Обоснование пониженного температурного графика регулирования централизованных систем теплоснабжения. Температурный график системы отопления: вариации, применение, недочеты

К.т.н. Петрущенков В.А., НИЛ “Промышленная теплоэнергетика”, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Петра Великого», г. Санкт-Петербург

1. Проблема снижения проектного температурного графика регулирования систем теплоснабжения в масштабах страны

На протяжении последних десятилетий практически во всех городах РФ наблюдается очень значительный разрыв между фактическим и проектным температурными графиками регулирования систем теплоснабжения. Как известно, закрытые и открытые системы централизованного теплоснабжения в городах СССР проектировались при использовании качественного регулирования с температурным графиком регулирования сезонной нагрузки 150-70 °С . Такой температурный график широко применялся, как для ТЭЦ, так и для районных котельных. Но, уже начиная с конца 70-х годов, появились существенные отклонения температур сетевой воды в фактических графиках регулирования от их проектных значений при низких температурах наружного воздуха. В расчетных условиях по температуре наружного воздуха температура воды в подающих теплопроводах снизилась со 150 °С до 85…115 °С. Произведенное понижение температурного графика владельцами тепловых источников обычно официально оформлялось, как работа по проектному графику 150-70°С со “срезкой” при пониженной температуре 110…130°С. При более низких температурах теплоносителя предполагалась работа системы теплоснабжения по диспетчерскому графику. Расчетные обоснования такого перехода автору статьи не известны.

Переход на пониженный температурный график, например, 110-70 °С с проектного графика 150-70 °С должен повлечь за собой ряд серьезных последствий, которые диктуются балансовыми энергетическими соотношениями. В связи с уменьшением расчетной разности температур сетевой воды в 2 раза при сохранении тепловой нагрузки отопления, вентиляции необходимо обеспечить увеличение расхода сетевой воды для этих потребителей также в 2 раза. Соответствующие потери давления по сетевой воде в тепловой сети и в теплообменном оборудовании теплоисточника и тепловых пунктов при квадратичном законе сопротивления вырастут в 4 раза. Необходимое увеличение мощности сетевых насосов должно произойти в 8 раз. Очевидно, что ни пропускная способность тепловых сетей, спроектированных на график 150-70 °С, ни установленные сетевые насосы не позволят обеспечить доставку теплоносителя до потребителей с удвоенным расходом в сравнении с проектным значением.

В связи с этим совершенно ясно, что для обеспечения температурного графика 110-70 °С не на бумаге, а на деле, потребуется радикальная реконструкция как теплоисточников, так и тепловой сети с тепловыми пунктами, затраты на которую непосильны для владельцев систем теплоснабжения.

Запрет на применение для тепловых сетей графиков регулирования отпуска теплоты со “срезкой” по температурам, приведенный в п.7.11 СНиП 41-02-2003 “Тепловые сети”, никак не смог повлиять на повсеместную практику ее применения. В актуализированной редакции этого документа СП 124.13330.2012 режим со “срезкой” по температуре не упоминается вообще, то есть, прямой запрет на такой способ регулирования отсутствует. Это означает, что должны выбираться такие способы регулирования сезонной нагрузки, при которых будет решена главная задача – обеспечение нормированных температур в помещениях и нормированной температуры воды на нужды ГВС.

В утвержденный Перечень национальных стандартов и сводов правил (частей таких стандартов и сводов правил), в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона от 30.12.2009 № 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений" (Постановление Правительства РФ от 26.12.2014 № 1521) вошли редакции СНиП после актуализации. Это означает, что применение “срезки” температур сегодня является вполне законным мероприятием, как с точки зрения Перечня национальных стандартов и сводов правил, так и с точки зрения актуализированной редакции профильного СНиП “Тепловые сети”.

Федеральный Закон № 190-ФЗ от 27 июля 2010 г. “О теплоснабжении”, «Правила и нормы технической эксплуатации жилищного фонда» (утверждены Постановлением Госстроя РФ от 27.09.2003 № 170), СО 153-34.20.501-2003 “Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации” также не запрещают регулирование сезонной тепловой нагрузки со “срезкой” по температуре.

В 90-е годы вескими причинами, которыми объясняли радикальное снижение проектного температурного графика, считались изношенность тепловых сетей, арматуры, компенсаторов, а также невозможность обеспечить необходимые параметры на тепловых источниках в связи с состоянием теплообменного оборудования. Несмотря на большие объемы ремонтных работ, проводимых постоянно в тепловых сетях и на тепловых источниках в последние десятилетия, эта причина остается актуальной и сегодня для значительной части практически любой системы теплоснабжения.

Следует отметить, что в технических условиях на присоединение к тепловым сетям большинства тепловых источников до сих приводится проектный температурный график 150-70 °С, или близкий к нему. При согласовании проектов центральных и индивидуальных тепловых пунктов непременным требованием владельца тепловой сети является ограничение расхода сетевой воды из подающего теплопровода тепловой сети в течение всего отопительного периода в строгом соответствии с проектным, а не реальным температурным графиком регулирования.

В настоящее время в стране в массовом порядке происходит разработка схем теплоснабжения городов и поселений, в которых также проектные графики регулирования 150-70 °С, 130-70 °С считаются не только актуальными, но и действительными на 15 лет вперед. При этом отсутствуют пояснения, как обеспечить такие графики на практике, не приводится хоть сколь-нибудь понятное обоснование возможности обеспечения присоединенной тепловой нагрузки при низких температурах наружного воздуха в условиях реального регулирования сезонной тепловой нагрузки.

Такой разрыв между декларируемыми и фактическими температурами теплоносителя тепловой сети является ненормальным и никак не связан с теорией работы систем теплоснабжения, приведенной, например, в .

В этих условиях чрезвычайно важным является анализ реального положения с гидравлическим режимом работы тепловых сетей и с микроклиматом отапливаемых помещений при расчетной температуре наружного воздуха. Фактическое положение таково, что, несмотря на значительное понижение температурного графика, при обеспечении проектного расхода сетевой воды в системах теплоснабжения городов, как правило, нет значительного понижения расчетных температур в помещениях, которые бы приводили к резонансным обвинениям владельцев тепловых источников в невыполнении своей главной задачи: обеспечении нормативных температур в помещениях. В связи с этим встают следующие естественные вопросы:

1. Чем объясняется такая совокупность фактов?

2. Можно ли не только объяснить существующее положение дел, но и обосновать, исходя из обеспечения требований современной нормативной документации, либо “срезку” температурного графика при 115°С, либо новый температурный график 115-70 (60) °С при качественном регулировании сезонной нагрузки?

Эта проблема, естественно, постоянно привлекает к себе всеобщее внимание. Поэтому появляются публикации в периодической печати, в которых даются ответы на поставленные вопросы и приводятся рекомендации по ликвидации разрыва между проектными и фактическими параметрами системы регулирования тепловой нагрузки. В отдельных городах уже проведены мероприятия по снижению температурного графика и делается попытка обобщить результаты такого перехода.

С нашей точки зрения, наиболее выпукло и ясно эта проблема обсуждается в статье Гершковича В.Ф. .

В ней отмечаются несколько чрезвычайно важных положений, являющихся, в том числе обобщением практических действий по нормализации работы систем теплоснабжения в условиях низкотемпературной “срезки”. Отмечается, что практические попытки увеличения расхода в сети с целью приведения его в соответствие с пониженным температурным графиком не привели к успеху. Скорее, они способствовали гидравлической разрегулировке тепловой сети, в результате которой расходы сетевой воды между потребителями перераспределялись непропорционально их тепловым нагрузкам.

В то же время при сохранении проектного расхода в сети и снижении температуры воды в подающей линии даже при низких температурах наружного воздуха в ряде случаев удалось обеспечить на приемлемом уровне температуру воздуха в помещениях. Этот факт автор объясняет тем, что в нагрузке отопления очень значительная часть мощности приходится на нагрев свежего воздуха, обеспечивающего нормативный воздухообмен помещений. Реальный воздухообмен в холодные дни далек от нормативного значения, так как он не может быть обеспечен только открыванием форточек и створок оконных блоков или стеклопакетов. В статье особо подчеркивается, что российские нормы воздухообмена в несколько раз превышают нормы Германии, Финляндии, Швеции, США. Отмечается, что в Киеве снижение температурного графика за счет “срезки” со 150 °С до 115 °С было реализовано и не имело отрицательных последствий. Аналогичная работа выполнена в тепловых сетях Казани и Минска.

В настоящей статье рассмотрено современное состояние российских требований нормативной документации по воздухообмену помещений. На примере модельных задач с осредненными параметрами системы теплоснабжения определено влияние разных факторов на ее поведение при температуре воды в подающей линии 115 °С в расчетных условиях по температуре наружного воздуха, в том числе:

Снижение температуры воздуха в помещениях при сохранении проектного расхода воды в сети;

Повышение расхода воды в сети с целью сохранения температуры воздуха в помещениях;

Снижение мощности системы отопления за счет уменьшения воздухообмена для проектного расхода воды в сети при обеспечении расчетной температуры воздуха в помещениях;

Оценка мощности системы отопления за счет уменьшения воздухообмена для фактически достижимого повышенного расхода воды в сети при обеспечении расчетной температуры воздуха в помещениях.

2. Исходные данные для анализа

В качестве исходных данных принято, что имеется источник теплоснабжения с доминирующей нагрузкой отопления и вентиляции, двухтрубная тепловая сеть, ЦТП и ИТП, приборы отопления, калориферы, водоразборные краны. Вид системы теплоснабжения не имеет принципиального значения. Предполагается, что проектные параметры всех звеньев системы теплоснабжения обеспечивают нормальную работу системы теплоснабжения, то есть, в помещениях всех потребителей устанавливается расчетная температура t в.р =18 °С при соблюдении температурного графика тепловой сети 150-70°С, проектном значении расхода сетевой воды, нормативном воздухообмене и качественном регулировании сезонной нагрузки. Расчетная температура наружного воздуха равна средней температуре холодной пятидневки с коэффициентом обеспеченности 0,92 на момент создания системы теплоснабжения. Коэффициент смешения элеваторных узлов определяется общепринятым температурным графиком регулирования систем отопления 95-70 °С и равен 2,2.

Следует отметить, что в актуализированной редакции СНиП “Строительная климатология” СП 131.13330.2012 для многих городов произошло повышение расчетной температуры холодной пятидневки на несколько градусов в сравнении с редакцией документа СНиП 23-01-99.

3. Расчеты режимов работы системы теплоснабжения при температуре прямой сетевой воды 115 °С

Рассматривается работа в новых условиях системы теплоснабжения, созданной на протяжении десятков лет по современным для периода строительства нормам. Проектный температурный график качественного регулирования сезонной нагрузки 150-70 °С. Считается, что в момент ввода в работу система теплоснабжения выполняла свои функции в точности.

В результате анализа системы уравнений, описывающих процессы во всех звеньях системы теплоснабжения, определяется ее поведение при максимальной температуре воды в подающей линии 115 °С при расчетной температуре наружного воздуха, коэффициентах смешения элеваторных узлов 2,2.

Одним из определяющих параметров аналитического исследования является расход сетевой воды на отопление, вентиляцию. Его величина принимается в следующих вариантах:

Проектное значение расхода в соответствии с графиком 150-70 °С и заявленной нагрузкой отопления, вентиляции;

Значение расхода, обеспечивающее расчетную температуру воздуха в помещениях в расчетных условиях по температуре наружного воздуха;

Фактическое максимально возможное значение расхода сетевой воды с учетом установленных сетевых насосов.

3.1. Снижение температуры воздуха в помещениях при сохранении присоединенных тепловых нагрузок

Определим, как изменится средняя температура в помещениях при температуре сетевой воды в подающей линии t o 1 =115 °С, проектном расходе сетевой воды на отопление (будем считать, что вся нагрузка отопительная, так как вентиляционная нагрузка такого же типа) , исходя из проектного графика 150-70 °С, при температуре наружного воздуха t н.о =-25 °С. Считаем, что на всех элеваторных узлах коэффициенты смешения u расчетные и равны

Для проектных расчетных условий эксплуатации системы теплоснабжения ( , , , ) справедлива следующая система уравнений:

где - среднее значение коэффициента теплопередачи всех приборов отопления с общей площадью теплообмена F, - средний температурный перепад между теплоносителем приборов отопления и температурой воздуха в помещениях, G o – расчетный расход сетевой воды, поступающий в элеваторные узлы, G п – расчетный расход воды, поступающий в приборы отопления, G п =(1+u)G o , с – удельная массовая изобарная теплоемкость воды, - среднее проектное значение коэффициента теплопередачи здания с учетом транспорта тепловой энергии через наружные ограждения общей площадью А и затрат тепловой энергии на нагрев нормативного расхода наружного воздуха.

При пониженной температуре сетевой воды в подающей линии t o 1 =115 °C при сохранении проектного воздухообмена происходит снижение средней температуры воздуха в помещениях до величины t в. Соответствующая система уравнений для расчетных условий по наружному воздуху будет иметь вид

, (3)

где n – показатель степени в критериальной зависимости коэффициента теплопередачи приборов отопления от среднего температурного напора, см. , табл. 9.2, с.44. Для наиболее распространенных приборов отопления в виде чугунных секционных радиаторов и стальных панельных конвекторов типа РСВ и РСГ при движении теплоносителя сверху вниз n=0,3.

Введем обозначения , , .

Из (1)-(3) следует система уравнений

,

,

решения которой имеют вид:

, (4)

(5)

. (6)

Для заданных проектных значений параметров системы теплоснабжения

,

Уравнение (5) с учетом (3) для заданной температуры прямой воды в расчетных условиях позволяет получить соотношение для определения температуры воздуха в помещениях:

Решением этого уравнения является t в =8,7°C.

Относительная тепловая мощность системы отопления равна

Следовательно, при изменении температуры прямой сетевой воды со 150 °С до 115 °С снижение средней температуры воздуха в помещениях происходит с 18 °С до 8,7 °С, тепловая мощность системы отопления падает на 21,6%.

Расчетные значения температур воды в системе отопления для принятого отклонения от температурного графика равны °С, °С.

Выполненный расчет соответствует случаю, когда расход наружного воздуха при работе системы вентиляции и инфильтрации соответствует проектным нормативным значениям вплоть до температуры наружного воздуха t н.о =-25°С. Так как в жилых зданиях, как правило, применяется естественная вентиляция, организуемая жильцами при проветривании с помощью форточек, оконных створок и систем микропроветривания стеклопакетов, то можно утверждать, что при низких температурах наружного воздуха расход холодного воздуха, поступающего в помещения, особенно после практически полной замены оконных блоков на стеклопакеты далек от нормативного значения. Поэтому температура воздуха в жилых помещениях по факту значительно выше определенного значения t в =8,7°C.

3.2 Определение мощности системы отопления за счет снижения вентиляции воздуха помещений при расчетном расходе сетевой воды

Определим, насколько нужно снизить затраты тепловой энергии на вентиляцию в рассматриваемом непроектном режиме пониженной температуры сетевой воды тепловой сети для того, чтобы средняя температура воздуха в помещениях сохранилась на нормативном уровне, то есть, t в = t в.р =18°C.

Система уравнений, описывающих процесс работы системы теплоснабжения в этих условиях, примет вид

Совместное решение (2’) с системами (1) и (3) аналогично предыдущему случаю дает следующие соотношения для температур различных потоков воды:

,

,

.

Уравнение для заданной температуры прямой воды в расчетных условиях по температуре наружного воздуха позволяет найти уменьшенную относительную нагрузку системы отопления (произведено уменьшение только мощности системы вентиляции, теплопередача через наружные ограждения в точности сохранена):

Решением этого уравнения является =0,706.

Следовательно, при изменении температуры прямой сетевой воды со 150°С до 115°С сохранение температуры воздуха в помещениях на уровне 18°С возможно за счет снижения общей тепловой мощности системы отопления до 0,706 от проектного значения за счет снижения затрат на нагрев наружного воздуха. Тепловая мощность системы отопления падает на 29,4%.

Расчетные значения температур воды для принятого отклонения от температурного графика равны °С, °С.

3.4 Увеличение расхода сетевой воды с целью обеспечения нормативной температуры воздуха в помещениях

Определим, как должен увеличиться расход сетевой воды в тепловой сети на нужды отопления при снижении температуры сетевой воды в подающей линии до t o 1 =115°С в расчетных условиях по температуре наружного воздуха t н.о =-25°С, чтобы средняя температура в воздуха в помещениях сохранилась на нормативном уровне, то есть, t в =t в.р =18°C. Вентиляция помещений соответствует проектному значению.

Система уравнений, описывающих процесс работы системы теплоснабжения, в этом случае примет вид с учетом возрастания значения расхода сетевой воды до G o у и расхода воды через системы отопления G пу =G оу (1+u) при неизменном значении коэффициента смешения элеваторных узлов u=2,2. Для наглядности воспроизведем в этой системе уравнения (1)

.

Из (1), (2”), (3’) следует система уравнений промежуточного вида

Решение приведенной системы имеет вид:

°С, t o 2 =76,5°С,

Итак, при изменении температуры прямой сетевой воды со 150 °С до 115 °С сохранение средней температуры воздуха в помещениях на уровне 18 °С возможно за счет увеличения расхода сетевой воды в подающей (обратной) линии тепловой сети на нужды систем отопления и вентиляции в 2,08 раза.

Очевидно, что такого запаса по расходу сетевой воды нет и на теплоисточниках, и на насосных станциях при их наличии. Кроме того, столь высокое увеличение расхода сетевой воды приведет к возрастанию потерь давления на трение в трубопроводах тепловой сети и в оборудовании тепловых пунктов и теплоисточника более, чем в 4 раза, что невозможно реализовать из-за отсутствия запаса сетевых насосов по напору и по мощности двигателей. Следовательно, увеличение расхода сетевой воды в 2,08 раза за счет возрастания только количества установленных сетевых насосов при сохранении их напора неизбежно приведет к неудовлетворительной работе элеваторных узлов и теплообменников большей части тепловых пунктов системы теплоснабжения.

3.5 Снижение мощности системы отопления за счет снижения вентиляции воздуха помещений в условиях повышенного расхода сетевой воды

Для некоторых теплоисточников расход сетевой воды в магистралях может быть обеспечен выше проектного значения на десятки процентов. Это связано, как с уменьшением тепловых нагрузок, имевшем место в последние десятилетия, так и с наличием определенного резерва производительности установленных сетевых насосов. Примем максимальное относительное значение расхода сетевой воды равным =1,35 от проектного значения. Учтем также возможное повышение расчетной температуры наружного воздуха по данным СП 131.13330.2012.

Определим, насколько необходимо снизить средний расход наружного воздуха на вентиляцию помещений в режиме пониженной температуры сетевой воды тепловой сети, чтобы средняя температура воздуха в помещениях сохранилась на нормативном уровне, то есть, t в =18 °C.

Для пониженной температуры сетевой воды в подающей линии t o 1 =115°C происходит снижение расхода воздуха в помещениях с целью сохранения расчетного значения t в =18°C в условиях возрастания расхода сетевой воды в 1,35 раза и повышения расчетной температуры холодной пятидневки. Соответствующая система уравнений для новых условий будет иметь вид

Относительное снижение тепловой мощности системы отопления равно

. (3’’)

Из (1), (2’’’), (3’’) следует решение

,

,

.

Для заданных значений параметров системы теплоснабжения и =1,35:

; =115 °С; =66 °С; =81,3 °С.

Учтем также повышение температуры холодной пятидневки до величины t н.о_ =-22 °C. Относительная тепловая мощность системы отопления равна

Относительное изменение суммарных коэффициентов теплопередачи равно и обусловлено снижением расхода воздуха системы вентиляции.

Для домов постройки до 2000 г. доля затрат тепловой энергии на вентиляцию помещений в центральных районах РФ составляет 40…45% , соответственно, падение расхода воздуха системы вентиляции должно произойти приблизительно в 1,4 раза, чтобы общий коэффициент теплопередачи составил 89% от проектного значения.

Для домов постройки после 2000 г. доля затрат на вентиляцию повышается до 50…55%, падение расхода воздуха системы вентиляции приблизительно в 1,3 раза сохранит расчетную температуру воздуха в помещениях.

Выше в 3.2 показано, что при проектных значениях расходов сетевой воды, температуры воздуха в помещениях и расчетной температуры наружного воздуха снижению температуры сетевой воды до 115°С соответствует относительная мощность системы отопления 0,709. Если это снижение мощности относить на уменьшение нагрева вентиляционного воздуха, то для домов постройки до 2000 г. падение расхода воздуха системы вентиляции помещений должно произойти приблизительно в 3,2 раза, для домов постройки после 2000 г. - в 2,3 раза.

Анализ данных измерений узлов учета тепловой энергии отдельных жилых домов показывает, что уменьшение потребляемой тепловой энергии в холодные дни соответствует снижению нормативного воздухообмена в 2,5 раза и выше.

4. Необходимость уточнения расчетной нагрузки отопления систем теплоснабжения

Пусть заявленная нагрузка системы отопления, созданной в последние десятилетия, равна . Эта нагрузка соответствует расчетной температуре наружного воздуха, актуальной в период строительства, принимаемой для определенности t н.о =-25 °С.

Ниже приводится оценка фактического снижения заявленной расчетной отопительной нагрузки, вызванная влиянием различных факторов.

Повышение расчетной температуры наружного воздуха до -22 °С снижает расчетную нагрузку отопления до величины (18+22)/(18+25)х100%=93%.

Кроме того, следующие факторы приводят к снижению расчетной нагрузки отопления.

1. Замена оконных блоков на стеклопакеты, которая произошла практически повсеместно. Доля трансмиссионных потерь тепловой энергии через окна составляет около 20% от общей нагрузки отопления. Замена оконных блоков на стеклопакеты привела к увеличению термического сопротивления с 0,3 до 0,4 м 2 ∙К/Вт, соответственно, тепловая мощность теплопотерь уменьшилась до величины: х100%=93,3%.

2. Для жилых зданий доля вентиляционной нагрузки в нагрузке отопления в проектах, выполненных до начала 2000-х годов, составляет около 40…45%, позже – порядка 50…55%. Примем среднюю долю вентиляционной составляющей в нагрузке отопления в размере 45% от заявляемой нагрузки отопления. Она соответствует кратности воздухообмена 1,0. По современным нормам СТО максимальная кратность воздухообмена находится на уровне 0,5, среднесуточная кратность воздухообмена для жилого здания – на уровне 0,35. Следовательно, снижение нормы воздухообмена с 1,0 до 0,35 приводит к падению отопительной нагрузки жилого здания до величины:

х100%=70,75%.

3. Вентиляционная нагрузка разными потребителями востребована случайным образом, поэтому, как и нагрузка ГВС для теплоисточника ее величина суммируется не аддитивно, а с учетом коэффициентов часовой неравномерности. Доля максимальной нагрузки вентиляции в составе заявленной нагрузки отопления составляет 0,45х0,5/1,0=0,225 (22,5%). Коэффициент часовой неравномерности оценочно примем таким же, как и для ГВС, равным K час.вент =2,4. Следовательно, общая нагрузка систем отопления для теплоисточника с учетом снижения вентиляционной максимальной нагрузки, замены оконных блоков на стеклопакеты и неодновременности востребования вентиляционной нагрузки составит величину 0,933х(0,55+0,225/2,4)х100%=60,1% от заявленной нагрузки.

4. Учет повышения расчетной температуры наружного воздуха приведет к еще большему падению расчетной нагрузки отопления.

5. Выполненные оценки показывают, что уточнение тепловой нагрузки систем отопления может привести к ее снижению на 30…40%. Такое снижение нагрузки отопления позволяет ожидать, что при сохранении проектного расхода сетевой воды расчетная температура воздуха в помещениях может быть обеспечена при реализации “срезки” температуры прямой воды при 115 °С для низких температур наружного воздуха (см. результаты 3.2). Еще с большим основанием это можно утверждать при наличии резерва в величине расхода сетевой воды на тепловом источнике системы теплоснабжения (см. результаты 3.4).

Приведенные оценки носят иллюстративный характер, но из них следует, что, исходя из современных требований нормативной документации, можно ожидать как существенного снижения суммарной расчетной нагрузки отопления существующих потребителей для теплового источника, так и технически обоснованного режима работы со “срезкой” температурного графика регулирования сезонной нагрузки на уровне 115°С. Необходимая степень реального снижения заявленной нагрузки систем отопления должна определяться при проведении натурных испытаний для потребителей конкретной тепловой магистрали. Расчетная температура обратной сетевой воды также подлежит уточнению при проведении натурных испытаний.

Следует иметь в виду, что качественное регулирование сезонной нагрузки не является устойчивым с точки зрения распределения тепловой мощности по приборам отопления для вертикальных однотрубных систем отопления. Поэтому во всех расчетах, приводимых выше, при обеспечении средней расчетной температуры воздуха в помещениях будет иметь место некоторое изменение температуры воздуха в помещениях по стояку в отопительный период при различной температуре наружного воздуха .

5. Трудности в реализации нормативного воздухообмена помещений

Рассмотрим структуру затрат тепловой мощности системы отопления жилого дома. Основными слагаемыми тепловых потерь, компенсируемых поступлением теплоты от приборов отопления, являются трансмиссионные потери через наружные ограждения, а также затраты на нагрев наружного воздуха, поступающего в помещения. Расход свежего воздуха для жилых зданий определяется требованиями санитарно-гигиенических норм, которые приведены в разделе 6.

В жилых домах система вентиляции, как правило, естественная. Норма расхода воздуха обеспечивается периодическим открытием форточек и створок окон. При этом следует иметь в виду, что с 2000 г. существенно возросли требования к теплозащитным свойствам наружных ограждений, прежде всего, стен (в 2…3 раза).

Из практики разработки энергетических паспортов жилых зданий следует, что для зданий постройки с 50-х по 80-е годы прошлого века в центральном и северо-западном регионах доля тепловой энергии на нормативную вентиляцию (инфильтрацию) составляла 40…45%, для зданий, выстроенных позднее, 45…55%.

До появления стеклопакетов регулирование воздухообмена производилось форточками и фрамугами, причем, в холодные дни частота их открывания снижалась. При широком распространении стеклопакетов обеспечение нормативного воздухообмена стало еще большей проблемой. Это связано с уменьшением в десятки раз неконтролируемой инфильтрации через щели и с тем, что частое проветривание с помощью открытия створок окон, которое только и может обеспечить нормативный воздухообмен, по факту не происходит.

На эту тему имеются публикации, см., например, . Даже при проведении периодического проветривания отсутствуют какие-либо количественные показатели, свидетельствующие о воздухообмене помещений и его сравнении с нормативным значением. В результате по факту воздухообмен далек от нормативного и возникает ряд проблем: возрастает относительная влажность, образуется конденсат на остеклении, появляется плесень, возникают стойкие запахи, повышается содержание углекислого газа в воздухе, что в совокупности привело к появлению термина “синдром больных зданий”. В отдельных случаях из-за резкого снижения воздухообмена возникает разрежение в помещениях, приводящее к опрокидыванию движения воздуха в вытяжных каналах и к поступлению холодного воздуха в помещения, перетеканию грязного воздуха из одной квартиры в другую, обмерзанию стенок каналов. Как следствие, перед строителями возникает проблема в части использования более совершенных систем вентиляции, способных обеспечить экономию затрат на отопление. В связи с этим необходимо применять системы вентиляции с регулируемым притоком и удалением воздуха, системы отопления с автоматическим регулированием подачи тепла на приборы отопления (в идеале – системы с поквартирным подключением), герметичные окна и входные двери в квартиры.

Подтверждением того, что система вентиляции жилых зданий работает с производительностью, существенно меньшей проектной, являются более низкие, в сравнении с расчетными, расходы тепловой энергии в течение отопительного периода, фиксируемые узлами учета тепловой энергии зданий.

Выполненный сотрудниками СПбГПУ расчет системы вентиляции жилого дома показал следующее . Естественная вентиляция в режиме свободного притока воздуха в среднем за год почти в 50% времени меньше расчетной (сечение вытяжного канала спроектировано по действующим нормам вентиляции многоквартирных жилых домов для условий Санкт-Петербурга на нормативный воздухообмен для наружной температуры +5 °С), в 13% времени вентиляция более чем в 2 раза меньше расчетной, и в 2% времени вентиляция отсутствует. Значительную часть отопительного периода при температуре наружного воздуха менее +5 °С вентиляция превышает нормативное значение. То есть, без специальной регулировки при низкой температуре наружного воздуха обеспечить нормативный воздухообмен невозможно, при температурах наружного воздуха более +5°С воздухообмен будет ниже нормативного, если не применять вентилятор.

6. Эволюция нормативных требований к воздухообмену помещений

Затраты на нагрев наружного воздуха определяются требованиями, приведенными в нормативной документации, которые на протяжении длительного периода строительства зданий претерпели ряд изменений.

Рассмотрим эти изменения на примере жилых многоквартирных домов.

В СНиП II-Л.1-62, часть II, раздел Л, глава 1, действовавших до апреля 1971 г., нормы воздухообмена для жилых комнат составляли 3 м 3 /ч на 1 м 2 площади комнат, для кухни с электроплитами кратность воздухообмена 3, но не менее 60 м 3 /ч, для кухни с газовой плитой - 60 м 3 /ч для двухконфорочных плит, 75 м 3 /ч – для трехконфорочных плит, 90 м 3 /ч – для четырехконфорочных плит. Расчетная температура жилых комнат +18 °С, кухни +15 °С.

В СНиП II-Л.1-71, часть II, раздел Л, глава 1, действовавших до июля 1986 г., указаны аналогичные нормы, но для кухни с электроплитами исключена кратность воздухообмена 3.

В СНиП 2.08.01-85, действовавших до января 1990 г., нормы воздухообмена для жилых комнат составляли 3 м 3 /ч на 1 м 2 площади комнат, для кухни без указания типа плит 60 м 3 /ч. Несмотря на разную нормативную температуру в жилых помещениях и на кухне, для теплотехнических расчетов предложено принимать температуру внутреннего воздуха +18°С.

В СНиП 2.08.01-89, действовавших до октября 2003 г., нормы воздухообмена такие же, как и в СНиП II-Л.1-71, часть II, раздел Л, глава 1. Сохраняется указание о температуре внутреннего воздуха +18 °С.

В действующих до сих пор СНиП 31-01-2003 появляются новые требования, приведенные в 9.2-9.4:

9.2 Расчетные параметры воздуха в помещениях жилого дома следует принимать по оптимальным нормам ГОСТ 30494. Кратность воздухообмена в помещениях следует принимать в соответствии с таблицей 9.1.

Таблица 9.1

Помещение	Кратность или величина воздухообмена, м 3 в час, не менее
	в нерабочем	в режиме обслуживания
Спальная, общая, детская комнаты	0,2	1,0
Библиотека, кабинет	0,2	0,5
Кладовая, бельевая, гардеробная	0,2	0,2
Тренажерный зал, бильярдная	0,2	80 м 3
Постирочная, гладильная, сушильная	0,5	90 м 3
Кухня с электроплитой	0,5	60 м 3
Помещение с газоиспользующим оборудованием	1,0	1,0 + 100 м 3
Помещение с теплогенераторами и печами на твердом топливе	0,5	1,0 + 100 м 3
Ванная, душевая, уборная, совмещенный санузел	0,5	25 м 3
Сауна	0,5	10 м 3 на 1 человека
Машинное отделение лифта	-	По расчету
Автостоянка	1,0	По расчету
Мусоросборная камера	1,0	1,0

Кратность воздухообмена во всех вентилируемых помещениях, не указанных в таблице, в нерабочем режиме должна составлять не менее 0,2 объема помещения в час.

9.3 При теплотехническом расчете ограждающих конструкций жилых зданий следует принимать температуру внутреннего воздуха отапливаемых помещений не менее 20 °С.

9.4 Система отопления и вентиляции здания должна быть рассчитана на обеспечение в помещениях в течение отопительного периода температуры внутреннего воздуха в пределах оптимальных параметров, установленных ГОСТ 30494, при расчетных параметрах наружного воздуха для соответствующих районов строительства.

Отсюда видно, что, во-первых, появляются понятия режима обслуживания помещения и нерабочего режима, во время действия которых предъявляются, как правило, очень разные количественные требования к воздухообмену. Для жилых помещений (спальни, общие комнаты, детские комнаты), составляющих значительную часть площади квартиры, нормы воздухообмена при разных режимах отличаются в 5 раз. Температура воздуха в помещениях при расчете тепловых потерь проектируемого здания должна приниматься не менее 20°С. В жилых помещениях нормируется кратность воздухообмена, независимо от площади и количества жильцов.

В актуализированной редакции СП 54.13330.2011 частично воспроизведена информация СНиП 31-01-2003 в первоначальной редакции. Нормы воздухообмена для спален, общих комнат, детских комнат при общей площади квартиры на одного человека менее 20 м 2 – 3 м 3 /ч на 1 м 2 площади комнат; то же при общей площади квартиры на одного человека более 20 м 2 – 30 м 3 /ч на одного человека, но не менее 0,35 ч -1 ; для кухни с электроплитами 60 м 3 /ч, для кухни с газовой плитой 100 м 3 /ч.

Следовательно, для определения среднесуточного часового воздухообмена необходимо назначать длительность каждого из режимов, определять расход воздуха в разных помещениях в течение каждого режима и затем вычислять среднечасовую потребность квартиры в свежем воздухе, а затем и дома в целом. Многократное изменение воздухообмена в конкретной квартире в течение суток, например, при отсутствии людей в квартире в рабочее время или в выходные дни приведет к существенной неравномерности воздухообмена в течение суток. В то же время очевидно, что неодновременное действие указанных режимов в разных квартирах приведет к выравниванию нагрузки дома на нужды вентиляции и к неаддитивному сложению этой нагрузки у разных потребителей.

Можно провести аналогию с неодновременным использованием нагрузки ГВС потребителями, что обязывает вводить коэффициент часовой неравномерности при определении нагрузки ГВС для теплоисточника. Как известно, его величина для значительного количества потребителей в нормативной документации принимается равной 2,4. Аналогичное значение для вентиляционной составляющей нагрузки отопления позволяет считать, что соответствующая суммарная нагрузка также будет по факту уменьшаться, как минимум, в 2,4 раза в связи с неодновременным открытием форточек и окон в разных жилых зданиях. В общественных и производственных зданиях наблюдается аналогичная картина с тем отличием, что в нерабочее время вентиляция минимальна и определяется только инфильтрацией через неплотности в световых ограждениях и наружных дверях.

Учет тепловой инерции зданий позволяет также ориентироваться на среднесуточные значения расходов тепловой энергии на нагрев воздуха. Тем более, что в большинстве систем отопления отсутствуют термостаты, обеспечивающие поддержание температуры воздуха в помещениях. Известно также, что центральное регулирование температуры сетевой воды в подающей линии для систем теплоснабжения ведется по температуре наружного воздуха, осредняемой за период длительностью порядка 6-12 часов, а иногда и за большее время.

Следовательно, необходимо выполнить расчеты нормативного среднего воздухообмена для жилых домов разных серий с целью уточнения расчетной отопительной нагрузки зданий. Аналогичную работу необходимо проделать для общественных и производственных зданий.

Следует отметить, что указанные действующие нормативные документы распространяются на вновь проектируемые здания в части проектирования систем вентиляции помещений, но косвенно они не только могут, но и должны быть руководством к действию при уточнении тепловых нагрузок всех зданий, в том числе тех, что были выстроены по другим, приведенным выше нормам.

Разработаны и опубликованы стандарты организаций, регламентирующие нормы воздухообмена в помещениях многоквартирных жилых зданий. Например, СТО НПО АВОК 2.1-2008, СТО СРО НП СПАС-05-2013, Энергосбережение в зданиях. Расчет и проектирование систем вентиляции жилых многоквартирных зданий (Утверждено общим собранием СРО НП СПАС от 27.03.2014 г.).

В основном, в этих документах приводимые нормы соответствуют СП 54.13330.2011 при некоторых снижениях отдельных требований (например, для кухни с газовой плитой к 90(100) м 3 /ч не добавляется однократный воздухообмен, в нерабочее время в кухне такого типа допускается воздухообмен 0,5 ч -1 , тогда как в СП 54.13330.2011 – 1,0 ч -1).

В справочном Приложении В СТО СРО НП СПАС-05-2013 приводится пример расчета требуемого воздухообмена для трехкомнатной квартиры.

Исходные данные:

Общая площадь квартиры F общ = 82,29 м 2 ;

Площадь жилых помещений F жил = 43,42 м 2 ;

Площадь кухни – F кх = 12,33 м 2 ;

Площадь ванной комнаты – F вн = 2,82 м 2 ;

Площадь уборной – F уб = 1,11 м 2 ;

Высота помещений h = 2,6 м;

На кухне установлена электроплита.

Геометрические характеристики:

Объём отапливаемых помещений V =221,8 м 3 ;

Объём жилых помещений V жил = 112,9 м 3 ;

Объём кухни V кх = 32,1 м 3 ;

Объём уборной V уб = 2,9 м 3 ;

Объём ванной комнаты V вн = 7,3 м 3 .

Из приведенного расчет воздухообмена следует, что система вентиляции квартиры должна обеспечивать расчетный воздухообмен в режиме обслуживания (в режиме проектной эксплуатации) – L тр раб = 110,0 м 3 /ч; в нерабочем режиме - L тр раб = 22,6 м 3 /ч. Приведенные расходы воздуха соответствуют кратности воздухообмена 110,0/221,8=0,5 ч -1 для режима обслуживания и 22,6/221,8=0,1 ч -1 для нерабочего режима.

Приведенная в настоящем разделе информация показывает, что в существующих нормативных документах при разной заселенности квартир максимальная кратность воздухообмена находится в диапазоне 0,35…0,5 ч -1 по отапливаемому объему здания, в нерабочем режиме – на уровне 0,1 ч -1 . Это означает, что при определении мощности системы отопления, компенсирующей трансмиссионные потери тепловой энергии и затраты на подогрев наружного воздуха, а также расхода сетевой воды на нужды отопления можно ориентироваться в первом приближении на среднее за сутки значение кратности воздухообмена жилых многоквартирных домов 0,35 ч -1 .

Анализ энергетических паспортов жилых дома, разработанных в соответствии со СНиП 23-02-2003 “Тепловая защита зданий”, показывает, что при вычислении нагрузки отопления дома кратность воздухообмена соответствует уровню 0,7 ч -1 , что в 2 раза превышает рекомендуемое выше значение, не противоречащее требованиям современных СТО.

Необходимо сделать уточнение отопительной нагрузки зданий, выстроенных по типовым проектам, исходя из уменьшенного среднего значения кратности воздухообмена, что будет соответствовать существующим российским нормам и позволит приблизиться к нормам ряда стран Евросоюза и США.

7. Обоснование снижения температурного графика

В разделе 1 показано, что температурный график 150-70 °С в связи с фактической невозможностью его применения в современных условиях должен быть понижен, либо модифицирован путем обоснования “срезки” по температуре.

Приведенные выше вычисления различных режимов работы системы теплоснабжения в нерасчетных условиях позволяют предложить следующую стратегию по внесению изменений в регулирование тепловой нагрузки потребителей.

1. На переходный период ввести температурный график 150-70 °С со “срезкой” 115 °С. При таком графике расход сетевой воды в тепловой сети для нужд отопления, вентиляции сохранить на существующем уровне, соответствующем проектному значению, либо с небольшим его превышением, исходя из производительности установленных сетевых насосов. В диапазоне температур наружного воздуха, соответствующем “срезке”, считать расчетную нагрузку отопления потребителей сниженной в сравнении с проектным значением. Уменьшение отопительной нагрузки относить за счет снижения затрат тепловой энергии на вентиляцию, исходя из обеспечения необходимого среднесуточного воздухообмена жилых многоквартирных зданий по современным нормам на уровне 0,35 ч -1 .

2. Организовать работу по уточнению нагрузок систем отопления зданий путем разработки энергетических паспортов зданий жилого фонда, общественных организаций и предприятий, обратив внимание, прежде всего, на вентиляционную нагрузку зданий, входящую в нагрузку систем отопления с учетом современных нормативных требований по воздухообмену помещений. С этой целью необходимо для домов разной этажности, прежде всего, типовых серий выполнить расчет тепловых потерь, как трансмиссионных, так и на вентиляцию в соответствии с современными требованиями нормативной документации РФ.

3. На основе натурных испытаний учесть длительность характерных режимов эксплуатации систем вентиляции и неодновременность их работы у разных потребителей.

4. После уточнения тепловых нагрузок систем отопления потребителей разработать график регулирования сезонной нагрузки 150-70 °С со “срезкой” на 115°С. Возможность перехода на классический график 115-70 °С без “срезки” при качественном регулировании определить после уточнения сниженных нагрузок отопления. Температуру обратной сетевой воды уточнить при разработке пониженного графика.

5. Рекомендовать проектировщикам, застройщикам новых жилых зданий и ремонтным организациям, выполняющим капитальный ремонт старого жилого фонда, применение современных систем вентиляции, позволяющих производить регулирование воздухообмена, в том числе механических с системами рекуперации тепловой энергии загрязненного воздуха, а также введение термостатов для регулировки мощности приборов отопления.

Литература

1. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети, 7-е изд., М.: Издательство МЭИ, 2001 г.

2. Гершкович В.Ф. “Сто пятьдесят… Норма или перебор? Размышления о параметрах теплоносителя…” // Энергосбережение в зданиях. – 2004 - № 3 (22), Киев.

3. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. Ч.1 Отопление/ В.Н. Богословский, Б.А. Крупнов, А.Н. Сканави и др.; Под ред. И.Г. Староверова и Ю.И. Шиллера, - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1990. -344 с.: ил. – (Справочник проектировщика).

4. Самарин О.Д. Теплофизика. Энергосбережение. Энергоэффективность / Монография. М.: Издательство АСВ, 2011.

6. А.Д. Кривошеин, Энергосбережение в зданиях: светопрозрачные конструкции и вентиляция помещений // Архитектура и строительство Омской области, №10 (61), 2008 г.

7. Н.И. Ватин, Т.В. Самопляс “Системы вентиляции жилых помещений многоквартирных домов”, СПб, 2004 г.

Просматривая статистику посещения нашего блога я заметил, что очень часто фигурируют такие поисковые фразы как, например, «какая должна быть температура теплоносителя при минус 5 на улице?». Решил выложить старый график качественного регулирования отпуска тепла по среднесуточной температуре наружного воздуха. Хочу предупредить тех, кто на основании этих цифр попытается выяснить отношения с ЖЭУ или тепловыми сетями: отопительные графики для каждого отдельного населенного пункта разные (я писал об этом в статье регулирование температуры теплоносителя). По данному графику работают тепловые сети в Уфе (Башкирия).

Так же хочу обратить внимание на то, что регулирование происходит по среднесуточной температуре наружного воздуха, так что, если, например, на улице ночью минус 15 градусов, а днем минус 5, то температура теплоносителя будет поддерживаться в соответствии с графиком по минус 10 оС.

Как правило, используются следующие температурные графики: 150/70, 130/70, 115/70, 105/70, 95/70. Выбирается график в зависимости от конкретных местных условий. Домовые системы отопления работают по графикам 105/70 и 95/70. По графикам 150, 130 и 115/70 работают магистральные тепловые сети.

Рассмотрим пример как пользоваться графиком. Предположим, на улице температура «минус 10 градусов». Тепловые сети работают по температурному графику 130/70, значит при -10 оС температура теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети должна быть 85,6 градусов, в подающем трубопроводе системы отопления - 70,8 оС при графике 105/70 или 65,3 оС при графике 95/70. Температура воды после системы отопления должны быть 51,7 оС.

Как правило, значения температуры в подающем трубопроводе тепловых сетей при задании на теплоисточник округляются. Например, по графику должно быть 85,6 оС, а на ТЭЦ или котельной задается 87 градусов.

Температура наружного воздуха

Температура сетевой воды в подающем трубопроводе Т1, оС Температура воды в подающем трубопроводе системы отопления Т3, оС Температура воды после системы отопления Т2, оС

150 130 115 105 95 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13 -14 -15 -16 -17 -18 -19 -20 -21 -22 -23 -24 -25 -26 -27 -28 -29 -30 -31 -32 -33 -34 -35

53,2	50,2	46,4	43,4	41,2	35,8
55,7	52,3	48,2	45,0	42,7	36,8
58,1	54,4	50,0	46,6	44,1	37,7
60,5	56,5	51,8	48,2	45,5	38,7
62,9	58,5	53,5	49,8	46,9	39,6
65,3	60,5	55,3	51,4	48,3	40,6
67,7	62,6	57,0	52,9	49,7	41,5
70,0	64,5	58,8	54,5	51,0	42,4
72,4	66,5	60,5	56,0	52,4	43,3
74,7	68,5	62,2	57,5	53,7	44,2
77,0	70,4	63,8	59,0	55,0	45,0
79,3	72,4	65,5	60,5	56,3	45,9
81,6	74,3	67,2	62,0	57,6	46,7
83,9	76,2	68,8	63,5	58,9	47,6
86,2	78,1	70,4	65,0	60,2	48,4
88,5	80,0	72,1	66,4	61,5	49,2
90,8	81,9	73,7	67,9	62,8	50,1
93,0	83,8	75,3	69,3	64,0	50,9
95,3	85,6	76,9	70,8	65,3	51,7
97,6	87,5	78,5	72,2	66,6	52,5
99,8	89,3	80,1	73,6	67,8	53,3
102,0	91,2	81,7	75,0	69,0	54,0
104,3	93,0	83,3	76,4	70,3	54,8
106,5	94,8	84,8	77,9	71,5	55,6
108,7	96,6	86,4	79,3	72,7	56,3
110,9	98,4	87,9	80,7	73,9	57,1
113,1	100,2	89,5	82,0	75,1	57,9
115,3	102,0	91,0	83,4	76,3	58,6
117,5	103,8	92,6	84,8	77,5	59,4
119,7	105,6	94,1	86,2	78,7	60,1
121,9	107,4	95,6	87,6	79,9	60,8
124,1	109,2	97,1	88,9	81,1	61,6
126,3	110,9	98,6	90,3	82,3	62,3
128,5	112,7	100,2	91,6	83,5	63,0
130,6	114,4	101,7	93,0	84,6	63,7
132,8	116,2	103,2	94,3	85,8	64,4
135,0	117,9	104,7	95,7	87,0	65,1
137,1	119,7	106,1	97,0	88,1	65,8
139,3	121,4	107,6	98,4	89,3	66,5
141,4	123,1	109,1	99,7	90,4	67,2
143,6	124,9	110,6	101,0	94,6	67,9
145,7	126,6	112,1	102,4	92,7	68,6
147,9	128,3	113,5	103,7	93,9	69,3
150,0	130,0	115,0	105,0	95,0	70,0

Прошу не ориентироваться на диаграмму в начале поста - она не соответствует данным из таблицы.

Расчет температурного графика

Методика расчета температурного графика описана в справочнике «Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей» (Глава 4, п. 4.4, с. 153,).

Это довольно трудоемкий и долгий процесс, так как для каждой температуры наружного воздуха нужно считать несколько значений: Т1, Т3, Т2 и т. д.

К нашей радости у нас есть компьютер и табличный процессор MS Excel. Коллега по работе поделился со мной готовой таблицей для расчета температурного графика. Её в свое время сделала его жена, которая трудилась инженером группы режимов в тепловых сетях.

Таблица расчета температурного графика в MS Excel

Для того, чтобы Excel расчитал и построил график достаточно ввести несколько исходных значений:

• расчетная температура в подающем трубопроводе тепловой сети Т1
• расчетная температура в обратном трубопроводе тепловой сети Т2
• расчетная температура в подающем трубопроводе системы отопления Т3
• Температура наружного воздуха Тн.в.
• Температура внутри помещения Тв.п.
• коэффициент «n» (он, как правило, не изменен и равен 0,25)
• Минимальный и максимальный срез температурного графика Срез min, Срез max.

Ввод исходных данных в таблицу расчета температурного графика

Все. больше ничего от вас не требуется. Результаты вычислений будут в первой таблице листа. Она выделена жирной рамкой.

Диаграммы также перестроятся под новые значения.

Графическое изображение температурного графика

Также таблица считает температуру прямой сетевой воды с учетом скорости ветра.

Скачать расчет температурного графика

energoworld.ru

Приложение д Температурный график (95 – 70) °с

Расчетная температура наружного	Температура воды в подающем трубопроводе	Температура воды в обратном трубопроводе	Расчетная температура наружного воздуха	Температура воды в подающем трубопроводе	Температура воды в обратном трубопроводе

Приложение е

ЗАКРЫТАЯ СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

ТВ1: G1 = 1V1; G2 =G1; Q = G1(h2 –h3)

ОТКРЫТАЯ СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

С ВОДОРАЗБОРОМ В ТУПИКОВУЮ СИСТЕМУ ГВС

ТВ1: G1 = 1V1; G2 = 1V2; G3 = G1 – G2;

Q1 = G1(h2 – h3) + G3(h3 –hх)

Список литературы

1. Гершунский Б.С. Основы электроники. Киев, Вища школа, 1977.

2. Меерсон А.М. Радио-измерительная техника. – Ленинград.: Энергия, 1978. – 408с.

3. Мурин Г.А. Теплотехнические измерения. –М.: Энергия, 1979. –424с.

4. Спектор С.А. Электрические измерения физических величин. Учебное пособие. ­– Ленинград.:Энергоатомиздат,1987. –320с.

5. Тартаковский Д.Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений. – М.: Высшая школа, 2001.

6. Теплосчетчики ТСК7. Руководство по эксплуатации. – С- Петербург.: ЗАО ТЕПЛОКОМ, 2002.

7. Вычислитель количества теплоты ВКТ–7. Руководство по эксплуатации. – С- Петербург.: ЗАО ТЕПЛОКОМ, 2002.

Зуев Александр Владимирович

Соседние файлы в папке Технологические измерения и приборы

studfiles.net

Температурный график отопления

Задача организаций, обслуживающих дома и здания, поддержание нормативной температуры. Температурный график отопления напрямую зависит от температуры на улице.

Различают три системы теплоснабжения

График зависимости наружной и внутренней температуры

1. Централизованное теплоснабжение крупной котельной (ТЭЦ), стоящей в значительном удалении от города. В этом случае, теплоснабжающая организация, учитывая тепловые потери в сетях, выбирает систему с температурным графиком: 150/70, 130/70 или 105/70. Первая цифра – это температура воды в подающем трубопроводе, вторая цифра – температура воды в обратном теплопроводе.
2. Небольшие котельные, которые расположены недалеко от жилых домов. В этом случае, выбирается температурный график 105/70, 95/70.
3. Индивидуальный котел, устанавливаемый на частный дом. Наиболее приемлем график 95/70. Хотя можно температуру подачи еще больше уменьшить, так как тепловых потерь практически не будет. Современные котлы работают в автоматическом режиме и поддерживают постоянную температуру в подающем теплопроводе. Температурный график 95/70 говорит сам за себя. Температура на входе в дом должна быть 95 °C, а на выходе - 70 °C.

В советские времена, когда все было государственным, выдерживались все параметры температурных графиков. Если по графику должна быть температура на подаче 100 градусов, то столько и будет. Такую температуру подавать жителям нельзя, поэтому проектировались элеваторные узлы. Вода с обратного трубопровода, остывшая, подмешивалась в подающую систему, тем самым понижая температуру подачи до нормативной. В наши времена всеобщей экономии необходимость элеваторных узлов отпадает. Все теплоснабжающие организации перешли на температурный график системы отопления 95/70. Согласно этого графика температура теплоносителя 95 °C будет, когда температура на улице будет -35 °C. Как правило, температура на входе в дом уже не требует разбавления. Поэтому, все элеваторные узлы необходимо ликвидировать, либо реконструировать. Вместо конусоидальных участков, уменьшающих и скорость и объем потока - поставить прямые трубы. Подводящую трубу от обратного трубопровода заглушить стальной заглушкой. Это одна из мер теплосбережения. Необходимо также утеплять фасады домов, окна. Менять старые трубы и батареи на новые - современные. Эти меры позволят повысить температуру воздуха в жилищах, а значит можно экономить на температуре отопления. Понижение температуры на улице сразу отражается у жителей в квитанциях.

температурный график отопления

Большинство советских городов построено с «открытой» системой теплоснабжения. Это когда вода от котельной доходит напрямую до потребителей в домах и расходуется на личные нужды граждан и отопление. При реконструкциях систем и при строительстве новых систем теплоснабжения применяется «закрытая» система. Вода с котельной доходит до теплопункта в микрорайоне, где нагревает воду до 95 °C, уходящую на дома. Получается два замкнутых кольца. Это система позволяет теплоснабжающим организациям значительно экономить ресурсы для нагрева воды. Ведь, объем нагретой воды, уходящий из котельной будет практически таким же на входе в котельную. Нет необходимости добирать в систему холодную воду.

Температурные графики бывают:

• оптимальные. Теплоресурс котельной идет исключительно на отопление домов. Регулирование температур происходит на котельной. Температура на подаче – 95 °C.
• повышенные. Теплоресурс котельной идет на отопление домов и горячее водоснабжение. Двухтрубная система заходит в дом. Одна труба – это отопление, другая труба – горячее водоснабжение. Температура на подаче 80 – 95 °C.
• скорректированные. Теплоресурс котельной идет на отопление домов и горячее водоснабжение. Однотрубная система подходит к дому. С одной трубы в доме берется теплоресурс на отопление и горячая вода для жителей. Температура на подаче – 95 – 105 °C.

Как выполнять температурный график отопления. Можно тремя способами:

1. качественным (регулирование температуры теплоносителя).
2. количественным (регулирование объема теплоносителя путем включения дополнительных насосов на обратном трубопроводе, либо установка элеваторов и шайб).
3. качественно-количественным (регулировать и температуру и объем теплоносителя).

Преобладает количественный способ, который не всегда способен выдержать температурный график отопления.

Борьба с теплоснабжающими организациями. Эту борьбу ведут управляющие компании. По законодательству управляющая компания обязана заключить договор с теплоснабжающей организацией. Будет это договор поставки теплоресурса или просто договор о взаимодействии, решает управляющая компания. Приложением к этому договору будет температурный график отопления. Теплоснабжающая организация обязана утвердить температурные схемы в администрации города. Теплоснабжающая организация поставляет теплоресурс до стены дома, то есть до узлов учета. Кстати, законодательством установлено, что тепловики обязаны устанавливать узлы учета в домах за свой счет с рассрочкой уплаты стоимости для жителей. Так вот, имея приборы учета на входе и выходе из дома можно контролировать температуру отопления ежедневно. Берем температурную таблицу, смотрим температуру воздуха на метео сайте и находим в таблице показатели, которые должны быть. Если есть отклонения нужно жаловаться. Даже если отклонения в большую сторону, жители и заплатят больше. При этом будут открывать форточки и проветривать помещения. Жаловаться на недостаточную температуру необходимо в теплоснабжающую организацию. Если реакции нет, пишем в администрацию города и Роспотребнадзор.

До недавнего времени действовал повышающий коэффициент на стоимость тепла жителям домов, не оборудованными общедомовыми счетчиками учета. По нерасторопности управляющих организаций и тепловиков, пострадали простые жители.

Важный показатель в температурном графике отопления является показатель температуры обратного трубопровода сети. Во всех графиках это показатель 70 °C. При сильных морозах, когда теплопотери увеличиваются, теплоснабжающие организации вынуждены включать дополнительные насосы на обратном трубопроводе. Эта мера увеличивает скорость движения воды по трубам, и, следовательно, при этом теплоотдача увеличивается, а температура в сети сохраняется.

Опять же, в период всеобщей экономии, заставить тепловиков включать дополнительные насосы, а значить увеличивать затраты на электроэнергию, очень проблематично.

Рассчитывается температурный график отопления исходя из следующих показателей:

• температура окружающего воздуха;
• температура подающего трубопровода;
• температура обратного трубопровода;
• объем потребляемой тепловой энергии дома;
• необходимый объем тепловой энергии.

Для разных помещений температурный график разный. Для детских учреждений (школы, сады, дворцы искусства, больницы) температура в помещении должна быть в пределах от +18 до +23 градусов по санитарно-эпидемиологическим нормам.

• Для спортивных помещений – 18 °C.
• Для жилых помещений – в квартирах не ниже +18 °C, в угловых комнатах + 20 °C.
• Для нежилых помещений – 16-18 °C. Исходя из этих параметров и строятся графики отопления.

Рассчитать температурный график для частного дома проще, так как оборудование монтируется прямо в доме. Рачительный хозяин проведет отопление в гараж, баню, хозяйственные постройки. Нагрузка на котел увеличится. Подсчитываем тепловую нагрузку в зависимости от максимально низких температур воздуха прошлых периодов. Выбираем оборудование по мощности в кВт. Наиболее экономически выгодный и экологичный является котел на природном газе. Если к вам заведен газ, это уже пол-дела сделано. Можно также использовать газ в баллонах. У себя дома не надо придерживаться стандартных температурных графиков 105/70 или 95/70 и не важно, что температура в обратном трубопроводе будет не 70 °C. Регулируйте температуру в сети на свое усмотрение.

Кстати, многие жители городов хотели бы поставить индивидуальные счетчики на тепло и самим контролировать температурный график. Обращаются в теплоснабжающие организации. И там слышат такие ответы. Большинство домов в стране построено по вертикальной системе теплоснабжения. Вода подается снизу – вверх, реже: сверху-вниз. При такой системе установка счетчиков тепла запрещена законодательно. Если даже специализированная организация вам установит эти счетчики, то теплоснабжающая организация эти счетчики просто не примет в эксплуатацию. То есть, экономии не получиться. Установка счетчиков возможна только при горизонтальной разводке отопления.

Иначе говоря, когда труба с отоплением приходит в ваше жилище не сверху, не снизу, а из коридора подъезда – горизонтально. На месте входа и выхода труб отопления можно поставить индивидуальные счетчики учета тепла. Установка таких счетчиков окупается за два года. Все дома сейчас строятся именно с такой системой разводки. Приборы отопления снабжены ручками (кранами) управления. Если в квартире на ваш взгляд температура высокая, то можно сэкономить и убавить подачу отопления. Только сами себя мы спасем от замерзания.

myaquahouse.ru

Температурный график системы отопления: вариации, применение, недочеты

Температурный график системы отопления 95 -70 градусов Цельсия – это самый востребованный температурный график. По большому счёту можно с уверенностью сказать, что все системы центрального отопления работают в этом режиме. Исключением являются только здания с автономным отоплением.

Но и в автономных системах могут быть исключения при использовании конденсационных котлов.

При использовании котлов работающих по конденсационному принципу температурные графики отопления имеют свойство быть ниже.

Температура в трубопроводах в зависимости от температуры внешнего воздуха

Применение конденсационных котлов

К примеру, при максимальной нагрузке для конденсационного котла, будет режим 35-15 градусов. Это объясняется тем, что котел добирает теплоту из уходящих газов. Одним словом, при других параметрах, к примеру, тех же 90-70, он не сможет эффективно работать.

Отличительными свойствами конденсационных котлов является:

• высокое КПД;
• экономичность;
• оптимальное КПД при минимальной нагрузке;
• качество материалов;
• высокая цена.

Вы много раз слышали, что КПД конденсационного котла около 108%. Действительно, инструкция говорит то же самое.

Конденсационный котел Valliant

Но как так может быть, ведь нас ещё со школьной парты учили, что больше 100% не бывает.

1. Все дело в том, что при подсчете КПД обычных котлов, максимумом берется именно 100%. Но обычные газовые котлы для отопления частного дома просто выкидывают дымовые газы в атмосферу, а конденсационные утилизируют часть уходящей теплоты. Последняя в дальнейшем пойдет на обогрев.
2. Ту теплоту, которая будет утилизирована и использована по второму кругу и прибавляют к КПД котла. Обычно конденсационный котел утилизирует до 15% дымовых уходящих газов, именно эта цифра и слаживается с КПД котла (примерно 93%). В итоге получается число 108%.
3. Бесспорно, утилизация теплоты это нужная вещь, но сам котел для такой работы стоит немалых средств. Высокая цена котла из-за нержавеющего теплообменного оборудования, которое утилизирует тепло на последнем тракте дымохода.
4. Если вместо такого нержавеющего оборудования поставить обычное железное, то оно придет в негодность через очень короткий промежуток времени. Так как содержащаяся влага в уходящих газах имеет агрессивные свойства.
5. Главная особенность конденсационных котлов заключается в том, что они достигают максимальную экономичность при минимальных нагрузках. Обычные котлы (газовые отопители) наоборот достигают пика экономности при максимальной нагрузке.
6. Прелесть этого полезного свойства в том, что во время всего отопительного периода, нагрузка на отопление не все время максимальна. От силы 5-6 дней обычный котел работает на максимум. Поэтому обычный котел не может сравниться по характеристикам с конденсационным котлом, который имеет максимальные показатели при минимальных нагрузках.

Фото такого котла вы можете увидеть чуть выше, а видео с его работой легко можно найти в интернете.

Принцип работы

Обычная система отопления

Можно с уверенностью сказать, что температурный график отопления 95 – 70 наиболее востребован.

Объясняется это тем, что все дома, которые получают теплоснабжение от центральных источников теплоты, рассчитаны под работу по такому режиму. А таких домов у нас более 90%.

Районная котельная

Принцип работы такого получения теплоты происходит в несколько этапов:

• источник теплоты (районная котельная), производит нагрев воды;
• нагретая вода, через магистральные и распределительные сети движется к потребителям;
• в доме у потребителей, чаще всего в подвале, через элеваторный узел горячая вода смешивается с водой из системы отопления, так называемой обраткой, температура которой не более 70 градусов, и далее нагревается до температуры 95 градусов;
• дальше нагретая вода (та которая 95 градусов), проходит через отопительные приборы системы отопления, обогревает помещения и опять возвращается к элеватору.

Совет. Если у вас кооперативный дом или общество совладельцев домов, то вы можете настроить элеватор своими руками, но для этого требуется строго соблюдать инструкцию и правильно выполнить расчет дроссельной шайбы.

Плохой обогрев системы отопления

Очень часто приходится слышать, что отопление у людей работает плохо и у них холодно в помещениях.

Объяснением этому может быть много причин, наиболее распространенные это:

• график температурный системы отопления не соблюден, возможно, неправильно рассчитан элеватор;
• домовая система отопления сильно загрязнена, что сильно ухудшает проход воды по стоякам;
• замулившиеся радиаторы отопления;
• самовольное изменение системы отопления;
• плохая теплоизоляция стен и окон.

Часто распространенная ошибка – это неверно рассчитанное сопло элеватора. Вследствие чего функция подмешивания воды и работа всего элеватора в целом нарушена.

Такое могло произойти по нескольким причинам:

• халатности и необученности персонала по эксплуатации;
• неверно выполненными расчетами в техническом отделе.

В течение многих лет эксплуатации систем отопления, люди редко задумываются о надобности прочистки своих систем теплообеспечения. По большому счету это касается зданий, которые построены во времена советского союза.

Все системы отопления должны проходить гидропневматическую промывку перед каждым отопительным сезоном. Но это соблюдается только на бумаге, так как ЖЕКи и прочие организации выполняют эти работы только на бумаге.

Вследствие этого засоряются стенки стояков, а последние становятся меньше в диаметре, что нарушает гидравлику всей системы отопления в целом. Уменьшается количество пропускаемой теплоты, то есть кому- то её попросту не хватает.

Выполнить гидропневматическую продувку можно и своими руками, достаточно иметь компрессор и желание.

То же самое касается и чистки радиаторов отопления. За многие годы эксплуатации радиаторы внутри скапливают много грязи, ила и прочих дефектов. Периодически, хотя бы раз в три года, нужно их отсоединять и промывать.

Грязные радиаторы сильно ухудшают тепловую отдачу в вашем помещении.

Самый распространенный момент – это самовольное изменение и перепланировка систем отопления. При замене металлических старых труб на металлопластиковые не соблюдаются диаметры. А то и вообще добавляются различные изгибы, что увеличивает местные сопротивления и ухудшает качество отопления.

Металлопластиковая труба

Очень часто при такой самовольной реконструкции и замене батарей отопления газосваркой меняется и число секций радиаторов. И действительно, почему бы не поставить себе побольше секций? Но в итоге ваш сосед по дому, живущий после вас получит меньше необходимой ему теплоты для обогрева. А сильней всего пострадает последний сосед, который недополучит теплоту больше всех.

Немаловажную роль играет термическое сопротивление ограждающих конструкций, окон и дверей. Как показывает статистика, через них может уходить до 60% теплоты.

Элеваторный узел

Как уже мы говорили выше, все водоструйные элеваторы предназначены для подмешивания воды из подающей магистрали тепловых сетей в обратку системы отопления. Благодаря этому процессу создается циркуляция системы и напор.

Что касается материала применяемого для их изготовления, то применяют и чугун, и сталь.

Рассмотрим принцип работы элеватора по фото приведенному ниже.

Принцип работы элеватора

Через патрубок 1 вода из тепловых сетей проходит через сопло эжектора и с большой скоростью попадает в камеру смешения 3. Там к ней подмешивается вода из обратки системы отопления здания, последняя подается через патрубок 5.

Вода, которая получилась в итоге, направляется в подачу системы отопления через диффузор 4.

Для того чтобы элеватор правильно функционировал, нужно чтобы горловина его была верно подобрана. Чтобы это сделать производятся вычисления с помощью формулы ниже:

Где ΔРнас - расчётное циркуляционное давление в системе отопления, Па;

Gсм- расход воды в отопительной системе кг/ч.

К сведению! Правда, для такого расчета понадобиться схема отопления здания.

Внешний вид элеваторного узла

Теплой вам зимы!

Page 2

В статье мы выясним, как рассчитывается среднесуточная температура при проектировании систем отопления, как зависит от температуры на улице температура теплоносителя на выходе из элеваторного узла и какой может быть температура батарей отопления зимой.

Затронем мы и тему самостоятельной борьбы с холодом в квартире.

Холод зимой - больная тема для многих обитателей городских квартир.

Общая информация

Здесь мы приведем основные положения и выдержки из действующих СНиП.

Температура наружного воздуха

Расчетная температура отопительного периода, которая закладывается в проект систем отопления - это ни много ни мало усредненная температура наиболее холодных пятидневок за восемь самых холодных зим из последних 50 лет.

Такой подход позволяет, с одной стороны, быть готовыми к сильным морозам, которые случаются лишь раз в несколько лет, с другой - не вкладывать в проект излишних средств. В масштабах массовой застройки речь идет о весьма значительных суммах.

Целевая температура в помещении

Стоит сразу оговорить, что на температуру в помещении влияет не только температура теплоносителя в системе отопления.

Параллельно действует несколько факторов:

• Температура воздуха на улице. Чем она ниже - тем больше утечка тепла через стены, окна и крыши.
• Наличие или отсутствие ветра. Сильный ветер увеличивает теплопотери зданий, продувая через неуплотненные двери и окна подъезды, подвалы и квартиры.
• Степень утепления фасада, окон и дверей в помещении. Понятно, что в случае герметично закрывающегося металлопластикового окна с двухкамерным стеклопакетом потери тепла будут куда ниже, чем с рассохшимся деревянным окном и остеклением в две нитки.

Любопытно: сейчас наметилась тенденция именно к строительству многоквартирных домов с максимальной степенью термоизоляции. В Крыму, где живет автор, новые дома строятся сразу с утеплением фасада минеральной ватой или пенопластом и с герметично закрывающимися дверями подъездов и квартир.

Фасад снаружи перекрывается плитами из базальтового волокна.

• И, наконец, собственно температура радиаторов отопления в квартире.

Итак, каковы действующие нормативы температур в помещениях разного назначения?

• В квартире: угловые комнаты - не ниже 20С, прочие жилые комнаты - не ниже 18С, ванная комната - не ниже 25С. Нюанс: при расчетной температуре воздуха ниже -31С для угловой и прочих жилых комнат берутся более высокие значения, +22 и +20С (источник - постановление Правительства РФ от 23.05.2006 «Правила предоставления коммунальных услуг гражданам»).
• В детском саду: 18-23 градуса в зависимости от назначения помещения для туалетов, спален и игровых комнат; 12 градусов для прогулочных веранд; 30 градусов для помещений бассейнов.
• В учебных заведениях: от 16С для спален школ-интернатов до +21 в классных помещениях.
• В театрах, клубах, прочих увеселительных заведениях: 16-20 градусов для зрительного зала и +22С для сцены.
• Для библиотек (читальных залов и книгохранилищ) норма - 18 градусов.
• В продовольственных магазинах нормальная зимняя температура 12, а в непродовольственных - 15 градусов.
• В спортзалах поддерживается температура 15-18 градусов.

По понятным причинам жара в спортзале ни к чему.

• В больницах поддерживаемая температура зависит от назначения помещения. Скажем, рекомендованная температура после отопластики или родов - +22 градуса, в палатах для недоношенных детей поддерживается +25, а для больных тиреотоксикозом (избыточным выделением гормонов щитовидной железой) - 15С. В хирургических палатах норма - +26С.

Температурный график

Какой должна быть температура воды в трубах отопления?

Она определяется четырьмя факторами:

1. Температурой воздуха на улице.
2. Типом системы отопления. Для однотрубной системы максимальная температура воды в системе отопления согласно действующим нормам - 105 градусов, для двухтрубной - 95. Максимальный перепад температур между подачей и обраткой - соответственно 105/70 и 95/70С.
3. Направлением подачи воды в радиаторы. Для домов верхнего розлива (с подачей на чердаке) и нижнего (с попарной закольцовкой стояков и расположением обеих ниток в подвале) температуры различаются на 2 - 3 градуса.
4. Типом отопительных приборов в доме. Радиаторы и газовые конвектора отопления имеют разную теплоотдачу; соответственно, для обеспечения одинаковой температуры в помещении температурный режим отопления должен различаться.

Конвектор несколько проигрывает радиатору в тепловой эффективности.

Итак, какой должна быть температура отопления - воды в трубах подачи и обратки - при разных уличных температурах?

Приведем лишь небольшую часть температурной таблицы для расчетной температуры окружающего воздуха -40 градусов.

• При нуле градусов температура подающего трубопровода для радиаторов с разной разводкой - 40-45С, обратного - 35-38. Для конвекторов 41-49 подача и 36-40 обратка.
• При -20 для радиаторов подача и обратка должны иметь температуру 67-77/53-55С. Для конвекторов 68-79/55-57.
• При -40С на улице для всех отопительных приборов температура достигает максимально допустимой: 95/105 в зависимости от типа системы отопления на подаче и 70С на обратном трубопроводе.

Полезные дополнения

Для понимания принципа работы системы отопления многоквартирного дома, разделения зон ответственности, нужно знание еще нескольких фактов.

Температура теплотрассы на выходе с ТЭЦ и температура отопления в системе вашего дома - это абсолютно разные вещи. При тех же -40 ТЭЦ или котельная будет выдавать около 140 градусов на подаче. Вода не испаряется только благодаря давлению.

В элеваторном узле вашего дома часть воды из обратного трубопровода, возвращающаяся из системы отопления, подмешивается к подаче. Сопло впрыскивает струю горячей воды с большим давлением в так называемый элеватор и вовлекает массы остывшей воды в повторную циркуляцию.

Принципиальная схема элеватора.

Зачем это нужно?

Чтобы обеспечить:

1. Разумную температуру смеси. Напомним: температура отопления в квартире не может превышать 95-105 градусов.

Внимание: для детских садов действует другая норма температуры: не выше 37С. Низкую температуру отопительных приборов приходится компенсировать большой площадью теплообмена. Именно поэтому в детских садах стены украшены радиаторами столь большой длины.

1. Большой объем воды, вовлеченной в циркуляцию. Если убрать сопло и пустить воду с подачи напрямую - температура обратки будет мало отличаться от подачи, что резко увеличит потери тепла на трассе и нарушит работу ТЭЦ.

Если заглушить подсос воды с обратки - циркуляция станет настолько медленной, что обратный трубопровод зимой может просто перемерзнуть.

Зоны ответственности разделены так:

• За температуру воды, нагнетаемой в теплотрассы, отвечает производитель тепла - местная ТЭЦ или котельная;
• За транспортировку теплоносителя с минимальными потерями - организация, обслуживающая тепловые сети (КТС - коммунальные тепловые сети).

Такое состояние теплотрасс, как на фото, означает огромные потери тепла. Это зона ответственности КТС.

• За обслуживание и настройку элеваторного узла - ЖЭУ. При этом, однако, диаметр сопла элеватора - то, от чего зависит температура радиаторов - согласовывается с КТС.

Если у вас дома холодно и все отопительные приборы - те, что установлены строителями, вы урегулируете этот вопрос с жилищниками. Рекомендованные санитарными нормами температуры они обязаны обеспечить.

Если вами предпринята какая-либо модификация системы отопления, например, замена батарей отопления газосваркой - тем самым вы берете на себя всю полноту ответственности за температуру в вашем жилье.

Как бороться с холодом

Будем, однако, реалистами: чаще всего решать проблему холода в квартире приходится самим, своими руками. Не всегда жилищная организация может обеспечить вас теплом в разумные сроки, да и санитарные нормы удовлетворят не каждого: хочется, чтобы дома было тепло.

Как будет выглядеть инструкция по борьбе с холодом в многоквартирном доме?

Перемычки перед радиаторами

Перед отопительными приборами в большинстве квартир стоят перемычки, которые призваны обеспечить циркуляцию воды в стояке при любом состоянии радиатора. Долгое время они снабжались трехходовыми кранами, затем стали ставиться без какой-либо запорной арматуры.

Перемычка в любом случае уменьшает циркуляцию теплоносителя через отопительный прибор. В том случае, когда ее диаметр равен диаметру подводки, эффект особенно выражен.

Простейший способ сделать свою квартиру теплее - врезать в саму перемычку и подводку между ней и радиатором дроссели.

Здесь ту же функцию выполняют шаровые вентиля. Это не вполне правильно, но работать будет.

С их помощью возможна удобная регулировка температуры батарей отопления: при перекрытой перемычке и открытом полностью дросселе на радиатор температура максимальна, стоит открыть перемычку и прикрыть второй дроссель - и жара в комнате сходит на нет.

Большое достоинство такой доработки - минимальная стоимость решения. Цена дросселя не превышает 250 рублей; сгоны, муфты и контргайки и вовсе стоят копейки.

Важно: если ведущий к радиатору дроссель хоть немного прикрыт, дроссель на перемычке открывается полностью. Иначе регулировка температуры отопления выльется в остывшие у соседей батареи и конвектора.

Еще одно полезное изменение. При такой врезке радиатор всегда будет равномерно горячим по всей длине.

Теплые полы

Даже если радиатор в комнате висит на возвратном стояке с температурой около 40 градусов, с помощью модификации отопительной системы можно сделать комнату теплой.

Выход - низкотемпературные системы отопления.

В городской квартире трудно применить внутрипольные конвектора отопления из-за ограниченности высоты помещения: подъем уровня пола на 15-20 сантиметров будет означать вовсе уж низкие потолки.

Куда более реальный вариант - теплый пол. За счет куда большей площади теплоотдачи и более рационального распределения тепла в объеме комнаты низкотемпературное отопление прогреет комнату лучше, чем раскаленный радиатор.

Как выглядит реализация?

1. На перемычку и подводку так же, как в предыдущем случае, ставятся дроссели.
2. Отвод от стояка на отопительный прибор подключается к металлопластиковой трубе, которая укладывается в стяжку на полу.

Чтобы коммуникации не портили внешний вид комнаты, они убираются в короб. Как вариант - врезка в стояк переносится ближе к уровню пола.

Не проблема и вовсе перенести вентиля и дроссели в любое удобное место.

Заключение

Дополнительную информацию о работе централизованных систем отопления вы сможете найти в видео в конце статьи. Теплых зим!

Page 3

Система отопления здания – это сердце всех инженерно-технических механизмов всего дома. От того какие её компоненты будут выбраны будет зависеть:

• Эффективность;
• Экономичность;
• Качество.

Подбор секций для помещения

Все вышеперечисленные качества напрямую зависят от:

• Котла отопления;
• Трубопроводов;
• Метода подключения системы отопления к котлу;
• Радиаторов отопления;
• Теплоносителя;
• Механизмов регулировки (датчиков, клапанов и прочих компонентов).

Одним из главных моментов является выбор и расчет секций радиаторов отопления. В большинстве случаев количество секций рассчитывают проектировочные организации, которые разрабатывают полный проект постройки дома.

На подобный расчёт влияют:

• Материалы ограждающих конструкций;
• Наличие окон, дверей, балконов;
• Размеры помещений;
• Тип помещения (жилая комната, склад, коридор);
• Местонахождение;
• Ориентация по сторонам света;
• Расположение в здании рассчитываемой комнаты (угловая или в середине, на первом этаже или последнем).

Данные для расчета берутся из СНиПа «Строительная климатология». Расчет количества секций радиаторов отопления по СНиП является очень точным, благодаря нему можно идеально рассчитать систему отопления.

Компьютеры уже давно и успешно работают не только на столах офисных работников, но и в системах управления производственными и технологическими процессами. Автоматика успешно управляет параметрами систем теплоснабжения зданий, обеспечивая внутри них...

Заданную необходимую температуру воздуха (иногда для экономии меняющуюся в течение суток).

Но автоматику необходимо грамотно настроить, дать ей исходные данные и алгоритмы для работы! В этой статье рассматривается оптимальный температурный график отопления – зависимость температуры теплоносителя водяной системы отопления при различных температурах наружного воздуха.

Эта тема уже рассматривалась в статье о . Здесь мы не будем рассчитывать теплопотери объекта, а рассмотрим ситуацию, когда эти теплопотери известны из предшествующих расчетов или из данных фактической эксплуатации действующего объекта. Если объект действующий, то лучше взять значение теплопотерь при расчетной температуре наружного воздуха из статистических фактических данных предыдущих лет эксплуатации.

В упомянутой выше статье для построения зависимостей температуры теплоносителя от температуры наружного воздуха решается численным методом система нелинейных уравнений. В этой статье будут представлены «прямые» формулы для вычисления температур воды на «подаче» и на «обратке», представляющие собой аналитическое решение задачи.

О цветах ячеек листа Excel, которые применены для форматирования в статьях, можно прочесть на странице « ».

Расчет в Excel температурного графика отопления.

Итак, при настройке работы котла и/или теплового узла от температуры наружного воздуха системе автоматики необходимо задать температурный график.

Возможно, правильнее датчик температуры воздуха разместить внутри здания и настроить работу системы управления температурой теплоносителя от температуры внутреннего воздуха. Но часто бывает сложно выбрать место установки датчика внутри из-за разных температур в различных помещениях объекта или из-за значительной удаленности этого места от теплового узла.

Рассмотрим пример. Допустим, у нас имеется объект – здание или группа зданий, получающие тепловую энергию от одного общего закрытого источника теплоснабжения – котельной и/или теплового узла. Закрытый источник – это источник, из которого запрещен отбор горячей воды на водоснабжение. В нашем примере будем считать, что кроме прямого отбора горячей воды отсутствует и отбор тепла на нагрев воды для горячего водоснабжения.

Для сравнения и проверки правильности расчетов возьмем исходные данные из вышеупомянутой статьи «Расчет водяного отопления за 5 минут!» и составим в Excel небольшую программу расчета температурного графика отопления.

Исходные данные:

1. Расчетные (или фактические) теплопотери объекта (здания) Q р в Гкал/час при расчетной температуре наружного воздуха t нр записываем

в ячейку D3: 0,004790

2. Расчетную температуру воздуха внутри объекта (здания) t вр в °C вводим

в ячейку D4: 20

3. Расчетную температуру наружного воздуха t нр в °C заносим

в ячейку D5: -37

4. Расчетную температуру воды на «подаче» t пр в °C вписываем

в ячейку D6: 90

5. Расчетную температуру воды на «обратке» t ор в °C вводим

в ячейку D7: 70

6. Показатель нелинейности теплоотдачи примененных приборов отопления n записываем

в ячейку D8: 0,30

7. Текущую (интересующую нас) температуру наружного воздуха t н в °C заносим

в ячейку D9: -10

Значения в ячейках D 3 – D 8 для конкретного объекта записываются один раз и далее не меняются. Значение в ячейке D 8 можно (и нужно) изменять, определяя параметры теплоносителя для различной погоды.

Результаты расчетов:

8. Расчетный расход воды в системе G р в т/час вычисляем

в ячейке D11: =D3*1000/(D6-D7) =0,239

G р = Q р *1000/(t пр — t ор )

9. Относительный тепловой поток q определяем

в ячейке D12: =(D4-D9)/(D4-D5) =0,53

q =(t вр — t н )/(t вр — t нр )

10. Температуру воды на «подаче» t п в °C рассчитываем

в ячейке D13: =D4+0,5*(D6-D7)*D12+0,5*(D6+D7-2*D4)*D12^(1/(1+D8)) =61,9

t п = t вр +0,5*(t пр – t ор )* q +0,5*(t пр + t ор -2* t вр )* q (1/(1+ n ))

11. Температуру воды на "обратке" t о в °C вычисляем

в ячейке D14: =D4-0,5*(D6-D7)*D12+0,5*(D6+D7-2*D4)*D12^(1/(1+D8)) =51,4

t о = t вр -0,5*(t пр – t ор )* q +0,5*(t пр + t ор -2* t вр )* q (1/(1+ n ))

Расчет в Excel температуры воды на «подаче»t п и на «обратке»t о для выбранной температуры наружного воздухаt н выполнен.

Сделаем аналогичный расчет для нескольких различных наружных температур и построим температурный график отопления. (О том, как строить графики в Excel можно прочитать .)

Произведем сверку полученных значений температурного графика отопления с результатами, полученными в статье «Расчет водяного отопления за 5 минут!» — значения совпадают!

Итоги.

Практическая ценность представленного расчета температурного графика отопления заключается в том, что он учитывает тип установленных приборов и направление движения теплоносителя в этих приборах. Коэффициент нелинейности теплоотдачи n , оказывающий заметное влияние на температурный график отопления у разных приборов различный.

Подача тепла в помещение связана с простейшим температурным графиком. Температурные значения воды, которая подается из котельной, не изменяются в помещении. Они имеют стандартные значения и находятся в пределах от +70ºС до +95ºС. Такой температурный график системы отопления является самым востребованным.

Регулировка температуры воздуха в доме

Не везде на территории страны есть централизованное отопление, поэтому многие жители устанавливают независимые системы. Их температурный график отличается от первого варианта. В этом случае температурные показатели значительно снижены. Они зависят от эффективности современных котлов отопления.

Если температура доходит до +35ºС, то котел будет работать на максимальной мощности. Это зависит от нагревательного элемента, где тепловая энергия может забираться уходящими газами. Если температурные значения будут больше +70 ºС, то производительность котла падает. В таком случае в его технической характеристике указывается КПД 100%.

Температурный график и его расчет

Как будет выглядеть график, зависит от температуры наружного воздуха. Чем больше отрицательное значение наружной температуры, тем больше теплопотери. Многие не знают, откуда брать данный показатель. Эта температура прописана в нормативных документах. За расчетное значение принимают температуры самой холодной пятидневки, причем берется самое низкое значение за последние 50 лет.

График зависимости наружной и внутренней температуры

На графике представлена зависимость наружной и внутренней температуры. Допустим, температура наружного воздуха равна -17ºС. Проведя вверх линию до пересечения с t2, получим точку, характеризующую температуру воды в системе отопления.

Благодаря температурному графику, можно подготовить систему отопления даже под самые суровые условия. Также он сокращает материальные затраты на установку отопительной системы. Если рассматривать этот фактор с точки зрения массового строительства, экономия является существенной.

внутри помещения зависит от температуры теплоносителя , а также других факторов :

• Температура наружного воздуха. Чем она меньше, тем отрицательнее это сказывается на отоплении;
• Ветер. При возникновении сильного ветра теплопотери увеличиваются;
• Температура внутри помещения зависит от теплоизоляции конструктивных элементов здания.

За последние 5 лет принципы строительства изменились. Строители увеличивают стоимость дома с помощью теплоизоляции элементов. Как правило, это касается подвалов, крыш, фундаментов. Эти дорогостоящие мероприятия впоследствии позволяют жильцам экономить на системе отопления.

Температурный график отопления

На графике показывается зависимость температуры наружного и внутреннего воздуха. Чем ниже температура наружного воздуха, тем выше будет температура теплоносителя в системе.

Температурный график разрабатывается для каждого города во время отопительного периода. В малых населенных пунктах составляется температурный график котельной, которая обеспечивает необходимое количество теплоносителя потребителю.

Изменять температурный график можно несколькими способами :

• количественным – характеризуется изменением расхода теплоносителя, подаваемого в систему отопления;
• качественным – состоит в регулировании температуры теплоносителя перед подачей в помещения;
• временным – дискретный метод подачи воды в систему.

Температурный график представляет собой график отопительных трубопроводов, который распределяет отопительную нагрузку и регулируется с помощью централизованных систем. Существует также повышенный график, он создается для замкнутой системы отопления, то есть для обеспечения подачи горячего теплоносителя в подключаемые объекты. При применении открытой системы необходимо проводить корректировку температурного графика, так как теплоноситель расходуется не только на отопление, но и бытовое водопотребление.

Расчет температурного графика производится по простому методу. Ч тобы его построить, необходимы исходные температурные данные воздуха :

• наружного;
• в помещении;
• в подающем и обратном трубопроводе;
• на выходе из здания.

Кроме того, следует знать номинальную тепловую нагрузку. Все остальные коэффициенты нормируются справочной документацией. Расчет системы производится для любого температурного графика, в зависимости от назначения помещения. Например, для крупных промышленных и гражданских объектов составляется график 150/70, 130/70, 115/70. Для жилых домов этот показатель составляет 105/70 и 95/70. Первый показатель показывает температуру на подачи, а второй - на обратке. Результаты расчетов заносятся в специальную таблицу, где показывается температура в определенных точках отопительной системы, в зависимости от наружной температуры воздуха.

Основным фактором при расчете температурного графика является наружная температура воздуха. Расчетная таблица должна быть составлена так, чтобы максимальные значения температуры теплоносителя в системе отопления (график 95/70) обеспечивали обогрев помещения. Температуры в помещении предусмотрены нормативными документами.

отопительных приборов

Температура отопительных приборов

Основной показатель - температура отопительных приборов. Идеальным температурным графиком для отопления является 90/70ºС. Добиться такого показателя невозможно, так как температура внутри помещения должна быть не одинаковой. Она определяется в зависимости от назначения помещения.

В соответствии со стандартами, температура в угловой жилой комнате составляет +20ºС, в остальных – +18ºС; в ванной – +25ºС. Если наружная температура воздуха равна -30ºС, то показатели увеличиваются на 2ºС.

Кроме того , существует нормы для других типов помещений :

• в помещениях, где находятся дети – +18ºС до +23ºС;
• детские учебные учреждения – +21ºС;
• в культурных заведениях с массовым посещением – +16ºС до +21ºС.

Такая область температурных значений составлена для всех видов помещений. Она зависит от выполняемых движений внутри комнаты: чем их больше, тем меньше температура воздуха. Например, в спортивных учреждениях люди много двигаются, поэтому температура составляет всего +18ºС.

Температура воздуха в помещении

Существуют определенные факторы , от которых зависит температура отопительных приборов :

• Температура наружного воздуха;
• Вид системы отопления и перепад температур: для однотрубной системы – +105ºС, а для однотрубной – +95ºС. Соответственно перепады в для первой области составляют 105/70ºС, а для второй – 95/70ºС;
• Направление подачи теплоносителя в отопительные приборы. При верхней подаче разница должна быть 2 ºС, при нижней – 3ºС;
• Вид отопительных приборов: теплоотдачи отличаются, поэтому будет отличаться температурный график.

В первую очередь, температура теплоносителя зависит от наружного воздуха. Например, на улице температура равна 0ºС. При этом температурный режим в радиаторах должен быть равен на подаче 40-45ºС, а на обратке – 38ºС. При температуре воздуха ниже нуля, например, -20ºС, эти показатели изменяются. В данном случае температура подачи становится равна 77/55ºС. Если показатель температуры доходит до -40ºС, то показатели становятся стандартными, то есть на подаче +95/105ºС, а на обратке – +70ºС.

Дополнительные параметры

Чтобы определенная температура теплоносителя дошла до потребителя, необходимо следить за состоянием наружного воздуха. Например, если она составляет -40ºС, котельная должна подавать горячую воду с показателем в +130ºС. По ходу теплоноситель теряет тепло, но все равно температура остается большой при поступлении в квартиры. Оптимальное значение +95ºС. Для этого в подвалах монтируют элеваторный узел, служащий для смешивания горячей воды из котельной и теплоносителя с обратного трубопровода.

За теплотрассу отвечает несколько учреждений. За подачу горячего теплоносителя в систему отопления следит котельная, а за состоянием трубопроводов – городские тепловые сети. За элеваторный элемент несет ответственность ЖЕК. Поэтому чтобы решить проблему подачи теплоносителя в новый дом, необходимо обращаться в разные конторы.

Монтаж отопительных приборов производят в соответствии с нормативными документами. Если собственник сам производит замену батареи, то он отвечает за функционирование отопительной системы и изменение температурного режима.

Способы регулировки

Демонтаж элеваторного узла

Если за параметры теплоносителя, выходящего из теплого пункта, отвечает котельная, то за температуру внутри помещения должны отвечать работники ЖЕКа. Многие жильцы жалуются на холод в квартирах. Это происходит из-за отклонения температурного графика. В редких случаях бывает, что температура повышается на определенное значение.

Регулировку параметров отопления можно произвести тремя способами:

• Рассверливание сопла.

Если температура теплоносителя на подаче и обратке существенно занижена, то необходимо увеличить диаметр сопла элеватора. Таким образом, через него будет проходить больше жидкости.

Как это осуществить? Для начала перекрывается запорная арматура (домовые задвижки и краны на элеваторном узле). Далее снимается элеватор и сопло. Затем его рассверливают на 0,5-2 мм, в зависимости от того, насколько необходимо повысить температуру теплоносителя. После этих процедур, элеватор монтируется на прежнее место и запускается в эксплуатацию.

Чтобы обеспечить достаточную герметичность фланцевого соединения, необходимо заменить паронитовые прокладки на резиновые.

• Глушение подсоса.

При сильных холодах, когда возникает проблема замерзания отопительной системы в квартире, сопло можно полностью снять. В этом случае подсос может стать перемычкой. Для этого необходимо его заглушить с помощью стального блина, толщиной в 1 мм. Такой процесс выполняется только в критических ситуациях, так как температура в трубопроводах и отопительных приборах будет достигать 130ºС.

• Регулировка перепада.

В середине отопительного периода может возникнуть значительное повышение температуры. Поэтому необходимо регулировать ее с помощью специальной задвижки на элеваторе. Для этого подачу горячего теплоносителя переключают на подающий трубопровод. На обратку монтируется манометр. Регулировка происходит путем закрытия задвижки на подающем трубопроводе. Далее задвижка приоткрывается, при этом следует контролировать давление с помощью манометра. Если ее просто открыть, то возникнет просадка щечек. То есть повышение перепада давления происходит на обратном трубопроводе. Каждый день показатель увеличивается на 0,2 атмосферу, причем температуру в системе отопления необходимо постоянно контролировать.

Теплоснабжение. Видео

Как устроено теплоснабжение частных и многоквартирных домов, можно узнать из видео ниже.

При составлении температурного графика отопления необходимо учитывать различные факторы. В этот список входят не только конструктивные элементы здания, но температура наружного воздуха, а также вид системы отопления.

Вконтакте