Отопление, теплоснабжение, вентиляция / Системы низкотемпературного водяного отопления энергоэффективных многоквартирных жилых зданий.  (Прочитано 782 раз)

Качество теплового комфорта отапливаемых помещений повышается при значительном понижении расчетной температуры теплоносителя системы отопления. Такие системы называются низкотемпературными, и максимальная температура теплоносителя в них задается от 45°С [1] до 70°С [2].  Практика современных систем низкотемпературного водяного отопления (СНВО) обусловлена в основном использованием низкопотенциальных, в т.ч. возобновляемых источников энергии, энергоэффективность которых значительно повышается при снижении температуры теплоносителя менее  50°С.

ПРЕИМУЩЕСТВА СНВО.
К низкотемпературным источникам относят гелиосистемы, тепловые насосы, утилизаторы тепловых сбросов, системы с аккумуляторами тепловой энергии, низкотемпературные конденсатные водогрейные котлы, энергоэффективные низкотемпературные тепловые сети. СНВО технически реализуются в виде систем напольного, панельного и конвективного отопления. СНВО в сравнении с другими системами имеют значительные преимущества:
• ввиду более высокой радиационной температуры помещения повышается качество теплового комфорта для человека, при этом снижается температура воздуха и, соответственно, теплопотери через наружные ограждения;
• из-за более низкой температуры поверхностей отопительных приборов значительно снижается скорость свободноконвективных потоков, и, как следствие, значительно снижается запыленность воздуха в помещении;
• использование СНВО позволяет увеличить энергоэффективность применяемых невозобновляемых и возобновляемых источников тепловой энергии.

Востребованность возобновляемых источников энергии связана с экологическими проблемами, с непрерывным ростом стоимости невозобновляемых источников, а также с осознанием конечности их добычи. Однако кажущаяся простота перехода к СНВО для энергоэффективных зданий приводит зачастую к созданию дискомфортных и энергозатратных систем. Причин здесь множество, но главной из них является идентичность переноса технологии проектирования автоматики и тепломеханической части, принятой для современных систем, на проектирование СНВО. Теплотехнические отличия СНВО и особенности их автоматизации требуют особых подходов к проектированию и расчету этих систем.
СНВО наряду с множеством положительных вышеприведенных характеристик имеют следующие особенности, существенным образом изменяющие технологию проектирования:
• расчетная разность температур подающего и обратного теплоносителя не превышает 10…15°С. Как правило, эту разность температур принимают равной 10°С;
• низкая расчетная температура подающего теплоносителя – не более 50°С. Эти обстоятельства предопределяют особенности в проектировании как системы отопления, так и оборудования индивидуального теплового пункта (ИТП).

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИТП.
1. При применении множества источников теплоты приоритетность их использования следует выстраивать, начиная с возобновляемых и заканчивая невозобновляемыми источниками теплоты. Например, приоритетность может быть в следующей последовательности: гелиосистема, утилизатор тепловых сбросов, тепловой насос, тепловые сети или котельная.
2. Для получения требуемой температуры подающего теплоносителя желательно не применять схемы зависимого присоединения с узлами смешения. Следует использовать независимые схемы присоединения к источникам тепловой энергии.
3. При независимой схеме присоединения применяют расширительные баки мембранного типа, объем которых для больших зданий превышает 1 м3. Обслуживание таких баков сопровождается определенными проблемами, особенно для зданий высокой этажности. В прошлом веке широко применялся открытый расширительный бак, единственной проблемой которого было значительное испарение воды с его открытой поверхности. Проблема решается путем применения обратных клапанов, отсекающих поверхность испарения от атмосферного воздуха [4]. Работоспособность этого предложения проверена на ряде объектов, где подпитка системы не требовалась в течение ото-пительного периода. На рис. 1 показан вариант крупного бака на примере современной реконструкции системы отопления учебного корпуса № 15 БНТУ. Подобное решение предлагается для низкотемпературных систем отопления многоквартирных жилых домов.
4. Низкое качество регулирования температуры подающего теплоносителя по графику ЦКР (из-за небольшого диапазона +30°С…+50°С) следует компенсировать применением качественных, простых и надежных систем индивидуального регулирования температуры воздуха в отапливаемых помещениях.
5. Циркуляционный насос следует подбирать с электронным управлением частотой вращения без «запаса» по задаваемому расходу теплоносителя, чтобы не уменьшить и без того малую разность температур теплоносителя.



ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ.
1. Исключается применение однотрубных систем. Следует проектировать двухтрубные системы отопления.
2. Расчетные расходы теплоносителя при прочих равных условиях в сравнении с традиционными водяными системами в 2–3 раза выше. При этом в случае возникновения эксплуатационного разбаланса в системе из-за несанкционированного вмешательства жильцов возникают более значимые дискомфортные явления в сравнении с традиционными системами.
3. Требуемые поверхности нагревательных приборов почти в 2 раза больше, поэтому следует применять пластинчатые конвекторы или стальные плоские радиаторы высотой не более 400 мм с расположением термостатического клапана с жидкостным датчиком или с датчиком с твердым наполнителем ближе к полу. Отопительные приборы следует оборудовать термостатическими клапанами со встроенной задаваемой предустановкой пропускной способности, но при значении kvs в пределах 0,35…0,45 м3/ч (рис. 2), что в сочетании с правильно подобранным циркуляционным насосом исключает нарушение работы в системе при любых вмешательствах жильцов в гидравлику системы [4].


4. Напольное отопление и конвективное отопление квартиры предлагается подключать к единой распределительной гребенке (рис. 3). Напольное отопление комнат следует применять нерегулируемое по теплоотдаче в сочетании с регулируемым конвективным, задавая нагрузку напольного не более 50% от расчетной. На обратном трубопроводе каждого контура напольного отопления следует устанавливать термостатический клапан (в разрыв трубы без контакта с гребенкой) с ограничителем температуры теплоносителя при «уставке» примерно на 30°С (рис. 3).


Список использованных источников.
1. Крафт Г. Системы низкотемпературного отопления / Пер.с нем. С. Г. Булкина. – М.: Стройиздат, 1983. – 108 с.
2. Сканави А. Н., Махов Л. М.Отопление: Учебник для вузов. –М.: Изд-во АСВ, 2006. – 576 с.
3. Покотилов В. В. Регулирующие клапаны автоматизированных систем тепло- и холодоснабжения. – Вена: Изд-во фирмы ГЕРЦ Арматурен Г.м.б.Х., 2010. – 176 с.
4. Глинцерер Г., Фурман К., Покотилов А. Г., Рутковский В. В. Поквартирное отопление многоэтажных зданий с использованием шкафов управления // Сборник докладов международной конференции «Энергоэффективное строительство в Республике Беларусь», 28 февраля 2013 г., с. 50–55.
Авторы:
А. ГРЕБЕНЬКОВ, к.т.н., руководитель проекта ПРООН/ГЭФ
Г. ГЛИНЦЕРЕР, доктор наук, владелец компании HERZ Armaturen, Вена, Австрия
В. ПОКОТИЛОВ, к.т.н., эксперт проекта ПРООН/ГЭФ

Источник: Журнал «Мастерская. Современное строительство» №2, 2014

Читайте еще статьи строительной тематики
в журнале "Мастерская. Современное строительство"