Модернизация системы отопления в доме и квартире. Модернизация отопления Требования к отоплению жилых и административных зданий

Тепловой пункт может использоваться для модернизации старых зданий при условии замены не только тепловых пунктов, но и теплообменников и другого сопутствующего оборудования. При строительстве нового здания выгоднее спроектировать тепловой пункт и внедрить именно установку индивидуального теплового пункта, так как в дальнейшем это позволит существенно снизить общую стоимость проекта за счет сокращения капитальных затрат и расходов на прокладку теплосетей.

Модернизацию тепловых пунктов осуществляют для усовершенствования теплоснабжения здания в соответствии с современными требованиями. Основные задачи модернизации – организация учета теплопотребления абонентом и сокращение потребления тепловой энергии при улучшении уровня теплового комфорта в обслуживаемых помещениях. Для этого, как минимум, на абонентском вводе устанавливают прибор учета и автоматический регулятор теплового потока, корректирующий отпуск теплоты по погодным условиям. Такое применение оборудования называют местным либо абонентским автоматическим регулированием. При этом не осуществляют изменений конструктивного характера в системе отопления, но предусматривают эту возможность в будущем. Особенно это касается решений о применении гидроэлеватора с регулируемым соплом (14.9). На первый взгляд, он решает поставленные задачи, но при последующей модернизации системы отопления путем установки терморегуляторов на отопительных приборах в соответствии с программой Кабмина Украины, от него необходимо будет отказаться.

Модернизация абонентских вводов позволяет:

оптимизировать распределение тепловой нагрузки в теплосети;

адекватно управлять гидравлическим и тепловым режимами внутренней системы теплопотребления здания;

снизить расход теплоносителя в теплосети;

экономить энергоресурсы;

уменьшить негативное воздействие на окружающую среду.

При модернизации теплового пункта рассматривают множество задач

Наиболее часто решаемые задачи:

Автоматизация процесса управления, контроль, учет расходов тепла и теплоносителя:

регулирование температуры теплоносителя, подаваемого в систему отопления, в зависимости от температуры наружного воздуха;

регулирование температуры теплоносителя, возвращаемого в теплосеть, в соответствии с температурой наружного воздуха по заданному температурному графику;

ускоренный прогрев ("натоп") здания после энергосберегающего режима (пониженного теплопотребления);

коррекция режима теплопотребления по температуре воздуха в помещении;

ограничение температуры теплоносителя в подающем трубопроводе системы отопления;

регулирование тепловой нагрузки в системе горячего водоснабжения;

регулирование тепловой нагрузки приточных вентиляционных

установок с обеспечением функции защиты от замораживания (14.10);

регулирование величины снижения теплопотребления в заданные периоды по температуре наружного воздуха;

регулирование режима теплопотребления с учетом аккумулирующей особенности здания и его ориентации по сторонам света.

Указанные процессы в тепловом пункте изменяют режим теплопотребления абонента: с качественного режима на качественно-количественное. С гидравлической точки зрения – это переход от постоянного гидравлического режима (14.11) к переменному (14.12). С технической точки зрения –

это замена оборудования, неспособного работать в новых гидравлических условиях, на оборудование, решающее поставленные задачи. К заменяемому оборудованию относится, прежде всего, гидроэлеватор (14.7). Замена гидроэлеватора (14.7) на насос позволяет реализовать множество энергосберегающих функций автоматического регулирования теплопотребления здания как в момент модернизации теплового пункта, так и при последующей модернизации системы отопления и горячего водоснабжения.

14.3. АВТОМАТИЗАЦИЯ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ

До осуществления замены оборудования теплового пункта необходимо провести его детальное техническое и теплогидравлическое обследование, в процессе которого выясняют фактическое состояние абонентского ввода. При этом определяют:

проектные и фактические расходы теплоносителя;

проектные и фактические часовые, а также месячные тепловые нагрузки;

проектные и фактические параметры теплоносителя на вводе – средние значения и их отклонения как в рабочем, так и в аварийном режиме работы теплосети;

наличие отложений на внутренних поверхностях труб и арматуры;

наличие в трубах блуждающих токов, разности потенциалов и вибраций;

источники помех для электронных устройств;

стабильность электропитания.

Получают указанные данные как расчетным методом, так и методом прямых замеров. Так, расходы теплоносителя при расчетном методе определяют по проектным нагрузкам и температурному графику; при прямом – ультразвуковым расходомером с накладными датчиками. Для закрытых систем в последнем случае следует определять расходы в подающем и в обратном трубопроводах для выявления несанкционированного разбора сетевой воды либо утечек.

Тепловые нагрузки определяют по температурному режиму источника теплоснабжения и температурному режиму системы отопления. По пьезометрическому графику давления теплоносителя теплосети в статическом и динамическом режимах определяют проектные параметры теплоносителя на вводе в здание и сопоставляют их с реальными показателями по манометрам. Информация о содержании в теплоносителе воздуха и газов, механических и взвешенных частиц позволяет правильно подобрать тепломер. Такой анализ осуществляют по отложениям в трубах и грязевиках. Следует обратить внимание на наличие магнетитов в теплоносителе, увеличивающих погрешность электромагнитных расходомеров. Наличие в теплоносителе механических частиц недопустимо при использовании ротационных тепломеров, насосов и автоматических клапанов.

Блуждающие токи и электрохимическая коррозия могут быть причиной неудовлетворительной работы для датчиков расхода и температуры теплоносителя, а также тепловычислителя. Вибрация существенно влияет на работу вихревых расходомеров. Нестабильность электропитания предопределяет выбор тепловычислителя с аккумуляторами. Влияет также на расположение штока автоматических клапанов при отсутствии электроэнергии – закрыто, промежуточное – полностью открыто. Заставляет устанавливать местный резервный источник электроснабжения, либо оставлять гидроэлеватор (14.7) , как резервный вариант узлу смешивания с насосом. На основании полученной информации выбирают схему абонентского ввода, подбирают соответствующее оборудование, обеспечивают его работоспособность. Затем определяют этапы выполнения работ. Автоматизацию тепловых пунктов осуществляют:

поэтапно;

в один этап.

Поэтапную модернизацию применяют при отсутствии единоразовых средств на полную автоматизацию. Зачастую реализуют этот путь при дальнейшей замене зависимого присоединения абонента к теплосети на независимое. На первом этапе устанавливают тепломер и насос, либо только тепломер. На втором – пластинчатый теплообменник и автоматические клапаны. С учетом отечественного норматива, автоматический регулятор теплового потока следует устанавливать на первом этапе.

При установке насосов, гидроэлеватор может быть демонтирован либо оставлен. В первом варианте гидроэлеватор заменяют патрубком и устанавливают заглушку на подмешивающем трубопроводе либо срезают его, а в подающий либо обратный трубопровод врезают узел обвязки насосов с перемычкой. Кроме того, после насосов устанавливают ручной регулирующий клапан для наладки системы отопления температурным методом, а перед насосами устанавливают сетчатый фильтр. Во втором случае узел обвязки насоса с регулирующим клапаном и фильтром размещают параллельно гидроэлеватору (рис.14.5).

Рис.14.5. Параллельное размещение насосного узла к гидроэлеватору

Фильтр следует размещать после перемычки, что обеспечивает фильтрование как сетевой, так и подмешиваемой воды. На перемычке следует установить обратный клапан (14.13) для предотвращения перетока сетевой воды в обратный трубопровод. Врезку подающего трубопровода после насосов осуществляют за задвижкой, отключающей систему отопления, которая при работе насосов

должна быть закрыта. Кроме того, между фланцами соединения гидроэлеватора к подмешивающему трубопроводу устанавливают заглушку. Наилучшим вариантом модернизации теплового пункта является его автоматизация в один этап. Таким путем пошли в Киеве при замене тепловых пунктов общественных зданий. Реализуемый подход пред ставлен на рис. 14.6. Инженерные системы здания при автоматизации теплового пункта остаются без изменения. Однако возможна дальнейшая их модернизация путем установки автоматических терморегуляторов на узлы обвязки отопительных приборов системы отопления и установки терморегуляторов на циркуляционные трубопроводы системы горячего водоснабжения.

Рис.14 6 Схема замены узлов при модернизации теплового пункта

Такая модернизация становится возможной, поскольку побудителями движения воды в этих системах являются насосы. Кроме того, в новых узлах установлены сетчатые фильтры, снижающие загрязненность теплоносителя.

В старом тепловом пункте демонтируют практически все оборудование (рис. 14 .7): контрольно-измерительные приборы, узел учета, скоростные водоподогреватели, элеваторный узел. Оставляют лишь задвижки и грязевики. Причем по требованию грязевик на обратном трубопроводе устанавливают перед регулирующими устройствами, а также приборами учета расходов воды и тепловых потоков. Новые узлы присоединения систем отопления (рис. 14.7,б) и горячего водоснабжения проектируют в соответствии с местными условиями.

При модернизации тепловых пунктов по программе Европейского банка реконструкции и развития в Киеве применяют зависимую схему присоединения системы отопления без перепускного клапана (14. 14) и двухступенчатую смешанную схему присоединения системы горячего водоснабжения с пластинчатыми теплообменниками. Кроме того, в тепловом пункте автоматизируют отвод воды из приямка.

Новые узлы присоединения систем зачастую имеют заводское изготовление и поставляются на объекты собранными в виде блочного теплового пункта. Блок поставляют с приваренными патрубками к ответным фланцам, что облегчает монтажные работы.

При модернизации тепловых пунктов в подавляющем большинстве случаев целесообразно применять блочные тепловые пункты. Они собраны и испытаны в заводских условиях, отличаются надежностью. Монтаж оборудования упрощается и удешевляется, что, в конечном счете, снижает стоимость модернизации.

Модернизацию теплового пункта осуществляют на основании детального технического и теплогидравлического обследования абонентского ввода.

Рис. 14.7 Общий вид абонентского ввода: а - до модернизации; б – после модернизации

Представьте себе, что ремонт в вашем доме либо квартире подошел к концу, все трубы проложены, сантехнические устройства установлены, модернизация отопления выполнена. В этот момент очень хочется быть полностью уверенным в том, что все затраты и усилия избавят вас и членов вашей семьи от негативного воздействия холода в зимнее время года. Для того чтобы полностью убедиться в эффективной работе системы отопления придётся дождаться первых серьезных морозов.

К сожалению, различные недоработки, которые были допущены на этапе проектирования или в ходе установки системы отопления, проявляются не сразу. Если же обнаружить такие недочеты на этапе выполнения работ, шансы на достижение желаемого результата заметно возрастают.

Если у вас нет желания в дальнейшем уделять время разным проблемам, которые будут «вылезать» после запуска системы отопления, рекомендуем обратиться в компанию «Сантехник Степаныч». Наши мастера чётко понимают, как должно выполняться обновление систем отопления. Они обладают огромным опытом работы, поэтому могут гарантировать высокое качество работ.

Профессиональная модернизация системы отопления поможет вам избежать подобных проблем. Специалисты компании «Сантехник Степаныч» начинают проведение работ только после того, как составляется соответствующий проект. Для максимально комфортного проживания советуем обратить внимание на водяной тёплый пол . Отметим, что в том случае, если заказчик проживает в квартире, модернизировать отопления можно лишь минимально. Как правило, суть работ заключается в установке более эффективных с точки зрения функциональности труб и замене радиаторов отопления .

Более серьезные возможности для модернизации имеют владельцы частных домов. А это значит, что и проектирование систем отопления на таких объектах требует более тщательного подхода. Эксперты учитывают площадь, планировку объекта, высоту потолков в доме, а также характеристики стен. Лишь после этого можно определить требуемую мощность системы отопления.

Очень часто модернизации подлежат те системы, которые разрабатывались ещё несколько десятилетий назад. Применение новейших технологий в этой сфере позволяет добиться гораздо лучших результатов, сократив расходы на эксплуатацию системы.

Фотографии работ по модернизации отопления:

Обратился владелец загородного жилого дома площадью более 500 кв.м с проблемой эксплуатации системы отопления. Затруднение владельца заключалось в отсутствии возможности управления температурой в помещениях, что приводило к дискомфорту для всех членов семьи.

Ситуацию, в которой оказался владелец, можно сравнить с эксплуатацией дорогого автомобиля класса люкс, в котором печка есть, а регулятора температуры нет, не говоря уже о климат-контроле.

Единственным найденным способом регулировки служила отвертка, с помощью которой прикрывался клапан, подключенный снизу к радиатору. И, конечно же, таким ручным способом увеличения и уменьшения мощности, нужной температуры в помещении всё равно никогда не удавалось достичь.

Инженеры компании Danfoss, изучив пожелания владельца, предложили решение автоматического регулирования температуры с помощью беспроводных комнатных термостатов RET2000B и порекомендовали сертифицированную монтажную организацию для выезда на объект и последующего монтажа.

По результатам обследования объекта выяснилось, что при монтаже системы отопления дома не было предусмотрено никакого зонального управление радиаторами и конвекторами в полу. При этом при разводке трубопроводов была применена коллекторная система. Всего в доме 5 шкафов с распределительными коллекторами системы радиаторного отопления.

Установка термостатических элементов на радиаторы не представлялась возможным по причине того, что они были скрыты экранами, и их установка привела бы к некорректному режиму работы. А учитывая то, что в доме проведен высококачественный ремонт с использованием дорогих материалов, единственным возможным решением стал монтаж беспроводных комнатных термостатов во всех помещения, где требовалось регулировать температуру. Единственной дополнительной работой, которую необходимо было провести, стало подведение электропитания к каждому шкафу для подключения коммутационного устройства и приёмников сигнала от комнатных термостатов.

Монтаж оборудования для автоматизации системы отопления занял не больше 5 часов и проходил в следующей последовательности:

1. Определить контур отопления и подключенный к нему отопительный прибор;
2. На клапаны распределительного коллектора соответствующих контуров установить электроприводы , которые по сигналу открывают или закрывают клапан.
3. Установить в коллекторный шкаф клеммную панель, и скоммутировать приёмники сигналов и электроприводы.
4. Связать между собой комнатные термостаты и ресиверы;
5. Смонтировать термостат на стене комнаты на высоте 1.5 метра от пола и выставить необходимую температуру.

Так как проект внутренних инженерных систем отсутствовал, специалисты вынуждены были опытным путем отслеживать все магистрали от коллекторного шкафа до отопительного прибора. Выяснилось, что в самой большой комнате не все 12 радиаторов были подключены к одному распределительному коллектору. Но и здесь решение было быстро найдено. Один комнатный термостат связали с двумя приёмниками беспроводного сигнала, находящимися в разных шкафах, но при этом регулирующие температуру приборов в одной комнате.

Принцип работы комнатных термостатов очень прост: как только в комнате достигается установленная на термостате температура, например 21°С, термостат соответственно подаёт сигнал на ресивер, установленный в шкафу. А ресивер в свою очередь даёт команду подключенным к нему электроприводам закрыть клапан. Таким образом, прекращается подача теплоносителя в соответствующие контуры отопления, и теплоотдача радиаторов не увеличивается до тех пор, пока комнатный термостат не зафиксирует понижение температуры в помещении.

Инженерам и партнёрам компании Danfoss часто приходится сталкиваться с случаями, когда при монтаже системы отопления не была продумана автоматизация системы отопления. Причиной могут быть, как желание сэкономить на системе отопления, так и отсутствие нужной квалификации у инженеров монтажной организации.

Безусловным преимуществом беспроводных решений от Danfoss является возможность модернизировать практически любую систему радиаторного отопления и систему водяных теплых полов.

При модернизации системы водяного отопления печь, работающую на дровах, заменили на печь, работающую на природном газе. Удельная теплота сгорания дров 10 7 Дж/кг, природного газа - 3,2 · 10 7 Дж/кг. Как нужно изменить (увеличить или уменьшить) массу топлива, сжигаемого в печи в единицу времени, для того чтобы сохранить прежнюю скорость циркуляции воды в отопительной системе? Ответ поясните.

Водяное отопление

Необходимость в отоплении возникла в незапамятные времена, одновременно с тем, как люди научились строить для себя самые примитивные жилища. Первые жилища отапливались кострами, потом их сменили очаги, затем - печи. В ходе технического прогресса системы отопления постоянно совершенствовались и улучшались. Люди учились применять новые виды топлива, придумывали разные конструкции отопительных приборов, стремились уменьшить расход горючего и сделать работу отопительной системы автономной, не требующей постоянного контроля человека. В настоящее время наибольшее распространение получили системы водяного отопления, которое применяется для обогрева как многоквартирных домов в городах, так и небольших зданий в сельской местности. Принцип работы системы водяного отопления (см. рисунок) удобно пояснить на примере отопительной системы небольшого жилого дома.

Источником теплоты для отопительной системы служит печь 1, в которой могут сгорать различные виды органического топлива - дрова, торф, каменный уголь, природный газ, нефтепродукты и пр. Печь нагревает воду в котле 2. При нагревании вода расширяется и её плотность уменьшается, в результате чего она поднимается из котла вверх по вертикальному главному стояку 3. В верхней части главного стояка расположен имеющий выход в атмосферу расширительный бак 4, который необходим из-за того, что объём воды увеличивается при нагревании. От верхней части главного стояка отходит труба 5 («горячий трубопровод»), по которому вода подаётся к отопительным приборам - батареям 6, состоящим из нескольких секций каждая. После протекания через батареи остывшая вода по обратному трубопроводу 7 вновь попадает в котёл, опять нагревается и снова поднимается по главному стояку. При наиболее простой однотрубной схеме все батареи соединяются друг с другом таким образом, что все секции оказываются параллельно подсоединёнными к горячему и к обратному трубопроводу. Поскольку вода при протекании через батареи постепенно остывает, для поддержания одинаковой температуры в разных помещениях в них делают батареи с разным числом секций (то есть с разной площадью поверхности). В тех комнатах, в которые вода поступает раньше и поэтому имеет более высокую температуру, количество секций в батареях делают меньше, и наоборот. Вода в такой отопительной системе циркулирует автоматически, до тех пор пока в печи горит топливо. Для того чтобы циркуляция была возможна, все горячие трубопроводы и обратные трубопроводы в системе делают либо вертикальными, либо с небольшим уклоном в нужную сторону - так, чтобы вода по ним шла от главного стояка обратно к котлу под действием силы тяжести («самотёком»). Скорость циркуляции воды и степень обогрева можно регулировать, уменьшая или увеличивая количество топлива, сгорающего в печи в единицу времени. Вода циркулирует в отопительных системах такого типа тем лучше, чем больше расстояние по высоте между котлом и горячим трубопроводом. Поэтому печь с котлом стараются располагать как можно ниже -обычно их ставят в подвале либо, при его отсутствии, опускают до уровня земли, а горячий трубопровод проводят по чердаку.

Для нормальной работы отопительной системы очень важно, чтобы внутри неё не было воздуха. Для выпуска воздушных пробок, которые могут возникать в трубах и в батареях, служат специальные воздухоотводчики, которые открываются при заполнении системы водой (на рисунке не показаны). Также на трубах в нижней части системы устанавливаются краны 8, при помощи которых из отопительной системы при необходимости сливается вода.

Решение.

Ответ: уменьшить.

Объяснение: скорость циркуляции воды в отопительной системе при прочих равных условиях определяется скоростью нагревания воды в котле. При сгорании природного газа выделяется большее количество теплоты, чем при сгорании такой же массы дров, и вода в котле нагревается быстрее. Поэтому для сохранения прежней скорости циркуляции воды в системе необходимо уменьшить массу сжигаемого в печи топлива.

Группа ведущих отраслевых и академических институтов в области электроэнергетики (ЭНИН им. Кржижановского, ВТИ и др.) разработала программу «Модернизации тепловых электростанций на период до 2030 г.». В разделе «Теплофикация и тепловые сети» этого документа приведены целевые показатели, которые дают представление о путях модернизации, структуре производства тепловой энергии и некоторых особенностях сооружения тепловых сетей в ближайшие годы.

Долгосрочный прогноз производства и потребления тепловой энергии учитывает широкое внедрение мероприятий по экономии транспорта тепла: ожидается, что вплоть до 2030 г. производство тепловой энергии будет увеличиваться ежегодно на 0,35-0,6 %, а потребление - на 0,9-1,1 %. Другими словами, разница между производством и потреблением (т.е. потери на транспорт) будет постепенно сокращаться.

Общее производство тепловой энергии в 2005 г. составляло 1977 млн Гкал, а к 2020 г. ожидается увеличение этой цифры до 2000 млн Гкал. Структура производства существенно не изменится: в 2020 г., как и в 2005 г., основное количество тепловой энергии будут поставлять потребителям ТЭЦ и крупные котельные (мощностью более 20 Гкал/ч). Значительно меньше, как и в настоящее время, будет доля автономных источников тепла, мелких котельных (менее 20 Гкал/ч) и нетрадиционных источников тепла.

Большое внимание в Подпрограмме «Модернизация тепловых электростанций» уделено вопросу усовершенствования и повышения надежности тепловых сетей (см. ПКМ № 4 (14) 2012), общая протяженность которых в Российской Федерации уже сейчас составляет более 172 тыс. км. Основным видом прокладки тепловых сетей (более 90 % общей протяженности) является подземная прокладка в непроходных и проходных каналах. Не только в наши дни, но и в перспективе канальная прокладка будет оставаться основным видом сооружения теплопроводов. Но предпочтение при модернизации тепловых сетей будет отдаваться индустриальным полносборным конструкциям.

При прокладке магистральных трубопроводов будут использоваться предварительно изолированные ППУ (пенолполимеруретаном) трубопроводы с системой оперативного дистанционного контроля. Для тепловых сетей диаметром до 400 мм предпочтение будет отдаваться трубопроводам в ППУ или ППМ (пенолполимерминеральной) изоляции, а для трубопроводов отопления после ЦТП - гибкие трубы Касафлекс производства Группы «Полимертепло» или аналогичные им от других производителей. Системы гибких труб из нержавеющей стали в ППУ-изоляции предназначены для подземной бесканальной прокладки систем отопления. Рабочее давление таких труб - 1,6 МПа, рабочая t - до 160 °С (Рис. 1).

Рис.1

Для трубопроводов горячего водоснабжения широко будут применяться гибкие трубы Изопрофлекс. Это трубы из сшитого полиэтилена в ППУ-изоляции с рабочей t 95 °С и максимальным давлением 1,0 МПа (Рис. 2).

Рис.2

Для производства труб в индустриальной изоляции уже имеется более 100 предприятий практически во всех федеральных округах. Суммарная производственная мощность этих предприятий - более 10 тыс. км труб в год. Но пока что загрузка производственных мощностей составляет от 30 до 60 %.

На рис. 3 показаны предварительно изолированные ППУ трубопроводы в полной комплектации, готовые к монтажу, для бесканальной прокладки и в оцинкованной оболочке (рис. 4) - для надземной прокладки. Срок службы теплотрасс с такими трубопроводами увеличивается до 30-40 лет, а тепловые потери сокращаются до 2 %. Понятно, что такая конструкция теплопроводов должна значительно сократить расход топлива и электроэнергии. Подсчитано, что при диаметре труб 1020 мм это сокращение на 1 км сетей составит 0,106 %, а при диаметре 530 мм - уже 0,217 %. Падение температуры в первом случае составит всего лишь 0,05 °С/км, во втором - 0,12 °С/км, а при диаметре 219 мм - 0,46 °С/км.

Рис.3

Рис.4

Время прокладки теплотрассы при использовании таких теплопроводов сокращается в 3-4 раза, капитальные затраты уменьшаются на 15-20 %, а затраты на ремонт снижаются в 3 раза. Но, пожалуй, самое главное достоинство таких тепловых сетей состоит в том, что благодаря обязательной установке системы оперативного дистанционного контроля за увлажнением тепловой изоляции (СОДК) практически исключается аварийность теплотрасс.

Примером ответственного подхода к решению проблемы надежности теплопроводов может служить МОЭК - Московская объединенная энергетическая компания. Инвестиционный проект «Реконструкция теплосетей», начатый этой компанией несколько лет тому назад, предполагает использование новейших технологий. Эти технологии позволяют резко сократить эксплуатационные расходы и продлить срок службы трубопроводов до 30-40 лет по сравнению с 8-12 годами при использовании традиционных технологий. Особое внимание будет уделено тепловым сетям с трубами малого диаметра, на долю которых приходится 96 % всех случаев повреждаемости тепловых сетей.