы. Намного дешевле оказывается монтаж однотрубной системы, которая неплохо справляется со своей основной задачей. Но если у вас не очень большой дом, то не стоит экономить на системе отопления.
Варианты исполнения комбинированной системы отопления
Иногда появляется необходимость в изготовлении комбинированной системы, в которой будет два или более источников генерации тепла. Существует масса преимуществ изготовления отопления по такой схеме. Вы сможете повысить эффективность централизованной системы, повысите комфорт в доме и т. д. Основные варианты обустройства систем отопления:
- Газовый, твердотопливный или электрический котел и воздушный насос.
- Инфракрасные обогреватели и радиаторы отопления.
- Инфракрасная потолочная система, теплый пол и солнечные батареи.
Последний вариант окажется очень дорогим, так как стоимость солнечных батарей, оборудования и аккумуляторов для накапливания электроэнергии очень высокая. Но и у других вариантов есть много минусов. Справедливости ради стоит отметить, что преимущества все же перевешивают.
Стоимость изготовления системы отопления очень высокая, но в дальнейшем, если, конечно, все правильно сделать, она окупится. За счет высокого КПД радиаторов, теплого пола, котла, вы сможете тратить меньше топлива и получать больше тепла.
Разновидности отопительных котлов
Можно выделить несколько типов котлов, в зависимости от того, на каком они топливе работают:
- Газовые.
- Электрические.
- Твердотопливные.
- Жидкотопливные.
- Комбинированные.
Далее рассмотрим особенности всех этих котлов.
Газовые отопительные котлы
Это самые востребованные нагревательные приборы, если рядом с домом имеется магистраль, то разумнее всего использовать газ. У котлов такие преимущества:
- Достаточно низкая стоимость топлива.
- КПД агрегатов высокий – от 92%.
- Простота эксплуатации за счет автоматизации конструкции. Вам нужно только установить нужное значение температуры и наблюдать за процессом нет необходимости.
- Высокая степень экономичности.
- Разнообразие конструкций. Существуют одноконтурные, которые позволяют отапливать дом. Но есть и двухконтурные, способные обеспечивать жильцов горячей водой.
- Существуют как напольные, так и настенные типы котлов.
Но недостатки тоже имеются:
- Нужно подводить к дому газопровод. Если его нет, то придется отдать за это кругленькую сумму.
- Нужно получать документацию в газовой службе.
Жидкотопливные котлы
Как правило, такие конструкции работают на дизтопливе. Обычно такие котлы выбирают, если нет возможности подключиться к газовой магистрали. Также котел разумно использовать, если в местности существуют проблемы с электроснабжением. К преимуществам жидкотопливных котлов можно отнести:
- Высокий КПД.
- Легкое управление – как правило, все модели имеют автоматическую систему управления.
- Для того чтобы использовать природный газ, достаточно установить соответствующую горелку.
Но есть и недостатки, которые плюсы перевешивают:
- Стоимость самого котла очень высокая – газовые оказываются дешевле. Горелки тоже имеют высокую стоимость.
- Дизтопливо на сегодняшний день имеет высокую стоимость.
- Большой шум издает агрегат во время работы.
- Необходимо обеспечить постоянное наличие дизтоплива в емкости. Причем бак должен монтироваться в специально отведенном месте.
- Котел при сжигании топлива сильно загрязняется, приходится его часто чистить.
- Иногда топливо приходится очищать от примесей – песка, воды, смол.
- Если в дизтопливе есть сера, то разрушение металлических элементов котла будет происходить намного быстрее.
Электрические отопительные котлы
Такие конструкции также встречаются в частных домах, у них имеются как преимущества, та и недостатки. Стоит выделить два вида котлов:
- С прямым нагревом (установлены ТЭНы).
- С электродами. Теплоноситель жидкий, в него подается разряд, который, собственно, и осуществляет нагрев.
К плюсам этих конструкций можно отнести:
- Нет нужды обустраивать дымоход.
- Безопасность и экологичность на высоком уровне.
- Работает бесшумно.
- Стоимость достаточно низкая.
- Устройства компактны.
- Имеется возможность автоматического управления.
- Огромный выбор моделей – можете найти такую, которая идеально впишется в интерьер.
Но недостатки порой перекрывают все:
- Мощность высокая, поэтому потребляет агрегат много электроэнергии.
- Если мощность очень большая, то придется получать разрешение на установку котла.
- Если планируете использовать котел как основной источник тепла, то готовьтесь тратить большие суммы на коммуналку.
Твердотопливные конструкции
Изготовить комбинированную систему отопления своими руками на базе такого котла можно, но придется запасаться впрок дровами. К плюсам использования таких агрегатов можно отнести:
- Доступную стоимость.
- Возможность использования любого топлива – угля, дров, отходов древесины и т. д.
- Высокая степень экономичности.
- Низкая стоимость топлива.
- Существуют модели с автоматическими системами управления, которые позволят упростить эксплуатацию.
Недостатки следующие:
- В атмосферу попадает большое количество угарного газа.
- Приходится вручную загружать топливо.
- Нужно чистить топку и дымоход.
- Постоянно нужно искать и приобретать топливо.
- Если нет автоматики, то регулировать температуру не получится.
Комбинированные отопительные котлы
Это конструкции, которые взяли в себя плюсы (и минусы) всех котлов, перечисленных выше. Можно выделить самые популярные вариации котлов в системах комбинированного отопления:
- Газово-дровяные.
- Газово-дизельные – могут обеспечить большую мощность обогрева в больших домах.
- Газо-дизель-дровяные – очень высокая функциональность, но КПД маленький, равно как и мощность.
- Газо-дизель-электрические модели способны обогревать дома большой площади.
- Разнообразные конструкции теплогенераторов, работающих на солярке, газу, электроэнергии, дровах, могут обеспечить полную независимость от внешних факторов (например, если случаются частые перебои электричества).
Обязательно при покупке нужно учитывать все моменты, которые связаны с отоплением дома.
Самая распространенная схема – теплый пол и радиаторы
Эта схема заслужила популярность, так как у нее высокая эффективность. Комбинированная система отопления с радиаторами и теплым полом дорогая в изготовлении, но зато при эксплуатации не придется в нее вкладывать. Во-первых, стены обогреваются радиаторами. Во-вторых, от пола поднимается тепло вверх к потолку. Это очень удобно, особенно если имеются в доме дети. Да и выходить после душа не очень приятно на холодный пол. Как правило, даже если во всех комнатах установлены теплые полы, хозяева не отказываются от радиаторов.
Примерно 70% всего тепла идет от пола, остальные 30% от радиаторов. Чтобы так получилось, теплоноситель, поступающий в пол, должен иметь температуру 60 градусов. А тот, который идет в радиаторы – 75 градусов. Кстати, можно использовать электрические теплые полы и такие же батареи. Правда, расход электроэнергии увеличится во много раз.
Типичная схема оборудования для частного дома комбинированной системы отопления:
Теплые стены – нонсенс?
Неплохая комбинация, которая позволит увеличить эффективность системы отопления. По аналогии с полом, в стены монтируются трубки, которые подключаются к системе отопления. Нужно отметить, что чрезмерного нагрева вы не сможете наблюдать при работе, но температура в комнате будет максимально комфортной. Для частного дома комбинированная система отопления такого типа подойдет как нельзя лучше. Особенно если вы проживаете в холодных регионах. Но нет необходимости ставить трубки во все стены – достаточно только в наружные.
Правда, теплые стены накладывают определенные требования. Само собой, забивать гвозди или сверлить стены нужно крайне осторожно, так как можно повредить трубку. Желательно на этапе изготовления как-то наметить расположение трубок – это позволит впоследствии обезопасить вас, избежать неприятности. Также стоит отметить, что такую конструкцию можно использовать летом для охлаждения – достаточно подать внутрь трубок холодную воду. Но температуру нужно подобрать, так как сильно холодная окажет негативное влияние – на поверхности появится испарина, которая разрушит постепенно бетон.
Комбинированное отопление. Что это такое и ккак его устроить
Каждый современный человек в процессе строительства дома задумывается об установке отопительных приборов, которые будут сберегать тепло, но при этом будут экономить топливо. Сегодня мы расскажем о комбинированном отоплении, которое имеет ряд неоспоримых преимуществ.
Что такое комбинированное отопление
Комбинированное отопление – это такой вид устройства отопления дома, в котором применяют различные виды источников тепла, как альтернативные, так и традиционные. Оно обеспечивает песперебойную подачу тепла в доме.
Комбинированное отопление имеет следующие преимущества:
- Экономия в затратах топлива;
- КПД системы превышает 80%;
- Система практически экологически чиста;
- Правильное распределение энергии по единой системе отопления;
- Вы можете получать энергию от различных доступных источников.
Но стоит отметить, что комбинированное отопление имеет и свои недостатки. Один из них – это высокая
комбинированное отопление
стоимость оборудования и не менее дешевая установка. Данный вид отопления предполагает систему из нескольких отопительных устройств, что и обуславливает достаточно высокую стоимость. Однако технологии в данной отрасли стремительно развиваются. В недалеком будущем стоимость может существенно снизиться, как это произошло в Германии, Англии и других странах, где потребители уже активно применяют такие системы отопления в своих домах.
В комбинированное отопление могутт быть включены: солнечный коллектор, тепловой насос, печи, котлы для различных видов топлива, теплоаккумуляторы и камины. Каждый элемент отопительных приборов играет важную роль в системе. Многое зависит от места, где будет применяться комбинированная система отопления. Также можно скомбинировать твердотопливный и газовый котел с буферной емкостью (теплоаккумулятором) если у вас есть свободный доступ к углю и древесине.
Если вы проживаете в регионе с продолжительным солнечным освещением, можно смело использовать солнечный коллектор. Также все большую популярность приобретает применение тепловых насосов, которые после установки становятся источникоми тепла, задействуя природные ресурсы: грунтовые воды, грунт и воздух. При правильной эксплуатации тепловые насосы могут успешно функционировать больше тридцати лет.
Применение комбинированного отопления позволит существенно сэкономить в затратах на топливо, кроме того, вы не будете зависеть от перебоев в поставке газа, электричества, угля или дров. Если нет проблем с финансами, комбинированное отопление — оптимальный выбор для вашего дома.
Вам также будет интересно:
Вы можете оставить комментарий.
Особенности комбинированных котлов отопления. Виды
Даже утепленные материалом целлюлозная эковата, малоэтажные строения не могут обойтись без установки отопительных котлов которые работают на том или ином топливе. Хорошим вариантом являются комбинированные котлы отопления, позволяющие в меньшей степени зависеть от доступности угля, газа, или дров по отдельности.
Комфортное состояние человека вне зависимости от постоянного или временного проживания в загородном доме зависит во многом от тепла в помещениях, поэтому без монтажа системы отопления не обойтись. Отопительная система состоит из большого количества конструктивных связей и составляющих, основной из которых является котел отопления.
Выбор будущего отопительного прибора и расчет потребной мощности котла производится еще на стадии проектирования дома, причем при расчете учитываются даже мельчайшие нюансы: высота потолков в комнатах, качество и материал теплоизоляции стен, потолков и полов, размещение котла и батарей отопления.
Сам монтаж отопительного прибора также должен выполняться крайне тщательно и только с использованием лучших материалов и оборудования.Какие комбинированные котлы лучше для отопления дома
Котлы, способные работать на трех видах топлива
Отапливать здание практичнее всего, используя газ или электричество, но в некоторых случаях данные ресурсы периодически могут быть недоступны, или же газовую трубу только планируют проводить в данном регионе. Тогда котел отопления комбинированный газ, электричество, дизельное топливо может стать достойной альтернативной однотопливному агрегату.
Если отталкиваться от названия, то становится понятным, что комбинированное устройство в состоянии работать на различных видах топлива, обеспечивая высокую надежность, бесперебойность процесса обогрева и независимость системы от внешних факторов.
Существуют также агрегаты, которые вдобавок к уже перечисленным видам топлива могут работать и на твердом топливе. Если горелки газовых и жидкостных котлов схожи по устройству и для их смены достаточно нескольких минут, то устройство топки для работы на твердом топливе значительно отличается от топок для других видов топлива. Комбинированные котлы этого типа оборудуются несколькими топками, размещенными одна над другой.
Преимущества комбинированных устройств
Комбинированные котлы отопления обладают определенными достоинствами, благодаря которым многие пользователи останавливают на них свой выбор:
— не существует проблемы выбора вида топлива;
— стабильное отопление вне зависимости от подачи газа и электроэнергии;
— устройства оборудованы выходами для подключения радиаторного отопления или систем «теплые полы»;
— теплообменный узел, гарантирующий высокую производительность, которая может составлять до 750 л/час;
— возможность монтажа бойлера;
— экономичность устройства благодаря гибкому выбору видов горючего;
— небольшие габариты отопительного агрегата;
— высокий КПД устройства отопления;
— чистота в экологическом отношении;
— автоматизированное переключение при смене топлива.
К недостаткам комбинированных систем относится:
— высокая стоимость комбинированных котлов;
— необходимость строительства помещения для хранения твердого топлива и наличия большой емкости для жидкого топлива.
Особенности конструкции комбинированных устройств
Выпускаются самые различные модели комбинированных отопительных устройств, причем некоторые, наиболее сложные из них, работают и на 4-х различных видах горючего. При выборе котла следует помнить, что одноконтурные модели предназначены только для отопления, а двухконтурные обеспечивают еще и обеспечение горячей водой ванной комнаты и кухни.
Одной из особенностью комбинированных агрегатов является то, что в связи со своим большим весом они производятся только в варианте напольной установки.
Некоторые из моделей комплектуются встроенной емкостью для аккумулирования нагретой воды или внешним баком, установленным вблизи агрегата.
Все модели комбинированных устройств оснащаются блоками автоматического управления, позволяющими запрограммировать котел на работу в соответствии со своими потребностями.
Для быстрого перехода между видами топлива котлы универсального типа оборудованы двухступенчатыми горелками. Газовые горелки оборудуются вентиляторами для наддува воздуха, поэтому они не реагируют на колебания давления газа в газопроводе.
Виды комбинированных котлов отопления
Производители выпускают следующие типы комбинированных устройств отопления частных домов:
1. Котлы газ/жидкое топливо
Это самое рациональное устройство для отопления, поскольку по конструкции газовые и жидкостные котлы почти не отличаются, а для переключения с газа на солярку требуется очень мало времени и минимальная регулировка горелки. При этом режимы работы и мощность котла не изменяются.
Основное топливо для комбинированного котла — газ природный или сжиженный, поскольку газообразное топливо обладает более высокой экономичностью, экологической чистотой и безопасностью использования. Отвод продуктов сгорания осуществляется одинаково, поэтому никаких перенастроек для этого не требуется.
Благодаря тому, что котлы газ/солярка могут обогревать дома большой площади, они чаще всего устанавливаются потребителями в зданиях с постоянным проживанием.
2. Универсальные котлы отопления комбинированные: твердое топливо, газ, электроэнергия
Конструкция котлов для трех видов топлива отличается наличием топки для дров или угля. Кроме этого, в котле можно сжигать пеллеты или топливные брикеты, торф. Главным достоинством устройства является универсальность и низкая цена, а к минусам относится небольшой КПД и невысокий уровень автоматизации. Кроме того, для эффективной эксплуатации котла требуется полноценная дымоотводящая труба, которая функционирует при сжигании твердых видов топлива. Устройства устанавливаются в основном в небольших домах или дачах, в которых хозяева не живут постоянно. Это связано со сложностью и высокой ценой обогрева больших площадей в постоянном режиме.
Перед приобретением котла следует определиться с доступностью тех или иных видов топлива, после чего можно выбрать подходящее именно для данных условий устройство отопления.
После выполнения утепления и запуска системы отопления рекомендуется произвести обследование здания при помощи тепловизора, который наглядно покажет слабые места теплоизоляции и эффективность работы котла. Данную услугу можно заказать в нашей строительной компании, которая использует для работы собственное оборудование. Здесь же можно оформить тепловизор в аренду, если вы решили обследовать дом самостоятельно.
Что такое ТЭЦ? | Партнерство по комбинированному производству тепла и электроэнергии (ТЭЦ)
ТЭЦ — это энергоэффективная технология, которая генерирует 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, а также быть источником энергии или коммунального предприятия.
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 системы ТЭЦ:
- 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
- Муниципальные — районные энергосистемы, очистные сооружения, школы К-12
- Производители —химия, нефтепереработка, этанол, целлюлоза и бумага, пищевая промышленность, производство стекла
Ряд факторов, зависящих от конкретной площадки, определят, может ли ТЭЦ быть подходящей с технической и экономической точек зрения для вашего предприятия. Ответьте на несколько простых вопросов, чтобы определить, подходит ли ваше предприятие для ТЭЦ.
Начало страницы
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 настроен как цикл долива или дна. 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, отводимое из процесса, затем используется для производства электроэнергии.
ТЭЦ — это утилизация тепловой энергии, которая в противном случае была бы потеряна для производства полезной тепловой энергии или электроэнергии. Это может значительно повысить эффективность производства и снизить ненужный расход топлива. ТЭЦ уже имеет большое присутствие в США.S., с 4300 установками во всех 50 штатах и 130 ГВт остающегося технического потенциала для производства 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
А.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 малой нагрузке. 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 несколькими агрегатами до 1000 кВт |
Поршневой двигатель с искровым зажиганием (SI) | Высокая энергоэффективность и гибкость при частичной нагрузке. Быстрый запуск. Сравнительно 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 газообразных, жидких или твердых видах топлива. Способность удовлетворить требования к более чем одному объекту. Длительный срок службы и высокая надежность. Отношение мощности к теплу можно варьировать. | 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
Установленная стоимость для большинства технологий когенерации состоит 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)
Нетопливные затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание (ЭиТО) обычно включают плановые осмотры, плановые капитальные ремонты, профилактическое обслуживание и эксплуатационный труд. Затраты на ЭиТО сравнимы для газовых турбин, газовых двигателей, паровых турбин и микротурбин, и лишь немного выше для топливных элементов.
Время запуска
Время запуска показывает, сколько времени требуется когенерационным установкам, чтобы они смогли подключиться к сети и обеспечить выработку электроэнергии и тепла.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 PRIME MOVER ТЭЦ | ||||
---|---|---|---|---|---|
Газовая турбина | Микротурбина | Поршневой двигатель | Паровая турбина | Топливный элемент | |
Установленная стоимость (долл. США / кВт) | Диапазон от 1200 до 3300 | Диапазон от 2,500 до 4,300 | Диапазон от 1500 до 2900 | Диапазон от 670 до 1100 | Диапазон 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 секунд | 10 секунд | 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 ТЭЦ зависит от сложности ее вторичных 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 электростанции, можно сэкономить 136 миллиардов долларов капитальных вложений и снизить стоимость новой энергии примерно на три цента на 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 в 2009 году двух газовых турбин ТЭЦ .
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 блоки производства электроэнергии (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.
Устойчивое развитие
ТЭЦ может существенно снизить выбросы углекислого газа и загрязнителей воздуха, таких как оксид азота, диоксид серы и летучие органические частицы. Используя энергию топлива дважды, ТЭЦ дает от половины до одной трети выбросов от раздельного производства тепла и электроэнергии.По данным Министерства энергетики США, выполнение цели Агентства по удвоению установленной мощности США до 40 ГВт к 2020 году приведет к сокращению ежегодных выбросов парниковых газов как минимум на 150 миллионов метрических тонн углерода. ТЭЦ также позволяет избежать выбросов, связанных с традиционными электростанциями, на которые приходится две трети ежегодных выбросов диоксида серы в стране, четверть выбросов оксида азота, треть выбросов ртути и треть выбросов двуокиси углерода. выбросы. Эти выбросы способствуют возникновению серьезных экологических проблем, включая глобальное изменение климата, кислотные дожди, дымку, закисление водотоков и эвтрофикацию критических устьев рек.
Надежность
СистемыТЭЦ 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 когенерационные установки менее уязвимыми, чем центральные электростанции. ТЭЦ также обычно использует безопасный природный газ или другое топливо для бытовых нужд, снижая уязвимость перед нестабильным топливным рынком. ТЭЦ может повысить надежность электроснабжения здания — существенное преимущество в сегодняшнем меняющемся рынке электроэнергии и в обществе высоких технологий. 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 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 практически не меняется 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 мощности 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, купленной через сеть на центральных станциях, и отсрочивает или устраняет необходимость в новых инвестициях. Присущая ТЭЦ более высокая эффективность 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 СО2 наравне с солнечными фотоэлектрическими батареями, ветровыми и природным газом 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 крупных розничных рынках. Многоцелевые разработки являются развивающимся рынком для ТЭЦ, особенно благодаря чистой и надежной электроэнергии, которую они обеспечивают. Недавние 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.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 выручку 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 относительно долгосрочного ценообразования на электроэнергию.
Местные разрешения и вопросы размещения
УстановкиТЭЦ 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
Комбинирование тепловых насосов и солнечных панелей (2021)
Интеграция тепловых насосов и солнечной энергии
Сегодня, с ростом популярности и доступности возобновляемых источников энергии, вопрос об обеспечении надлежащего отопления дома, которое является энергетическим и в то же время экономически эффективным, уже не так озадачен, как это было несколько десятилетий назад. Все больше и больше людей придерживаются позиции экологической устойчивости и обращаются к тепловым насосам и солнечным батареям в качестве средств обеспечения теплом своих домов.
Показатели энергоэффективности тепловых насосов и солнечных панелей в сочетании с их экологичностью делают их идеальным выбором для тех, кто обеспокоен воздействием, которое они оказывают на окружающую среду, и хочет получить максимальную отдачу от своих первоначальных инвестиций. Чтобы получить максимальную отдачу от источников энергии, которые в определенной степени доступны в виде бесконечных источников, предпочтение отдается комбинации приборов, генерирующих солнечную энергию, и тепловых горбов, являющихся источниками тепла.
Преимущества комбинации солнечных батарей и теплового насоса
Комбинируя два различных источника энергии для целей отопления, одному будет предложено отличное соотношение цены и качества, которые он / она тратит на отопление, в то время как это обеспечит лучшее соотношение цены и качества по сравнению с традиционными системами центрального отопления. Такая комбинированная система будет:
- Зимой обеспечить полноценное отопление.
- Обеспечивает кондиционирование воздуха летом с меньшим потреблением энергии.
- Обеспечьте определенную степень гибкости в отношении того, как вырабатывается тепло, в то время как производительность геотермального теплового насоса не будет зависеть от внешних погодных условий.
- Летом геотермальный тепловой насос будет сбрасывать избыток тепла, производимого солнечными коллекторами, и сохранять его часть на зиму.
КПД комбинированной системы отопления
В дополнение к тому, что было упомянуто до сих пор, следует отметить, что максимальный КПД насоса приходится на период с октября по декабрь, а самый низкий показатель КПД — на период с февраля по апрель.
В то время как для солнечных тепловых обогревателей самый высокий коэффициент полезного действия (в холодное время года) ограничен периодом с февраля по март, а самый низкий — с ноября по декабрь. Таким образом, эти две различные системы отопления весьма продуктивно дополняют друг друга. Использование солнечных батарей увеличивает тепловую эффективность наземного теплового насоса и наоборот, гарантируя, что потребители получат максимальную выгоду от этих симбиотических отношений.
Единственным существенным недостатком такой комбинированной системы является ее высокая стоимость установки, которая может значительно ограничить ваш бюджет.Причина высоких начальных затрат связана с тем, что для работоспособности грунтового теплового насоса требуется бурение скважин в почве на глубине 50-115 метров и прокладка под землей коллекторов трубчатого типа. Таким образом, затраты на установку геотермального теплового насоса более или менее равны стоимости оборудования теплового насоса, что является важным фактором принятия решений при выборе системы отопления дома.
Тем не менее, первоначальные высокие затраты компенсируются окупаемостью, получаемой при эксплуатации и обслуживании геотермального теплового насоса. Также стоит упомянуть, что общие затраты на комбинированную систему отопления будут напоминать затраты, связанные с установкой и запуском полноразмерной системы отопления с солнечными батареями, не требуя слишком много места для размещения солнечных элементов. Для более эффективного распределения тепла рекомендуется использовать теплые полы или фанкойлы, которые летом можно использовать для кондиционирования воздуха.
Способы объединения геотермальных тепловых насосов и солнечной панели
Мы сочли достаточным представить список возможных комбинаций систем, которые направлены на снижение затрат на отопление до 50-70% по сравнению с обычными вариантами отопления, чтобы вы могли понять, что искать, если вы захотите подумайте о покупке одного в ближайшем будущем.
- Система предназначена для обогрева помещений площадью 100-200 квадратных метров.
- Количество солнечных коллекторов — 4 шт.
- Общий объем / емкость двойных буферных баков-аккумуляторов — 500 л.
- Объем распределительного бака горячей воды — 200 литров.
- Номинальная тепловая мощность солнечных панелей — 6,7 кВт.
- Мощность теплового насоса — 10 кВт.
- Стоимость оборудования — ок. 6000 фунтов стерлингов.
- Система предназначена для обогрева помещений площадью 150-300 квадратных метров.
- Количество солнечных коллекторов — 8 шт.
- Общий объем / емкость двойных буферных баков-аккумуляторов — 1000 литров.
- Объем распределительного бака горячей воды — 200 литров.
- Номинальная тепловая мощность солнечных панелей — 13 кВт.
- Мощность теплового насоса — 10 кВт.
- Стоимость оборудования — ок.8000 фунтов стерлингов.
- Система предназначена для обогрева помещений площадью 300-400 квадратных метров.
- Количество солнечных коллекторов — 12 шт.
- Общий объем / емкость двойных буферных емкостей-аккумуляторов — 1500 л.
- Объем распределительного бака горячей воды — 200 литров.
- Номинальная тепловая мощность солнечных панелей — 20 кВт Мощность теплового насоса — 16 кВт.
- Стоимость оборудования — ок. 10 000 фунтов стерлингов.
- Система предназначена для обогрева помещений площадью 400-600 квадратных метров.
- Количество солнечных коллекторов — 16 шт.
- Общий объем / емкость двойных буферных резервуаров-аккумуляторов — 2000 литров.
- Объем распределительного бака горячей воды — 200 литров.
- Номинальная тепловая мощность солнечных панелей — 20 кВт.
- Мощность теплового насоса — 25 кВт.
- Стоимость оборудования — ок.14 000–15 000 фунтов стерлингов.
Получить расценки на тепловые насосы
Если вы решили приобрести тепловой насос, но не уверены, какой тип вам нужен, мы готовы вам помочь.
Заполните форму на этой странице, указав свои личные предпочтения и информацию, и мы предоставим вам до четырех различных предложений от поставщиков тепловых насосов.