Экономичное отопление: как это сделать?

экономичное отоплениеОчередное повышение цен на тепло с целью приведения их в соответствие к «мировому» уровню еще раз больно ударило по карману рядового украинского потребителя. В счетах за отопление и горячую воду стали появляться суммы, которые стали приводить в уныние уже не только самых бедных людей. Впрочем, все это известно Вам и так. А эта статья посвящена тому, что можно предпринять для того, чтобы снизить этот груз.

Если Вы экономите электроэнергию — ситуация проста: подключенный к электросети без счетчика абонент сегодня просто немыслим, а необходимость выключать ненужные лампочки, является уже даже просто привычкой. Когда же речь заходит об экономии тепла, то здесь дела обстоят совершенно иным образом.

Практически весь отечественный жилой фонд  строился во времена, когда тепловая энергия стоила копейки и о будущей необходимости считать и оплачивать тепло никто не задумывался. Советские здания спроектированы и построены так, что учесть реально потребляемое тепло можно, в лучшем случае, только на все многоквартирное здание целиком. А установка «выключателей ненужного тепла», с помощью которых можно было бы тепло сэкономить, без существенной модернизации системы отопления, вообще в принципе невозможна — это нарушит качество снабжения теплом и, в конечном итоге, приведет только к убыткам. С другой же стороны — стоимость тепла сегодня настолько высока, что вложение средств в модернизацию тепловой системы здания для приведения ее к требованиям мировых стандартов энергосбережения, способно окупить себя за 3-4 года эксплуатации. Вопрос «выгодно или не выгодно сегодня вкладывать деньги в технологии экономии тепла?» сегодня не стоит. Это однозначно выгодно. Актуальна другая проблема: можно ли провести модернизацию «по частям» так, чтобы сэкономленные на каждом шаге средства направить на дальнейшее усовершенствование? Это возможно: представленная ниже статья описывает как это сделать. Прежде всего нужно начать с учета тепла…

 

Шаг №1. Учет потребления тепла. Теплосчетчик

 

Технологии для измерения теплового потока существовали давно, но их техническая реализация была достаточно дорогой. Появление на рынке сравнительно дешевого, надежного и компактного прибора для учета тепла, предназначенного для бытового применения, произошло только в 90х годах прошлого столетия. Из за особенностей проектирования советских зданий, а также из-за своей, относительно высокой стоимости, имеющиеся на рынке счетчики тепла рассчитаны, в основном, на отдельное многоквартирное здание и устанавливаются в его теплопункте. Сами же приборы для учета тепла различны по своей конструкции, стоимости и удобству в обслуживания и рассмотрение их достоинств и преимуществ, требует отдельной статьи. Но все же есть несколько моментов, которые требуют небольшого освещения:

Принцип работы теплосчетчика

  • устанавливая на здание счетчик тепла вы, прежде всего, берете на себя обязательство ежедневно снимать с него показания и раз в месяц — передавать снятые данные в теплоснабжающую организацию. Если в приборе предусмотрена возможность распечатки месячных отчетов о потреблении тепла, то это существенно упростит вам жизнь.
  • приборы учета тепла, в зависимости от технических характеристик, раз в несколько лет должны демонтироваться и проходить метрологическую поверку на точность измерения. Потому при покупке прибора обращайте внимание на частоту проведения этой поверки (паспортные данные), а также — на сложность демонтажа. Есть приборы (например СВТУ-10, «Sempal»), которые не требуют снятия расходомера с трубопровода, что делает работы по демонтажу гораздо менее затруднительными.
  • ввиду того, что в наших широтах зачастую пропадает электроснабжение, прибор должен либо быть энергонезависимым (питаться от батарейки), либо оборудован блоком бесперебойного питания.

В любом случае следует понимать, что счетчик тепла без остальных энергосберегающих мероприятий, точно так же как и электросчетчик без возможности выключать подключенные на него лампочки, не экономит тепло. Он, как это и положено счетчику, всего лишь отображает сколько вы реально потребили энергии. Тем не менее, как показывает практика, в большинстве случаев расчетные нагрузки на здание по которым производится оплата без счетчика, на 5-7% завышены. Именно на эту величину и можно рассчитывать как на экономический эффект от установки приборов учета тепла.

Шаг №2. Организация правильного распределения тепла по зданию

Как только у Вас появится теплосчетчик, то сразу появится и желание экономить тепло. Потенциал энергосбережения вы сможете определить опытным путем, поставив следующий эксперимент. Во время потепления чуть-чуть прикройте на обратном трубопроводе системы отопления задвижку, чтобы немного снизился расход теплоносителя. На теплосчетчике вы сразу же заметите насколько снизилось потребление тепла зданием и сможете подсчитать какой счет за отопление будет выставлен Вам в конце месяца при текущем потреблении. Но безболезненно такую процедуру на зданиях советского жилого фонда можно провести очень редко. Прикрывая расход теплоносителя вы попутно изменяете и гидравлический баланс в системе, нарушая при этом работу гидравлического элеватора. Гидравлический элеватор — это устройство, обеспечивающее подмешивание части обратного теплоносителя к подающему (оно выглядит как перемычка между обратным и прямым трубопроводом и находится практически в каждом теплопункте «советских» времен). Если капитальный ремонт теплового пункта делался более чем 10-15 лет тому, то можно быть практически уверенным в том, что элеватор и так работает неэффективно, что связано с изменением гидравлики в системе из-за накопившихся в радиаторах отложений. Когда же вы дополнительно принудительно снизите расход тепла задвижкой, то проблема с равномерностью распределения  тепла по помещениям существующая обычно в зданиях с, например, вертикальной разводкой (большинство советских зданий), только усугубится. При этом на верхних этажах станет очень жарко и там откроют форточки. А на нижних этажах — люди будут вынуждены ходить в шубах (перепад температур между подачей и обраткой, т.е. температурами самого горячего и самого холодного радиатора, вырастет).perekos

Схема возникновения теплового перекоса в здании с вертикальной разводкой

Причина такого перекоса лежит в недостаточной скорости протекания теплоносителя по радиаторам. В итоге имеются две проблемы: неравномерно распределенное тепло и невозможность проведения экономии. В этом случае единственный выход (не считая переделки всей системы отопления) это установка в систему циркуляционного насоса.cirkul_nasos

Схема установки циркуляционного насоса для решения проблемы теплового перекоса

Принцип данной технологии следующий: насос увеличивает скорость протекания теплоносителя по радиаторам здания. Для этого между подающим и обратным трубопроводом устанавливается перемычка, через которую осуществляется подмешивание части обратного теплоносителя к прямому. Получается что один и тот же теплоноситель быстро и несколько раз проходит по системе отопления здания, благодаря этому температура в подающем трубопроводе падает, а за счет увеличения в несколько раз скорости протекания  — в обратном трубопроводе поднимается. Происходит выравнивание картины распределения тепла по зданию. Насос снабжается всеми необходимыми устройствами защиты (от перегрева, от пропадания фазы, от осушения) и работает полностью в автоматическом режиме.Распределения тепла по зданию с помощью циркуляционного насоса

Решение проблемы теплового перекоса с помощью циркуляционного насоса

Соответственно при таком распределении тепла по всем помещениям здания создаются одинаково комфортные условия, форточки на верхних этажах закрываются, благодаря чему происходит 10-15% экономия тепла даже без снижения расхода теплоносителя на здание задвижкой (т.к. в теплосеть возвращается более горячий теплоноситель, что учитывает счетчик тепла).

Шаг №3 Автоматическое регулирование тепловой нагрузки

Погодный регулятор ECLИтак — теплосчетчик установлен, тепло по зданию равномерно распределено циркуляционным насосом. И есть человек (обычно это сантехник), в обязанности которого входит прикрывать задвижку в случае потепления на улице и тем самым экономить тепло. Однако, каким бы обязательным и опытным не был этот человек, он все равно не сможет достаточно эффективно и своевременно реагировать на каждое изменение погоды и следовательно эффективность такой экономии будет низкой. Почему? Да потому, что человек — это всего лишь человек, и он не сможет круглосуточно сидеть в теплопункте и крутить задвижку. Решение этой проблемы существует. Сегодня фактическим стандартом любой системы отопления во всех развитых странах стала так называемая система автоматического регулирования тепловой нагрузки «с погодной компенсацией». Суть данной системы заключается в следующем: на улице устанавливается электротермометр, измеряющий температуру воздуха в данный момент. Каждую секунду его сигнал сравнивается с сигналом о температуре теплоносителя на выходе из здания (то-есть фактически с температурой самого холодного радиатора в здании) и/или с сигналом о температуре в одном из помещений здания. На основании данного сравнения регулирующий блок автоматически дает команду на электрический регулирующий клапан, который устанавливает оптимальную величину расхода теплоносителя.
Кроме того, подобная система снабжена таймером переключения режима работы системы отопления. Это означает, что при наступлении определенного часа суток и(или) дня недели она автоматически переключает отопление из нормального режима в экономный и наоборот. Специфика некоторых организаций не требует наличия комфортного отопления в ночное время и система в заданный Вами час суток автоматически снизит тепловую нагрузку на здание на заданную величину, а следовательно — сэкономит тепло и деньги. Утром, перед началом рабочего дня, система автоматически переключится в нормальный режим работы и прогреет здание.

Наш опыт установки подобных систем показывает, что величина экономии тепла, получаемая от работы подобной системы составляет порядка 10-15% зимой и 60-70% осенью и весной за счет постоянных периодических потеплений. Общая экономия, которая достигается за счет использования системы погодного регулирования, оценивается приблизительно в 30-35% от потребляемой зданием в течение теплового периода энергии.

Шаг №4 Эффективность работы теплообменного оборудования

to-2Во многих зданиях горячая вода, используемая на хозяйственные нужды, нагревается теплоносителем прямо в теплопункте. Функцию нагрева выполняет специальное устройство под названием «бойлер» или «теплообменник». И от эффективности его работы и правильности схемы разводки горячей воды по зданию очень сильно зависит себестоимость получаемой таким образом горячей воды. Эффективный пластинчатый бойлер, снабженный работающим регулятором температуры горячей воды, производит практически в 2 раза более дешевую горячую воду, чем старый трубчатый без регулятора (как обычно и происходит в подавляющем большинстве отечественных теплопунктов).

Шаг №5 Оптимальность тепловой схемы здания при проектировании, регулирование температуры в отдельных помещениях

Радиаторный регулятор температурыПодход к осуществлению экономии, описанный выше, в большинстве случае применим к уже готовым зданиям, переделка систем отопления которых затруднена. При проектировании же новых систем отопления следует учитывать множество различных факторов, которые в будущей эксплуатации здания приведут к значительной экономии тепла. Это, прежде всего, оптимальная схема разводки трубопроводов. На сегодняшний день наиболее современной и экономичной схемой является так называемая двухтрубная, которая сама по себе подразумевает равномерность распределения тепла по зданию и позволяет равномерно регулировать (а значит и экономить) отдачу тепла как по всему зданию в целом, так и по каждому из радиаторов в отдельности. Для такого регулирования сегодня во всем мире используются радиаторные регуляторы температуры в помещении. Уменьшая количество протекающего теплоносителя через радиатор и следовательно экономя тепло они поддерживают заданную температуру в комнате. Таким образом достигается приблизительно 20%-ная экономия тепла в целом за счет использования энергии от солнечных лучей, прогревающих помещение, бытовых электроприборов, тепла людей.

Спектр энергосберегающих технологий в «одном флаконе»

Все технологии, описанные в приведенной выше статье, являлись новинками в начале 90х годов XX века. С тех пор все они уже настолько плотно «обкатаны» на практике, что стали своеобразными стандартами, на который ориентируются при проектировании любого нового теплового пункта. И, как следствие этого факта, на рынке появились серийные технические решения, объединяющие в себе все вышеперечисленные технологии. Это — так называемые блочные тепловые пункты. БТП — это единый технический узел, объединяющий в себе счетчик тепла, циркуляционные насосы, систему погодного регулирования, систему подготовки горячей воды с регулированием на базе пластинчатого теплообменника. Все оборудование БТП рассчитывается на определенную тепловую мощность, снабжается всеми необходимыми защитами и средствами управления и собирается в единое целое уже на заводе. Что, в дальнейшем, позволяет существенно сэкономить на монтаже и наладке отдельных устройств. Здание же, оборудованное блочным тепловым пунктом, на практике потребляет на 30-40% тепла, чем здание с традиционным вводом тепла. Поскольку БТП производится в заводских условиях, то он обычно работает гораздо надежней, чем энергосберегающее оборудование, устанавливаемое в теплопункте по частям.teplopunkt2

Блочный тепловой пункт

Однако надежность во многом еще зависит от качества отдельных узлов, составляющих БТП. Имея длительный опыт работы с различными производителями теплотехнических устройств, наша организация остановила свой выбор на БТП марки Alfa Laval (Швеция), собираемых на базе одноименных теплообменников, насосов марки Wilo (Германия), автоматики и арматуры Danfoss (Дания). Все перечисленные здесь производители сегодня являются неоспоримыми лидерами по выпуску теплотехнических устройств в своем секторе и потому на практике проблем с отказом оборудования в БТП мы, практически, не наблюдали.

Заключение

Приведенная выше статья описывает основные возможности, которые существуют сегодня и могут быть применены для улучшения ситуации с энергозатратами в уже существующих системах отопления зданий советской постройки, для которых тепло поставляется от теплоснабжающей организации. В случае же, если вы собираетесь производить тепло самостоятельно, например с помощью газового котла или какой-либо иной технологии, то советуем обратить внимание на ряд расчетов «Как выгоднее отопить загородный дом?», опубликованных на нашем сайте.

Касательно же модернизации существующей системы, следует понимать, что  каждая система отопления имеет свои особенности, которые обязательно должны быть учтены при выборе варианта энергосберегающей схемы.  Здесь, как впрочем и в любом другом подобном случае, необходима консультация с опытными специалистами.