Тепловая калькуляция в автоматическом режиме
Одним из способов оптимизации систем отопления является внедрение более совершенной регулировочной арматуры, а также приборов, функционирующих в автоматическом режиме. Такой подход напрямую связан с необходимостью организации поквартирного учета потребления тепловой энергии. Наиболее точные и объективные результаты в данном случае дают индивидуальные теплосчетчики, которые активно применяются при строительстве новых домов. Что касается старого жилфонда, то здесь компромиссным решением служат теплораспределители.
На первый взгляд все предельно просто, но исходя из сути вопроса, система отопления конкретного помещения нуждается как в централизованной, так и в индивидуальной регулировке в зависимости от постоянно изменяющихся условий внешней среды. К ним относятся градиент инсоляции, тепловыделения от бытовых приборов, инфильтрация воздуха с улицы. Подобные источники тепла достаточно нестабильны, и при этом их действие не совпадает по времени. Поэтому и рассматривается возможность использовать их для снижения расходов на отопление за счет автоматически работающих регуляторов, установленных у каждого нагревательного прибора. Речь идет о термостатах – этот прибор чисто механический, он не требует никакого электропитания.
Однако по заявлениям специалистов, применение таких несложных приборов позволяет добиться экономии не менее 12 % тепловой энергии. С одной стороны, индивидуальные регуляторы дают возможность владельцам жилья поддерживать температуру воздуха в помещении в зависимости от личных потребностей и финансовых возможностей. С другой – не исключают местного авторегулирования на вводе системы отопления, так как работа терморегуляторов приводит к некоторому ограничению или полному прекращению протока воды через приборы, что в свою очередь ведет к сокращению циркуляции в системе отопления. В то же время расход сетевой воды через сопло элеватора практически не зависит от внутренних условий режима работы системы отопления, поэтому сокращение циркуляции приводит к уменьшению подмешивания и, как следствие, к возникновению проблемы, связанной с увеличением температуры обратной воды, что неэкономично при теплоснабжении от ТЭЦ.
Следующая проблема заключается в том, что однотрубные отопительные системы, которые применяются в местном жилищном строительстве, крайне неэффективны для регулирования тепла в индивидуальном порядке. Особенно в варианте совместного пользования, который не наделен характеристиками достаточной гидравлической и тепловой устойчивости. Это является обязательным условием эффективного использования индивидуальных регуляторов.
Что касается непосредственно узлов учета тепловой энергии, то они устанавливаются либо на вводе в здание трубопроводов системы районного тепло- и водоснабжения, либо в составе индивидуальных тепловых пунктов. В качестве основного элемента узла учета тепловой энергии выступает счетчик тепловой энергии, в конструкцию которого входят расходомер, термопары и датчики давления, устанавливаемые на прямом и обратном трубопроводах системы отопления, а также вычислитель. Сегодня наиболее распространенными являются ультразвуковые, индукционные и механические расходомеры.
Также можно говорить о тенденции к постепенному переходу от групповых тепловых пунктов к индивидуальным (ИТП), расположенным непосредственно в отапливаемом здании. Это связано с приватизацией квартир, а также с продажей объектов частным инвесторам. ИТП позволяют применить более эффективную систему авторегулирования отопления для протяженных зданий или централизованную систему с коррекцией температурного режима в отдельных зданиях. Это дает возможность отказаться от распределительных сетей горячего водоснабжения, снизив потери тепла при его транспортировке и затраты электроэнергии на перекачку бытовой горячей воды. Причем такой подход применим как для нового строительства, так и при проведении капитального ремонта существующих зданий.
Кроме того, все большее развитие получают различные компьютерные системы, которые могут выполнить любые по сложности задачи управления, но все же определяющими остаются схемные решения подключения систем отопления. Так, например, в двухтрубных системах отопления, в которых термостаты, закрываясь, приводят к сокращению расхода теплоносителя, циркулирующего в системе, при элеваторном присоединении будет расти температура воды в подающем трубопроводе, а затем и в обратном, что неизбежно приведет к увеличению теплоотдачи нерегулируемой части системы (стояков) и к недоиспользованию теплоносителя. В однотрубной системе отопления с постоянно действующими замыкающими участками при закрывании термостатов горячая вода без остывания сбрасывается в стояк, что также приводит к росту температуры воды в обратном трубопроводе. Поэтому в таких системах в обязательном порядке необходимо осуществлять автоматическую регулировку температуры в подающем трубопроводе в зависимости от изменения температуры наружного воздуха.
Также хотелось бы отметить, что нередко причиной возникновения серьезных проблем с излишним расходом тепловой энергии становится несанкционированное вмешательство в работу системы при ремонте квартир. Следует понимать тот факт, что система отопления – это именно система, в которой все структурные элементы должны быть согласованы между собой. На практике иногда все получается с точностью до наоборот. Ведь те же отопительные приборы, арматура покупаются самими жильцами, которые при выборе, как правило, руководствуются лишь внешним видом или советом «соседа-специалиста», совершенно не обращая внимания на важнейшие технические характеристики приборов. За примером далеко ходить не нужно. Так, у стандартного шарового крана гидравлическое сопротивление гораздо ниже, чем у термостата. Именно поэтому при замене термостата на шаровой кран может возникнуть проблема, связанная с тем, что большая часть теплоносителя будет протекать через один отопительный прибор (по пути наименьшего сопротивления), а на долю остальных приборов останется незначительное количество. В результате создается ситуация, когда в одном отапливаемом помещении (квартире) наблюдается переизбыток тепла, а в других существенное падение температуры.
Кроме того, зачастую допускаются ошибки при установке приборов. Путаница может возникать, к примеру, при монтаже алюминиевых отопительных приборов, так как они предназначены для коттеджей, а в многоэтажных жилых зданиях не применяются из-за ограничений, связанных с химическими характеристиками теплоносителя.
Не стоит забывать и о проникновении на местный рынок со стороны формально открытой российской границы большого количества контрафактных продуктов. Особенно это касается алюминиевых отопительных приборов со стальным сердечником. Чтобы оградить себя от подобного риска, необходимо при замене компонентов отопительной системы пользоваться услугами соответствующих специалистов при обязательном согласовании с эксплуатирующей организацией.
Существуют также вполне профессиональные рекомендации, направленные на повышение КПД имеющихся в доме батарей. Они касаются в первую очередь правильного расположения отопительных элементов, мер по самостоятельной теплоизоляции с целью предотвращения тепловых потерь через стены квартиры. Однако и в этом случае ключевую роль играет скорее сообразительность хозяина, нежели следование современным научным наработкам. Будущее однозначно принадлежит комплексным решениям.