Версия для печати
Утверждение плана работа по капремонту сроков и порядка их производства, сметной стоимости источников финансирования осуществляется решением общего собрания собственников помещений в МКД (ст 184 ЖК РФ). Руководители УО, ТСЖ и ЖСК должны довести до сведения собственников объективную информацию о целесообразности производства модернизации той или иной инженерной системы в процессе ремонта.
Принятие решения о модернизации инженерных сетей МКД
При организации капитального ремонта (КР) в субъек-тах РФ, например в Санкт-Петербурге, было обращено внимание на п. 9 ст. 29 Закона от 27.07.2010 № 190-ФЗ «О теплоснабжении», в котором сказано: «С 1 января 2022 г. использование централизованных открытых систем теплоснабжения (горячего водоснабжения) для нужд горячего водоснабжения, осуществляемого путем отбора теплоносителя на нужды горячего водоснабжения, не допускается».
Очевидно, что при планировании работ по КР необходимо предусмотреть и закрепить в нормативных актах субъекта РФ мероприятие по выполнению указанного требования.
При этом хороший хозяин заинтересован в одновременной модернизации систем горячего водоснабжения (ГВС) и отопительной. Но это вопрос не только технический, но и экономический.
Для принятия решения по КР инженерных систем горячего водоснабжения и отопления следует определить:
Соответствие федеральным нормативным актам;
Техническую необходимость;
Экономическую целесообразность.
Рассмотрим альтернативные решения для МКД, в индивидуальных тепловых пунктах (ИТП) которых установлены элеваторные узлы.
Через элеваторные узлы теплоноситель передается в систе-му отопления, а в систему ГВС - через терморегулятор в ИТП.
Возможны следующие варианты ремонта систем:
Модернизация системы ГВС, не затрагивая отопительную;
Замена устаревшего элеваторного узла на узел с автоматиче-ской регулировкой температуры и модернизация системы ГВС;
Замена элеваторного узла автоматизированным и модерни-зация систем ГВС и отопления.
Если используются газонагреватели, терморегулятор в ИТП отсутствует. Модернизацию таких систем ГВС не рассматриваем.
Модернизация системы ГВС
На вводе трубопроводов теплосети в элеваторный узел МКД устанавливается терморегулятор, через который вода с темпера-турой 65-70 °С подается в систему ГВС. Таким образом для нужд ГВС из тепловой сети отбирается теплоноситель. Обращаем вни-мание, что с 1 января 2022 г. такая схема будет запрещена.
Существует практически единственное решение - устрой-ство закрытой системы ГВС с установкой в ИТП теплообменни-ков и насосов, а также замена стальных оцинкованных труб на по-лимерные.
Проектно-сметная документация должна определять:
Состав и конструкцию контура подогрева воды;
Состав и трассировку внутренних трубопроводов;
Насосную установку, обеспечивающую циркуляцию воды в системе;
Автоматику, регулирующую температуру горячей воды и сво-евременную подпитку системы;
Компенсацию тепловых линейных расширителей полимер-ных трубопроводов.
Вывод. При КР следует обновить функционально устаревшие технические решения, в соответствии с требованием действую-щих норм использовать новые материалы. Это позволит улучшить потребительские качества системы ГВС.
Модернизация в данном случае вызвана новыми технически-ми требованиями. Выполнение их обязательно, что исключает превалирующую роль экономической оценки.
Однако стоимость полимерных труб в три раза меньше, а срок службы выше, чем у заменяемых стальных оцинкованных. Хотя модернизация системы ГВС в процессе КР не входит в перечень работ, предусмотренных ч. 1 ст. 166 ЖК РФ.
На основании ч. 2 ст. 166 ЖК РФ указанная работа может быть включена в состав работ по КР общего имущества в МКД, фи-нансируемых за счет средств фонда КР, сформированного исхо-дя из минимального размера взноса только нормативным право-вым актом субъекта РФ.
Заключая вопрос о КР системы ГВС, запитанной через терморе-гулятор на вводе теплосети в элеваторный узел, следует признать необходимой ее модернизацию по указанной схеме. Решение о модернизации должно быть принято субъектом РФ и оформ-лено соответствующим нормативным актом.
Замена элеваторного узла на автоматизированный
Модернизация системы ГВС, изолированной от элеваторного узла и имеющей в ИТП самостоятельный блок подогрева и цир-куляции горячей воды, обусловила желание установить автома-тизированный узел подачи теплоносителя в систему отопления.
Рассмотрим, насколько такая замена технологически необхо-дима и экономически целесообразна.
Элеваторный узел - это простейший и надежнейший агрегат. Он не требует ухода и эксплуатационных затрат в течение дли-тельного времени. При расчетной наружной температуре воз-духа (в Санкт-Петербурге - 26 °С) в элеваторный узел поступает перегретая вода с температурой 150 °С под большим давлением. Давление снижается до 6 бар, а температура - до 95 °С. При этом только на удаленных участках теплосети может потребоваться установка в ИТП повысительных насосов.
При современном строительстве высотных МКД без повы-сительных насосов не обойтись. Установка автоматизированных узлов подачи теплоносителя со своими насосами оправдана тех-нологической необходимостью и современными требованиями к регулировке параметров теплоносителя.
Автоматизированный узел подачи теплоносителя необходим для работы системы отопления в высотных МКД.
Замена элеваторных узлов автоматизированными не вызвана технологической необходимостью и может рассматриваться как модернизация. Установка систем автоматического регулирования давления и температуры в трубопроводах (автоматизированно-го узла управления) в п. 1.4 Методических рекомендаций к федеральному закону № 185-ФЗ «О Фонде содействия реформирова-нию ЖКХ» отнесена именно к модернизации ИТП.
При ограниченной величине финансовых ресурсов КР ука-занная рекомендация должна стать непреложным требованием.
Основное предназначение автоматизированного узла - не эко-номия тепловой энергии, а обеспечение подачи в систему отопле-ния ее расчетного количества для создания в помещениях ком-фортных условий в соответствии с санитарными нормами при любой температуре наружного воздуха. В случае подачи в ИТП избыточного тепла этот избыток не попадает в систему отопле-ния и не фиксируется приборами учета.
Автоматизированный узел при закрытой схеме отопления по-зволяет обеспечить работу системы при любой этажности здания независимо от величины давления в тепловой сети на вводе в ИТП.
Некоторые специалисты, занимающиеся продвижением авто-матизированных узлов, считают, что их установка позволит полу-чить до 20% экономии тепловой энергии за счет перекрытия до-ступа избыточного тепла в систему отопления.
Такая экономия может быть получена только в администра-тивно-бытовом здании, где температура воздуха в помещениях может быть снижена в нерабочее время до +8-10 °С.
В МКД значительно сэкономить можно только в отдельные пери-оды (дни, месяцы), но никак не в среднем по отопительному периоду.
ПРИМЕР
Еще в 2008-2009 гг. проводился мониторинг поступления тепло-вой энергии в один из МКД Санкт-Петербурга. МКД оснащен двумя ИТП с элеваторными узлами: ИТП-1 с тепловой нагрузкой 0,7 Гкал/ч и ИТП-2 - 0,4 Гкал/ч.
Проектные теплопотери дома по каждому ИТП определялись при различных температурах наружного воздуха расчетным путем на основании проектных данных.
Фактический расход тепла в каждом месяце определялся по отчету «Теплосети» на основе показаний приборов учета.
Результаты мониторинга сведены в таблицу.
|
ИТП-1 0,7 Гкал/ч Перерасход Недопоставка |
ИТП-2 0,4 Гкал/ч Перерасход Недопоставка |
ВСЕГО по дому Перерасход Недопоставка |
||||
|
Перерасход Недопоставка |
||||||
Автоматика не окупается
Оценить экономическую целесообразность модернизации ИТП путем замены элеваторных узлов автоматизированными уз-лами подачи теплоносителя при КР системы отопления возможно.
Стоимость установки одного автоматизированного узла с тепловой нагрузкой 0,4 Гкал/ч (для 70-квартирного дома) оценивается в 1,3 млн руб. с учетом создания проекта, приобретения оборудования, его монтажа и наладки.
Из таблицы видно, что через ИТП-2 с такой же тепловой нагрузкой 0,4 Гкал/ч поступило в систему отопления избыточное тепло в объеме 10,02 Гкал. Стоимость 1 Гкал в то время составляла 854 руб.
Можно было бы сэкономить за счет ликвидации избыточного тепла при установке автоматизированного узла следующую сумму:
854 х 10,02 = 8557,08 руб.
Учитывая, что показания перерасхода тепла в процентном от-ношении к поступившему теплу значительно отличаются в ИТП-1 от ИТП-2, можно определить среднее по дому количество из-быточного тепла, приходящегося на 0,4 Гкал тепловой нагрузки:
103,33 х 0,4: (0,7 + 0,4) = 37,57 Гкал.
Стоимость этого тепла оценивается в 32 085 руб.:
854 x 37,57 = 32 085.
Это означает, что при капитальных затратах в 1,3 млн руб. на модернизацию ИТП-2 ожидаемый экономический эффект оце-нивается всего в 12-32 тыс. руб. за один отопительный сезон. Срок окупаемости более 40 лет.
При этом не следует забывать об эксплуатационных расхо-дах. При элеваторном узле их практически нет, а при работе на-сосов, теплообменников, автоматики эти затраты будут весьма значительны. Управляющие компании, ТСЖ и ЖСК будут вынуж-дены соответствующим образом увеличивать расходы на содер-жание общего имущества, что неизбежно приведет к росту цены на содержание и ремонт МКД.
Из приведенной таблицы следует, что во многие месяцы ото-пительного периода происходит недопоставка тепловой энер-гии в ИТП МКД.
Объясняется это тем, что изношенные тепловые сети не вы-держивают теплоноситель с высокими параметрами температу-ры и давления. Поэтому поставщики тепла не подают в сеть пе-регретую воду в соответствии с графиком.
Автоматизированный узел, рассчитанный на определенную теп-ловую нагрузку, не сможет компенсировать при закрытой схеме ото-пления недостающее тепло при значительном отклонении темпера-турных параметров поступающего в ИТП теплоносителя от графика.
В Санкт-Петербурге тепловые сети в значительной степени приведены в порядок, что позволяет надеяться на исключение частых случаев «недотопа» и «перетопа».
Возвращаясь к вопросу об избыточном тепле и комфортной температуре в помещениях МКД, следует вспомнить о запорно-регулирующей арматуре. В соответствии с техническими и сани-тарными нормами она должна устанавливаться перед каждым отопительным прибором в жилом помещении.
Установленная еще в советские времена арматура (кра-ны двойной регулировки, трехходовые краны, межсекцион-ные краны ДГИ, чугунные вентили и пробочные краны) вви-ду длительной эксплуатации, не всегда удачной конструкции и некачественного исполнения практически пришла в негод-ность. В некоторых домах из-за дефицита арматуры она вооб-ще не была установлена.
При КР системы отопления должна устанавливаться перед каждым отопительным прибором современная запорно-регулирующая арматура, например шаровые краны. Это без каких-либо дополнительных затрат позволит не допустить в прибор излиш-нее тепло и сохранить в помещении комфортную температуру.
Обеспечение регулировки температуры в каждом жилом по-мещении МКД и снижение тем самым общего количества избы-точного тепла, поступающего в МКД, актуально.
Необходимо также помнить, что замена элеваторных узлов автоматизированными узлами не входит в состав работ по капитальному ремонту, указанных в ч. 1 ст. 166 ЖК РФ.
Итак, модернизация ИТП с заменой элеваторного узла на автоматизированный с технологической точки зрения не необходима, а с экономической нецелесообразна. Замена регулирующей арматуры в системах отопления - необходима.
Модернизация системы отопления
Экономически и технически привлекательна замена сталь-ных трубопроводов полимерными трубами в системе отопления.
Рассмотрим экономическую целесообразность такой модер-низации.
Основополагающие условия использования полимерных труб в системах отопления указаны в п. 6.1.2 СНиП 41-01-2003:
«В зданиях с системой центрального водяного отопления с трубопроводами из полимерных материалов следует предусматривать автоматическое регулирование параметров теплоносителя в инди-видуальных тепловых пунктах при любом расходе теплоты зданием. Параметры теплоносителя (температура, давление) не должны пре-вышать 90 °С и 1,0 Мпа, а также предельно допустимых значений, ука-занных в документации предприятий-изготовителей».
Автоматизированный узел подачи теплоносителя может обе-спечить все перечисленные условия, необходимые для исполь-зования полимерных труб в системе отопления.
При этом полимерные трубы должны отвечать следующим
требованиям:
Соответствовать ГОСТ Р 53630-2009 «Трубы напорные много-слойные для систем водоснабжения и отопления»;
Быть кислородонепроницаемыми (требование указанного ГОСТа и СНиП 41-01-2003);
Иметь сертификат соответствия и при необходимости тех-ническое свидетельство Минстроя России.
Для принятия решения о замене стальных труб полимерны-ми в процессе КР системы отопления следует определить эконо-мическую целесообразность такой замены.
Трудность этой задачи заключается в отсутствии технически обоснованных норм срока службы полимерных труб. Так, один из разработчиков ГОСТ Р 52134-2003 «Трубы напорные из термо-пластов и соединительные детали к ним для систем водоснаб-жения и отопления» ГУП «НИИ Мосстрой» в письме от 12.04.2013 № 44-07/242 сообщил, что для многослойных полимерных труб, соответствующих ГОСТ Р 53630-2009, методики определения сро-ка их службы не существует.
В то же время в своде правил по проектированию и строи-тельству (СП 41-102-98) указано, что срок службы металлополимерных труб должен составлять 25 лет. Этот срок в основном за-висит от температуры циркулирующего в трубах теплоносителя ивремени циркуляции. Учитывая, что эти параметры находятся в прямой зависимости от наружной температуры воздуха в ото-пительный период, можно сделать заключение о том, что одни ите же полимерные трубы будут иметь различный срок службы в разных климатических зонах. К сожалению, методика расчета срока службы многослойных полимерных труб отсутствует.
ПРИМЕР
Исходя из отчетов производителей, технических заключений Минстроя России, разъяснительного письма ГУП «НИИ Мосстрой», можно предположить, что гарантийный безаварийный срок эксплуа-тации наиболее надежных полипропиленовых труб с армированием алюминием составит порядка 20 лет в климатической зоне Санкт-Петербурга.
Нормативный срок службы стальных трубопроводов в соот-ветствии с Методикой определения физического износа граж-данских зданий - 30 лет.
Многолетняя практика эксплуатации зданий с открытой си-стемой отопления, использующей в качестве теплоносителя де-аэрированную воду, свидетельствует о безаварийном функциони-ровании системы отопления в течение минимум 50 лет.
Для корректного сравнения примем в расчет нормативный срок службы полимерных труб 20 лет, а стальных - 40 лет. При этом трубопроводы системы отопления из стальных труб «пере-живут» две системы отопления из полимерных труб.
Сметная стоимость системы отопления из полимерных труб в среднем в 1,8 раза меньше стоимости системы отопления из укрупненных узлов стальных трубопроводов.
Вывод. Одна система отопления из стальных труб будет де-шевле двух систем из полимерных труб на 10%.
Кроме того, следует учесть стоимость работ по выпуску проектно-сметной документации для использования полимерных труб с тепловым и гидравлическим расчетом. Она составит не менее 15% стоимости системы отопления из стальных труб.
Использование теплоносителя с температурой до 90 °С вме-сто 95 °С приведет к увеличению тепловой мощности приборов отопления, что в свою очередь увеличит сметную стоимость си-стемы отопления до 3%.
Таким образом, замена стальных труб полимерными в про-цессе КР увеличит стоимость работ на 28% и приведет к двум ре-монтам вместо одного, что обуславливает экономическую неце-лесообразность такой замены.
Учитывая, что и замена элеваторного узла автоматизиро-ванным, и замена стальных труб полимерными экономически не оправданы, можно сделать однозначный вывод об экономической нецелесообразности модернизации отопительной системы на основе такой замены.
Технические риски
Необходимо принять во внимание надежность функциониро-вания системы отопления после модернизации и стоимость капи-тальных и эксплуатационных затрат, обеспечивающих надежность.
При замене элеваторного узла автоматизированным возника-ет опасность остановки насосов или сбоя в работе теплообмен-ников, что может парализовать всю систему отопления и оста-вить весь дом без тепла.
Во избежание такой ситуации предусматривается резервиро-вание насосов и теплообменников, аварийное обеспечение элек-троэнергией, а это все увеличивает капитальные затраты.
Бесперебойную работу автоматизированного узла обеспе-чивают его квалифицированное обслуживание, систематические осмотры и профилактика, наличие аварийной службы, своевре-менный ремонт и замена оборудования. Все это обусловливает значительные финансовые вложения, которые до установки ав-томатизированного узла не требовались.
Сравнение надежности стальных и полимерных труб свидетельствует не в пользу последних.
В стальных трубопроводах в период длительной эксплуатации могут возникнуть неплотности в резьбовых соединениях, капель-ные течи в проблемных местах. Такие дефекты легко устраняют-ся с использованием современных уплотнительных материалов и стандартных хомутов в процессе работ по содержанию обще-го имущества в МКД. В редких случаях в процессе текущего ре-монта может быть заменен отдельный участок (участки) трубо-провода, на котором образовалось несколько капельных течей. Указанные дефекты не нарушают работу всей системы отопления и не приводят к аварийным ситуациям.
Полимерные трубы при длительном использовании в них теплоносителя под влиянием давления и главным образом тем-пературы теряют способность к сопротивлению и разрушаются.
Причиной разрушения металлопластиковых и полипропилено-вых труб с армированием алюминием могут быть также допущен-ные дефекты при изготовлении труб и некачественный монтаж.
В процессе изготовления труб может быть использована бракованная алюминиевая лента или нарушены технологические требования по ее укладке.
При монтаже может быть не выполнено торцевание концов трубы перед контактной сваркой. В таком случае теплоноситель под давлением проникает в образовавшееся пространство меж-ду слоем алюминиевой ленты и верхним слоем полипропилена, что приводит к вспучиванию этого слоя, протечке теплоносите-ля и разрушению трубы.
Главная опасность при использовании полимерных труб заклю-чается в отсутствии признаков, предвещающих разрушение труб и масштабность самого возможного разрушения, которое может сразу охватить весь дом или несколько этажей, в которые поступа-ет теплоноситель с более высокой температурой. Поэтому следу-ет строго соблюдать установленный для полимерных труб в системе отопления срок их эксплуатации и своевременно их заменять.
Очевидно, что надежность систем отопления при модерни-зации обеспечивается выполнением ряда условий, требующих определенных материальных затрат.
Следует также учесть, что документы Фонда содействия ре-формированию ЖКХ рекомендуют применять полимерные тру-бы только в системах водоснабжения.
При оценке целесообразности модернизации системы ото-пления следует принять во внимание социальный аспект.
Модернизация может предотвратить перетоп в МКД. Но он не воз-никает при нормальной работе теплосети, а его величину в значи-тельной степени снизит запорно-регулирующая арматура перец отопительными приборами. Модернизация несколько улучшит работу отопительной системы и комфортные температурные условияв жилых помещениях. Но возрастут эксплуатационные затраты.
ПРИМЕР
Капитальные затраты на замену элеваторного узла автоматизированным для 70-квартирного дома сопоставимы со стоимостью замены в этом доме всех трубопроводов системы отопления или замены всех отопительных приборов на алюминиевые радиаторы.
4 ВЫВОДА
1. Включение в программу КР МКД работ по модер-низации отопительных систем с элеваторными уз-лами экономически нецелесообразно.
2. Замена регулирующей арматуры в системах ото-пления - необходима.
3. Модернизация системы горячего водоснабжения своевременна и должна проводиться во исполнение требований Федерального закона «О теплоснабжении».
4. Модернизация инженерных систем не входит в перечень работ по КР, представленный в ч. 1 ст. 166, ЖК РФ. Их включение в этот перечень в соответ-ствии с ч. 2 ст. 166 ЖК РФ должно быть санкционировано нормативным правовым актом субъекта РФ.
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.
Группа ведущих отраслевых и академических институтов в области электроэнергетики (ЭНИН им. Кржижановского, ВТИ и др.) разработала программу «Модернизации тепловых электростанций на период до 2030 г.». В разделе «Теплофикация и тепловые сети» этого документа приведены целевые показатели, которые дают представление о путях модернизации, структуре производства тепловой энергии и некоторых особенностях сооружения тепловых сетей в ближайшие годы.
Долгосрочный прогноз производства и потребления тепловой энергии учитывает широкое внедрение мероприятий по экономии транспорта тепла: ожидается, что вплоть до 2030 г. производство тепловой энергии будет увеличиваться ежегодно на 0,35-0,6 %, а потребление - на 0,9-1,1 %. Другими словами, разница между производством и потреблением (т.е. потери на транспорт) будет постепенно сокращаться.
Общее производство тепловой энергии в 2005 г. составляло 1977 млн Гкал, а к 2020 г. ожидается увеличение этой цифры до 2000 млн Гкал. Структура производства существенно не изменится: в 2020 г., как и в 2005 г., основное количество тепловой энергии будут поставлять потребителям ТЭЦ и крупные котельные (мощностью более 20 Гкал/ч). Значительно меньше, как и в настоящее время, будет доля автономных источников тепла, мелких котельных (менее 20 Гкал/ч) и нетрадиционных источников тепла.
Большое внимание в Подпрограмме «Модернизация тепловых электростанций» уделено вопросу усовершенствования и повышения надежности тепловых сетей (см. ПКМ № 4 (14) 2012), общая протяженность которых в Российской Федерации уже сейчас составляет более 172 тыс. км. Основным видом прокладки тепловых сетей (более 90 % общей протяженности) является подземная прокладка в непроходных и проходных каналах. Не только в наши дни, но и в перспективе канальная прокладка будет оставаться основным видом сооружения теплопроводов. Но предпочтение при модернизации тепловых сетей будет отдаваться индустриальным полносборным конструкциям.
При прокладке магистральных трубопроводов будут использоваться предварительно изолированные ППУ (пенолполимеруретаном) трубопроводы с системой оперативного дистанционного контроля. Для тепловых сетей диаметром до 400 мм предпочтение будет отдаваться трубопроводам в ППУ или ППМ (пенолполимерминеральной) изоляции, а для трубопроводов отопления после ЦТП - гибкие трубы Касафлекс производства Группы «Полимертепло» или аналогичные им от других производителей. Системы гибких труб из нержавеющей стали в ППУ-изоляции предназначены для подземной бесканальной прокладки систем отопления. Рабочее давление таких труб - 1,6 МПа, рабочая t - до 160 °С (Рис. 1).
Рис.1
Для трубопроводов горячего водоснабжения широко будут применяться гибкие трубы Изопрофлекс. Это трубы из сшитого полиэтилена в ППУ-изоляции с рабочей t 95 °С и максимальным давлением 1,0 МПа (Рис. 2).
Рис.2
Для производства труб в индустриальной изоляции уже имеется более 100 предприятий практически во всех федеральных округах. Суммарная производственная мощность этих предприятий - более 10 тыс. км труб в год. Но пока что загрузка производственных мощностей составляет от 30 до 60 %.
На рис. 3 показаны предварительно изолированные ППУ трубопроводы в полной комплектации, готовые к монтажу, для бесканальной прокладки и в оцинкованной оболочке (рис. 4) - для надземной прокладки. Срок службы теплотрасс с такими трубопроводами увеличивается до 30-40 лет, а тепловые потери сокращаются до 2 %. Понятно, что такая конструкция теплопроводов должна значительно сократить расход топлива и электроэнергии. Подсчитано, что при диаметре труб 1020 мм это сокращение на 1 км сетей составит 0,106 %, а при диаметре 530 мм - уже 0,217 %. Падение температуры в первом случае составит всего лишь 0,05 °С/км, во втором - 0,12 °С/км, а при диаметре 219 мм - 0,46 °С/км.
.jpg)
Рис.3
Рис.4
Время прокладки теплотрассы при использовании таких теплопроводов сокращается в 3-4 раза, капитальные затраты уменьшаются на 15-20 %, а затраты на ремонт снижаются в 3 раза. Но, пожалуй, самое главное достоинство таких тепловых сетей состоит в том, что благодаря обязательной установке системы оперативного дистанционного контроля за увлажнением тепловой изоляции (СОДК) практически исключается аварийность теплотрасс.
Примером ответственного подхода к решению проблемы надежности теплопроводов может служить МОЭК - Московская объединенная энергетическая компания. Инвестиционный проект «Реконструкция теплосетей», начатый этой компанией несколько лет тому назад, предполагает использование новейших технологий. Эти технологии позволяют резко сократить эксплуатационные расходы и продлить срок службы трубопроводов до 30-40 лет по сравнению с 8-12 годами при использовании традиционных технологий. Особое внимание будет уделено тепловым сетям с трубами малого диаметра, на долю которых приходится 96 % всех случаев повреждаемости тепловых сетей.
Тепловой пункт может использоваться для модернизации старых зданий при условии замены не только тепловых пунктов, но и теплообменников и другого сопутствующего оборудования. При строительстве нового здания выгоднее спроектировать тепловой пункт и внедрить именно установку индивидуального теплового пункта, так как в дальнейшем это позволит существенно снизить общую стоимость проекта за счет сокращения капитальных затрат и расходов на прокладку теплосетей.
Модернизацию тепловых пунктов осуществляют для усовершенствования теплоснабжения здания в соответствии с современными требованиями. Основные задачи модернизации – организация учета теплопотребления абонентом и сокращение потребления тепловой энергии при улучшении уровня теплового комфорта в обслуживаемых помещениях. Для этого, как минимум, на абонентском вводе устанавливают прибор учета и автоматический регулятор теплового потока, корректирующий отпуск теплоты по погодным условиям. Такое применение оборудования называют местным либо абонентским автоматическим регулированием. При этом не осуществляют изменений конструктивного характера в системе отопления, но предусматривают эту возможность в будущем. Особенно это касается решений о применении гидроэлеватора с регулируемым соплом (14.9). На первый взгляд, он решает поставленные задачи, но при последующей модернизации системы отопления путем установки терморегуляторов на отопительных приборах в соответствии с программой Кабмина Украины, от него необходимо будет отказаться.
Модернизация абонентских вводов позволяет:
оптимизировать распределение тепловой нагрузки в теплосети;
адекватно управлять гидравлическим и тепловым режимами внутренней системы теплопотребления здания;
снизить расход теплоносителя в теплосети;
экономить энергоресурсы;
уменьшить негативное воздействие на окружающую среду.
При модернизации теплового пункта рассматривают множество задач
Наиболее часто решаемые задачи:
Автоматизация процесса управления, контроль, учет расходов тепла и теплоносителя:
регулирование температуры теплоносителя, подаваемого в систему отопления, в зависимости от температуры наружного воздуха;
регулирование температуры теплоносителя, возвращаемого в теплосеть, в соответствии с температурой наружного воздуха по заданному температурному графику;
ускоренный прогрев ("натоп") здания после энергосберегающего режима (пониженного теплопотребления);
коррекция режима теплопотребления по температуре воздуха в помещении;
ограничение температуры теплоносителя в подающем трубопроводе системы отопления;
регулирование тепловой нагрузки в системе горячего водоснабжения;
регулирование тепловой нагрузки приточных вентиляционных
установок с обеспечением функции защиты от замораживания (14.10);
регулирование величины снижения теплопотребления в заданные периоды по температуре наружного воздуха;
регулирование режима теплопотребления с учетом аккумулирующей особенности здания и его ориентации по сторонам света.
Указанные процессы в тепловом пункте изменяют режим теплопотребления абонента: с качественного режима на качественно-количественное. С гидравлической точки зрения – это переход от постоянного гидравлического режима (14.11) к переменному (14.12). С технической точки зрения –
это замена оборудования, неспособного работать в новых гидравлических условиях, на оборудование, решающее поставленные задачи. К заменяемому оборудованию относится, прежде всего, гидроэлеватор (14.7). Замена гидроэлеватора (14.7) на насос позволяет реализовать множество энергосберегающих функций автоматического регулирования теплопотребления здания как в момент модернизации теплового пункта, так и при последующей модернизации системы отопления и горячего водоснабжения.
14.3. АВТОМАТИЗАЦИЯ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ
До осуществления замены оборудования теплового пункта необходимо провести его детальное техническое и теплогидравлическое обследование, в процессе которого выясняют фактическое состояние абонентского ввода. При этом определяют:
проектные и фактические расходы теплоносителя;
проектные и фактические часовые, а также месячные тепловые нагрузки;
проектные и фактические параметры теплоносителя на вводе – средние значения и их отклонения как в рабочем, так и в аварийном режиме работы теплосети;
наличие отложений на внутренних поверхностях труб и арматуры;
наличие в трубах блуждающих токов, разности потенциалов и вибраций;
источники помех для электронных устройств;
стабильность электропитания.
Получают указанные данные как расчетным методом, так и методом прямых замеров. Так, расходы теплоносителя при расчетном методе определяют по проектным нагрузкам и температурному графику; при прямом – ультразвуковым расходомером с накладными датчиками. Для закрытых систем в последнем случае следует определять расходы в подающем и в обратном трубопроводах для выявления несанкционированного разбора сетевой воды либо утечек.
Тепловые нагрузки определяют по температурному режиму источника теплоснабжения и температурному режиму системы отопления. По пьезометрическому графику давления теплоносителя теплосети в статическом и динамическом режимах определяют проектные параметры теплоносителя на вводе в здание и сопоставляют их с реальными показателями по манометрам. Информация о содержании в теплоносителе воздуха и газов, механических и взвешенных частиц позволяет правильно подобрать тепломер. Такой анализ осуществляют по отложениям в трубах и грязевиках. Следует обратить внимание на наличие магнетитов в теплоносителе, увеличивающих погрешность электромагнитных расходомеров. Наличие в теплоносителе механических частиц недопустимо при использовании ротационных тепломеров, насосов и автоматических клапанов.
Блуждающие токи и электрохимическая коррозия могут быть причиной неудовлетворительной работы для датчиков расхода и температуры теплоносителя, а также тепловычислителя. Вибрация существенно влияет на работу вихревых расходомеров. Нестабильность электропитания предопределяет выбор тепловычислителя с аккумуляторами. Влияет также на расположение штока автоматических клапанов при отсутствии электроэнергии – закрыто, промежуточное – полностью открыто. Заставляет устанавливать местный резервный источник электроснабжения, либо оставлять гидроэлеватор (14.7) , как резервный вариант узлу смешивания с насосом. На основании полученной информации выбирают схему абонентского ввода, подбирают соответствующее оборудование, обеспечивают его работоспособность. Затем определяют этапы выполнения работ. Автоматизацию тепловых пунктов осуществляют:
поэтапно;
в один этап.
Поэтапную модернизацию применяют при отсутствии единоразовых средств на полную автоматизацию. Зачастую реализуют этот путь при дальнейшей замене зависимого присоединения абонента к теплосети на независимое. На первом этапе устанавливают тепломер и насос, либо только тепломер. На втором – пластинчатый теплообменник и автоматические клапаны. С учетом отечественного норматива, автоматический регулятор теплового потока следует устанавливать на первом этапе.
При установке насосов, гидроэлеватор может быть демонтирован либо оставлен. В первом варианте гидроэлеватор заменяют патрубком и устанавливают заглушку на подмешивающем трубопроводе либо срезают его, а в подающий либо обратный трубопровод врезают узел обвязки насосов с перемычкой. Кроме того, после насосов устанавливают ручной регулирующий клапан для наладки системы отопления температурным методом, а перед насосами устанавливают сетчатый фильтр. Во втором случае узел обвязки насоса с регулирующим клапаном и фильтром размещают параллельно гидроэлеватору (рис.14.5).
Рис.14.5. Параллельное размещение насосного узла к гидроэлеватору
Фильтр следует размещать после перемычки, что обеспечивает фильтрование как сетевой, так и подмешиваемой воды. На перемычке следует установить обратный клапан (14.13) для предотвращения перетока сетевой воды в обратный трубопровод. Врезку подающего трубопровода после насосов осуществляют за задвижкой, отключающей систему отопления, которая при работе насосов
должна быть закрыта. Кроме того, между фланцами соединения гидроэлеватора к подмешивающему трубопроводу устанавливают заглушку. Наилучшим вариантом модернизации теплового пункта является его автоматизация в один этап. Таким путем пошли в Киеве при замене тепловых пунктов общественных зданий. Реализуемый подход пред ставлен на рис. 14.6. Инженерные системы здания при автоматизации теплового пункта остаются без изменения. Однако возможна дальнейшая их модернизация путем установки автоматических терморегуляторов на узлы обвязки отопительных приборов системы отопления и установки терморегуляторов на циркуляционные трубопроводы системы горячего водоснабжения.
Рис.14 6 Схема замены узлов при модернизации теплового пункта
Такая модернизация становится возможной, поскольку побудителями движения воды в этих системах являются насосы. Кроме того, в новых узлах установлены сетчатые фильтры, снижающие загрязненность теплоносителя.
В старом тепловом пункте демонтируют практически все оборудование (рис. 14 .7): контрольно-измерительные приборы, узел учета, скоростные водоподогреватели, элеваторный узел. Оставляют лишь задвижки и грязевики. Причем по требованию грязевик на обратном трубопроводе устанавливают перед регулирующими устройствами, а также приборами учета расходов воды и тепловых потоков. Новые узлы присоединения систем отопления (рис. 14.7,б) и горячего водоснабжения проектируют в соответствии с местными условиями.
При модернизации тепловых пунктов по программе Европейского банка реконструкции и развития в Киеве применяют зависимую схему присоединения системы отопления без перепускного клапана (14. 14) и двухступенчатую смешанную схему присоединения системы горячего водоснабжения с пластинчатыми теплообменниками. Кроме того, в тепловом пункте автоматизируют отвод воды из приямка.
Новые узлы присоединения систем зачастую имеют заводское изготовление и поставляются на объекты собранными в виде блочного теплового пункта. Блок поставляют с приваренными патрубками к ответным фланцам, что облегчает монтажные работы.
При модернизации тепловых пунктов в подавляющем большинстве случаев целесообразно применять блочные тепловые пункты. Они собраны и испытаны в заводских условиях, отличаются надежностью. Монтаж оборудования упрощается и удешевляется, что, в конечном счете, снижает стоимость модернизации.
Модернизацию теплового пункта осуществляют на основании детального технического и теплогидравлического обследования абонентского ввода.
Рис. 14.7 Общий вид абонентского ввода: а - до модернизации; б – после модернизации
Представьте себе, что ремонт в вашем доме либо квартире подошел к концу, все трубы проложены, сантехнические устройства установлены, модернизация отопления выполнена. В этот момент очень хочется быть полностью уверенным в том, что все затраты и усилия избавят вас и членов вашей семьи от негативного воздействия холода в зимнее время года. Для того чтобы полностью убедиться в эффективной работе системы отопления придётся дождаться первых серьезных морозов.
К сожалению, различные недоработки, которые были допущены на этапе проектирования или в ходе установки системы отопления, проявляются не сразу. Если же обнаружить такие недочеты на этапе выполнения работ, шансы на достижение желаемого результата заметно возрастают.
Если у вас нет желания в дальнейшем уделять время разным проблемам, которые будут «вылезать» после запуска системы отопления, рекомендуем обратиться в компанию «Сантехник Степаныч». Наши мастера чётко понимают, как должно выполняться обновление систем отопления. Они обладают огромным опытом работы, поэтому могут гарантировать высокое качество работ.
Профессиональная модернизация системы отопления поможет вам избежать подобных проблем. Специалисты компании «Сантехник Степаныч» начинают проведение работ только после того, как составляется соответствующий проект. Для максимально комфортного проживания советуем обратить внимание на водяной тёплый пол . Отметим, что в том случае, если заказчик проживает в квартире, модернизировать отопления можно лишь минимально. Как правило, суть работ заключается в установке более эффективных с точки зрения функциональности труб и замене радиаторов отопления .
Более серьезные возможности для модернизации имеют владельцы частных домов. А это значит, что и проектирование систем отопления на таких объектах требует более тщательного подхода. Эксперты учитывают площадь, планировку объекта, высоту потолков в доме, а также характеристики стен. Лишь после этого можно определить требуемую мощность системы отопления.
Очень часто модернизации подлежат те системы, которые разрабатывались ещё несколько десятилетий назад. Применение новейших технологий в этой сфере позволяет добиться гораздо лучших результатов, сократив расходы на эксплуатацию системы.
Фотографии работ по модернизации отопления:
