Орталық жылыту жүйесінің түрлері

Кіріспе

Жылу жүйесінің түрі

Орталық жылу жүйесі ғимарат ішіндегі бірнеше кеңістікке бір негізгі жылу көзінен жылу жеткізеді. Ол жылу, желдету және ауа кондициялау (қысқаша: HVAC) жүйелерінің құрамдас бөлігі болып табылады, бұл жүйелер ішкі кеңістіктерді салқындатуға және жылытуға қабілетті. Орталық жылу жүйесі отынды немесе электр энергиясын жылуға айналдыратын қазандыққа ие. Жылу ғимарат бойынша желдеткіштер арқылы жылы ауаны арналар арқылы, әр жылытылатын бөлмедегі радиаторларға төмен қысымды бу арқылы немесе бөлме радиаторлары арқылы ыстық суды айналдыратын сорғылар арқылы таратылады. Негізгі энергия көздері көмір немесе ағаш, мұнай, керосин, табиғи газ немесе электр энергиясы болуы мүмкін. Ошақтар мен пештер сияқты жүйелермен салыстырғанда, орталық жылу станциясы ғимаратта температураны біркелкірек бақылауды қамтамасыз етеді, әдетте қазандықты автоматты түрде басқару мүмкіндігін ұсынады. Үлкен үйлер немесе ғимараттар өз температурасын жеке басқаруға болатын аймақтарға бөлінуі мүмкін. Автоматты отын (және кейде күл) беру, жеке ошақтарға қарағанда ыңғайлылықты арттырады. Егер жүйеде ауа айналымы үшін арналар болса, жүйеге орталық кондиционер қосылуы мүмкін. Орталық жылу жүйесі үйде немесе басқа ғимаратта көп орын алады және құрылыс кезінде беру және қайтару арналарын орнатуды қажет етуі мүмкін.

Шолу

Орталық жылу беру кеңістікті жылытудан айырмашылығы, жылу өндірісі бір жерде жүзеге асады, мысалы, үйдің қазандық бөлмесі немесе жертөлесі, немесе үлкен ғимараттың механикалық бөлмесі (бірақ міндетті түрде геометриялық «орталық» нүктеде емес). Жылу ғимарат бойынша таратылады, әдетте, арналар арқылы мәжбүрлі ауамен, құбырлар арқылы айналатын сумен немесе құбырлар арқылы берілетін бумен. Жылу өндірудің ең көп таралған әдісі – қазандық немесе пеште табиғи отынды жағу. Орташа климат аймақтарындағы көптеген жеке тұрғын үйлерде Екінші дүниежүзілік соғыстан бұрын орталық жылу жүйесі орнатылған. Көмір оңай қолжетімді болған жерлерде (мысалы, Пенсильванияның солтүстік-шығысындағы антрацит көмір аймағында) көмірмен жағатын бу немесе ыстық су жүйелері кең таралған. Кейін, 20-ғасырда, олар отын майы немесе газды жағуға жаңартылды, бұл қазандықтың жанында үлкен көмір сақтауға қажеттілікті және көмір күлін шығарып тастау қажеттілігін жойды. Ыстық суға немесе буға қарағанда арзан баламасы – мәжбүрлі ыстық ауа. Пеш отын майы немесе газды жағады, ол жылу алмастырғышта ауаны қыздырады, ал желдеткіштер жылы ауаны ғимараттағы бөлмелерге арналар желісі арқылы таратады. Бұл жүйе арзан, себебі ауа құбырлар арқылы, құбырлар арқылы емес, қозғалады және оны орнату үшін құбыр монтаждаушы қажет емес. Еден аралық кеңістіктің арасын жауып, оны құбырлардың бір бөлігі ретінде пайдалануға болады, бұл шығындарды одан әрі төмендетеді. Электрлік жылыту жүйелері сирек кездеседі және тек арзан электр энергиясы болғанда немесе жер асты жылу сорғылары қолданылғанда ғана тиімді. Жылу электр станциясы мен электр кедергісінен жылытудың біріктірілген жүйесін ескерсек, жалпы тиімділік кеңістікті жылыту үшін тікелей табиғи отынды пайдаланудан төмен болады. Кейбір ғимараттар орталық күн жылытуын пайдаланады, онда тарату жүйесі әдетте су айналымын қолданады. Мұндай жүйелерге газды жылыту және аудандық жылыту балама болып табылады. Аудандық жылыту өнеркәсіптік процестерден немесе электр энергиясын өндіретін станциялардан шыққан қалдық жылуды көрші ғимараттарды жылыту үшін пайдаланады. Когенерация сияқты, бұл ыстық суды немесе буды айналдыру үшін жер асты құбырларын қажет етеді.

Central heating differs from space heating in that the heat generation occurs in one place, such as a furnace room or basement in a house or a mechanical room in a large building (though not necessarily at the geometrically "central" point). The heat is distributed throughout the building, typically by forced air through ductwork, by water circulating through pipes, or by steam fed through pipes. The most common method of heat generation involves the combustion of fossil fuel in a furnace or boiler. In much of the temperate climate zone, most detached housing has had central heating installed since before the Second World War. Where coal was readily available (i. e. the anthracite coal region in northeast Pennsylvania) coal fired steam or hot water systems were common. Later in the 20th century, these were updated to burn fuel oil or gas, eliminating the need for a large coal storage bin near the boiler and the need to remove and discard coal ashes. A cheaper alternative to hot water or steam heat is forced hot air. A furnace burns fuel oil or gas, which heats air in a heat exchanger, and blower fans circulate the warmed air through a network of ducts to the rooms in the building. This system is cheaper because the air moves through a series of ducts instead of pipes, and does not require a pipe fitter to install. The space between floor joists can be boxed in and used as some of the ductwork, further lowering costs. Electrical heating systems occur less commonly and are practical only with low cost electricity or when ground source heat pumps are used. Considering the combined system of thermal power station and electric resistance heating, the overall efficiency will be less than for direct use of fossil fuel for space heating. Some other buildings utilize central solar heating, in which case the distribution system normally uses water circulation. Alternatives to such systems are gas heaters and district heating. District heating uses the waste heat from an industrial process or electrical generating plant to provide heat for neighboring buildings. Similar to cogeneration, this requires underground piping to circulate hot water or steam.

Ежелгі Корея

Ондалдың қолданылуы қазіргі Солтүстік Кореяның археологиялық қазбаларында табылды. Шамамен б.з.д. 5000 жылға жататын неолит дәуірінің археологиялық ескерткіші, Солтүстік Кореяның Расон қаласындағы Сонбон ауданындағы қазба жұмыстарынан табылған тұрғын үйлерде (өмжіп) гудеулдің айқын іздерін көрсетіп тұр. Дәстүрлі ондолдың негізгі құрамдас бөліктері – агунги (ошақ немесе пеш), оған іргелес бөлмеден (әдетте асүй немесе бас жатын бөлмесі) кіруге болады, көлденең түтін жолдарымен төселген көтерілген қабат және қарама-қарсы сыртқы қабырғадағы тік, дербес тұрған мұржа. Жылы еден, түтінді тарату үшін тас тіреулер немесе бөгеуіштермен қолдауға алынып, тас плиткалармен, сазбен және майланған қағаз сияқты су өткізбейтін қабатпен жабылады. Алғашқы ондолдар гудеул ретінде пайда болды, ол үйді жылытумен қатар тамақ пісіруге де қолданылды. Пеште күріш пісіру үшін от жаққанда, от түтін шығару тесігі пештің жанында болғандықтан, жалын көлденең бағытта таралатын. Бұл маңызды еді, себебі түтін жоғары көтерілсе, жалын тым ерте сөніп қалуы мүмкін. Жалын түтінге кіре берісте бағытталатын, түтінмен бірге өтетін жолдар арқылы жүретін. Ондал едені бар бөлмелерді жасау үшін пештің түтін жолынан тұтас бөлмелер салынды. 1960 жылдарға дейін көптеген корей үйлерінде ондол дәстүрлі түрде отыру, тамақтану, ұйықтау және басқа да демалыс орындары ретінде пайдаланылды. Кореялықтар еденде отыруға, төменгі үстелдерде жұмыс істеуге және тамақ ішуге дағдыланған, биік үстелдер мен орындықтарды пайдаланбайды. Пеште негізінен күріш сабандары, ауыл шаруашылығы қалдықтары, биомасса немесе кез келген құрғақ отын жағылды. Қысқа мерзімді пісіру үшін күріш сабандары немесе егін қалдықтары артықшылыққа ие болды, ал ұзақ пісіру және еденді жылыту үшін ұзақ жануға қабілетті отын қажет болды. Қазіргі су жылытқыштардан айырмашылығы, отын пісіру жиілігіне және маусымдық ауа райына байланысты, тәулігіне екі-бес рет сияқты, кейде немесе үнемі жағылды.

Ежелгі Рим мен Грекия

Бастапқыда орталық жылу жүйесін ежелгі гректер ойлап тапқан. Эфес ғибадатханасы жерге орнатылған түтікшелер арқылы қыздырылып, оттан туған жылу айналымына жіберілді. Рим империясындағы кейбір ғимараттарда орталық жылу жүйесі қолданылды, онда пештерден жылытылған ауа еден астындағы бос кеңістіктер арқылы және қабырғалардағы құбырлар (калидукттер деп аталады) арқылы жүргізілді – бұл гипокауст деп аталатын жүйе. Римдік гипокауст соңғы Антикалық дәуірде және Умайяд халифаты кезінде кішірек көлемде қолданыла берді, ал кейін мұсылман құрылысшылары еден асты құбырларының қарапайым жүйесін пайдаланды. Рим империясы құлағаннан кейін, Еуропаның көп бөлігінде жылыту шамамен мың жылға дейін қарапайым ошақтарға қайта оралды. Ерте ортағасырлық Альпілік таулы аймақта, кейбір жерлерде римдік гипокаусты қарапайым орталық жылу жүйесі алмастырды, онда жылу пеш бөлмесінен еден асты каналдары арқылы таратылды. Рейхнау аббаттығында 300 м² ауданы бар монахтардың жиналатын бөлмесі қыс айларында бір-бірімен байланысқан еден асты каналдар желісі арқылы жылытылды. Жүйенің тиімділік деңгейі 90% деп есептелді. 13 ғасырда цистерциандық монахтар христиандық Еуропада өзендерді бұрып, ішкі ағашпен жағылатын пештерді қолдана отырып, орталық жылу жүйесін қайта жаңғыртты. Испанияның Арагон аймағындағы Эбро өзенінде орналасқан, жақсы сақталған Корольдік Дөңгелек Анамыз монастыры (1202 жылы құрылған) мұндай қолданысқа тамаша мысал болып табылады.

Қазіргі заманғы орталық жылу жүйелері

Орталық жылу жүйесінің үш негізгі түрі 18-шы ғасырдың соңы мен 19-шы ғасырдың ортасында әзірленді.

Ыстық ауа

Уильям Струтт 1793 жылы Дербиде орталық ыстық ауа пеші бар жаңа диірмен ғимаратын жобалады, бірақ бұл идеяны Джон Эвелин шамамен жүз жыл бұрын ұсынған еді. Струттың жобасында үлкен пеш болды, ол жер астынан үлкен дәліз арқылы сырттан әкелінген ауаны қыздыратын. Ауа ғимарат ішінде үлкен орталық құбырлар арқылы желдетілетін. 1807 жылы ол тағы бір белгілі инженер Чарльз Сильвестрмен Дербидің Корольдік ауруханасын салу үшін жаңа ғимарат құрылысына қатысты. Сильвестр жаңа ауруханаға Струттың жаңа жылыту жүйесін енгізуде маңызды рөл атқарды. Ол өз ойларын "Тұрмыстық экономика философиясы" атты еңбегінде жариялады; 1819 жылы Дербиширдің бас ауруханасында жылыту, желдету, жуу, кептіру және тамақ дайындау тәсілдерімен мысал келтірілді. Сильвестр ауруханаларды жылытудың жаңа әдістерін, сондай-ақ өзін-өзі тазалап, ауаны жаңартатын дәретханалар сияқты денсаулыққа пайдалы ерекшеліктерді сипаттады. Аурухананың жаңа жылыту жүйесі пациенттерге таза, жылы ауамен тыныс алуға мүмкіндік берді, ал ескі ауа орталықтағы шыны және темір күмбезге шығарылды. Олардың жобалары өте ықпалды болды. Олар Мидлендс аймағындағы жаңа диірмендерде кеңінен қолданылып, үнемі жетілдірілді, 1810 жылдары Де Шабаннның Парламенттің желдету жүйесі жөніндегі жұмысымен толыққанды жетілді. Бұл жүйе кішкентай ғимараттарды жылытудың ғасыр соңына дейінгі стандартты тәсілі болып қала берді.

Бу

1594 жылы ағылшын жазушысы Хью Плат парға негізделген орталық жылыту жүйесін ұсынды, бірақ бұл жекелеген жағдай болғандықтан, 18 ғасырға дейін одан әрі дамытылмады. Полковник Кок орталық қазандықтан үйге бу тасымалдайтын құбырлар жүйесін құрастырды, бірақ шотландтық ойлап табушы Джеймс Уотт өз үйінде алғаш рет жұмыс істейтін мұндай жүйені орнатты. Орталық қазандық жоғары қысымды бумен қамтамасыз етіп, содан кейін бағаналарға орнатылған құбырлар арқылы ғимарат ішінде жылуды таратуды қамтамасыз етті. Ол осы жүйені Манчестердегі тоқыма фабрикасында одан да ірі масштабта іске қосты. Робертсон Бьюкенен 1807 және 1815 жылдары жарық көрген еңбектерінде осы орналымдардың толыққанды сипаттамасын берді. Томас Тредгольдтың "Қоғамдық ғимараттарды жылыту және желдету принциптері" атты еңбегінде ыстық буды кішкентай, өндірістік емес ғимараттарда қолдану әдісі егжей-тегжейлі сипатталған. Бұл әдіс 19 ғасырдың соңына қарай ыстық ауа жүйелерін толыққанды ығыстырды.

Ыстық су

Ертедегі ыстық су жүйелері ежелгі Римде Термелерді жылыту үшін қолданылған. Тағы бір ерте ыстық су жүйесі Ресейде Санкт-Петербургтегі Ұлы Петрдің Жазғы сарайының (1710–1714) орталық жылыту үшін жасалды. Сәл кейін, 1716 жылы, Швецияда ғимараттарды жылыту үшін суды алғаш рет пайдаланды. Швеция инженері Мартен Тривальд осы әдісті Ньюкасл-апон-Тайн қаласындағы жылыжайда қолданды. Жан Симон Боннемен (1743–1830), француз сәулетшісі, Париждің жанындағы Шато-ду-Пек кооперативінде өнеркәсіпке бұл техниканы енгізді. Дегенмен, бұл шашыраңқы әрекеттер оқшауланды және көбінесе жылыжайларға ғана қолданылды. Тредгольд бастапқыда оны тиімсіз деп есептеген, бірақ 1836 жылы технология жылдам даму кезеңіне енген кезде пікірін өзгертті. Алғашқы жүйелер төмен қысымды су жүйелерін пайдаланды, олар үшін өте үлкен құбырлар қажет болды. Бұл кемшілікті жоюға бағытталған алғашқы заманауи ыстық су орталық жылыту жүйелерінің бірі 1830 жылдары Лондонда Анжиер Марч Перкинс орнатты. Сол кезде Ұлыбританияда орталық жылыту танымал бола бастады, көбінесе бу немесе ыстық ауа жүйелері қолданылды. Перкинстің 1832 жылғы аппараты 200 градус Цельсий (392°F) температурасындағы суды жоғары қысыммен кішкентай диаметрлі құбырлар арқылы таратты. Жүйені іске асыру үшін маңызды жаңалық – құбырлар арасындағы қосылыстың құбырдың өзіне ұқсас қысымға төзуіне мүмкіндік беретін бұрандалы қосылыс болды. Сондай-ақ ол жарылыс қаупін азайту үшін қазандықты жылу көзінен бөліп орнатты. Бірінші қондырғы Англия банкінің басқармасы Джон Хорсли Палмердің үйіне орнатылды, ол Англияның суық климатында жүзім өсіргісі келді. Оның жүйелері ел бойынша зауыттар мен шіркеулерге орнатылды, олардың көптегені 150 жылдан астам уақыт бойы қолданысқа жарамды күйде сақталды. Оның жүйесі пештерді жылыту және ағаштан қағаз жасау үшін нан пісірушілерге де бейімделді. Санкт-Петербургте тұратын пруссиялық тегін орыс кәсіпкері Франц Сан-Галли 1855 және 1857 жылдар аралығында радиаторды ойлап тапты, бұл қазіргі заманғы орталық жылытудың қалыптасуындағы маңызды қадам болды. Виктория дәуіріндегі шойын радиатор 19-шы ғасырдың соңында кеңінен таралды, себебі «Америкалық Радиатор Компаниясы» сияқты компаниялар АҚШ және Еуропада арзан радиаторлар нарығын кеңейтті.

Early hot water systems were used in Ancient Rome for heating the Thermæ. Another early hot water system was developed in Russia for central heating of the Summer Palace (1710–1714) of Peter the Great in Saint Petersburg. Slightly later, in 1716, came the first use of water in Sweden to distribute heating in buildings. Mårten Triewald, a Swedish engineer, used this method for a greenhouse at Newcastle upon Tyne. Jean Simon Bonnemain (1743–1830), a French architect, introduced the technique to industry on a cooperative, at Château du Pêcq, near Paris. However, these scattered attempts were isolated and mainly confined in their application to greenhouses. Tredgold originally dismissed its use as impractical, but changed his mind in 1836, when the technology went into a phase of rapid development. Early systems had used low pressure water systems, which required very large pipes. One of the first modern hot water central heating systems to remedy this deficiency was installed by Angier March Perkins in London in the 1830s. At that time central heating was coming into fashion in Britain, with steam or hot air systems generally being used. Perkins' 1832 apparatus distributed water at 200 degrees Celsius (392 °F) through small diameter pipes at high pressure. A crucial invention to make the system viable was the thread screwed joint, that allowed the joint between the pipes to bear a similar pressure to the pipe itself. He also separated the boiler from the heat source to reduce the risk of explosion. The first unit was installed in the home of Governor of the Bank of England John Horsley Palmer so that he could grow grapes in England's cold climate. His systems were installed in factories and churches across the country, many of them remaining in usable condition for over 150 years. His system was also adapted for use by bakers in the heating of their ovens and in the making of paper from wood pulp. Franz San Galli, a Prussian born Russian businessman living in St. Petersburg, invented the radiator between 1855 and 1857, which was a major step in the final shaping of modern central heating. The Victorian cast iron radiator became widespread by the end of the 19th century as companies, such as the American Radiator Company, expanded the market for low cost radiators in the US and Europe.

Энергия көздері

Орталық жылу жүйесі үшін таңдалған энергия көзі аймаққа қарай өзгереді. Бастапқы энергия көзі бағасы, қолайлылығы, тиімділігі және сенімділігі негізінде таңдалады. Жылыту энергиясының құны – суық климатта ғимаратты пайдаланудың негізгі шығындарының бірі. Кейбір орталық жылу станциялары экономикалық және қолайлы себептермен отынды ауыстыра алады; мысалы, үй иесі кейде қараусыз жұмыс істеу үшін электрлік резервпен ағаш отты пеш орната алады. Ағаш, торф немесе көмір сияқты қатты отынды пайдалану орнында жинақтауға болады, бірақ оларды қолдану қиын және автоматты түрде басқаруға келмейді. Ағаш отыны жеткілікті мөлшерде болған жерлерде әлі де қолданылады және ғимараттың тұрғындары отынды тасымалдау, күлді шығару және отты күтуге дайын болса, қолданылады. Гранула отын жүйелері отты автоматты түрде жағуға мүмкіндік береді, бірақ күлді қолмен шығару қажет. Көмір бұрын тұрғын үйлерді жылыту үшін маңызды отын болған, бірақ қазір сирек кездеседі, ал ашық ошақтарда немесе пештерде түтінсіз отын пайдалану артықшылыққа ие. Сұйық отын – жылу майы және керосин сияқты мұнай өнімдері. Олар басқа жылу көздері жоқ жерлерде кеңінен қолданылады. Жылу майы орталық жылу жүйесінде автоматты түрде жанып, күлді тазартуды және жану жүйесін аз күтіп-ұстауды қажет етпейді. Дегенмен, әлемдік нарықтағы мұнай бағасының өзгеруі кейбір басқа энергия көздерімен салыстырғанда бағаның тұрақсыз және жоғары болуына әкеледі. Мемлекеттік жылу жүйелері (мысалы, кеңсе ғимараттары немесе мектептер) жылу қондырғыларын іске қосу үшін төмен сапалы, арзан бункерлік отынды пайдалана алады, бірақ бастапқы шығындар оңай басқарылатын сұйық отынмен салыстырғанда жоғары. Табиғи газ Солтүстік Америка және Солтүстік Еуропада кең таралған жылу отыны болып табылады. Газ жағығыштары автоматты түрде басқарылады, күлді алып тастау және техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейді. Алайда, барлық аймақтарда табиғи газ тарату жүйесі жоқ. Сұйытылған мұнай газы немесе пропанды пайдалану орнында сақтауға болады және жүк машинасына орнатылған жылжымалы резервуармен мерзімді түрде толықтырады. Кейбір аймақтарда электр энергиясының бағасы арзан болғандықтан, электрмен жылыту экономикалық тұрғыдан тиімді. Электрмен жылыту кедергілік типтес жылыту немесе ауадағы немесе жердегі төменгі жылуды пайдалану үшін жылу сорғы жүйесі арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Қашықтан жылу беру жүйесі орталықтан орналасқан қазандықтар немесе су жылытқыштарды пайдаланады және ыстық суды немесе буды айналдыру арқылы жеке тұтынушыларға жылу энергиясын жеткізеді. Бұл жоғары тиімді орталық энергия түрлендіргішінің артықшылығын ұсынады, ол ең жақсы ластануды бақылау технологияларын қолданады және кәсіби түрде пайдаланылады. Қашықтан жылу беру жүйесі жеке үйлерге қолдануға жарамсыз жылу көздерін пайдалана алады, мысалы, ауыр мұнай, ағаш қалдықтары немесе ядролық бөліну. Тарату желісін газбен немесе электрмен жылытуға қарағанда салу қымбат, сондықтан ол тек тығыз орналасқан жерлерде немесе шағын қауымдастықтарда кездеседі. Барлық орталық жылу жүйелеріне сатып алынатын энергия қажет емес. Кейбір ғимараттар жергілікті геотермальдық жылумен қызмет көрсетеді, ғимаратты жылыту үшін жергілікті құдықтан ыстық су немесе бу пайдаланылады. Мұндай аймақтар сирек кездеседі. Пассивті күн жүйесіне сатып алынған отын қажет емес, бірақ оны сайтқа қатаң сәйкес жобалау қажет.

The energy source selected for a central heating system varies by region. The primary energy source is selected on the basis of cost, convenience, efficiency and reliability. The energy cost of heating is one of the main costs of operating a building in a cold climate. Some central heating plants can switch fuels for reasons of economy and convenience; for example, a home owner may install a wood fired furnace with electrical backup for occasional unattended operation. Solid fuels such as wood, peat or coal can be stockpiled at the point of use, but are inconvenient to handle and difficult to automatically control. Wood fuel is still used where the supply is plentiful and the occupants of the building don't mind the work involved in hauling in fuel, removing ashes, and tending the fire. Pellet fuel systems can automatically stoke the fire, but still need manual removal of ash. Coal was once an important residential heating fuel but today is uncommon, and smokeless fuel is preferred as a substitute in open fireplaces or stoves. Liquid fuels are petroleum products such as heating oil and kerosene. These are still widely applied where other heat sources are unavailable. Fuel oil can be automatically fired in a central heating system and requires no ash removal and little maintenance of the combustion system. However, the variable price of oil on world markets leads to erratic and high prices compared to some other energy sources. Institutional heating systems (office buildings or schools, for example) can use low grade, inexpensive bunker fuel to run their heating plants, but capital cost is high compared to more easily managed liquid fuels. Natural gas is a widespread heating fuel in North America and northern Europe. Gas burners are automatically controlled and require no ash removal and little maintenance. However, not all areas have access to a natural gas distribution system. Liquefied petroleum gas or propane can be stored at the point of use and periodically replenished by a truck mounted mobile tank. Some areas have low cost electric power, making electric heating economically practical. Electric heating can either be purely resistance type heating or make use of a heat pump system to take advantage of low grade heat in the air or ground. A district heating system uses centrally located boilers or water heaters and circulates heat energy to individual customers by circulating hot water or steam. This has the advantage of a central highly efficient energy converter that can use the best available pollution controls, and that is professionally operated. The district heating system can use heat sources impractical to deploy to individual homes, such as heavy oil, wood byproducts, or nuclear fission. The distribution network is more costly to build than for gas or electric heating, and so is only found in densely populated areas or compact communities. Not all central heating systems require purchased energy. A few buildings are served by local geothermal heat, using hot water or steam from a local well to provide building heat. Such areas are uncommon. A passive solar system requires no purchased fuel but needs to be carefully designed for the site.

Қажетті жылу беру қуаттылығын есептеу

Жылытқыш қуаты киловатт немесе сағатына BTU-да өлшенеді. Үйге орналастыру үшін жылытқыштың қуатын және үйге қажетті қуат деңгейін есептеу қажет. Бұл есептеу әртүрлі факторларды ескере отырып жасалады – атап айтқанда, жылытылатын бөлменің жоғарысы мен төмені неден тұратыны, терезелердің саны, үйдің сыртқы қабырғаларының түрі және кеңістікті тиісті түрде жылыту үшін қажетті жылу шығынын анықтайтын басқа да факторлар. Бұл есептеу жылу жоғалту есебі деп аталады және оны BTU калькуляторы арқылы жасауға болады. Осы есептеу нәтижесіне сәйкес, жылытқышты үйге дәл келтіруге болады.

Есептеу

Жылу шығыны жылу есептегіштері арқылы өлшенуі мүмкін, осылайша әрбір пәтер орталық жүйе болған жағдайда да жеке-жеке төленуге болады.

Бумен жылыту

Бумен жылыту жүйесі будың сұйық суға конденсациялануы кезінде выделение болатын жоғары жасырын жылуды пайдаланады. Бумен жылыту жүйесінде әрбір бөлме төмен қысымды бу көзіне (қазандыққа) қосылған радиатормен жабдықталған. Радиаторға кіретін бу конденсацияланып, сұйық суға айналып, жасырын жылуын береді. Радиатор өз кезегінде бөлменің ауасын қыздырады және тікелей сәулелі жылу шығарады. Конденсат су гравитация күшімен немесе сорғының көмегімен қазандыққа қайта оралады. Кейбір жүйелер бу мен конденсатты бірге қайтару үшін бір құбырды қолданады. Құбырлардағы ауа дұрыс айналымды бұғаттағандықтан, мұндай жүйелерде ауаны шығаруға арналған клапанды жабдықтар қарастырылған. Тұрғын үйлер мен шағын коммерциялық ғимараттарда бу салыстырмалы түрде төмен қысымда, 15 псиг (200 кПа) төмен шығарылады. Құбырларды орнатудың жоғары құнына байланысты, жаңа бір отбасылық тұрғын үйлерге бумен жылыту жүйелерін орнату сирек кездеседі. Құбырлар конденсаттың бітелуіне жол бермеу үшін мұқият еңіспен орналастырылуы керек. Басқа жылыту әдістерімен салыстырғанда, бу жүйесінің қуатын басқару қиынырақ. Дегенмен, буды, мысалы, кампустағы ғимараттар арасында тиімді орталық қазандықты және төмен бағалы отынды пайдалану үшін жіберуге болады. Биік ғимараттар, негізгі қазандықтан ыстық суды айналдыру үшін қажетті артық қысымды болдырмау үшін будың төмен тығыздығынан пайдаланады. Өнеркәсіптік жүйелерде электр энергиясын өндіру немесе басқа мақсаттар үшін қолданылатын процестік буды кеңістікті жылыту үшін де пайдалануға болады. Жылыту жүйелері үшін буды жылуды қайта пайдалану қазандықтарынан, өнеркәсіптік процестерде ысырап болатын жылуды пайдалану арқылы да алуға болады.

Электрмен жылыту

Электрмен немесе кедергі арқылы қыздыру электр энергиясын тікелей жылуға айналдырады. Электр жылуы көбінесе табиғи газ, пропан және мұнай сияқты отын жағатын құрылғылармен өндірілетін жылудан қымбат. Электр кедергісімен қыздыруды плінтус жылытқыштары, кеңістік жылытқыштары, сәулелі жылытқыштар, пештер, қабырғаға орнатылатын жылытқыштар немесе жылуды сақтау жүйелері қамтамасыз ете алады. Электр жылытқыштары көбінесе орталық кондиционердің бөлігі болып табылатын желдеткіш тізбегінің құрамына кіреді. Олар жылуды жылыту элементі арқылы ауаны үрлеу арқылы таратады, ол қайтарым ауа арналары арқылы пешке жеткізіледі. Электр пештеріндегі желдеткіштер ауаны бірден бес кедергілік орам немесе элемент арқылы өткізеді, олардың қуаты әдетте бес киловатқа дейін жетеді. Жылыту элементтері электр жүйесіне артық жүктеме түспеуі үшін бірінен соң бірі қосылады. Қызып кетуді қауіпсіздік қосқышы, яғни шекті контроллер немесе шекті қосқыш болдырмайды. Бұл шекті контроллер желдеткіш істен шықса немесе ауа ағыны кедергіге тап болса пешті өшіре алады. Жылытылған ауа содан кейін үйге тарату арналары арқылы қайта жіберіледі. Ірі коммерциялық қолданыстарда орталық жылу беру ауа өңдегіш арқылы қамтамасыз етіледі, ол пешке ұқсас компоненттерді, бірақ үлкен масштабта біріктіреді. Дерек пеші компьютерлерді электр энергиясын жылуға айналдыру және деректерді бір уақытта өңдеу үшін пайдаланады.

Жылу сорғылары

Ауа көзінен жылу сорғысын ыстық ауа райында ғимаратты салқындату үшін, ал суық ауа райында сыртқы ауадан жылу алып ғимаратты жылыту үшін қолдануға болады. Ауа көзінен жылу сорғылары әдетте сыртқы температура нөл градустан төмен түскенде экономикалық тиімділігін жоғалтады. Суық климат аймақтарында жер жылу сорғыларын жерден жылу алу үшін пайдалануға болады. Бұл жүйелер экономия үшін орташа қысқы температураға сәйкес жобаланады және ең төмен температурада қосымша жылытуды пайдаланады. Жылу сорғысының артықшылығы – ғимаратты жылытуға жұмсалатын сатып алынатын энергияны азайту болып табылады; көбінесе жер жылу жүйелері тұрмыстық ыстық сумен де қамтамасыз етеді. Тіпті, электр энергиясының көп бөлігі қоршаған ортадан алынатындықтан, тіпті қатты отынмен электр энергиясы өндірілетін жерлерде де жер жылу жүйелері парниктік газдар шығарылымын азайтуға мүмкіндік береді, электр энергиясын тұтыну 15–30% ғана құрайды.

Қоршаған орта аспектілері

Қоғамдық және коммерциялық объектілер әлемдегі соңғы энергия тұтынымының 30%-ына, оның ішінде жаһандық электр энергиясы тұтынымының шамамен 55%-ына тікелей және жанама түрде жауапты. Қазіргі таңда ғимараттардың шығарындыларының 45%-ы жылыту есебінен туындап, оның соңғы энергия тұтынымының 55%-дан астамы әлі де қазба отындарына тәуелді. Мұнай сақтау резервуарлары, әсіресе жер астындағы резервуарлар, қоршаған ортаға да зиян келтіруі мүмкін. Егер ғимараттың жылыту жүйесі бұрын мұнайдан ауыстырылған болса да, мұнай топырақ пен жер асты суларын ластау арқылы қоршаған ортаға әсерін тигізуі мүмкін. Ғимарат иелері жерге көмілген резервуарларды алып тастауға және оларды қалпына келтіруге байланысты шығындарды өтеуге жауапты болуы мүмкін.