Файл: Работа Саченко Вера.docx

3. Экономическая оценка негативного воздействия на окружающую среду различных выбросов и загрязняющих веществ вследствие работы различных систем отопления 9

3.1. Газовый котел 9

3.2. Электрическая система отопления 9

3.3. Тепловой насос 10

4.2. Сравнительный анализ экономической привлекательности различных систем отопления с учетом влияния на окружающую среду и с учетом фактора роста стоимости топлива 12

Введение

С необходимостью обогрева жилища человек столкнулся еще в древние времена. Самый первый способ получения тепла – отрытый огонь, который добывался трением или путем высекания искр. Процесс получения огня был весьма трудоемким, поэтому проще оказалось поддерживать огонь в очаге круглосуточно. Безусловно, открытый огонь крайне небезопасен и поэтому пожар считался стихийным бедствием, уносящим огромное количество жизней. На Руси основным источником тепла всегда была печь. Изначально печи топились «по-черному», то есть дым выходил прямо в помещение вместе с сажей и прочими продуктами горения, но уже с 16 века в избах зажиточных крестьян и городских домах стали возводиться «белые» печи, получившие позже название «русские».

Скачок в развитии промышленности в конце восемнадцатого – начале девятнадцатого века привел к появлению сначала центральных систем парового отопления, а затем и водяного отопления. Заметим, что изначально паровое отопление использовалось лишь в производственных цехах, а водяное в большей степени было присуще общественным зданиям. Тем не менее, вплоть до начала двадцатого века доминирующие позиции, как в частных домовладениях, так и в общественных занимали печи.

После Октябрьской революции в период массового возведения зданий повсеместно стало применяться водяное отопление. Подавляющее большинство гражданских и промышленных объектов оборудовались системами водяного отопления, изначально подключавшимися к котельным в подвалах домов, впоследствии к теплоэлектроцентралям.

Сегодня лидирующие позиции в отоплении квартир и зданий по-прежнему занимает водяное. Горячая вода, проходя по трубам и батареям, несет тепло в помещения. Основное преимущество водяной системы отопления заключается в отсутствии электроприборов, заставляющих воду циркулировать принудительно. Минусом же можно считать необходимость прокладки труб большого диаметра. Кроме того, считается, что теплоотдача водяной системы отопления снижена.

Многие владельцы дач и коттеджей предпочитают оснащать свои дома системой водяного отопления с принудительной циркуляцией, требующей установки насоса, в задачи которого входит подача воды к теплогенератору. Большим минусом такой системы, особенно в условиях загородной жизни, является её зависимость от электросети. В качестве достоинств можно назвать возможность регулировать температуру в каждом помещении, а также быстрый прогрев самих помещений.

Чуть меньшей популярностью пользуются системы воздушного и газового отопления. Так, воздушное отопление дает возможность за короткий срок прогреть помещение и поддерживать заданную температуру. С другой стороны, существует опасность распространения вредных веществ вместе с прогретым воздухом. Говоря о газовых системах отопления, в первую очередь вспоминают об относительной дешевизне топлива – природного газа. Кроме того, газовые печи и водонагреватели отличаются повышенным коэффициентом полезного действия.

Альтернативным способом обеспечения объекта теплом может стать использование теплового насоса. Это достаточно дорогое оборудование, но экономичное и экологически чистое. Принцип его работы основывается на передаче энергии от среды с более низкой температурой (атмосфера, земля) к теплоносителю с более высокой температурой. Какие же преимущества даёт использование теплового насоса? Прежде всего, это повышение уровня комфорта. Выбрав тепловой насос вместо системы, вы уменьшите пожароопасность своего дома, избавитесь от дымовой трубы, запаха дизельного топлива.

Кроме того, повышение значимости экологических характеристик различного оборудования может привести к смене приоритетов по использованию систем отопления. По оценкам специалистов, в настоящее время недооценено негативное влияние промышленности на окружающую среду, что приводит к постепенному ухудшению природных условий обитания. То есть фактически мы заимствуем качество природных условий у своих потомков. Для выравнивания ситуации необходимо будет повысить платежи за загрязнение окружающей среды. Я предположила, что в таких условиях тепловой насос при всей его дороговизне будет выглядеть экономически привлекательнее, чем при сегодняшнем уровне платежей и решила оценить, насколько экологические платежи могут влиять на экономические характеристики систем отопления.

Эта тема будет актуальна как для моей семьи, так и для других владельцев частных домов. Поэтому я сравню тепловой насос и современные системы отопления по интересующим меня показателям.

1. Методологические характеристики исследования

Актуальность: Данная тема актуальна, так как тепловой насос потенциально может рассматриваться как средство экономии топлива и снижения экологической нагрузки в процессе выработки тепловой энергии.

Проблема: Недостаточное прикладное изучение Вопроса об эффективности теплового насоса в средней полосе РФ

Объект: Современные обогреватели

Предмет: Тепловой насос как современный обогреватель

Тема: Влияние внешних издержек на экологическую и экономическую значимость теплового насоса

Цель: Сравнить экологичность и экономичность теплового насоса и современных обогревателей с учетом внешних издержек

Задачи: 1) изучить строение теплового насоса, физические основы его работы

2) изучить работу других типов обогревателей

3) сравнить экономическую эффективность теплового насоса и других обогревателей

5) проанализировать экологическую нагрузку теплового насоса

6) сравнить экономическую эффективность теплового насоса и других обогревателей с учетом экологического ущерба

Методы: изучение, сравнение, анализ, обобщение

Новизна: новый способ обогрева помещений, его преимущества по сравнению с ныне действующими

Теоретические основания исследования: физические основы работы теплового насоса и других современных обогревателей

Гипотеза: Тепловой насос является более выгодным с экологической и экономической точки зрения, чем современные обогреватели

Современные системы отопления

Газовые котлы

Газовое отопление для загородного дома является одним из наиболее популярных видов отопления по типу источника нагрева. Главным условием его использования является проведённая недалеко от вашего дома газовая магистраль. В случае, если её нет, вы можете установить автономную систему отопления сжиженным газом. В этом случае вам понадобится газгольдер, который является ёмкостью для хранения сжиженного газа.

Система газового отопления включает в себя:

газовый котёл, который является «сердцем» всей системы;
систему труб, которые соединяют котёл с отопительными приборами;
отопительные приборы – конвекторы, радиаторы;
терморегуляторы.

Существует два вида котлов:

одноконтурные (обеспечивающие отопление);
двухконтурные (обеспечивающие отопление и подачу горячей воды).

Главное преимущество газовых котлов отопления двухконтурных заключается в том, что вам не придётся приобретать дополнительное оборудование для подогрева воды. Следовательно, вы получите значительную экономию материальных средств.

Типы установки котлов:

настенные (компактны, монтируются на стену, не требуют дымохода);
напольные (устанавливаются на пол, занимают больше площади, требуют дымохода).

С учетом дешевизны организации и эксплуатации газового отопления (особенно при магистральной подаче газа) и дешевизны постройки деревянного дома (на фоне стоимости каменных строений), деревянный дом с газовым отоплением становится отличным выбором для ценителей экологически чистых природных материалов и желании сэкономить на отоплении. Кстати, газовое отопление тоже считается экологически чистым.

Низкий коэффициент теплопотери деревянного дома делает возможным использование котла меньшей мощности. Это может быть компактный и легкий настенный котел. Легкость достигается использованием меди в качестве материала для теплообменника. В напольных, больших котлах возможно использование более тяжелых материалов – стали и чугуна.

Монтаж труб системы отопления в деревянном доме достаточно удобен – их можно прятать в уже существующих перекрытиях, под полом.

При монтаже системы отопления в деревянном доме нужно учесть, что на дерево сильно влияют перепады температуры и влажности. Чтобы материал стены не покоробился и не треснул, между радиатором отопления и деревянной поверхностью необходимо расположить слой теплоизолирующего материала.

Важный этап – организация дымохода в деревянном доме. Газовый котел с открытой камерой сгорания для удаления продуктов сгорания требует наличия крупногабаритного вертикального дымохода, и это нужно учесть еще при проектировании дома.

При варианте котла с закрытой камерой сгорания можно отказаться от громоздкого и дорогостоящего дымохода. В таком котле используется принудительная тяга и для отвода продуктов горения потребуется труба диаметром 10 см. Отверстие под трубу дымохода надо обложить негорючим материалом. Богатый кислородом воздух для горелки будет забираться с улицы и не понадобится постоянная вентиляция помещения (в отличие от котла с открытой камерой сгорания). Настенный котел с принудительной тягой дымоотвода можно расположить не только в отдельном помещении, но даже в кухне или в коридоре.