Що таке перетоп у системі опалення. Регулятор опалення будівель для усунення перетопів

Привіт! Стаття ця про ситуацію, яка типова для російських міст і весей, і може статися в будь-якому місті N, і надіслана мені одним із читачів сайту. Отже.

Чому обрано саме 10 січня 2015р.? Тому що цього місяця в 2015 році температура дорівнювала розрахунковій -41 °С

При цій температурі за опалювальним графіком котельні повинні видавати 95 °С по подачі та 70 °С на звороті. Така погода буває максимум тиждень і то не кожного року. Наприклад у опалювальний період 2015-2016р.р. такої температури не було.
Цього дня котельні видавали подачі наступну температуру:

Проте, аналізуючи фактичні параметри по таблиці видно, що котельні не працювали за графіком 95/70 і не замерз. Начебто як «недотоп»? Чому? Щоб зрозуміти це, потрібно ставитися до поняття «перетоп» і «недотоп» як до температури, бо як до поняття енергії. У нашому випадку тепловий. Сама по собі температура не говорить про «недотоп» або «перетоп». Це як міркувати про об'єм тіла лише за його висотою.

Давайте ще раз згадаємо формулу для розрахунку теплової енергії:

Q ( теплова енергія) = Витрата теплоносія (м3/год) х Різниця температур Т1, Т2 / 1000

Тобто, щоб виробити необхідний обсяг теплової енергії, необхідний потрібний об'єм теплоносія і необхідна за графіком різниця температур. Так, у нас розносити температур менше, ніж за опалювальним графіком, але у нас значно завищений об'єм теплоносія. Тобто одне компенсує інше та споживачі отримали необхідну кількість тепла, але ціною великого обсягу теплоносія.

Логічно було б припустити – необхідно скоригувати другу складову формули – температуру. Цього робити не можна. Хоча б тому, що при зовнішній температурі від 0 до +5 ° C різниці в температурі теплоносія між подачею та обраткою практично не буде, а значить теплоносій не зможе набрати потрібну кількість енергії, щоб її віддати в батареях опалення.

Часто задається питання - але нам легше нагріти воду (теплоносій) наприклад як в котельні № 6 на 10 градусів, ніж на 25 градусів. Цілком згоден. Тільки не легше і не важче – однаково. Якщо дивитися таблицю, то видно, що вироблення теплової енергії на котельні те саме, що з різниці Т1,Т2 — 10 градусів, що з різниці 25 градусів. Отже, і газ ми витратимо той самий.

Ось формула:

V (обсяг газу) = Q (Вироблення) х НУР / Калорійність газу.

Тобто існує пряма лінійна залежність вироблення від обсягу спалюваного газу і навпаки, для кожної конкретної котельні (оскільки НУР різний у кожної котельні)

Вироблення теплової енергії та обсяг газу, що при завищеній витраті теплоносія, що при розрахунковому один і той же. Сенсу виконувати регулювання як би і немає.

Але не варто забувати, що котельня не працює в одному режимі з постійною температурою на виході, а все залежить від зовнішньої температури.

І для прикладу розглянемо таку ситуацію:
Температура зовнішнього повітря за ніч опустилася від -5 до -15 градусів. Так часто буває у нашому регіоні. І нам необхідно підняти температуру подачі з 57 до 68 градусів.

Що у цьому випадку відбувається. Візьмемо ту саму котельню № 6. Порахуємо, яка нам буде потрібна потужність котельні в цьому випадку.

Фактичний витрата теплоносія становить 303т/год = 84,2 кг/сек

Q = С х G х (різниця температур), де:

Q – потужність у Вт

G – витрата теплоносія – кг/сек

С – теплоємність води = 4200Дж/кг х градус)

Вважаємо:

Q = 4200 х 84,2 х (68-57) = 3890040 Вт = 3,89 МВт - тобто при наборі температури на 11 градусів потрібна потужність котельні більше свого підключеного навантаження. Тобто необхідно включення додатково трьох котлів ВВД-1,8 на період підвищення температури. Так би мовити «на розгін»

Після виконання регулювання до розрахункових параметрів, ситуація буде такою:

Об'єм теплоносія (G) як струмовий залишиться тим самим – ми ж при регулюванні не зливаємо теплоносій. А ось рух його сповільниться за такою формулою:

Фактичний витрата теплоносія після регулювання стане 122т3/год. = 33,9 кг/сек
Вважаємо, яка нам буде потрібна потужність котельні в цьому випадку

Q = 4200 х 33,9 х (68-57) = 1566180Вт = 1,56МВт - тобто при наборі температури на 11 градусів потрібна потужність котельні в половину менше свого підключеного навантаження. Тобто достатньо підключення одного казана ВВД-1,8.

Чому це відбувається можна зрозуміти, подивившись залежність швидкості теплоносія від його витрати. І чим більша витрата води тим більшу роботу (Дж) ми повинні зробити, щоб забезпечити цю витрату теплоносія необхідною температурою.

З цієї ж причини, котельня без регулювання при – 41 градусів не МОЖЕ дотримуватись опалювального графіка 95-70 °C.

Q = 4200 х 84,2 х (95-70) = 8841000 Вт = 8,84 МВт
Наявна потужність котельні № 6 = 8,3МВт (і це з урахуванням ГВП.

У цьому випадку є небезпека недотопити кінцевих споживачів, у яких природним чином витрата теплоносія дорівнює або менше розрахункового. (адже їм потрібно дати 95 °C в радіатор.)

А після регулювання зможе:

Q = 4200 х 33,9 х (95-70) = 3559500Вт = 3,6МВт

Тепер до того, що перетопи нам нібито вигідні. Візьмемо будь-який будинок, наприклад житловий будинок. Розрахунковий об'єм теплоносія 2,91 м3/година. Температура за графіком Т1 = 53,46 гр, Т2 = 44,18 гр. Споживання теплоти Q = 2,91 х (53,46 - 44,18) / 1000 = 0,027 Гкал / год.

Фактичний об'єм теплоносія 5,4 м3/година, температура Т1 = 53 гр, Т2 = 48 гр. Споживання Q = 5,4 х (53-48)/1000 = 0,027 Гкал/год.

Питання: у чому полягає перетоп? Де він узагалі? Споживання одне й теж. Платять до речі також. Але при цьому у квартирі у мешканців температура більша за 21 градус.

Чому?

Давайте розберемося. З подачею все зрозуміло. Однакова. Звернімо увагу на обратку та витрату теплоносія. За графіком температура обратки: 44,18 градусів. За фактом вона становить 48 градусів. Витрата теплоносія 2,91 та 5,4м3/година відповідно. Зафіксуємо це у пам'яті.
Тепер про опалювальний графік. Опалювальний графік розраховується на два параметри:

1) На розрахункову температурузовнішнього повітря нашого регіону, тобто. на максимум: - 41 гр.

2) На внутрішню температуру у квартирі 21 гр.

Іншими словами, при будь-якій температурі зовнішнього повітря, у тому числі й максимальній, цей графік повинен забезпечити таку температуру подачі, щоб у квартирі температура повітря була 21 градус.

Якщо згадати фізику, то тепло рухається завжди із зони з більш високою температуроюу зону з нижчою. Причому це відбувається незалежно від того, хочемо ми цього чи ні.

У нашому випадку з житловим будинкомза графіком будинок, як споживач теплової енергії, мав «зняти» 53,46 – 44,18 = 9,28 грн. Зняв за фактом 53-48 = 5 градусів
Тобто, зняв за фактом менше, але забезпечив у квартирі спекотний мікроклімат. Як це може бути?
Щоб це зрозуміти, розглянемо поняття температурного тиску.

Температурний напір - різниця характерних температур середовища та стінки (або межі розділу фаз) або двох середовищ, між якими відбувається теплообмін. У нашому випадку це опалювальний прилад та повітря у квартирі. Кожен опалювальний прилад у паспорті він прописаний, принаймні в сучасних.

Потужність опалювального приладу вважається:

де К – коефіцієнт теплопередачі приладу, Вт/м² °С

А – площа поверхні радіатора у квадратних метрах;

ΔT – температурний напір, що вимірюється в градусах Цельсія;

З формули видно, що чим більший температурний напір, тим більша потужність опалювального приладу. Формула температурного напору проста:

Порахуємо: При Т1 = 53,46; Т2 = 44,18

Порахуємо: При Т1 = 53; Т2 = 48
По ньому ми можемо прикинути температуру у квартирі
за вищезгаданою формулою:

Температурний напір беремо за розрахунковими параметрами, адже кількість секцій (а отже, і площа А) радіатора не змінюється.

Виходить: Х = 23 градуси. Температура у квартирі завищена порівняно з розрахунковою. Якщо квартира отримала зайву кількість тепла, то тепер неважко його порахувати:

Беремо різницю витрат за фактом та розрахунком: 5,4м3/година – 2,91м3/година = 2,49м3/година

Беремо різницю між температурними напорами: 295-278 = 17гр.

Ну і вважаємо кількість теплоти Q = 2,49 * 1,7 / 1000 = 0,004 Гкал / год.

Це тепло, яке віддав зайвий теплоносій. А якщо на місяць то множимо на 720 годин, то виходить 3Гкал/міс. І це на прикладі одного споживача. А якщо ще помножити кількість споживачів від котельні?

Це той обсяг тепла, за які не заплатить споживач. Адже він платить згідно з показаннями лічильника не за теплоносій, який пройшов системою, а за тепло, яке теплоносій віддав у будинок. Тому що по вузлу обліку буде така сама цифра 0,027 Гкал/год.

Передбачаю питання – але ж люди відкрили кватирки, зараз споживатимуть більше, платитимуть більше. Ні. Споживуть стільки, скільки потрібно.

Адже система опалення працює для того, щоб компенсувати втрати тепу і для нагрівання повітря в приміщення. Тому не треба плутати діряву хату, яка не може набрати своїх 21 градус у приміщенні. Розрахунковий обсяг теплової енергії не може компенсувати втрати і тому йому потрібно більше тепла - споживання зростає.

А ось у будинку, у якого кількість поданої теплоти компенсує всі втрати і навіть будинок, не встигаючи втрачати тепло, працює як акумулятор теплоти, то він має право або просто «викинути» його на вулицю через кватирку, або жити в тепліших умовах.

Народ став платити більше не тому, що перетоп. Він за нього не сплачує. Це тихий бунт через зростання тарифу, який керуюча компаніянамагається видати за перетоп, щоб якось стримувати невдоволення людей. Економію теплової енергії дасть не усунення перетопу, а впровадження енергозберігаючих заходів на зменшення споживання теплоти. Людям жарко – радійте люди.

На тему перетопу (перегріву) зовсім недавно я написав і випустив книгу, повністю присвячену зворотнню опалення, перегріву (перетопу) по зворотному напрямку. Вона називається «Все, що ви хотіли знати про перегрів обратки!».

Ось зміст цієї книги:

1. Вступ

2. Що таке опалення опалення?

3. З чого виникає перегрів обратки?

4. Штрафні санкції з боку теплопостачальної організації за перегрів обратки.

5. Як відрегулювати систему опалення та усунути перегрів зворотним трубопроводом?

6. Висновок

Все, що ви хотіли знати про перегрів обратки!

Мешканці сплачують за тепло. Не за нагрівання теплоносія, не за теплоносій, але за теплову енергію. Нормативи визначають температуру повітря, яка залежить від температури зовні. Нормативи розраховані так, щоб у квартирах було тепло, але не спекотно та не холодно. Коли в лютому доводиться відкривати кватирку, щоб вдихнути свіжого повітря, або закутуватися в кожушок, щоб не замерзнути, це говорить тільки про одне: комунальні служби працюють неякісно.

Що таке перетоп і чим він поганий

Коли температура повітря у квартирах перевищує норматив – це є перетоп. Взимку у квартирі має бути 18–22 градуси за Цельсієм. Якщо температура підніметься вище, стане душно, спекотно, мешканці захочуть провітрити приміщення.

Чим це погано? По-перше, це фізично неприємно. Перегріте повітря – сухе, а оскільки в приміщенні люди проводять більшу частинучасу, що пересихають слизові оболонки горла, носа, очей. Це підвищує ризик застуди чи алергії. По-друге, перетоп - це нераціональне використання енергії: щоб було тепло, достатньо 22 градусів, а теплоносій розігріли до того, що температура піднялася до 27 градусів! По-третє, хто оплачуватиме це нераціональне витрачання ресурсів? Власники квартир. І без того чималі рахунки за опалення стають ще більшими.

За кожну годину перетопу роблять перерахунок на 0,15%. Формула перерахунку складна, щоби тариф перерахували, потрібно отримати документальний доказ, що температура перевищила норматив. Для цього викликайте диспетчера, фіксуйте перетоп та вимагайте перерахунку.

Як уникнути перетопів

Перерахунок – тимчасовий захід, він не гарантує, що перетоп не повториться, а постійно фіксувати порушення та перераховувати вартість опалення важко. Вирішити цю проблему раз і назавжди можна лише одним способом: встановити системи погодного регулювання, які контролюватимуть нагрівання теплоносія залежно від температури навколишнього середовища.

Регулююче обладнання встановлюється у внутрішніх інженерних системах будинку – вузлах обліку теплової енергії. Роботу всієї системи, як правило, контролює обчислювач багатоканального теплолічильника, в якому функція автоматичного контролю температури теплоносія в залежності від температури зовнішнього повітря. Але є одна прихована проблема: якщо у вас стоять прилади обліку, метрологічні параметри яких застаріли, то на початку роботи блоків регулювання, особливо при перекритті подачі теплоносія до мінімальних витрат (навесні та восени), такі прилади можуть вийти за межі своїх можливостей, видати помилку та зупинити комерційний облік. Час регулювання у цьому випадку не увійде до заліку – платіж за економію не знизиться.

На жаль, бездумно зроблений раніше вибір поставити прилади обліку подешевше, або за рекомендацією РСО (яким вигідний облік за нормативами), або тому, що «всі поставили саме такі», приведе лише до одного – доведеться змінювати прилади обліку на нові з широким динамічним діапазоном. Найкраще вчасно визнати помилки. Нові прилади обліку окупляться дуже швидко. Як правило, такі інженерні системи, у складі яких знаходяться високоточні цифрові прилади обліку та вбудовані в обчислювач системи погодного регулювання, професійною мовою називаються «системами обліку та регулювання теплової енергії» (СУРТЕ). Окупаються вони за один чи два опалювальні сезони.

Встановити регулювальне обладнання можуть КК, але з допомогою власників і лише виходячи з рішення загальних зборів. Аргументом на користь встановлення спеціального обладнання на зборах мешканців стане те, що, як правило, при застосуванні сучасних обчислювачів на цифровій платформі з функцією автоматичного регулювання ЦО та ГВП окупається за один опалювальний сезон. Системи регулювання заощаджують гроші власників: не доводиться переплачувати за рахунками.

Встановлення регулюючого обладнання, а точніше інженерних систем індивідуальних теплових пунктів (ІТП), систем обліку та регулювання теплової енергії (СУРТЕ) або автоматизованих вузлів управління (АУУ) – це і є відповідь на питання, як уникнути перетопів.

Що таке недотопи і чому вони виникають

Недотоп – це відхилення температури повітря від нормативу у менший бік. Температура не досягає 18 градусів, тому мешканцям доводиться кутатися в теплий одягвключати електричні обігрівачі, газові конфорки.

Одна з причин недотопів – недбалість комунальних служб. У системі централізованого теплопостачання потрібно відрегулювати тепловий та гідравлічний режим. Це потрібно, щоб підтримувався перепад між тиском, що подає і зворотним, і тоді теплоносій буде рівномірно циркулювати в системі. Якщо система не відрегульована, в одних квартирах буде надто спекотно, а в інших – холодно. Також інколи обслуговуючі компанії заощаджують паливо або не враховують зміни погоди.

Але порушення правил обслуговування мереж – не єдина причина недотопів, інколи винні мешканці. Вони встановлюють додаткові батареї, монтують під час ремонту труби більшого діаметра. Це призводить до того, що тиск у трубах знижується, гаряча водациркулює нерівномірно. Регулювати систему опалення краще влітку, Взимку це проблематично. Налагодження системи опалення та гарячого водопостачання – одна з причин, через які влітку відключають гарячу воду.

Як отримати компенсацію за недотоп

Мешканцям холодно, але рахунки вони отримають, начебто квартири опалювали згідно з нормативами. Діяти потрібно так само, як під час перетопу: запросити працівника ЖКГ, щоб він зафіксував відхилення від температурного режимуі становив акт, а потім вимагати перерахунку. Але повністю вирішити проблему недотопів можна лише модернізацією регулюючого обладнання: автоматичний вузол керування підтримуватиме оптимальний температурний режим.

Установку регулюючого обладнання (систем обліку та регулювання теплової енергії, автоматичних вузлів управління, індивідуальних теплових пунктів тощо) потрібно обговорювати на зборах мешканців. Фінансують такі роботи як за рахунок власних коштів, так і за рахунок коштів капітального ремонту, якщо відповідні кошти накопичені. Ще одне питання, яке необхідно обговорити на зборах, теж пов'язане з недотопами – це теплові втрати самого будинку. Не виключено, що будинок необхідно утеплювати як зсередини, так і зовні, з боку фасадів. Не треба терпіти холод та переплачувати за опалення! Почніть з модернізації інженерних систем опалення та гарячого водопостачання – це найвитратніша частина вартості споживання теплових послуг, і рахунки за опалення почнуть зменшуватися.

25 лютого поточного року на нараді з першими особами, відповідальними за ціни та тарифи у сфері ЖКГ, президент Росії В.В.Путін, мабуть у серцях, дав сувору вказівку: щоб у середньому на рік зростання платежів громадян за житлово-комунальні послуги не перевищувало поріг 6%! Але правда відразу обмовився: за рідкісним винятком, де таке не можливе, може бути незначне подорожчання, але загалом країною – щоб ні-ні!
А чи може взагалі бути таке, чого вимагав керівник країни?
За останні 10 років, як свідчить офіційна статистика, ціни та тарифи у ЖКГ злетіли у 7,6 раза, тобто. утричі проти рівня інфляції загалом країною. Причому у структурі платежу мешканців за житлово-комунальні послуги основну, 80-відсоткову частку становлять саме комунальні послуги, левову частку яких становить опалення та гаряче водопостачання. І лише 18-20% припадає на житлові послуги: це плата за утримання та ремонт спільного майна. Примітно, що за десятиліття сегмент плати, що припадає на утримання житла, також скоротився більш ніж у два рази: на початку нульових співвідношення видатків населення на житлові та комунальні послуги виглядало як 35/65. Таким чином, виходячи із стандарту оплати житла, затвердженого Урядом, середня вартість плати за однокімнатну квартируплощею 35 квадратів становитиме 5000 рублів на місяць, їх 4000 рублів – комунальні послуги і лише 1000 рублів – плату ремонт та утримання.
Розраховувати на те, що нестримне зростання цін на енергоресурси колись зупиниться, а тим більше на зниження цін, не доводиться. Практика показує, що навіть тоді, коли світові ціни на нафту падали, бензин у нашій країні безперервно дорожчав. Отже, тепло, вода та електроенергія вже не подешевшає. Утискати плату за ремонт та утримання житла в умовах, коли більшість будинків потребує капітальному ремонті, значить рубати будинок під корінь: або звалиться, або розвалиться.
Залишається одне: зрозуміти, а чи стільки нам треба комунальних послугскільки нам пропонується до оплати?
Перші кроки.
Про енергозбереження в нашій країні заговорили 2010 року, коли був прийнятий відомий федеральний законФЗ-261, зобов'язав всіх споживати енергію виключно враховану, тобто. за приладами обліку, встановивши конкретні терміни, до яких всі споживачі зобов'язані «приладдя».
Слід зазначити, що у Москві за міськими програмами загальнобудинкові прилади обліку почали встановлювати, починаючи з 2002 року, і за 10 років майже кожному багатоквартирному будинку такі прилади вже є. І є навіть деякі результати зниження плати за споживані ресурси. Оскільки, як виявилося на практиці і про що йшлося в теорії, фактичне надання нам, скажімо, теплової енергії значно менше, ніж передбачається за нормативами споживання. Що, власне, і підтверджують показання загальнобудинкового приладу обліку теплової енергії, якщо, звичайно, прилад справний і достовірний.
Отже, перший крок зроблено: ми почали розуміти і фіксувати кількість енергії, поставленої в наш будинок, тобто. "зважувати в грамах" скільки витратили.
З'їсти він з'їсти, такхто йому дасть?

У нашому випадку все навпаки - дамо багато, спробуйте не з'їсти!

Тепла нам поставляється із значним надлишком. Це пояснюється складнощами в міському господарстві: неможливо кожному будинку подати стільки теплової енергії, скільки йому насправді потрібно. Від найближчого ЦТП, до якого підключено наш конкретний будинок, запитано і школу, і дитячий садок, і ще десяток інших будинків. Причому всі вони різні за розміром і висотністю, побудовані з різних конструктивних елементів і різні роки… Ось і намагається теплопостачальна організація дати тепла стільки, щоб не лише першому, а й останньому будинку у всьому цьому складному ланцюжку дісталося за нормами. Відповідно, тим, хто ближче – дістається з великим запасом. Настільки, що у найлютіші морози живемо з відчиненими фрамугами та кватирками. Що ж говорити про так звані «перехідні» періоди – коли на вулиці ще не холодно, але вже й не тепло…
І як же нам зберігати ресурси та ефективно їх витрачати, якщо все це зайве тепло витікає у кватирку?
За кількість – дякую. А за якість – не дуже
На сьогоднішній день ті загальнобудинкові прилади обліку, які встановлені в наших будинках (а вони, до речі, чомусь не наші, хоча за логікою та за змістом закону – мають бути спільним майном багатоквартирного будинку) фіксують кількість теплової енергії, що поставляється в обсягах і температурних показниках. Температура теплоносія має бути такою, щоб відповідати температурі зовнішнього повітря, тобто. Чим на вулиці холодніше, тим гарячіше повинна бути температура води/пара в трубах на вході до будинку. Ця залежність відображена у температурному графіку, який є додатком до договору на теплопостачання.
Для того щоб проаналізувати, наскільки кількість, що поставляється, відповідає нашим потребам, нам потрібно зіставити цю кількість з температурою навколишнього середовища. Зробити це можна двома способами: зробити відповідні арифметичні дії або скористатися технічними засобами.
Ілюстрації, що додаються, якраз і показують такий аналіз. У додатку – звіти щодо якості теплової енергії, що поставляється в декількох будинках. Нижня крива на графіку показує температуру зовнішнього повітря. Сіра розмита крива – температуру теплоносія, яка повинна відповідати температурному графіку за договором постачання теплової енергії до багатоквартирного будинку. А верхня червона - саме відображає фактичне поставлене тепло - істотно перевищує кількість, яка необхідна нашому будинку. Тобто, тепло в будинок подано, на приладі кількість зафіксована, будьте ласкаві – сплатіть рахунок!
Поверніть наші гроші!
За результатами аналізу якості теплоносія, що поставляється, слідує висновок: тепла нам поставили з надлишком, стільки нам не потрібно. Хоча загальнобудинковий прилад обліку чесно показав ту кількість, яку нам поставили, але ми маємо право відмовитися від оплати надмірно поставленої теплової енергії, оскільки теплопостачальною організацією допущено відхилення від вимог щодо якості. Відповідно, споживач має право вимагати перерахунок плати за опалення.

Матеріали на тему

Економія теплової енергії – 25-40%. Простота встановлення та експлуатації. Окупність – 1 сезон.

Вступ

Загальновідомо, що у міжсезоння, (особливо це відчувається навесні) у системах опалення більшості житлових будинків відбувається «перетоп», що не тільки створює дискомфорт, а й обходиться у суттєву «копієчку». Це, звичайно, стосується не тільки житлових будівель, а будь-яких, що мають «залежну» схему підключення, наприклад, через елеватор.

Технічно причину цього «перетопу» можна усунути лише регулюванням споживання у самому будинку. Для цього зараз активно пропонуються до впровадження індивідуальних теплових пунктів (ІТП) – рішення, скажімо прямо, не дешеве. Інший варіант - насосне змішування - теж не позбавлений недоліків, оскільки вимагає не тільки витрат на насос і автоматику, а й постійної витрати електроенергії (а це постійні витрати), крім того, схема залежна від електроенергії, при її відключенні опалення в будівлі не буде. Найголовніше - насосна схема потребує капітальних витрат, які за невеликого теплоспоживання окупатимуться дуже довго.

Якраз для будівель з невеликим споживанням (до 0,3 Гкал/год) є недороге та якісне вирішення проблеми – регулятор опалення, який регулює споживання теплової енергії будівлі позиційно (тобто забезпечуючи переривчасте опалення) – метод давно відомий та описаний у всіх підручники, але дещо забуті, оскільки більшість відомих регуляторів працювали за параметром температури теплоносія із системи опалення, що призводило з ряду причин до розрегулювання системи опалення по стояках. Пропонований регулятор має зовсім інший метод регулювання. Програмне забезпеченняобчислює за температурою зовнішнього повітря необхідну кількість теплової енергії для будівлі і не дає споживати зайвого.

При нетривалих (до 30 хв) перервах циркуляції теплоносія в системі опалення температура в приміщенні практично не відрізнятиметься від початкового значення. Навіть при сильних морозах(-20 О С) шестихвилинна перерва в циркуляції теплоносія призведе до зниження температури приміщення в панельній будівлі всього на 0,1 ° С оскільки інерційність водяної системи опалення і самої будівлі дуже великі. Короткочасна перерва циркуляції особливо виправдана тоді, коли вона обумовлена надмірною в даний моментчасу тепловою потужністю, що фіксується приладами автоматичного регулювання. У цьому випадку позиційне регулювання буде настільки ж ефективним, як і регулювання пропорційне, яке забезпечує, наприклад, ІТП (незалежне підключення).

Технічні засоби, що реалізують позиційне регулювання, не вимагають застосування складної та дорогої техніки. Не потрібні циркуляційні насоси, що вимагають постійного електроживлення, існуючі елеватори можуть залишитися на своїх місцях, а вартість виконавчих механізмів позиційного типу, наприклад електромагнітних клапанів, істотно нижче вартості клапанів пропорційного регулювання.

Про регулятор опалення будівлі

Регулятор призначений для керування процесом споживання теплової енергії у будівлях із залежним підключенням із навантаженням не більше 0,3 Гкал/год.

За показаннями датчиків температури зовнішнього повітря та температури у зворотному трубопроводі (див. рис.) контролер оцінює кількість надлишкового тепла, що надходить до будівлі. Для підтримки комфортної температуриу приміщеннях потік теплоносія періодично переривається за допомогою клапана, усуваючи перетопи. Під час короткочасного відключення протоплена будівля заощаджує тепло, а температура в приміщеннях залишається стабільною за рахунок теплоакумуляторної властивості будівлі.

Економія

У середньому типовий 5-поверховий або 9-поверховий будинок споживає на опалення 70-100 Гкал теплової енергії (березень). Навіть при мінімальній економії 25% і середньої вартості 1 Гкал 2000 руб. економія становитиме 35-50 тис. крб. на місяць. Регулятор окупається одразу, за перший же опалювальний сезон!

Налаштування та керування

Для налаштування та керування контролером не потрібно спеціальних програм. Його обслуговування здійснюється через вбудований WEB-сервер за допомогою мобільних пристроїв(Ноутбук, планшет, смартфон).

Більше того, вбудований модем може здійснювати розсилку SMS-повідомлень при виникненні аварійних та позаштатних ситуацій. При підключенні пакету послуг «Економ» можлива організація віддаленого доступудо контролера через мережу Інтернет.

Крім того,обчислювач регулятора сертифікований як засіб вимірювання (теплообчислювач вузла обліку). Таким чином, якщо до нього підключити витратомір, вийде повноцінний вузол обліку теплової енергії без додаткових витрат.

Часті запитання та відповіді

Регулятор можна встановлювати лише споживачам із залежною схемою підключення?

Відповідь:досить суттєві перетопи в осінній та весняний періоди (а для теплих кліматичних зон- практично весь опалювальний сезон) властиві якраз залежній схемі приєднання. Якщо схема є незалежною, то теплова енергія передається через теплообмінник і відповідна автоматика повинна регулювати величину споживання (дотримання температурного графіка, що виключає перетопи).

Чому регулятор рекомендується встановлювати при споживанні будинком до 0,3 Гкал/год

Відповідь:відомо кілька схем, що дозволяють регулювати споживання теплової енергії будівлею потреби опалення. Найчастіше застосовується насосна схема, що дозволяє плавно регулювати споживання теплової енергії будинком. Але впровадження такої схеми вимагає витрат на купівлю насоса та відповідного клапана, що при малому споживанні (відповідно та порівняно невеликих обсягах економії) окупатиметься досить тривалий час. Спеціально для таких споживачів був розроблений наш Регулятор, який показав на практиці окупність від 2 місяців до 2 опалювальних сезонів. Для будівель із споживанням більше 0,3 Гкал/год традиційна насосна схема окупається у прийнятні терміни.

Чи не викличе робота Регулятора шуму чи гідроударів у системі опалення будівлі?

Відповідь:при споживанні будинком до 0,2 Гкал (і менше) витрата теплоносія становить близько 2 л/с (при швидкості теплоносія в трубі близько 1 м/с), за таких витрат виникнення гідроудару неможливо. Якщо використовується соленоїдний клапан, що регулює витрату, то при його закритті/відкритті (десь 2 рази на півгодини) чути характерне клацання. В офісних будинках його, звичайно, не чути. Якщо поряд житлові приміщення, то краще використовувати клапан кульовий із сервоприводом, він працює безшумно, але його вартість трохи вища.

Чи не викличе робота Регулятора заповітрювання системи опалення?

Відповідь:ні. Клапан регулюватиме подачу теплової енергії короткочасним перекриванням трубопроводу, що подає. Зворотний трубопровід нічим не перекривається. Саме тиском у зворотному трубопроводі тепломережа забезпечує нормальну роботу залежних систем споживачів без повітря.

Чи можна поставити один регулятор на кілька будівель?

Відповідь:На кожну будівлю потрібно ставити свій регулятор, оскільки він розраховує індивідуальне споживання будинком теплової енергії. Якщо підключити кілька будівель, то через індивідуальні особливості одні з них будуть перегріватись, а інші недогріватись. При індивідуальній установці регулятора він враховуватиме особливості конкретної будівлі та забезпечуватиме необхідну кількість теплової енергії для підтримки комфортної температури в приміщенні.

Чи важко настроювати Регулятор?

Відповідь:Регулятор налаштовується дуже просто: йому задається температурний графік теплової мережі та температура, яку необхідно підтримувати у приміщеннях будівлі. Решту він вирахує сам. Крім того, якщо будівля офісна або промислова, можна вказувати періоди, коли температура в приміщеннях може бути зниженою (вихідні дні та нічний годинник). В цьому випадку економія буде ще більшою. Якщо Регулятор підключено до мережі Інтернет, то налаштування може бути здійснено віддалено з будь-якого комп'ютера (за логіном та паролем).

Наскільки складним є монтаж Регулятора?

Відповідь:Монтаж зводиться до встановлення монтажного модуля з вже встановленою на ньому необхідною арматурою (на різьбовому або фланцевому з'єднанні - доступна операція будь-якому слюсарю). Операція, що вимагає зварювання - встановлення гільзи в трубопровід для датчика температури. Кріплення другого датчика температури (повітря) на північний (бажано) фасад будівлі - не є складним. Шафа керування монтується на стіну. Якщо підключення до Інтернету через мобільний зв'язок, можливо, потрібно вивести антену на фасад будівлі.

Чи є практичний досвідВикористання Регулятора?

Відповідь:Як приклад наведемо дані роботи регулятора у будівлі офісу теплопостачальної компанії у Москві. На рис. 1 видно виконавчий механізм (кульовий клапан із сервоприводом), встановлений після теплолічильника (по ходу теплоносія). На рис. 2 представлений графік температури в трубопроводі, що подає і зворотному, системи опалення, які фіксував теплолічильник. На рис. 3. графік споживання теплової енергії будинком (дані теплолічильника). На рис. 2 та 3 приклади роботи системи диспетчеризації та обліку даних.

Малюнок 1. Виконавчий механізм регулятора опалення (ліворуч) та змонтований у шафі регулятор (контролер) (праворуч).

Малюнок 2. Графік температур в офісній будівлі після встановлення регулятора (за даними теплолічильника)

Малюнок 3. Споживання теплової енергії будівлею після встановлення регулятора опалення (дані теплолічильника)

В.К. Ільїн, Заслужений енергетик Росії, директор НП "Група Тепло", м. Москва

Вступ

Сьогодні у Росії прийнято централізована система теплопостачання, коли він тепло виробляється на ТЕЦ чи котельних, а перетворення його до необхідних параметрів для мереж опалення і гарячого водопостачання (ГВП) виробляється у теплових пунктах. Максимальна температура в теплових мережах може досягати 130 ^ 150 СО, мінімальна не може бути нижче 70-80 СО. Для зниження температури більшість будівель підключається до теплових мереж через змішувальні пристрої - елеваторні вузли. До переваг елеваторів відноситься низька вартість, абсолютна надійність, відсутність витрат на експлуатацію та потреби в електроенергії. Недоліком елеватора є неможливість оперативної зміни коефіцієнта змішування, що призводить до осінньо-весняних перетопів, коли температура в тепловій мережі перевищує розрахункову для систем опалення на 30 - 40 О С. Для прикладу в Москві період перетопу становить 40% опалювального сезону, І на перетоп йде 10-15% річної витрати тепла на опалення.

Системи опалення будівель гідравлічно дуже нестійкі і вимагають постійної витрати води за величиною. Зміна витрати веде до гідравлічного розрегулювання системи, коли теплоносій припиняє надходити в окремі стояки та опалення підключених до них квартир просто припиняється. Звідси випливає, що регулювати (зменшувати) подачу тепла на опалення будівель в цілому можна лише зміною температури теплоносія, але не витратою.

Регульований елеваторний вузол

Пропоноване технічне рішення - регульований елеваторний вузол (рис. 1) - дозволяє повністю ліквідувати перетопи, але при цьому зберігає всі переваги елеваторного вузла, не вносить збурень у роботу системи опалення та потребує мінімальних витрат на впровадження та обслуговування.

Основні особливості:

■ скорочення витрати тепла на опалення в осінньо-весняний період;

■ постійна витрата теплоносія в системі опалення у всіх режимах роботи;

■ безаварійна робота системи опалення при перебоях у подачі електроенергії або виході з ладу обладнання;

■ мінімальне споживання електроенергії у режимі регулювання;

■ мінімальний набір обладнання;

■ графік відпустки тепла – будь-який, включаючи програмне регулювання.

Схема включає в себе існуючі на введенні в будинок елеватор (Е) і регулятор напору, що розташовується перед елеватором (РПД).

Додаткове обладнання: перемичка, паралельна елеватору; підмішуючий насос (ПН) з частотно-регульованим електроприводом (ЧРП); зворотний клапан (ОК); контролер, керуючий роботою системи; датчики температури на опалення Т3 та зовнішнього повітря Тнв.

Робота регульованого елеваторного вузла

При дотриманні температурного графіка на введенні в будівлю насос, що підмішує, відключений, і елеватор працює в штатному режимі. Зворотний клапан запобігає перетіканню теплоносія з теплопроводу в зворотний. При завищенні температури на опалення Т 3 щодо графіка, включається насос, що підмішує, який поступово нарощує оберти, виходячи в режим підмішування зворотної води G^^ в подаючу лінію, температура перед елеватором знижується, температура теплоносія на опалення Т 3 приводиться у відповідність з опалювальним графіком. Одночасно прикривається регулятор напору, що розташовується, скорочуючи витрату води з тепломережі G 1 . Сумарна витрата води через сопло елеватора G-i та витрата води в системі опалення G 3 залишаються постійними.

При зникненні електроенергії насос, що підмішує, відключається, і елеватор працює в штатному режимі. Автоматичного регулювання при цьому не відбувається, але аварійний режим виключається.

Область роботи регульованого елеватора: періоди осінньо-весняного зрізання опалювального графіка (для всіх будівель); зниження температури на опалення у нічний час та вихідні дні для адміністративно-громадських будівель. На рис. 2 показаний графік регулювання для житлових будинків та адміністративних будівель, де зона регулювання показана зеленим кольором. Конкретний закон регулювання визначається автоматичним регулятором.

При модернізації існуючого елеваторного вузла система може бути доповнена теплолічильником із пристроєм збору та передачі даних каналами зв'язку, що дозволяє контролювати та керувати роботою системи з диспетчерського пункту.

Стендові випробування

Критерій нормальної роботи регульованого елеваторного вузла - дотримання постійної витрати води в системі опалення G 3 при зміні витрати води, що насосом підмішується, від 0 до розрахункового з одночасним зменшенням витрати G 1 від розрахункового до 0. Це відповідає зміні температури води перед елеватором від Т 1 до Т4 або витрати тепла на систему опалення від розрахункового до нульового.

До установки на об'єкт елеватор, що регулюється, був випробуваний на гідравлічному стенді, схема якого показана на рис. 3.

Стенд являє собою замкнуте кільце з мережевим насосом (СН), що імітує наявний напір в тепловій мережі. У кільце врізані елеватор, регулятор напору (РПД), що розмішується, підмішуючий насос (ПН) з регульованим електроприводом (ЧРП), зворотний клапан (ОК). Регулюючий клапан (РК) імітує опір системи опалення. Стабільний гідравлічний режим підтримується підживленням (УП).

Вимірювалися та фіксувалися такі параметри.

1. Витрата:

■ мережної води G 1 ;

■ води через сопло елеватора G-i;

■ води у системі опалення G 3 ;

■ води на підміші елеватора G 4 sm;

■ води, що підмішується насосом G4 нас;

2. Тиск:

■ мережеве Р 1 ;

■ перед елеватором Р-[;

■ у зворотній лінії Р 2 ;

■ після підмішуючого насоса Р н.

■ Умови роботи: ΔP=Р1-Р2=const; G′=G1+G4нас=const; G3=G1′+G4ел=const; G4нас = var; G1 = var.

■ Напір перед елеватором ΔР задається регулятором РПД. Витрата води, що підмішується насосом, задавалася зміною частоти обертання насоса.

■ Результати гідравлічних випробувань наведено на рис. 4.

■ При частоті електричного струму на ЧРП від 0 до 41 Гц напір, що розвивається насосом, нижче розташовуваного напору перед елеватором (Р н<Р1) и подмеса воды не происходит. При частоте 41 Гц открывается обратный клапан, насос начинает подмешивать обратную воду в подающую. При подмесе давление перед элеватором Р1 увеличивается, регулятор РПД прикрывается, расходы воды через сопло элеватора G 1 и в системе отопления G 3 остаются неизменными.

При частоті 44 Гц РПД повністю закривається і витрата G 1 падає до 0 в системі циркулює тільки зворотна вода. При зниженні частоти процес повторюється у зворотному порядку.

Таким чином, для даного об'єкта (стенду) в зоні від 41 до 44 Гц витрата мережевої води G-i змінюється від розрахункового до нуля, витрата води, що підмішується G^ змінюється від нуля до розрахункового, витрати води на підміс елеватора G 4 sm і в системі опалення G 3 залишаються незмінними, тобто. схема повністю відповідає заданим умовам.

Перший досвід

До початку періоду весняного перетопу регульований елеватор було встановлено на системі опалення 6-поверхової будівлі з розрахунковим опалювальним навантаженням 0,67 Гкал/год. У неавтоматизованому режимі було знято теплові та гідравлічні характеристики системи опалення з елеватором (рис. 5-6).

Як випливає з рис. 5, змінюючи частоту обертання насоса, що підмішує, ми можемо змінювати температуру перед елеватором від Т 1 до Т 4 , при цьому, відповідно заданому коефіцієнту змішування, змінюється температура в системі опалення Т 3 від розрахункової Т 1 до мінімальної Т 4 . За таким самим законом змінюється витрата тепла на опалення від розрахункового (для Т 1 =72 О С) і практично до нуля.

Гідравлічні характеристики (рис. 6), отримані на об'єкті, повністю ідентичні отриманим на стенді (з урахуванням гідравлічної відмінності стенду та об'єкта).

Залежно від частоти обертання насоса, витрата мережевої води G1 зменшується від розрахункового до нульового, витрата води, що підмішується G4нас збільшується від нульового до G3, розташовується напір ∆Р=Р1′–P2, див. рис. 3) і витрати води в системі опалення G3 залишаються незмінними.

На початку квітня 2010 р. систему опалення адміністративної будівлі було переведено в автоматичний режим.

Характеристики будівлі:

■ витрата води на опалення – 26,5 м 3 /год;

■ витрата мережної води на опалення – 8,3 м 3 /год;

■ гідравлічний опір - 2 м в.ст.;

■ система була підключена через елеватор № 5, діаметр сопла 10,5 мм, розрахунковий напір перед елеватором – 28,7 м в.ст.

Використане обладнання:

■ моноблочний насос малошумний КМ 40-32-/180а/2-5,7: G=8,8 м 3 /год, H=40 м с.ст., N=2,2 кВт;

■ регулятор перепаду тиску РА-М: Ку=16 м 3 /год, ΔР pег =1^4 кгс/см 2 ;

■ перетворювач частоти FR^740-080^0 потужністю 3 кВт;

■ регулюючий прилад "ЕЛТЕКО".

Завдання випробувань:

1. Перевірка працездатності автоматизованої системи відпустки тепла;

2. Регулювання температури води на опалення в період зрізання температурного графіка Тот = ПТнв);

3. Підтримка стабільної витрати води в системі опалення у всьому діапазоні регулювання.

Умови випробування: температура зовнішнього повітря Т нв змінювалася від -5 до +15 °C; температура мережної води Т тс стабільна 70^75^.

Автоматизована система регулювання відпрацювала практично весь місяць та показала високу надійність та стабільність роботи. При низьких нічних температурах система автоматично відключалася, і елеватор працював у штатному режимі, при підвищенні температури зовнішнього повітря система включалася і виходила в режим підтримки температурного графіка, при температурах вище +15 подача мережної води на будинок практично повністю припинялося.

Економічна ефективність

Розрахункова економічна ефективність:

■ витрати на обладнання регульованого елеваторного вузла для житлової будівлі на 200 квартир, розрахункове опалювальне навантаження якого 0,5 Гкал/год, становлять 200 тис. руб.;

■ розрахункове скорочення витрати тепла на опалення становить 10% річної витрати теплової енергії, що становить 125 Гкал або 161,38 тис. руб.; розрахунковий термін окупності становить 1,5 опалювального сезону (осінь, весна, осінь);

■ для адміністративно-суспільних будівель такої ж потужності додаткова економія за рахунок зниження витрати тепла в неробочий час – 15%, що становить 190 Гкал або 245,1 тис. руб.; розрахунковий термін окупності становитиме 0,8 опалювального сезону (осінь, половина весни).

Фактична ефективність для цієї будівлі.

Згідно з рахунками, виставленими теплопостачальною організацією, у березні 2010 р. витрата тепла на ЦТП склала 210 Гкал, у квітні 2010 р.

90 Гкал. Щомісяця 35 Гкал витрачається на потреби ГВП, отже, на опалення пішло у березні 2010 р. 175 Гкал, у квітні 2010 р. 55 Гкал. Температура, що подає в тепломережі в березні 2010 р. була 93,05 О С, у квітні 2010 р. 73,3 О С, розрахунковий перепад температур на опалення для Т 1 =93 О С становить 13 О С, а для Т 1 =73 О С становить 8 О С, витрата теплоносія в системі опалення не змінювався. Отже, за відсутності автоматичного регулювання витрата тепла у квітні мав становити: Qапр=(Qмарт/ΔT мa рт).ΔT aΠ р=(175/13).8=107,6 Гкал. Фактична витрата теплової енергії на опалення у квітні 2010 р. склала 55 Гкал.

Таким чином, за рахунок регулювання витрати тепла на опалення зекономлено 52,6 Гкал, що за тарифу 1291 руб. / Гкал склало 67,9 тис. руб.

Витрати обладнання автоматизованого елеваторного вузла у разі склали 100 тис. крб., отже у цьому об'єкті система окупить себе за 2 місяці роботи чи один опалювальний сезон (весна+осінь).

Висновки

1. Проведені стендові та натурні випробування автоматизованого елеваторного вузла повністю підтвердили працездатність системи та її ефективність при регулюванні витрати тепла на опалення будівель.

2. Систему відрізняє висока надійність обладнання, низька вартість комплектуючих, мінімальні витрати на дообладнання існуючого елеваторного вузла, швидка окупність.

3. З урахуванням вищесказаного система може бути рекомендована до масового впровадження у житлових та адміністративно-громадських будівлях із залежним приєднанням систем опалення як один із ефективних заходів щодо енергозбереження у ЖКГ.

Можливо, буде корисно почитати: