При планировании отопления хозяйственных построек необходимо учитывать целый ряд факторов. Наиболее важными являются масса нагревательных устройств, потребление топлива или электроэнергии, возможность использования отопителей не только для обогрева, но и для приготовления пищи для животных, пожарная безопасность, периодичность закладки топлива, ремонтопригодность, время непрерывной работы и некоторые другие.
Печное отопление целесообразно использовать тогда, когда есть недорогое топливо, нет возможности строительства системы водяных котлов и радиаторов, печь будет использоваться для приготовления пиши животным.
Традиционная каменная печь обладает большой теплоемкостью, достаточно проста в изготовлении и не требует для этого дефицитных материалов. Существенным недостатком является высокая пожароопасность и необходимость постоянного контроля за наличием топлива. Кроме того, большое количество тепла расходуется напрасно, если не принять специальных мер по принудительному перемещению теплого воздуха от печи к отдаленным помещениям.
Для увеличения теплоотдачи в теле печи выполняют специальные воздушные каналы — калориферы (рис. 2). Холодный воздух от пола, проходя через эти каналы, нагревается, увеличивая температуру помещения. При использовании несложной системы вентиляции можно обогреть все помещение равномерно.
Рис. 2.Кирпичная печь с одним (а) и с двумя (б) калориферами
В случае если на печи предполагается готовить пищу животным, предпочтение следует отдать кухонным плитам с водогрейной коробкой (рис. 3).
Рис. 3.Кухонная плита:
1 — топка; 2 — поддувало; 3 — духовка; 4 — водогрейная коробка
Ориентировочные размеры печи: высота 770 мм, ширина 1150 мм, глубина 640 мм. Для устройства печи необходимы: кирпич — 185 шт., глина — 4 ведра, песок — 2–3 ведра, топочные приборы, водогрейная коробка размером 350х150х450 мм. Ориентировочная масса печи 750 кг. Дым может отводиться с использованием не только каменной, но и облегченной металлической трубы. В хозяйственных постройках для ведения минимального подсобного хозяйства установка такой печи нецелесообразна. При ведении ограниченного или развитого подсобного хозяйства печь может быть установлена как в специальном помещении, так и в помещении для животных, в отгороженном отсеке.
Если приготовление пищи для животных не предусматривается, наиболее эффективным будет обогрев помещений калорифером «Булерьян» канадского производства (рис. 4).
Рис. 4.Калорифер «Булерьян»:
1 — топка, 2 — труба-воздуховод, 3 — корпус, 4 — дымоход
Калорифер представляет собой металлический нагреватель, в корпус которого вмонтированы воздуховоды. Простота и надежность конструкции, широкая гамма типоразмеров, неприхотливость и малый расход топлива позволяют использовать калорифер как в маленьких, так и в крупных хозяйственных постройках. Характеристики приборов приведены в таблице.
При заполнении топки полностью время непрерывной работы составляет 8-12 часов. В качестве топлива может использоваться: дерево, древесные отходы, картон, торфяные брикеты, бурый уголь и т. д.
При использовании экономайзера КПД печи увеличивается на 5 % благодаря дополнительному теплу уходящих через дымоход газов. При этом дымоход практически полностью охлаждается.
При использовании дополнительных воздуховодов с регулируемыми створками можно дозировать количество теплого воздуха в разных помещениях по необходимости.
Для оборудования построек системой водяного отопления необходимы: котел, нагревательные приборы (радиаторы), трубы, расширительный сосуд, запорно-регулирующая арматура (краны, вентили). Типовые схемы систем водяного отопления приведены на рис. 5.
Рис. 5.Системы квартирного отопления:
а — с прокладкой горячей линии под потолком, а обратной — у пола; б — с прокладкой горячей и холодной линий под потолком; 1 — раковина; 2 — переливная линия; 3 — расширительный сосуд; 4 — горячая разводящая линия; 5 — нагревательные приборы: 6 — обратная линия; 7 — котел
Достоинствами системы водяного отопления являются простота и доступность изготовления, большая инерционность работы (вода и металлические элементы конструкции долго отдают тепло). Существенными недостатками являются необходимость постоянного контроля уровня воды в котле, периодическая чистка труб от накипи.
Современные системы отопления используют твердое, жидкое и газообразное топливо.
Как правило, в одной плите совмещаются функции нагрева воды для системы отопления и других нужд и собственно плита для приготовления пиши. В летний период, когда потребление горячей воды сокращается, используется нагреватель, смонтированный в плите. В зимнее время используется два топливника, один из которых работает специально для системы отопления. Простейшие нагревательные приборы (радиаторы) могут быть сварены из труб. Однако эффективность таких радиаторов низкая. Для повышения теплоотдачи необходимо увеличить площадь поверхности радиаторов. Простейшим способом является установка на трубах вертикальных металлических пластин (рис. 6).
Рис 6. Увеличение площади поверхности радиаторов
Пластины должны иметь отверстие диаметром равным диаметру трубы. Расстояние между пластинами 5–7 мм.
При установке на трубу квадратных пластин со стороной, равной 3 диаметрам трубы, полезная площадь теплоотдачи увеличивается в 13 раз.
Современные системы водяного отопления существенно отличаются от традиционных. Главные отличия заключаются в способе нагрева и теплоносителе. В качестве теплоносителя используются жидкости с низкой температурой замерзания, имеющие, кроме того, пониженное содержание солей. Использование низкозамерзающих жидкостей позволяет выключать систему, не опасаясь ее размораживания. Это особенно важно, когда строение в зимнее время постоянно не используется. Снижение содержания солей в теплоносителе существенно упрощает эксплуатацию, увеличивает межремонтный период и повышает теплоотдачу за счет уменьшения потерь на разогрев соляных отложений.
Другим важным отличием является конструкция котла и способ его нагрева.
Кроме традиционных источников нагрева (уголь, дрова, газ, жидкое топливо) широко используются малогабаритные электрические нагреватели (рис. 7).
Рис. 7.Малогабаритный котел мощностью 10 кВт:
1 — вход холодной воды; 2 — выход горячей воды
С помощью такого нагревателя помещение объемом 50–60 кубометров нагревается от 0 до +20 градусов за 1,5–2 часа. Для упрощения контроля за работой используются автоматические системы, позволяющие в течение нескольких дней поддерживать заданную температуру.
Иногда для обогрева помещений используют водяные радиаторы, через которые продувается воздух (рис. 8).
Однако в подсобном хозяйстве, даже хорошо развитом, применение таких систем отопления неоправданно.
Рис. 8.Система нагревания воздуха:
1 — электромотор с вентилятором; 2 — водяной радиатор; 3 — воздуховоды
Наиболее простым способом является отопление помещений электрическими нагревателями. Главными достоинствами таких систем отопления являются простота монтажа и эксплуатации, возможность установки автоматизированных систем контроля, высокая пожаробезопасность обусловленная отсутствием открытого огня. Главным недостатком является высокая стоимость электроэнергии.
Наиболее перспективными для обогрева как жилых, так и хозяйственных построек являются системы подогрева напольного исполнения. Простейшими являются пленочные нагреватели типа «Теплофол» Стандартный нагреватель размером 1,5х2 м имеет мощность 420 вт. Пленка толщиной 1,5–2,5 мм расстилается на полу помещения. Поверх пленки желательно положить мягкую ткань или линолеум. Для обогрева помещения объемом 50–60 кубометров достаточно 5–6 нагревателей.
Для обогрева хозяйственных помещений нагреватели заливают бетонным полом. Такая нагревательная система обладает высокой теплоемкостью. Все системы имеют приборы автоматизированного управления, позволяющие поддерживать требуемую температуру в течение длительного времени. Существенно усовершенствованы традиционные нагреватели. Для повышения теплоемкости в нагревательные приборы заливается теплоноситель (как правило, маслопродукты). Вышли из употребления приборы с открытой спиралью, высокопожароопасные и выжигающие кислород воздуха. Использование современных нагревательных элементов позволило существенно уменьшить габариты и массу нагревательных приборов.
Широкое применение находят системы обогрева, использующие инфракрасные нагреватели. Такие приборы размещают на потолке помещений. Для нагрева вырабатывается лучевая энергия инфракрасного диапазона. Приборы совершенно безопасны и просты в эксплуатации.
Системы электрического отопления могут найти применение в таких хозяйственных постройках, которые требуют быстрого нагрева помещения и поддержания требуемой температуры в течение короткого времени. Такими объектами могут быть, например, гаражи для хранения автомобилей. Перед выездом достаточно в течение часа поддерживать в помещении температуру +10 — +15 градусов, чтобы обеспечить нормальный запуск автомобиля и комфортные условия в салоне. Автоматизированная система в нужное время включит и выключит нагреватели, может поддерживать требуемую температуру. Необязательно нагревать все помещение. Достаточно направить поток теплого воздуха на двигатель, закрытый специальным недорогим пологом (рис. 9).
Рис. 9.