Температурный график 95 70 снип. Как зависит температура теплоносителя от температуры снаружи? Температурный график для частного дома

Когда осень уверенно шагает по стране, за Полярным кругом летит снег, а на Урале ночные температуры держатся ниже 8 градусов, то уместно звучит словоформа «отопительный сезон». Народ вспоминает минувшие зимы и пытается разобраться в норме температуры теплоносителя в системе отопления.

Предусмотрительные владельцы индивидуальных строений заботливо ревизуют клапаны и форсунки котлов. Жильцы многоквартирного дома к 1 октября ждут, как Деда Мороза, слесаря-водопроводчика из управляющей компании. Повелитель вентилей и задвижек приносит тепло, а с ним - радость, веселье и уверенность в завтрашнем дне.

Путь гигакалории

Мегаполисы сверкают высотными домами. Над столицей висит туча реновации. Глубинка молится на пятиэтажки. Пока не снесли, в доме работает система подачи калорий.

Отопление многоквартирного дома экономкласса производится через централизованную систему подачи тепла. Трубы входят в подвальное помещение строения. Подача носителя тепла регулируется вводными задвижками, после которых вода попадает в грязевики, а оттуда раздается по стоякам, а с них подаётся в батареи и радиаторы, обогревающие жильё.

Количество задвижек коррелирует с количеством стояков. При выполнении ремонтных работ в отдельно взятой квартире существует возможность отключения одной вертикали, а не всего дома.

Отработавшая жидкость частично уходит по обратной трубе, а частично подаётся в сеть горячего водоснабжения.

Градусы здесь и там

Воду для обогревательной конфигурации готовят на ТЭЦ или в котельной. Нормы температуры воды в системе отопления прописаны в строительных правилах: компонент должен быть разогрет до 130-150 °С.

Подачи рассчитывается с учетом параметров наружного воздуха. Так, для региона Южный Урал принимается к расчету минус 32 градуса.

Чтобы жидкость не закипела, её надо в сеть подавать под давлением 6-10 кгс. Но это теория. Фактически большинство сетей работает на 95-110 °С, так как сетевые трубы большинства населённых пунктов изношены и высокое давление порвёт их как тузик грелку.

Растяжимое понятие - норма. Температура в квартире никогда не равна первичному показателю носителя тепла. Здесь выполняет энергосберегающую функцию элеваторный узел - перемычка между прямой и обратной трубой. Нормы температуры теплоносителя в системе отопления по обратке зимой допускают сохранение тепла на уровне 60 °С.

Жидкость из прямой трубы попадает в сопло элеватора, перемешивается с обратной водой и опять уходит в домовую сеть на обогрев. Температура носителя за счет подмешивания обратки понижается. Что влияет на вычисление количества тепла, потреблённого жилыми и подсобными помещениями.

Горяченькая пошла

Температура горячей воды по санитарным правилам в точках разбора должна лежать в диапазоне 60-75 °С.

В сети теплоноситель подаётся с трубы:

• зимой - с обратной, чтобы не шпарить пользователей кипятком;
• летом - с прямой, так как в летнее время носитель нагревают не выше 75 °С.

На составляется температурный график. Средняя суточная температура обратной воды не должна превышать график более чем на 5 % ночью и 3 % днём.

Параметры раздающих элементов

Одной из деталей согревания жилища является стояк, через который теплоноситель приходит в батарею или радиатор из Нормы температуры теплоносителя в системе отопления требуют нагрева в стояке в зимнее время в диапазоне 70-90 °С. Фактически градусы зависят от выходных параметров ТЭЦ или котельной. В летнее время, когда горячая вода нужна только для стирки и душа, диапазон перемещается в интервал 40-60 °С.

Наблюдательные люди могут заметить, что в соседней квартире элементы обогрева горячее или холоднее, чем в его собственной.

Причина разницы температур стояка отопления заключается в способе раздачи ГВС.

В однотрубной конструкции носитель тепла может раздаваться:

• сверху; тогда температура на верхних этажах выше, чем на нижних;
• снизу, тогда картина меняется на противоположную - снизу горячее.

В двухтрубной системе градус одинаковый на всём протяжении, теоретически 90 °С на прямом и 70 °С на обратном направлении.

Теплая, как батарея

Предположим, что конструкции центральной сети надёжно заизолированы по всей трассе, ветер не гуляет по чердакам, лестничным клеткам и подвалам, двери и окна в квартирах добросовестные хозяева утеплили.

Предположим, что теплоноситель в стояке соответствует нормативам строительных правил. Остаётся узнать, какая норма температуры батарей отопления в квартире. Показатель учитывает:

• параметры наружного воздуха и время суток;
• расположение квартиры в плане дома;
• жилое или подсобное помещение в квартире.

Поэтому внимание: важно, не каков градус обогревателя, а каков градус воздуха в помещении.

Днём в угловых комнатах градусник должен показывать не менее 20 °С, а в центрально расположенных комнатах допускается 18 °С.

Ночью в жилище допустим воздух 17 °С и 15 °С соответственно.

Теория языкознания

Название «батарея» - бытовое, обозначающее ряд одинаковых предметов. Применительно к согреванию жилья это ряд обогревающих секций.

Нормы температуры батарей отопления допускают нагрев не выше 90 °С. По правилам детали, нагретые выше 75 °С, ограждают. Это не значит, что их надо обшивать фанерой или закладывать кирпичом. Обычно ставят решетчатое ограждение, не препятствующее циркуляции воздуха.

Распространены чугунные, алюминиевые и биметаллические устройства.

Выбор потребителя: чугун или алюминий

Эстетика чугунных радиаторов - притча во языцех. Они требуют периодической покраски, так как правила предусматривают, чтобы рабочая поверхность имела гладкую поверхность и позволяла легко удалить пыль и грязь.

На шершавой внутренней поверхности секций образуется грязный налет, уменьшающий теплоотдачу прибора. Но технические параметры чугунных изделий на высоте:

• мало подвержены водной коррозии, могут эксплуатироваться более 45 лет;
• обладают высокой тепловой мощностью на 1 секцию, поэтому компактны;
• инертны в передаче тепла, поэтому хорошо сглаживают температурные перепады в комнате.

Другой тип радиаторов изготовлен из алюминия. Легкая конструкция, окрашенная в заводских условиях, не требует покраски, удобна в уходе.

Но есть недостаток, затмевающий достоинства, - коррозия в водной среде. Конечно, внутреннюю поверхность обогревателя изолируют пластиком для избегания контакта алюминия с водой. Но плёнка может повредиться, тогда начнётся химическая реакция с выделением водорода, при создании избыточного давления газа алюминиевый прибор может лопнуть.

Нормы температуры радиаторов отопления подчиняются тем же правилам, что и батареи: важен не столько нагрев металлического предмета, сколько нагрев воздуха в помещении.

Чтобы воздух хорошо прогревался, должен быть достаточный съём тепла с рабочей поверхности обогревающего конструктива. Поэтому категорически не рекомендуется повышать эстетику комнаты щитами перед нагревательным прибором.

Обогрев лестничной клетки

Раз уж речь зашла о многоквартирном доме, то следует упомянуть лестничные клетки. Нормы температуры теплоносителя в системе отопления гласят: градусная мера на площадках не должна опускаться ниже 12 °С.

Конечно, дисциплина жильцов требует закрывать плотно двери входной группы, не оставлять раскрытыми фрамуги лестничных окон, сохранять стёкла в целостности и оперативно сообщать в управляющую компанию о неполадках. Если УК не примет вовремя меры по утеплению точек вероятных потерь тепла и соблюдению температурного режима в доме, поможет заявление на перерасчёт стоимости услуг.

Изменения в конструкции обогрева

Замену существующих отопительных приборов в квартире производят с обязательным согласованием с управляющей компанией. Самовольное изменение элементов согревающего излучения может нарушить тепловой и гидравлический баланс строения.

Начнётся отопительный сезон, будет зафиксировано изменение температурного режима в других квартирах и площадках. Технический осмотр помещений выявит самовольное изменение типов отопительных приборов, их количества и величины. Неизбежна цепочка: конфликт - суд - штраф.

Поэтому ситуация разрешается так:

• если заменяются не старые на новые радиаторы того же типоразмера, то это делается без дополнительных согласований; единственное, за чем обратиться в УК, - за отключением стояка на время ремонта;
• если новые изделия существенно отличаются от установленных при строительстве, то полезно взаимодействовать с управляющей компанией.

Приборы учета тепла

Вспомним ещё раз о том, что сеть подачи тепла многоквартирного дома обустроена узлами учёта тепловой энергии, которые фиксируют и потребленные гигакалории, и кубатуру воды, пропущенную через внутридомовую линию.

Чтобы не удивляться счетам, содержащим нереальные суммы за тепло при градусах в квартире ниже нормы, до начала отопительного сезона уточните в управляющей компании, в рабочем ли состоянии прибор учета, не нарушен ли график поверки.

Основой экономного подхода к расходу энергоносителя в системе отопления любого типа является температурный график. Его параметры указывают оптимальное значение нагрева воды, оптимизируя тем самым затраты. Для того чтобы на практике применить эти данные необходимо подробнее узнать принципы его построения.

Терминология

Температурный график – оптимальное значение нагрева теплоносителя для создания комфортной температуры в помещении. Он состоит из нескольких параметров, каждый из которых прямым образом влияет на качество работы всей системы отопления.

1. Температура во входном и выходном патрубках котла отопления.
2. Разница между этими показателями нагрева теплоносителя.
3. Температура в помещении и на улице.

Последние характеристики являются определяющими для регулирования первых двух. Теоретически необходимость в увеличении нагрева воды в трубах наступает при уменьшении температуры на улице. Но насколько нужно увеличить , чтобы нагрев воздуха в помещении был оптимален? Для этого составляют график зависимости параметров системы отопления.

При его расчете учитываются параметры отопительной системы и жилого здания. Для централизованного отопления приняты следующие температурные параметры системы:

• 150°С/70°С. Перед поступлением к пользователям теплоноситель разбавляется с водой из обратной трубы для нормализации входящей температуры.
• 90°С/70°С. В этом случае нет необходимости устанавливать оборудование для смешивания потоков.

Согласно текущим параметрам системы коммунальные службы должны следить за соблюдением значения нагрева теплоносителя в обратной трубе. Если этот параметр меньше нормального – значит, помещение прогревается не должным образом. Превышение говорит об обратном – температура в квартирах слишком высокая.

Температурный график для частного дома

Практика составления подобного графика для автономного отопления не сильно развита. Это объясняется его принципиальным отличием от централизованного. Регулирование температуры воды в трубах возможно осуществлять в ручном и автоматическом режиме. Если при проектировании и практической реализации была учтена установка датчиков для автоматического регулирования работы котла и термостатов в каждой комнате, то острой необходимости в расчете температурного графика не будет.

Но для подсчета будущих расходов в зависимости от погодных условий он будет незаменим. Для того чтобы составить его согласно текущим правилам, необходимо учитывать следующие условия:

Только после обеспечения этих условий можно переходить к расчетной части. На этом этапе могут возникнуть трудности. Правильный расчет индивидуального температурного графика представляет собой сложную математическую схему, в которой учитываются все возможные показатели.

Однако для облегчения задачи существуют уже готовые таблицы с показателями. Ниже приведены примеры самых часто встречающихся режимов работы отопительного оборудования. В качестве начальных условий были взяты следующие вводные данные:

• Минимальная температура воздуха на улице – 30°С
• Оптимальная температура в помещении +22°С.

На основе этих данных были составлены графики для следующих видов работы отопительных систем.

Каждая система отопления имеет определенные характеристики. К ним относят мощность, теплоотдачу и температурный режим работы. Они определяют эффективность работы, напрямую влияя на комфорт проживания в доме. Как правильно выбрать температурный график и режим отопления, его расчет?

Составление температурного графика

Температурный график работы системы отопления вычисляется по нескольким параметрам. От выбранного режима зависит не только степень нагрева помещений, но и расход теплоносителя. Это же влияет на текущие затраты по обслуживанию отопления.

Составленный график температурного режима отопления зависит от нескольких параметров. Главным из них является уровень нагрева воды в магистралях. Он же, в свою очередь, состоит из следующих характеристик:

• Температура в подающем и обратном трубопроводе. Замеры выполняются в соответствующих патрубках котла;
• Характеристики степени нагрева воздуха в помещении и на улице.

Корректный расчет температурного графика отопления начинается с вычисления разницы между температурой горячей воды в прямом и подающем патрубке. Эта величина имеет следующее обозначение:

∆T=Tвх-Tоб

Где Tвх – температура воды в подающей магистрали, Tоб – степень нагрева воды в обратной трубе.

Для увеличения теплоотдачи системы отопления необходимо повысить первое значение. Для уменьшения расхода теплоносителя ∆t должна быть минимальной. Именно это и является основной сложностью, так как температурный график котельной отопления напрямую зависит от внешних факторов – тепловых потерь в здании, воздуха на улице.

Для оптимизации мощности отопления необходимо сделать теплоизоляцию наружных стен дома. Этим уменьшатся тепловые потери и расход энергоносителя.

Расчет температурного режима

Для определения оптимального температурного режима необходимо учитывать характеристики компонентов отопления – радиаторов и батарей. В частности – удельную мощность (Вт/см²). Это напрямую скажется на тепловой отдаче нагретой воды воздуху в помещение.

Также необходимо сделать ряд предварительных расчетов. При этом учитываются характеристики дома и отопительных приборов:

• Коэффициент сопротивления теплопередачи наружных стен и оконных конструкций. Оно должно быть не менее 3, 35 м²*С/Вт. Зависит от климатических особенностей региона;
• Поверхностная мощность радиаторов.

Температурный график системы отопления имеет прямую зависимость от этих параметров. Для вычисления тепловых потерь дома необходимо знать толщину наружных стен и материал постройки. Расчет поверхностной мощности батарей выполняется по следующей формуле:

Руд=Р/Fакт

Где Р – максимальная мощность, Вт, Fакт – площадь радиатора, см².

Согласно полученным данным составляется температурный режим для отопления и график теплоотдачи в зависимости от температуры на улице.

Для своевременного изменения параметров отопления устанавливают температурный регулятор отопления. Это устройство подключается к термометрам на улице и в помещении. В зависимости от текущих показателей происходит регулировка работы котла или объема притока теплоноситель в радиаторы.

Недельный программатор является оптимальным температурным регулятором отопления. С его помощью можно максимально автоматизировать работу всей системы.

Централизованное отопление

Для централизованного теплоснабжения температурный режим системы отопления зависит от характеристик системы. В настоящее время есть несколько видов параметров теплоносителя, поступающего к потребителям:

• 150°С/70°С . Для нормализации температуры воды с помощью элеваторного узла происходит ее смешивание с охлажденным потоком. В данном случае можно составить индивидуальный температурный график отопительной котельной для конкретного дома;
• 90°С/70°С . Свойственен для небольших частных отопительных систем, рассчитанных для теплоснабжения нескольких многоквартирных домов. В этом случае можно не устанавливать смесительный узел.

В обязанность коммунальных служб входит расчет температурного отопительного графика и контроль его параметров. При этом степень нагрева воздуха в жилых помещениях должна быть на уровне +22°С. Для нежилых этот показатель немного ниже – +16°С.

Для централизованной системы составление корректного температурного графика котельной отопления требуется для обеспечения оптимальной комфортной температуры в квартирах. Основная проблема заключается в отсутствии обратной связи – невозможно регулировать параметры теплоносителя в зависимости от степени нагрева воздуха в каждой квартире. Именно поэтому составляется температурный график отопительной системы.

Копию графика отопления можно потребовать в Управляющей Компании. С его помощью можно контролировать качество поставляемых услуг.

Автономное отопление

Делать аналогичные расчеты для автономных систем теплоснабжения частного дома зачастую не нужно. Если в схеме предусмотрены комнатные и уличные температурные датчики – информация о них будет поступать в блок управления котлом.

Поэтому для уменьшения расхода энергоносителя чаще всего выбирают низкотемпературный режим работы отопления. Он характеризуется относительно небольшим нагревом воды (до +70°С) и высокой степенью ее циркуляции. Это необходимо для равномерного распределения тепла по всем отопительным приборам.

Для реализации подобного температурного режима системы отопления потребуется выполнение следующих условий:

• Минимальные тепловые потери в доме. Однако при этом не нужно забывать о нормальном воздухообмене – обустройство вентиляции обязательно;
• Высокая тепловая отдача радиаторов;
• Установка автоматических регуляторов температуры в отоплении.

Если же есть необходимость выполнить корректный расчет работы системы- рекомендуется воспользоваться специальными программными комплексами. Для самостоятельного вычисления необходимо учесть слишком много факторов. Но с их помощью можно составить примерные температурные графики режимов отопления.

Однако следует учитывать, что точный расчет температурного графика теплоснабжения делается для каждой системы индивидуально. В таблицах приведены рекомендованные значения степени нагрева теплоносителя в подающей и обратной трубе в зависимости от температуры на улице. При выполнении вычислений не учитывались характеристики здания, климатические особенности региона. Но даже несмотря на это их можно использовать в качестве основы для создания температурного графика отопительной системы.

Максимальная нагрузка системы не должна сказываться на качестве работы котла. Поэтому рекомендуется приобретать его с запасом мощности на 15-20%.

Даже у самого точного температурного графика котельной отопления в процессе работы будут наблюдаться отклонения расчетных и фактических данных. Это связано с особенностями эксплуатации системы. Какие факторы могут влиять на текущий температурный режим теплоснабжения?

• Загрязнение трубопроводов и радиаторов. Во избежание этого следует проводить периодическую очистку системы отопления;
• Неправильная работа регулирующей и запорной арматуры. Обязательно выполняется проверка работоспособности всех компонентов;
• Нарушение режима функционирования котла – резкие скачки температуры как следствие – давления.

Поддержание оптимального температурного режима системы возможно только при правильном выборе ее компонентов. Для этого следует учитывать их эксплуатационные и технические свойства.

Регулировку нагрева батареи можно выполнять с помощью термостата, с принципом работы которого можно ознакомиться в видеоматериале:

Существует ряд закономерностей, на основании которых осуществляется изменение температуры теплоносителя в центральном отоплении. Для отслеживания колебаний имеются специальные графики, которые называют температурными. Что они собой представляют и для чего нужны, нужно разобраться более подробно.

Что такое температурный график и его назначение

Температурным графиком системы отопления называется зависимость температуры теплоносителя, которым является вода, от температурного показателя наружного воздуха.

Главными показателями рассматриваемого графика выступают две величины:

1. Температура теплоносителя, то есть нагретой воды, которая подается в систему отопления для обогрева жилых помещений.
2. Температурные показания наружного воздуха.

Чем ниже температура окружающего воздуха, тем больше требуется нагреть теплоноситель, который подается в систему отопления. Рассматриваемый график строится при проектировании систем отопления зданий. От него зависят такие показатели, как размер отопительный устройств, расход теплоносителя в системе, а также диаметр трубопроводов, посредством которых осуществляется передача теплоносителя.

Обозначение температурного графика осуществляется при помощи двух цифр, которыми являются 90-70 градусов. Что это означает? Эти цифры характеризуют температуру теплоносителя, который должен быть подан к потребителю и возвращен обратно. Чтобы создать комфортные условия в помещении в зимний период при температуре наружного воздуха -20 градусов, нужно в систему подать теплоноситель со значением 90 градусов Цельсия, а вернуться со значением 70 градусов.

Температурный график позволяет определить завышенный или заниженный расход теплоносителя. Если значение температуры возвращаемого теплоносителя будет завышенным, то это будет свидетельствовать о высоком расходе. Если же значение будет заниженным, то это обозначает дефицит расхода.

График 95-70 градусов для системы отопления был принят в прошлом веке для зданий до 10 этажей. Если же этажность здания превышает 10 этажей, то принимали значения 105-70 градусов. Современные стандарты подачи тепла для каждой новостройки отличаются, и принимаются зачастую по усмотрению проектировщика. Современные нормы для утепленных домов составляют 80-60 градусов, а для зданий без утепления 90-70.

Почему происходят температурные колебания

Причины температурных изменений обуславливаются следующими факторами:

1. При изменении погодных условий происходит автоматическое изменение теплопотерь. Когда наступают холода, то для обеспечения оптимального микроклимата в многоквартирных домах необходимо затратить больше тепловой энергии, чем при потеплении. Уровень расходуемых теплопотерь рассчитывается значением «дельта», которая представляет собой разницу между улицей и внутри помещений.
2. Постоянство теплового потока от батарей обеспечивается стабильным значением температуры теплоносителя. Как только происходит снижение температуры, квартирные радиаторы будут становиться все теплее. Этому явлению способствует увеличение «дельты» между теплоносителем и воздухом в помещении.

Увеличение потерь теплоносителя необходимо осуществлять параллельно снижению температуры воздуха за окном. Чем холоднее за окном, тем выше должна быть температура воды в трубах отопления. Чтобы облегчить процессы расчета, была принята соответствующая таблица.

Что представляет собой температурный график

Температурный график подачи теплоносителя в системы отопления представляет собой таблицу, в которой перечислены значения температуры теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха.

Обобщенный график температуры воды в отопительной системе представляет собой следующий вид:

Формула расчета температурного графика представляет собой следующий вид:

• Для определения температуры подачи теплоносителя: Т1=tвн+∆хQ(0,8)+(β-0,5хUP)хQ.
• Для определения температуры подачи обратки используется формула: T2=tвн+∆хQ(0,8)-0,5хUPхQ.

В представленных формулах:

Q – относительная отопительная нагрузка.

∆ — температурный напор подачи теплоносителя.

β – разность температур в прямой и обратной подаче.

UP – разность температуры воды на входе и выходе из отопительного прибора.

Графики бывают двух типов:

• Для тепловых сетей.
• Для многоквартирных домов.

Чтобы разобраться в деталях, рассмотрим особенности функционирования централизованного отопления.

ТЭЦ и тепловые сети: какова взаимосвязь

Назначение ТЭЦ и тепловых сетей заключается в том, чтобы нагреть теплоноситель до определенного значения, после чего транспортировать его к месту потребления. При этом важно учитывать потери на теплотрассу, длина которых обычно составляет по 10 километров. Несмотря на то, что все трубы подачи воды подвергаются теплоизоляции, обойтись без тепловых потерь практически невозможно.

Когда теплоноситель движется от ТЭЦ или попросту котельной к потребителю (многоквартирному дому), то наблюдается некоторый процент остывания воды. Чтобы обеспечить подачу теплоносителя к потребителю в необходимом нормированном значении, требуется его подавать из котельной в максимально нагретом состоянии. Однако увеличить температуру выше 100 градусов невозможно, так как она ограничивается точкой кипения. Однако ее можно сместить в сторону повышения температурного значения путем увеличения давления в системе отопления.

Давление в трубах по стандарту составляет 7-8 атмосфер, однако при подаче теплоносителя происходит и потеря давления. Однако, несмотря на потери напора, значение в 7-8 атмосфер позволяет обеспечивать эффективную работу системы отопления даже в 16-этажных зданиях.

Это интересно! Давление в системе отопления 7-8 атмосфер является не опасным для самой сети. Все конструктивные элементы сохраняют работоспособность в нормальном режиме.

С учетом запаса верхнего порога температуры, его значение составляет 150 градусов. Минимальная температура подачи при минусовых значениях за окном не составляет ниже 9 градусов. Температура обратки обычно равна значению 70 градусов.

Как происходит подача теплоносителя в систему отопления

Для домовой системы отопления характерны следующие ограничения:

1. Показатель максимального нагрева обуславливается ограниченным значением +95 градусов для двухтрубной системы, а также 105 градусов для однотрубной сети. В дошкольных воспитательных учреждениях действуют более строгие ограничения. Значение температуры воды в батарее не должно подниматься выше 37 градусов. Для компенсации пониженного значения температуры осуществляется наращивание дополнительных секций радиаторов. Детские сады, которые располагаются непосредственно в регионах с суровыми климатическими зонами, оснащены большим количеством радиаторов с многочисленным числом секций.
2. Оптимальным вариантом является достижение минимального значения «дельта», которая представляет разницу между подающим и отдаваемым значением температуры теплоносителя. Если не добиться такого значения, то степень нагревания радиаторов будет иметь высокую разницу. Чтобы снизить разницу, необходимо повысить скорость движения теплоносителя. Однако и при увеличении скорости перемещения теплоносителя возникает существенный недостаток, который обусловлен тем, что обратно к ТЭЦ вода будет возвращаться с излишне высокой температурой. Такое явление может привести к тому, что возникнут нарушения функционирования ТЭЦ.

Чтобы избавиться от такой проблемы, следует в каждом многоквартирном доме установить элеваторные модули. Посредством таковых устройств происходит разбавление порции подающей воды с обраткой. Эта смесь позволит получить ускоренную циркуляцию, исключив тем самым вероятность избыточного перегрева обратного трубопровода.

Если в частном доме установлен элеватор, то учет системы отопления задается при помощи индивидуального температурного графика. Для двухтрубных систем отопления частного дома характерны режимы 95-70, а для однотрубных – 105-70 градусов.

Как влияют климатические пояса на температуру воздуха

Основной фактор, который учитывается при расчете температурного графика, представлен в виде расчетной температуры в зимний период. При расчете отопления температура наружного воздуха берется из специальной таблицы для климатических зон.

Таблицу температурного теплоносителя следует составлять так, чтобы максимальное ее значение удовлетворяло СНиП температуру в жилых помещениях. Для примера используем следующие данные:

• В качестве отопительных приборов используются радиаторы, которые обеспечивают подачу теплоносителя снизу вверх.
• Тип отопления квартир двухтрубный, оснащенный стояночной разводкой труб.
• Расчетные значения температуры наружного воздуха равняются -15 градусов.

При этом получаем следующую информацию:

• Отопление будет запущено, когда среднесуточная температура не будет превышать +10 градусов на протяжении 3-5 дней. Подача теплоносителя будет осуществляться со значением в 30 градусов, а обратка будет равна 25 градусов.
• При снижении температуры до 0 градусов, повышается значение теплоносителя до 57 градусов, а обратка при этом составит 46 градусов.
• При -15 будет осуществляться подача воды температурой 95 градусов, а обратка равна 70 градусов.

Это интересно! При определении среднесуточной температуры берется информация, как с дневных показаний термометра, так и с ночных измерений.

Как регулировать температуру

За параметры значения теплотрасс отвечают работники ТЭЦ, а вот контроль сетей внутри жилых домов проводят работники ЖЭКа или управляющих компаний. Зачастую в ЖЭК поступают жалобы от жильцов о том, что в квартирах холодно. Чтобы нормализовать параметры системы, потребуется провести следующие мероприятия:

• Увеличение диаметра сопла или установка элеватора с регулируемым соплом. Если наблюдается заниженное значение температуры жидкости в обратке, то решить такую проблему можно при помощи увеличения диаметра элеваторного сопла. Для этого нужно закрыть задвижки и вентили, после чего извлечь модуль. Увеличение сопла происходит путем его высверливания на 0,5-1 мм. После выполнения процедуры устройство возвращается на свое место, после чего обязательно проводится процедура стравливания воздуха из системы.

• Заглушить подсос. Чтобы избежать возникновения угрозы выполнения подсосом функции перемычки, выполняется его глушение. Для выполнения данной процедуры применяется стальной блин, толщина которого должна быть около 1 мм. Такой способ регулирования температуры принадлежит к категории экстренных вариантов, так как при его проведении не исключено возникновение скачка температуры до +130 градусов.

• Регулирование перепадов. Разрешить проблему можно путем корректирования перепадов элеваторной задвижкой. Суть данного метода корректирования заключается в перенаправлении ГВС на подающую трубу. В трубу обратки ввинчивается манометр, после чего задвижка обратного трубопровода перекрывается. Открывая вентиль, нужно проводить сверку с показаниями манометра.

Если установить обычную задвижку, то это приведет к остановке и заморозке системы. Чтобы снизить разницу, нужно увеличить давление в обратке до значения 0,2 атм/сутки. Какая температура должна быть в батареях можно узнать исходя из температурного графика. Зная ее значение, можно осуществлять проверку, чтобы убедиться в ее соответствии температурному режиму.

В завершении следует отметить, что варианты глушения подсоса и регулирование перепадов применяются исключительно при развитии критических ситуаций. Зная такой минимум информации, можно обращаться в ЖЭК или ТЭЦ с жалобами и пожеланиями о несоответствующим нормам теплоносителя в системе.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

1. Чем объясняется такая совокупность фактов?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

2. Исходные данные для анализа

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

, (3)

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

Введем обозначения , , .

Из (1)-(3) следует система уравнений

,

,

решения которой имеют вид:

, (4)

(5)

. (6)

Для заданных проектных значений параметров системы теплоснабжения

,

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

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

Относительная тепловая мощность системы отопления равна

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

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

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

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

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

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

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

,

,

.

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

Решением этого уравнения является =0,706.

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

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

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

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

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

.

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

Решение приведенной системы имеет вид:

°С, t o 2 =76,5°С,

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

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

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

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

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

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

Относительное снижение тепловой мощности системы отопления равно

. (3’’)

Из (1), (2’’’), (3’’) следует решение

,

,

.

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

; =115 °С; =66 °С; =81,3 °С.

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

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

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

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

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

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

4. Необходимость уточнения расчетной нагрузки отопления систем теплоснабжения

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

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

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

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

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

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

х100%=70,75%.

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

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

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

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

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

5. Трудности в реализации нормативного воздухообмена помещений

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

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

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

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

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

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

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

6. Эволюция нормативных требований к воздухообмену помещений

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

Рассмотрим эти изменения на примере жилых многоквартирных домов.

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

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

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

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

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

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

Таблица 9.1

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Исходные данные:

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

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

Площадь кухни – F кх = 12,33 м 2 ;

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

Площадь уборной – F уб = 1,11 м 2 ;

Высота помещений h = 2,6 м;

На кухне установлена электроплита.

Геометрические характеристики:

Объём отапливаемых помещений V =221,8 м 3 ;

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

Объём кухни V кх = 32,1 м 3 ;

Объём уборной V уб = 2,9 м 3 ;

Объём ванной комнаты V вн = 7,3 м 3 .

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

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

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

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

7. Обоснование снижения температурного графика

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

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

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

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

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

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

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

Литература

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

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

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

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

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

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