При модернизации системы водяного отопления. Модернизация систем отопления. Принятие решения о модернизации инженерных сетей МКД

Загородный дом – мечта каждого городского жителя. Такой тип недвижимости имеет массу преимуществ перед квартирой, начиная от отсутствия шумных соседей и заканчивая живописными окружающими пейзажами. Но одним из основополагающих достоинств проживания за городом все же является возможность выбора и реализации наиболее производительной и недорогой системы отопления.

Наиболее распространенной и популярной схемой обогрева для частного коттеджа сегодня является водяное отопление с нижней разводкой. Конечно же, с момента появления сотню лет назад оно претерпело существенные изменения и модернизацию, приобрело несколько модификаций, а потому выбрать есть из чего. Тем более что из всех существующих схем именно водяная отличается наиболее оптимальным сочетанием параметров «цена-эффективность».

Системы водяного обогрева дома: генераторы теплоты, особенности

Основой схемы водяного отопления частного дома является топливный агрегат – котел. Как правило, выбор того или иного типа генераторов теплоты выбирается в зависимости от массы параметров, включая личные предпочтения владельцев недвижимости, особенности региона и доступность того или иного вида горючего.

Зачастую, в водяном обогреве коттеджа применяются всевозможные твердо- и жидкотопливные агрегаты, газовые или электрические устройства. Следует отметить, что наиболее популярными в нашей стране являются именно твердотопливные и газовые котлы, так как горючее для них имеет самую доступную стоимость и, что немаловажно, оно доступное – распространено во всех регионах.

Кроме, собственно, котла в водяном отоплении дома используются и другие элементы. Так, например, если в доме установлено печное отопление, то модернизировать его до водяного помогут разнообразные змеевики, регистры и полые встраиваемые элементы. При этом получаемую схему уже можно назвать комбинированной, отличающейся своей простотой и повышенным КПД.

Какой-то принципиальной разницы в процедуре монтажа системы обогрева в зависимости от вида котла нет. Достаточно просто придерживаться указаний производителя техники.

Кроме того, за счет того, что водяное отопление в частном доме имеет довольно универсальную конструкцию, возможна параллельная установка двух, а то и трех генераторов теплоты – это позволит добиться максимальной производительности, сделать схему полностью автономной, исключить даже малейшие риски остаться без тепла в студеную зимнюю пору.

Совет. При таком параллельном подключении котлов важно обязательно продумать монтаж специальной системы автоматики, которая поможет обеспечить переключение между агрегатами при прекращении поступления одного из видов топлива.

Водяное отопление и естественная циркуляция теплоносителя

Наиболее простой и доступный вариант водяного обогрева частного дома, которое можно без особых проблем и затрат выполнить своими руками. Нельзя не сказать о том, что инструкция к такой системе не предполагает каких-то сложных работ по проектированию и монтажу, подразумевает использование только доступных материалов и комплектующих.

Если говорить о принципе работы, то у водяного обогрева с естественной циркуляцией теплоносителя он чрезвычайно прост. Вода, нагреваемая в котле, поднимается вверх по трубопроводу (за счет разницы температурных перепадов), постепенно попадая во все радиаторы, разведенные по дому, тогда как охлажденная – снова возвращается в генератор теплоты. Обеспечивается , без применения дополнительного оборудования.

Совет. При использовании схемы с естественной циркуляцией теплоносителя важно обеспечить прокладку магистральных трубопроводов с некоторым уклоном.
Зачастую, достаточно будет 3-5 градусов на 1 погонный метр (порядка 10 мм).
В противном случае система работать будет, но эффективность существенно снизится, что приведет к лишним затратам горючего.

Разводка магистралей может выполняться металлическими трубами различного диаметра – выбор зависит от особенностей котла и радиаторов. Обязательным условием можно назвать также уменьшение сечения труб в сторону самой крайней точке обогревательной схемы – последнего радиатора.

Та труба, по которой нагретая в котле вода подается в систему, должна быть установлена таким образом, чтобы ее уклон в сторону радиаторов был максимальным. Точка входа обратки в теплогенератор производиться как можно ниже по отношению к батареям – это делается для быстрой и эффективной циркуляции теплоносителя. Сделать это можно посредством монтажа теплового агрегата в подвале или цокольном этаже.

Еще одним неотъемлемым атрибутом схемы водяного обогрева с естественной циркуляцией является расширительный бак. В отличие от котла, подобный агрегат устанавливается в самой высокой точке коттеджа, наилучшим вариантом является чердак. Возможно применение гидроаккумулирующих баков, но в таком случае важно обеспечить монтаж еще и дополнительной аппаратуры, как манометры, воздушные и предохранительные клапаны.

Совет. Так как во многих домах чердак не отапливается в холодное время года, то важно позаботиться об утеплении расширительного бака.
При этом можно использовать утеплители самых различных типов, их выбор в наше время чрезвычайно широк. Главное требование – устойчивость к воздействию высоких температур (вплоть до 90С).

Кроме для разводки водяного обогрева дома можно использовать также и пластиковые. Такие трубы легкие в монтаже, следовательно, время монтажных работ будет меньше.

Принудительная циркуляция в системах водяного обогрева

Еще один вариант обустройства обогрева загородного коттеджа — схема водяного отопления в частном доме с принудительной циркуляцией теплоносителя. Основная отличительная черта – наличие специального циркуляционного насоса.

Устройство позволяет добиться более эффективного и качественного перекачивания воды в системе, обеспечить ее подачу даже в самые высокие точки дома без утраты тепла (особенно хорошо для коттеджей с двумя или тремя этажами).

В отличие от схем с естественной циркуляцией, отопление с принудительным движением теплоносителя не слишком требовательно к уклону труб. Да и эффективность подобных систем практически на 20-30% выше, нежели у тех, где вода движется по магистралям посредством естественной циркуляции.

При принудительном движении теплоносителя вместо традиционных применяются гидроаккумулирующие емкости. Так как давление в трубах и радиаторах может возрастать до 1,5-2 атм, то важно предусмотреть монтаж специальных агрегатов безопасности: предохранительных и воздушных клапанов, манометров и т.д.

По обе стороны от циркуляционного насоса должны располагаться запорные клапаны, за счет которых можно обеспечить перекрытие подачи теплоносителя в систему.

Основные виды разводки водяного отопления

На сегодняшний день насчитывается несколько основных вариантов разводки трубопровода по дому при использовании водяного обогрева:

• Однотрубное. Так называемая «ленинградка», в которой одна труба соединяет все обогреватели в доме по ходу движения теплоносителя. Такую схему выбирают за простоту, минимальные финансовые (цена магистралей в общей сложности ниже) и трудовые затраты.

Но в то же время, прогрев радиаторов неравномерный, да и регулировать температуру в каждой из батарей невозможно;

• Двухтрубное . Соединение радиаторов отопления производится двумя трубами, укладываемыми параллельно движению воды в системе.
  Преимуществами можно назвать возможность быстрой регулировки температуры, быстрый и равномерный прогрев помещений, доступность;
• Коллекторное расположение труб . Имеет собственный подающий и обратный трубопровод, соединенный воедино при помощи специальных распределительных коллекторов.
  Особенность – красивый внешний вид, полный контроль над всеми батареями в доме из распределительного шкафа.

Основные преимущества водяного обогрева коттеджа

Как можно видеть на фото и видео загородных домов на нашем сайте, схемы водяного отопления применяются в нашей стране довольно часто.

Причин такому широкому распространению просто огромное множество:

1. Возможность выполнения монтажных работ по обустройству обогрева дома на любом этапе строительства. Кроме того, даже в готовом доме водяное отопление устанавливается без особых проблем;

1. Сама вода имеет превосходные качества, если используется в качестве теплоносителя. Высокая теплопроводность, доступность и низкая стоимость, наряду с уникальными показателями теплоемкости, делают воду лучшим выбором;
2. Универсальность, возможность использования различных типов топлива для нагрева теплоносителя в схеме отопления;
3. Большой выбор вариантов разводки труб в схемах водяного обогрева. Подобрать определенный тип можно в зависимости от массы параметров, начиная от площади коттеджа и заканчивая финансовыми возможностями;
4. Разнообразие оборудования для обустройства обогрева дома;
   
5. Точная и быстрая регулировка температуры воздуха в каждом из помещений частного дома. Обеспечивается установкой специальной аппаратуры, а именно терморегуляторов и запорных клапанов.

Заключение

На сегодняшний день какой-то более доступной или эффективной альтернативы водяному отоплению частного дома просто не существует. Следует отметить, что ежегодно появляются все более новые тепловые генераторы, трубопроводы и радиаторы, за счет которых эффективность схемы повышается, тогда, как ее стоимость снижается практически в разы по сравнению с другими вариантами.

Компании «Теплорасчет-проект» и «ПСК «Прометей» оказывают услуги по расчету, проектированию, монтажу, реконструкции и модернизации систем отопления и теплоснабжения. Специалистами выполняется газификация объектов , включая подготовку проекта, монтаж, пусконаладочные работы и сервисное обслуживание.

Модернизация систем отопления представляет собой комплекс мероприятий по замене устаревшего или износившегося оборудования систем автономного и централизованного теплоснабжения.

Модернизированная система теплоснабжения соответствует следующим требованиям:

• Экологичность. Производится на 20-40% меньше выбросов вредных веществ (СО2, СО, NOx, SO2, PbO2).
• Энергоэффективность. Коэффициент полезного действия выше 80-90%.
• Экономичность. Энергозатраты в системе снижаются до 30-40%.

В зависимости от состояния имеющегося оборудования, данные показатели достигаются как за счет частичной замены отдельных деталей и узлов, так и за счет полной модернизации систем отопления.

Модернизация источников отопления

В процессе модернизации источников отопления (котельных и ТЭЦ) выполняются следующие работы:

• проектирование газовых котельных или иных источников производства тепловой энергии;
• рассчитывается стоимость газификации ;
• газификация предприятия , микрорайона, многофункционального здания или дома;
• режимная наладка или замена оборудования химводоподготовки;
• замена теплогенератора и действующих агрегатов (парообразователь, горелка, насос, отопительный котел);
• автоматизация систем отопления и регулирования нагрузки.

Модернизация тепловых сетей

В тепловых сетях (подающие и возвратные трубы, транспортирующие тепловую энергию от источника отопления в пункт потребления) модернизация систем отопления выполняется в несколько этапов:

1. Производится детальное обследование на всех участках сети от источника тепла до входа в здание. Осуществляется для определения проблем и причин их появления.

2. Выполняются тепловые и гидравлические расчеты в нескольких вариантах. На основании полученных данных составляются схемы сетей и подбирается оборудование, осуществляющее регулировку (дроссели, клапаны балансировки, автоматические системы регулирования).

3. Проектируется тепловая сеть и способ регулирования нагрузки на основе максимально экономичного и эффективного варианта.

4. Разрабатываются и выполняются пусконаладочные мероприятия.

Модернизация систем теплопотребления

Система теплопотребления (радиаторы, конвекторы, газовые тепловентиляторы , калориферы и другое оборудование, передающее потребителю тепловую энергию) приводится в соответствие с характеристиками тепловой сети и источником отопления по тепловым и гидравлическим показателям. Модернизация систем отопления обеспечивается в случае, если устанавливаются следующие агрегаты:

• Устройства регулирования объема приточного воздуха. Устанавливаются дополнительно на агрегаты отопления и вентиляции. Позволяют учитывать потребность в нагретом воздухе и контролировать объем подаваемого в помещение тепла в зависимости от времени года и суток;
• Узлы смешения и регулирования температуры воды. Устанавливаются дополнительно на агрегаты отопления и вентиляции. Температура выдерживается за счет подачи остывшей воды из возвратного трубопровода в радиатор;
• Газовое инфракрасное отопление . Устанавливается как альтернатива или дополнительно к системам водяного и воздушного отопления. Газификация коттеджа , многоквартирного здания или коммерческого объекта с помощью данного оборудования предполагает расположение нагревателей под потолком для направления теплового излучения на все поверхности в помещении.

Вышеперечисленные агрегаты снабжаются системами автоматического контроля для эффективного управления тепловым режимом отапливаемых помещений.

Чтобы модернизировать систему теплоснабжения, определить перечень работ, рассчитать стоимость или подготовить проект газификации , можно позвонить специалистам ООО «Теплорасчет-проект» и ООО «ПСК «Прометей» по телефонам, размещенным в разделе «Контакты».

Здравствуйте, уважаемый Читатель!

Хочу рассказать вам о том, с какими системами отопления мне приходилось сталкиваться.

Какие-то эксплуатировал, какие-то собирал сам, в том числе и системы отопления частных домов.

Об их плюсах и минусах узнал многое, хотя, наверное, не всё. В результате для своего дома сделал:

• во-первых, собственную схему;
• во-вторых, вполне надёжную;
• в-третьих, допускающую модернизацию.

Я предлагаю не углубляться в подробное изучение различных схем отопления.

Давайте рассмотрим их с точки зрения применения именно в частном доме.

Частный дом ведь может быть и для постоянного проживания, и временного, как дача, например.

Так сказать, сузим нашу тему и приблизимся к практике.

Насчёт десяти лет, наверное, я ошибся. Обслуживать первую систему отопления я начал 33 года назад, когда был студентом Уральского Политехнического Института. Мне повезло устроиться на работу в котельную института дежурным слесарем. Правда, тогда я и не задумывался, какая она там, эта система? Работал и всё.

Работа была иногда нелёгкая, когда авария какая-нибудь. А если всё нормально – красота, сиди себе учи конспекты. Ночь отдежурил, утром на учёбу, «в школу», как мы тогда говорили. Через две ночи снова на дежурство. А главное, платили 110 – 120 рублей! В то время молодые специалисты получали столько же. Да плюс стипендия 40 рублей. Шикарная жизнь! Но, давайте поближе к теплу.

Из самого названия понятно, что отопление происходит нагретым воздухом. Воздух нагревается генератором тепла, а затем по каналам-воздуховодам поступает в помещения. По обратным каналам остывший воздух возвращается на подогрев. Довольно комфортная система.

Первым в истории теплогенератором была печь. Она нагревала воздух, который расходился по каналам в порядке естественной циркуляции. Такая система воздушного отопления использовалась в прошлых веках в продвинутых городских домах.

Сейчас используют самые разные теплогенераторы-котлы: газовые, твёрдотопливные, дизельные, электрические. Кроме естественной циркуляции используется и принудительная. Она, конечно, более эффективна:

• Во-первых, гораздо быстрее прогревает помещения;
• Во-вторых имеет более высокий КПД, так как гораздо эффективнее отводится тепло от теплогенератора;
• В-третьих, её можно объединить с системой кондиционирования.

Вы, наверное, уже поняли, что здесь частным домом и «не пахнет». Да, верно, для частного дома эта схема отопления слишком громоздка и дорога. Одни расчёты чего стоят, а если допустить ошибку, то она будет, как говорят, фатальной.

Но давайте не будем расстраиваться. Если хочется все-таки обогреваться воздухом – выход есть. Это камин.

Причем, на мой взгляд, не обычный камин-пожиратель дров, а показанная на рисунке выше чугунная каминная топка. Это идеальный вариант домашнего уютного дровяного теплогенератора. Он и предназначен именно для нагрева воздуха, а не кирпича, как традиционный камин.

Воздух заходит в подкаминное пространство (где дрова лежат для антуража), обтекает его нагретый корпус. Затем обтекает раскалённую дымовую трубу по коробу камина и выходит через отверстия в верхней части короба. Кстати, к этим отверстиям можно подвести воздуховоды и распределять горячий воздух по помещениям.

Вполне достойный вариант, только если делать с воздуховодами, то при строительстве нужно не забыть их уложить в стены и перекрытия. Кое-кто ставит ещё и поддув, создавая принудительную вентиляцию. Но это, по-моему, уже перебор. У камина приятно слушать потрескивание дров, а не шум вентилятора.

Думаю, стоит упомянуть ещё тепловентиляторы и тепловые пушки. Это, так сказать, мобильные воздухоотопительные установки. Очень полезные приборы, особенно когда основная система отопления не работает или нужно быстро «догреть» воздух в помещении. Но в качестве основного варианта отопления их, по-моему, нельзя рассматривать.

Итак, каминная топка, как источник воздушного отопления – хорошее, а к тому же, приятное решение для частного дома.

Водяное отопление дома

В этом случае топлоноситель – вода или специальные жидкости, например, незамерзающие. Здесь источники тепла также самые разные в зависимости от топлива. Но если в воздушной системе теплый воздух приходит в помещение, то в водяной воздух помещения нагревается приборами , которые отдают ему накопленное водой тепло .

А накапливает вода тепла очень много. Есть такое понятие: «теплоёмкость», помните? Если своими словами,

Теплоемкость воды – это количество тепла, которое нужно передать воде, чтобы её температура поднялась на один градус.

Так вот этот показатель у воды очень неплохой. Посмотрите на таблицу справа.

Получается, шикарный теплоноситель мы получаем практически даром.

Да, водяная система несколько сложнее, но зато и более гибкая.

Представьте, нагретую воду по трубам можно подать куда угодно и там она отдаст накопленное тепло.

А трубы можно легко упрятать в стены, а можно и вообще не прятать, современные выглядят очень эстетично.

Как вода отдаёт тепло? Для этого создано несколько типов приборов:

• Радиаторы – массивные, например чугунные, секции, собранные в батареи.

Внутри них протекает горячая вода. Тепловую энергию они отдают, в основном, за счёт инфракрасного излучения (радиации).

Они, как правило, стальные или алюминиевые, реже медные. Окружающий воздух, нагреваясь от конвектора, начинает естественное движение вверх. То есть создаётся поток (конвекция) воздуха, отводящего тепло от конвектора.

Современные алюминиевые приборы тоже относятся к конвекторам, хотя называют их радиаторами. Нужно отметить, что сейчас практически все тепловые приборы водяного отопления называют радиаторами, хотя строго говоря, это неправильно. Но не будем умничать.

Через них прокачивается воздух, который нужно нагреть. Используются часто в системах приточной вентиляции для нагрева поступающего снаружи холодного воздуха.

• «Тёплые стены» — применялись в семидесятые годы в панельном домостроении. В бетонные панели вмуровывался змеевик из стальной трубы, в которую подавалась вода из системы отопления. Помню из детства тёплые стены панельных пятиэтажек.

Водяную систему с успехом можно применять в частном доме. Если это дача – можно залить вместо воды незамерзающий теплоноситель и не беспокоиться о размораживании системы.

Давайте немного подробнее разберём варианты систем отопления для малоэтажных домов.

Схема самотёчной системы отопления

Почему самотёчная? Потому что вода в ней на самом деле течёт сама. При нагревании в котле вода поднимается вверх, а затем, постепенно охлаждаясь в радиаторах, стекает вниз и снова возвращается в котел. Система простая, но обязательные условия необходимо соблюдать:

• Труба должна быть довольно большого диаметра от 50 мм, а лучше 76 мм и больше.
• Труба укладывается с уклоном для обеспечения самотёка воды.

Иногда эта самая труба и обогревает помещение без радиаторов и конвекторов за счёт своей большой массы и поверхности. Такие трубы называют регистрами, их можно встретить на вокзалах и автостанциях старых небольших городов. В частных домах сейчас редко её применяют – выглядит не очень эстетично. Представьте – в комнате толстенная труба, да ещё наклонная.

Очень большое достоинство этой системы – она не нуждается в циркуляционном насосе, вода циркулирует сама. Если котёл дровяной, угольный или газовый – никакие отключения электроэнергии не страшны, полная автономия и независимость. Говорю об этом, потому что сам имею неприятности с отключениями электроэнергии.

Особенность самотечной системы, которую считают недостатком – она открытая, то есть сообщается с воздухом и давления в ней нет. Значит, нужен открытый бак-расширитель и водичка постепенно испаряется, нужно за этим следить. Конечно, это не очень серьёзный недостаток. Меня больше отталкивают высоко расположенные наклонные трубы.

Для частного дома замкнутая система отопления, по-моему, оптимальный вариант. Лучше сказать закрытая. Закрытая, значит не имеющая контакта с воздухом. Здесь появляются новые элементы:

• Мембранный бак-расширитель для компенсации расширения воды при нагревании;
• Циркуляционный насос для прокачки воды по системе;
• Группа безопасности – клапан подпитки (для добавления воды в систему при утечке), манометр, предохранительный клапан (для сброса пара при закипании воды).

Это более современный, эстетичный вариант. Здесь используются радиаторы, а чаще алюминиевые конвекторы, тонкие металлопластиковые или полипропиленовые трубы. Нет необходимости доливать воду, думать о наклоне труб, их можно вообще спрятать в стены или перекрытия.

Можно поставить красивые алюминиевые или биметаллические радиаторы, полотенцесушитель. Я использую два котла в одной системе – электрический котёл и водяной контур каминной топки. Как будто неплохо получилось.

Минус системы – без электроэнергии для циркуляционного насоса работать она не сможет. Более того, если топка «под парами», а электричество кончилось – может получиться «бумсик» с выбросом пара и большим шумом. По себе знаю. Такое впечатление, что по трубам стучат молотком.

Поэтому насос подключил к бесперебойному источнику (как у компьютера), чтобы было время безопасно остудить топку. А ещё выход предохранительного клапана – в канализацию.

Двухтрубная система отопления

Существует два варианта подключения радиаторов к системе отопления:

Единственный плюс однотрубной системы – экономия на трубах. Но минус существенный – ближний к котлу радиатор самый горячий, а самый дальний – самый холодный. А ещё проблематично отключить какой-то радиатор – они все в одной цепи. Если это не критично, почему бы не использовать такой вариант? Вполне нормальная схема.

Двухтрубная схема более гибкая:

• Все радиаторы почти в равных условиях. К каждому вода подаётся одной температуры;
• Можно на каждом радиаторе устанавливать свою температуру за счет регулирования потока воды через него;
• Можно безболезненно перекрывать подачу воды в любой радиатор, например, когда жарко или нужно промыть радиатор;
• Более удобна для наращивания количества радиаторов.

Таким образом, на мой взгляд, двухтрубная схема более предпочтительна.

Ради справедливости нужно сказать, что и в двухтрубном варианте последний радиатор несколько «обижен», ему меньше достаётся тепла. Причина в том, что на нём разница давлений между подачей и обраткой практически нулевая и поток воды минимальный.

Итак, какой же выбор я сделал?

В своём доме я установил воздушно-водяную систему отопления. За воздушную отвечает камин. Закрытая двухтрубная водяная схема включает в себя электрокотёл, водяной контур каминной топки и 40 алюминиевых радиаторных секций (6 радиаторов). 64 квадратных метра первого этажа в любой мороз отапливаются с избытком.

На сегодня всё. В следующих статьях предложу вашему вниманию систему газового отопления, тёплый пол, инфракрасное отопление. Комментируйте, задавайте вопросы. Спасибо, до встречи!

Обратился владелец загородного жилого дома площадью более 500 кв.м с проблемой эксплуатации системы отопления. Затруднение владельца заключалось в отсутствии возможности управления температурой в помещениях, что приводило к дискомфорту для всех членов семьи.

Ситуацию, в которой оказался владелец, можно сравнить с эксплуатацией дорогого автомобиля класса люкс, в котором печка есть, а регулятора температуры нет, не говоря уже о климат-контроле.

Единственным найденным способом регулировки служила отвертка, с помощью которой прикрывался клапан, подключенный снизу к радиатору. И, конечно же, таким ручным способом увеличения и уменьшения мощности, нужной температуры в помещении всё равно никогда не удавалось достичь.

Инженеры компании Danfoss, изучив пожелания владельца, предложили решение автоматического регулирования температуры с помощью беспроводных комнатных термостатов RET2000B и порекомендовали сертифицированную монтажную организацию для выезда на объект и последующего монтажа.

По результатам обследования объекта выяснилось, что при монтаже системы отопления дома не было предусмотрено никакого зонального управление радиаторами и конвекторами в полу. При этом при разводке трубопроводов была применена коллекторная система. Всего в доме 5 шкафов с распределительными коллекторами системы радиаторного отопления.

Установка термостатических элементов на радиаторы не представлялась возможным по причине того, что они были скрыты экранами, и их установка привела бы к некорректному режиму работы. А учитывая то, что в доме проведен высококачественный ремонт с использованием дорогих материалов, единственным возможным решением стал монтаж беспроводных комнатных термостатов во всех помещения, где требовалось регулировать температуру. Единственной дополнительной работой, которую необходимо было провести, стало подведение электропитания к каждому шкафу для подключения коммутационного устройства и приёмников сигнала от комнатных термостатов.

Монтаж оборудования для автоматизации системы отопления занял не больше 5 часов и проходил в следующей последовательности:

1. Определить контур отопления и подключенный к нему отопительный прибор;
2. На клапаны распределительного коллектора соответствующих контуров установить электроприводы , которые по сигналу открывают или закрывают клапан.
3. Установить в коллекторный шкаф клеммную панель, и скоммутировать приёмники сигналов и электроприводы.
4. Связать между собой комнатные термостаты и ресиверы;
5. Смонтировать термостат на стене комнаты на высоте 1.5 метра от пола и выставить необходимую температуру.

Так как проект внутренних инженерных систем отсутствовал, специалисты вынуждены были опытным путем отслеживать все магистрали от коллекторного шкафа до отопительного прибора. Выяснилось, что в самой большой комнате не все 12 радиаторов были подключены к одному распределительному коллектору. Но и здесь решение было быстро найдено. Один комнатный термостат связали с двумя приёмниками беспроводного сигнала, находящимися в разных шкафах, но при этом регулирующие температуру приборов в одной комнате.

Принцип работы комнатных термостатов очень прост: как только в комнате достигается установленная на термостате температура, например 21°С, термостат соответственно подаёт сигнал на ресивер, установленный в шкафу. А ресивер в свою очередь даёт команду подключенным к нему электроприводам закрыть клапан. Таким образом, прекращается подача теплоносителя в соответствующие контуры отопления, и теплоотдача радиаторов не увеличивается до тех пор, пока комнатный термостат не зафиксирует понижение температуры в помещении.

Инженерам и партнёрам компании Danfoss часто приходится сталкиваться с случаями, когда при монтаже системы отопления не была продумана автоматизация системы отопления. Причиной могут быть, как желание сэкономить на системе отопления, так и отсутствие нужной квалификации у инженеров монтажной организации.

Безусловным преимуществом беспроводных решений от Danfoss является возможность модернизировать практически любую систему радиаторного отопления и систему водяных теплых полов.

Размещено 28.09.2011 (актуально до 28.09.2012)

Энергоэффективность новых зданий рассчитывается уже на стадии проектирования. Решения и меры, которые принимаются, нацелены на достижение минимального потребления энергии в здании. Как правило, эти меры изложены в национальных правилах строительства в каждой стране.

Необходимость реконструкции систем ОВК

Энергоэффективность новых зданий рассчитывается уже на стадии проектирования. Решения и меры, которые принимаются, нацелены на достижение минимального потребления энергии в здании. Как правило, эти меры изложены в национальных правилах строительства в каждой стране. Конечно, много информации о энергосберегающих решениях и технологиях могут быть найдены в многих доступных источниках или технических семинарах, которые проводят компании работающие в области ОВК.

Но ситуация, которая происходит в старых и не реконструированных зданиях, гораздо хуже. Эти здания используют огромное количество энергии, потому что при строительстве их использовались старые технологии, не позволяющие обеспечить соответствующую теплоизоляцию. Как следствие, большие потери тепла и повышенное потребление энергии. Системы ОВК этих зданий устарели, несбалансированны и не отлажены, поэтому не в состоянии обеспечить комфортный микроклимат и потребляют избыточное количество электрической и тепловой энергии.

Исследования подтвердили, что системы ОВК используют более 60% всей потребляемой энергии зданием. В жилом секторе затраты на энергию, используемую для отопления составляют приблизительно 80% от общих затрат. Поэтому, при реконструкции надо учитывать не только работы по улучшению теплоизоляции фасадов, замене старых окон на новые, остеклению балконов и лоджий, а также полный ремонт систем отопления и вентиляции.

Фазы реконструкции систем отопления

Если есть финансовые и технические возможности, старые системы отопления рекомендуется реконструировать полностью, при этом заменить оборудование на всех стадиях: производства (тепловые пункты, котельные), распределения (трубопроводы, регулирующая арматура) и потребления тепла (радиаторы, калориферы, газовые конвекторы , теплые полы и т.д.). Таким образом, мы сможем достичь наилучших показаний по энергосбережению. Не всегда возможно провести реконструкцию в полном объеме, но даже при минимальных улучшениях в системе можно увеличить ее эффективность работы и при этом обеспечить требуемые условия комфорта в каждом помещении. В обоих случаях, для достижения результата без гидравлической балансировки систем отопления не обойтись.

Реконструкция тепловых пунктов

Наиболее распространенным теплогенератором для системы отопления здания является тепловой пункт. Его цель заключается в обеспечении необходимого количества тепла, которое зависит от окружающих климатических условий и температурного графика системы, на индивидуальные потребности здания от централизованной системы теплоснабжения. Существует два типа тепловых пунктов, которые нашли широкое применение, это: тепловые узлы без автоматического контроля температуры теплоносителя на подаче с помощью элеватора или зависимые подстанции с автоматическим регулированием температуры (рисунок).

Основные недостатки таких систем:

*Поддержание микроклимата помещений зависит от тепловых сетей.

*Качество теплоносителя в системе отопления зависит от централизованного теплоснабжения.

*Нет возможности уменьшить потребление энергии - указанные системы не является нергоэффективными.

*Здание имеет гидравлическую зависимость.

*Отсутствуют установки поддержания давления - при этом статическое давление в системе зависит от давления в теплосети.

Лучшая энергоэффективность достигается при полной реконструкции тепловых пунктов, когда элеваторный зависимый узел заменяют на независимый с автоматическим контролем температуры (рисунок ниже).

Он состоит из теплообменника, который разделяет систему отопления здания и тепловую сеть, обеспечивая при этом ее независимое функционирование.

Для того, чтобы контролировать и регулировать тепловую энергию здания согласно реальным потребностям, требуется установка автоматической системы управления температурой теплоносителя на подаче. Она состоит из регулирующего клапана, который управляется электрическим приводом (рисунок слева) по сигналу от электронного контроллера с датчиками температуры. Система погодозависимого регулирования определяет, изменения внешней температуры, а также теплопотребления здания и автоматически увеличивает или уменьшает общую величину теплопоступлений.

Данные системы позволяют значительно снизить затраты на отопление (но только при условии, что система отопления является сбалансированной). Для обеспечения быстрого, точного и плавного регулирования, а также отсутствия проблем с закрытием регулирующего клапана, рекомендуется установка регулятора перепада давления (рисунок).

В связи с тем, что система отопления здания становится независимой от сети централизованного теплоснабжения, необходимо обеспечить в ней поддержание статического давления (рисунок ниже).

Эту функцию выполняют расширительный бак с отключающим и сливным клапаном для обслуживания (рисунок ниже слева), устройство подпитки и модуль контроля давления.

Предохранительный клапан в тепловых пунктах (рисунок справа) необходим для защиты слабых звеньев системы от слишком большого давления, когда установка поддержания давления находится на обслуживании или не работает.

Расширительный бак является одним из важнейших элементов системы отопления. Когда теплоноситель нагревается до рабочей температуры, он расширяется, увеличивая свой объем при этом. Если это дополнительное количество теплоносителя негде разместить, тогда статическое давление в системе будет повышаться.

При достижении, в этом случае, максимально допустимого давления, предохранительный клапан откроется и сбросит избыток объема теплоносителя, уменьшая при этом статическое давление системы. В случае отсутствия предохранительного клапана или не правильном его подборе и настройке, слишком большое давление может привести к повреждению потребителей, труб, соединений и других элементов системы. Если же предохранительный клапан открывается слишком рано или слишком часто, он освобождает значительное количество теплоносителя из системы. При этом, в период, когда система снижает свой температурный режим (требуется меньшая мощность нагрева или система выключается по окончании отопительного сезона), теплоноситель сжимается и это приводит к снижению статического давления. Если статическое давление упадет ниже минимально необходимого, в верхних участках системы будет создано разрежение, что приведет к завоздушиванию. Воздух в гидравлической системе препятствует нормальной циркуляции и может блокировать потоки в некоторых участках, что приводит к недогреву потребителей и нарушению микроклимата. Воздух также является дополнительной причиной шума в системе, а кислород, который находится в нем, вызывает коррозию деталей из стали. В тоже время, недостаток теплоносителя в системе должен быть компенсирован с помощью систем подпитки, что также влечет к дополнительным затратам и без водоподготовки приносит новые порции воздуха и новые проблемы.

Задача расширительного бака - это постоянное поддержание статического давления в системе между минимальным и максимально-допустимым значениями, с учетом возможного расширения или сжатия теплоносителя.

Что делает расширительный бак надежным?

Расширительный бак является одним из наиболее важных элементов в системе. По этому, важно знать, что именно обеспечивает его правильное функционирование, надежность и длительный срок службы.

Качественный и надежный бак должен иметь следующую конструкцию. Он состоит из специального резинового мешка, помещенного вовнутрь стального сосуда. Этот мешок позволяет разместить избыточный объем теплоносителя, образовавшийся при нагреве и как следствие расширении. При снижении температуры бак возвращает необходимое количество теплоносителя обратно в систему. В сосуд под давлением нагнетается воздух, который действует на резиновый мешок с теплоносителем, позволяя таким образом поддерживать необходимое давление в системе.

Ниже указаны технические характеристики, которые описывают качество расширительного бака:

* Герметичность конструкции для поддержания постоянного объема сжатого воздуха и качественной работы расширительного бака на протяжении многих лет эксплуатации. Это возможно только благодаря полностью сварной конструкции стального сосуда.

* Максимальная плотность резинового мешка для предотвращения диффузии сжатого воздуха из воздушной камеры через мешок в теплоноситель, что может создать проблемы с давлением и коррозией. Cамая высокая защита от диффузии - у мешков «Pneumatex» из бутил каучука. Бутил каучук - это резина с наибольшей герметичностью для воздуха среди всех известных типов резиновых эластомеров. По этой причине бутил каучук используется для производства автомобильных шин.

* Надежность соединения резинового мешка и стального сосуда. Проблемой простых расширительных баков является повреждение мембраны в месте, где она подключена к стенкам стального сосуда, по причине ее частого движения и растяжения. Чтобы избежать этой проблемы, соединение мешка с сосудом должно быть как можно меньше и растяжение в месте соединения, как можно меньше.

* Теплоноситель не должен находится в контакте со стальным сосудом для предотвращения коррозии внутри расширительного бака. Баки, где вода поступает в резиновый мешок, являются устойчивыми к коррозии.

Реконструкция системы отопления

Реконструкция тепловых пунктов является только одной из основных фаз в полном обновлении системы отопления. При этом, если сделать минимальные изменения и только в одном участке системы, энергосберегающий эффект может быть не полностью достигнут. Так что же мы все таки должны сделать, чтобы система отопления была надежной с минимально необходимым потреблением энергии?

В старых зданиях существующие системы отопления, как правило, имеют однотрубный тип подключения радиаторов без устройства контроля и управления температурой в помещении (рисунок). Его основными недостатками являются:

* Постоянный расход - максимальное потребление тепловой энергии без возможности изменения требуемой тепловой нагрузки.

* Отсутствие индивидуального управления температурой в помещении.

* Системы не сбалансированы - в них возникают проблемы с правильным распределением потоков.

* Старые и часто аварийные трубы, арматура, радиаторы и другое оборудование.

* Много воздуха в системе - что приводит к коррозии, шламу, дополнительному шуму и снижению производительности системы отопления.

* Проблемы со статическим давлением.

* Требуемый уровень комфорта в помещениях не достигнут и не поддерживается должным образом.

Индивидуальное регулирование комнатной температуры.

Для человеческого организма обеспечение комфорта, требует определенной температуры воздуха в помещении, при этом она должна постоянно поддерживаться и не изменяется. Эта температура зависит от целого ряда факторов - теплопоступления от нагревательных приборов (радиаторов), дополнительных источников тепла (солнечная энергия, люди, электрическая и бытовая техника, нагрев во время приготовления пищи) и теплопотери, которое зависят от температуры наружного воздуха, ветрености, географического расположения и ориентации здания, его конструкции, изоляции и т.д.

В помещениях, где температура автоматически не контролируется, нет возможности использовать эти дополнительные теплопоступления и таким образом уменьшить затраты энергии, что доставляется системой отопления здания. Обычно это приводит к перегреву помещений, при этом избыток тепла выпускают через открытые окна. Все это в итоге приводит к большим энергетическим и финансовым затратам.

В старых системах расход теплоносителя всегда постоянный и нету возможности свести к минимуму затраты на отопление и энергопотребление насосов, когда для помещений требуется лишь малая часть тепловой энергии.

Для обеспечения наилучшей энергоэффективности, рекомендуется заменить старые системы на новые с двухтрубной схемой разводки и автоматическим управлением температурой в помещении (на рисунке ниже). Если же нет возможности перейти к двухтрубной схеме, тогда необходимо установить устройства автоматического регулирования температуры в помещении. При этом системы должны быть гидравлически сбалансированы.

Чтобы обеспечить правильный индивидуальный контроль температуры в помещении, необходимо заменить старые радиаторы на более эффективные новые, при этом установить на каждый радиатор термостатический клапан (рисунки справа и слева) с термостатической головкой, что позволит контролировать теплоотдачу радиатора в помещение.

В случае однотрубной системы, одним из вариантов, для индивидуального контроля комнатной температуры, может быть применение термостатических вентилей с малым сопротивлением (рисунок 1) или же трехходовых термостатических клапанов (рисунок 2).

рисунок 1 рисунок 2

Термостатический клапан с термостатической головкой будут автоматически поддерживать температуру в диапазоне заданной настройки. Термоголовка имеет шкалу, где каждый знак соответствует значению поддерживаемой температуры в помещении.

Некоторые производители показывают эту информацию непосредственно на корпусе термостатической головки. Когда фактическая комнатная температура больше, чем требуется, жидкость в термоголовке расширяясь начинает закрывать термостатический клапан, уменьшая таким образом расход теплоносителя через радиатор. Мощность радиатора уменьшается и температура в помещении становится правильной. При уменьшении температуры, терморегулятор реагирует противоположным образом, открывая клапан, позволяя увеличить мощность радиатора и повысить температуру до заданного значения (рисунок ниже).

Радиаторы при этом получают только то количество энергии, которое требуется для обеспечения комфорта в каждом конкретном помещении, при этом тепловая энергия всей системы эффективно используется. Уровень комфорта и экономия энергии зависят от качества работы термоголовки. Чем точнее, стабильней и надежней термостатическая головка, тем больше тепловой энергии сохраняется. Термоголовки могут быть разных типов и предназначений. Например, термостатическая головка Heimeier тип K (рисунок 3) идеально подходит для контроля температуры в комнатах жилых зданий. Для школ, детских садов, офисов и других общественных зданий рекомендуется использовать термостатические головки К с защитой от кражи или головки тип В с большей степенью защиты (рисунок 4). В зданиях с высокими гигиеническими требованиями, рекомендуется использование термоголовки DX (рисунок 5), которая имеет гигиенические сертификаты.

Но главное условие для того, чтобы иметь качественное поддержание и контроль температуры в каждом отдельном помещении - это обязательная балансировка системы отопления.

рисунок 3 рисунок 4 рисунок 5

Балансировка систем отопления.

Еще одной большой проблемой в старых системах является избыток тепла (перегрев) в одних помещениях и недостаток его (недогрев) в других. Обычно перегреты те помещения, которые находятся близко к тепловому пункту и чем дальше от ИТП тем холоднее. Такие системы используют большое количество энергии.

Причиной этой проблемы, является неправильное распределение теплоносителя в системе, из-за ее гидравлического дисбаланса. Каким расход будет в каждом участке системы зависит от гидравлического сопротивления этого участка. Это сопротивление изменилось в старых системах вследствие коррозии и засорения труб, грязенакоплений, ремонта или реконструкции, при замене потребителей и т.д.

В старых системах устройства для балансировки не были предусмотрены. Не было возможности провести балансировку по той причине, что в то время не знали как это сделать. Проблемы, которые появлялись из-за дисбаланса системы, решались другими но не всегда удачными способами.

Одним из возможных решений, для устранения проблем в недогретых помещениях, является увеличение мощности насосов. Это приводит к тому, что в этих помещениях станет теплее, но комнаты, которые уже и так получали слишком много тепла, будут все более перегретыми и излишки тепла жильцы или арендаторы вынуждены выпускать через открытые окна. Кроме того, при увеличении мощности насосов их энергопотребление растет.

Вторым решением может быть повышение температуры теплоносителя. Но и в этом случае происходит похожая ситуация с перегревом части помещений при значительном увеличении затрат на отопление.

Основной целью балансировки систем отопления, является обеспечение всех участков системы необходимым количеством тепловой энергии при проектных (худших) условиях, когда наружная температура минимально возможная. В то же время, при всех других условиях, система будет работать, как и ожидалось.

Важно, чтобы после балансировки системы, использовалось минимально необходимое количество тепловой и электрической энергии.

Для достижения этой цели, необходимо три основных инструмента - это балансировочные клапаны с возможностью точного измерения, измерительные приборы и методы балансировки.

От того, как точно Вы можете измерять на балансировочных клапанах, и какие методы будете использовать, зависит результат балансировки.

Балансировочный клапан - это клапан Y-типа, с возможностью регулирования преднастройки, которая позволяет ограничивать расход, четко указанной шкалой на ручке, с двумя самоуплотняющими измерительными ниппелями для измерения перепада давления, расхода и температуры (рисунок).

Клапан называется Y-типа потому, что регулирующий конус, в таком случае, находится под оптимальным углом к направлению потока через клапан. Данная конструкция необходима для лучшей точности и сводит к минимуму влияние потока воды на измерения.

Балансировочный клапан выступает в качестве запорной арматуры и может быть также использован для дренажа. Для выполнения качественной балансировки, клапаны должны быть подобраны правильного размера и установлены с соблюдением правил. Все это должно быть предусмотрено инженером-проектировщиком системы отопления.

Для измерения расхода, перепада давления и температуры на установленных балансировочных клапанах, а также применения методов для проведения балансировки системы используется специальный прибор (рисунок).

Это многофункциональное компьютерное устройство с очень точными датчиками и интегрированными функциями измерения, балансировки и устранения ошибок, дополнительным гидравлическим калькулятором и другими полезными функциями, которые помогают быстрой и точной наладке системы. Балансировочный прибор может быть связан со специальным программным обеспечением для обновления и загрузки данных с ПК или же отправки результатов балансировки на компьютер.

Но использовать только балансировочные клапаны и измерительный прибор недостаточно. Вы должны знать, что и как с ними делать. В противном случае процесс наладки системы отопления на правильную работу, которая позволит обеспечить комфортный микроклимат и минимальное потребление энергии, покажется просто кошмаром. Как же тогда сбалансировать эту систему? Необходимо применить методику!

Прежде всего, гидравлическая система, должна быть разделена на отдельные части (гидравлические модули), с помощью так называемых «клапанов партнеров».

Следующая стадия сбалансировать все гидравлические модули используя ТА методы, начиная от потребителей, ответвлений, стояков, магистралей, коллекторов заканчивая тепловыми пунктами. При использовании методики, на всех балансировочных клапанах этой системы и участках на которых они установлены, будет достигнут проектный расход теплоносителя, при создании минимальных потерь давления на клапанах.

После этого, когда вся система сбалансирована с минимальными потерями давления - переключить насос на минимально необходимую скорость для этой системы (если система не сбалансирована, обычно насос работает на максимум) и настроить общий расход системы на главном клапане партнере, расположенном у насоса. В результате, насос будет использовать минимальное количество энергии, а тепловая энергия, необходимая для нагрева теплоносителя до соответствующей температуры будет эффективно использоваться. После завершения работ по балансировке, клиент получает протокол балансировки, где указаны необходимые и фактически достигнутые значения расходов и настройки балансировочных клапанов. Это документ, подтверждает балансировку системы и гарантирует ее работу, как это ожидалось по проекту.

Очень важной функцией балансировочных клапанов является возможность проводить диагностику системы. Когда система смонтирована и функционирует, очень трудно определить ее реальное качество работы и эффективность, если нет возможности это измерять. Используя балансировочные клапаны с измерительными ниппелями, можно определять неисправности в работе системы, узнавать ее реальное состояние, характеристики и принимать правильные решения в случае возникновения проблем. Диагностика позволяет обнаружить различные ошибки, причины сбоев и оперативно их ликвидировать, пока не стало слишком поздно.

Сепараторы воздуха и шлама в системах отопления.

Для того чтобы иметь возможность сбалансировать систему, она должна быть чистой и при этом без воздуха. Очень часто проблемы в системе появляются из-за попадания воздуха и коррозии. Воздух выступает в качестве теплоизоляции: где воздух, нет теплоносителя и тепло не передается от гидравлической системы в помещение. Пузырьки воздуха могут прилипать к внутренним стенкам радиатора, уменьшая его теплоотдачу. По причине воздушных пробок в верхней части системы и в потребителях, расход в них может уменьшиться или даже полностью остановиться. При этом, помещения перестанут отапливаться. Когда большое количество воздуха циркулирует в системе, появляется шум в радиаторах, трубах, клапанах.

Мы знаем, что воздух представляет собой смесь газов. В нем содержится 78% азота и 21% кислорода. Поэтому, когда воздух попадает в систему, кислород будет также находится в ней и вступать в реакцию с водой и металлами, вызывая при этом коррозию.

Коррозия не только разрушает оборудование, снижая при этом срок службы системы, но и уменьшает ее теплоэффективность и КПД. Ржавчина, как продукт коррозии, образуется слоями в теплообменниках котлов, радиаторах, трубах внутри уменьшая при этом их теплоотдачу, а также увеличивает их гидравлические сопротивления. Когда же ржавчина циркулирует вместе с потоком, она скапливается в разных участках системы (трубы, клапаны, потребители, насосы, фильтры и т.д.) (рисунок). В этом случае она может ограничить расход или заблокировать его.

Но как воздух может появиться в полностью закрытых и герметичных системах отопления?

Существует несколько основных возможностей. Первая возможность - воздух попадает в систему естественным образом растворяясь в воде, которая используется для заполнения системы или ее подпитки. При нагреве температура воды растет и растворенный воздух выделяется из нее в качестве свободного газа, вызывая вышесказанные проблемы при этом. Чем больше вода нагревается, тем больше воздуха из нее выходит.

Вторая возможность - недостаточное статическое давление. Если расширительный бак низкого качества, эго корпус, мембрана или мешок не достаточно надежен, через некоторое время сжатый воздух будет проникать в окружающую среду или систему. При этом давление в воздушной части расширительного бака будет падать или вовсе исчезнет. Бак будет заполнен водой полностью, а в верхней части системы будет создано разрежение.

Системы отопления, герметичны для жидкости и исключают ее утечку, но не для воздуха. Через автоматические воздухоотводчики, резиновые прокладки и другие соединения, воздух будет проникать в систему. Большое его количество может появиться при выполнении сервисных работ, а также при остановке и простое системы.

Для предотвращения вышеуказанных проблем, кроме качественных расширительных баков рекомендуется устанавливать сепараторы воздуха (сепараторы микропузырьков) (рисунок 1) или вакуумные деаэраторы.

Сепаратор за короткий период позволит собрать свободный воздух, циркулирующий с потоком, и удалит его из системы. Для удаления свободный воздух из карманов в верхних участках системы рекомендуются автоматические воздухоотводчики с отсутствием утечек (эффективны при отсутствии циркуляции). Они обеспечат простое и быстрое наполнение и опорожнение системы (рисунок 2).

Шлам или грязь в системе могут быть удалены с помощью сепараторов шлама (рисунок 3). Эти устройства позволяют собирать все, даже наименьшие частички, грязи и ржавчины в специальную камеру в нижней части корпуса.

Задачей обслуживающего персонала останется только открытие дренажного крана, для промывки сепаратора время от времени. Очищая теплоноситель сепараторы шлама не засоряются и не ограничивают циркуляцию. Для их очистки не требуется остановка системы.

рисунок 1 рисунок 2 рисунок 3

Итоги

Возрастающее с каждым годом потребление энергии и выбросы отходов, является одними из самых больших проблем в целом мире. Они имеют большое влияние на нашу окружающую среду, качество жизни, экологию, изменения климата и экономику. Это влияние может быть сведено к минимуму, если мы сделаем наши здания, которые используют более 40% всей производящейся энергии, гораздо более энергоэффективными.

Одним из способов является реконструкция старых систем отопления вентиляции и кондиционирования, которые используют более 60% всей энергии, необходимой для здания. Основными задачами реконструкции должны быть: замена старых элементов системы на более эффективные новые, применение энергосберегающих решений и технологий, качественные балансировка систем, удаление воздуха, очистка, поддержание давления и индивидуальный контроль температуры в каждом помещении.