Eng Ru
Отправить письмо

Модернизация системы отопления дома: суть мероприятий. Модернизация тепловых сетей

$direct1

Модернизация тепловых сетей: задачи и приоритеты - Журнал АКВА-ТЕРМ

 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.

Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.

 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.

В общей сложности предполагается реконструкция 4 435 км тепловых сетей малого диаметра (до 200 мм). При перекладке изношенных труб будут использованы трубопроводы из сшитого полиэтилена, трубопроводы в пенополиуретановой изоляции и трубопроводы из гофрированной нержавеющей стали. Все эти трубопроводы являются гибкими и позволяют осуществлять прокладку с минимумом фасонных деталей. При этом, конечно, значительно упрощаются работы по их монтажу (рис. 5).

Рис.5

Поставщиками новых трубопроводов для реконструкции тепловых сетей, кроме упомянутого выше ООО «Полимертепло», являются такие производители, как ЗАО «Мосфлоулайн», ООО «Флоусистемс», ЗАО «НПО Стройполимер» и филиал ОАО «Мосэнерго» – «МТЭР».

В заключение необходимо отметить, что важным результатом реализации проекта реконструкции трубопроводов является снижение ущерба окружающей среде: тепловые потери снижаются на 377 тыс. Гкал/год, что эквивалентно выключению источника теплоснабжения мощностью 152 Гкал/ч. Тем самым снижаются вредные выбросы в атмосферу на 104 тыс. т/год.

Опубликовано: 27 декабря 2012 г.

вернуться назад

Читайте так же:

aqua-therm.ru

Модернизация систем отопления

Компании «Теплорасчет-проект» и «ПСК «Прометей» оказывают услуги по расчету, проектированию, монтажу, реконструкции и модернизации систем отопления и теплоснабжения. Специалистами выполняется газификация объектов, включая подготовку проекта, монтаж, пусконаладочные работы и сервисное обслуживание.

Модернизация систем отопления представляет собой комплекс мероприятий по замене устаревшего или износившегося оборудования систем автономного и централизованного теплоснабжения.

Модернизированная система теплоснабжения соответствует следующим требованиям:

  • Экологичность. Производится на 20-40% меньше выбросов вредных веществ (СО2, СО, NOx, SO2, PbO2).
  • Энергоэффективность. Коэффициент полезного действия выше 80-90%.
  • Экономичность. Энергозатраты в системе снижаются до 30-40%.

В зависимости от состояния имеющегося оборудования, данные показатели достигаются как за счет частичной замены отдельных деталей и узлов, так и за счет полной модернизации систем отопления.

Модернизация источников отопления

В процессе модернизации источников отопления (котельных и ТЭЦ) выполняются следующие работы:

Модернизация тепловых сетей

В тепловых сетях (подающие и возвратные трубы, транспортирующие тепловую энергию от источника отопления в пункт потребления) модернизация систем отопления выполняется в несколько этапов:

1. Производится детальное обследование на всех участках сети от источника тепла до входа в здание. Осуществляется для определения проблем и причин их появления.

2. Выполняются тепловые и гидравлические расчеты в нескольких вариантах. На основании полученных данных составляются схемы сетей и подбирается оборудование, осуществляющее регулировку (дроссели, клапаны балансировки, автоматические системы регулирования).

3. Проектируется тепловая сеть и способ регулирования нагрузки на основе максимально экономичного и эффективного варианта.

4. Разрабатываются и выполняются пусконаладочные мероприятия.

Модернизация систем теплопотребления

Система теплопотребления (радиаторы, конвекторы, газовые тепловентиляторы, калориферы и другое оборудование, передающее потребителю тепловую энергию) приводится в соответствие с характеристиками тепловой сети и источником отопления по тепловым и гидравлическим показателям. Модернизация систем отопления обеспечивается в случае, если устанавливаются следующие агрегаты:

  • Устройства регулирования объема приточного воздуха. Устанавливаются дополнительно на агрегаты отопления и вентиляции. Позволяют учитывать потребность в нагретом воздухе и контролировать объем подаваемого в помещение тепла в зависимости от времени года и суток;
  • Узлы смешения и регулирования температуры воды. Устанавливаются дополнительно на агрегаты отопления и вентиляции. Температура выдерживается за счет подачи остывшей воды из возвратного трубопровода в радиатор;
  • Газовое инфракрасное отопление. Устанавливается как альтернатива или дополнительно к системам водяного и воздушного отопления. Газификация коттеджа, многоквартирного здания или коммерческого объекта с помощью данного оборудования предполагает расположение нагревателей под потолком для направления теплового излучения на все поверхности в помещении.

Вышеперечисленные агрегаты снабжаются системами автоматического контроля для эффективного управления тепловым режимом отапливаемых помещений.

Чтобы модернизировать систему теплоснабжения, определить перечень работ, рассчитать стоимость или подготовить проект газификации, можно позвонить специалистам ООО «Теплорасчет-проект» и ООО «ПСК «Прометей» по телефонам, размещенным в разделе «Контакты».

tr-p.ru

Модернизация тепловых сетей: задачи и приоритеты: kotelnye_tez

ris0_oficГруппа 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).

Рисунок 1ris1_ofic

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).

Рисунок 2ris2_ofic

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.

Рисунок 3ris3_var

Рисунок 4ris4_ofic

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.

В общей сложности предполагается реконструкция 4 435 км тепловых сетей малого диаметра (до 200 мм). При перекладке изношенных труб будут использованы трубопроводы из сшитого полиэтилена, трубопроводы в пенополиуретановой изоляции и трубопроводы из гофрированной нержавеющей стали. Все эти трубопроводы являются гибкими и позволяют осуществлять прокладку с минимумом фасонных деталей. При этом, конечно, значительно упрощаются работы по их монтажу (рис. 5).ris5_ofic

Поставщиками новых трубопроводов для реконструкции тепловых сетей, кроме упомянутого выше ООО «Полимертепло», являются такие производители, как ЗАО «Мосфлоулайн», ООО «Флоусистемс», ЗАО «НПО Стройполимер» и филиал ОАО «Мосэнерго» – «МТЭР».

В заключение необходимо отметить, что важным результатом реализации проекта реконструкции трубопроводов является снижение ущерба окружающей среде: тепловые потери снижаются на 377 тыс. Гкал/год, что эквивалентно выключению источника теплоснабжения мощностью 152 Гкал/ч. Тем самым снижаются вредные выбросы в атмосферу на 104 тыс. т/год.

kotelnye-tez.livejournal.com

Условия модернизации системы теплоснабжения в России

Вопросы теплоснабжения крупных городов становятся камнем преткновения в рамках реализации реформы жилищно-коммунального хозяйства России. Эта реформа одна из самых сложных и многоаспектных. Во-первых, она затрагивает каждого жителя страны, во-вторых, слишком много проблем накопилось в сфере ЖКХ за последние 15 лет.

Постепенно обновляется законодательная база, готовятся новые положения и регламенты, однако принципиальные решения о приоритетных направлениях развития теплоснабжения крупных городов так и не были приняты. Сегодня «на подходе» новый закон «О теплоснабжении», разрабатывающийся в рамках энергетической реформы. Возможно, он внесет некоторые коррективы в развитие этой отрасли.

Типы систем теплоснабжения

Главный вопрос, который необходимо решить, – каким образом строить новую систему теплоснабжения: модернизировать существующую сеть теплоцентралей или внедрять малые персональные котельные, обеспечивающие теплом отдельные дома или кварталы.

С экономической точки зрения доказано, что в общем централизованное теплоснабжение на базе ТЭЦ более выгодно. Во-первых, выработка тепла на ТЭЦ проводится на принципе когенерации – одновременной выработки тепловой и электрической энергии. КПД такого процесса значительно выше, чем КПД обычной котельной. Во-вторых, за счет масштабов производства тепла ТЭЦ работает в более экономичных термодинамических режимах, позволяющих генерировать тепло с большей эффективностью.

В-третьих, централизованная логистика крупной ТЭЦ, меньшие накладные расходы, меньшая отапливаемая площадь (относительно объемов генерации) позволяют говорить о том, что себестоимость тепловой энергии, произведенной ТЭЦ, ниже, чем у автономного теплогенерирующего пункта.

Поэтому с экономической точки зрения централизованное производство тепловой энергии дает лучшие результаты. Также лучшие результаты дает ТЭЦ и с точки зрения экологии. Конечно, при условии, что станция оборудована современно, опираясь на стандарты. Суммарные выбросы котельных, вырабатывающих такое же количество тепла, как одна ТЭЦ, наносят природе больший ущерб.

Остается одна важная деталь, которая сводит на нет все преимущества ТЭЦ – распределительные сети. Плачевное состояние тепловых сетей, неэффективная теплоизоляция делают потери тепла при его передаче катастрофическими – в ряде случаев они достигают 60%. Эти потери ложатся финансовым бременем на потребителя, который вынужден по завышенному тарифу оплачивать не только ушедшие в атмосферу гигакалории, но и модернизацию теплосетей, их замену и строительство.

Однако стоимость модернизации и прокладки новых теплосетей такова, что нецелевых средств, полученных через повышенные тарифы, едва ли хватает на поддержание теплоцентрали в рабочем состоянии. А целевые инвестиции на данные нужды энергетики получают крайне редко. По различным экспертным оценкам, стоимость прокладки одного километра современной теплотрассы составляет 250–300 тыс. долларов США. При этом в России сегодня нуждаются в замене более 60% тепловых сетей, а это около 120 тыс. км трубопровода.

Корни этой проблемы исторические. В те времена, когда в стране закладывалась основа теплоэнергетики, на большие энергопотери никто особого внимания не обращал – СССР был одной из самых ресурсообеспеченных стран мира. «Эпоха безвременья» середины 90-х годов прошлого века окончательно подорвала техническую надежность оставшихся сетей. Сегодня перед специалистами стоит сложная задача модернизации существующей системы в рамках жесткой концепции реформирования энергетики в целом. Постепенно все распределительные сети городов переходят от энергокомпаний в ведение МУПов, а в дальнейшем – частных инвесторов. По идее, наличие единого «хозяина» должно сдвинуть ситуацию с мертвой точки.

Зарубежный опыт

Анализ показывает, что проблема российского теплоснабжения — не в централизованной системе как таковой, а в неэффективной распределительной сети. Для сравнения можно рассмотреть ситуацию в таких странах, как Германия, Италия и Дания. 

В Германии и Италии отопление организовано по принципу мини-котельных. Их опыт также показывает, что единственный плюс в подобной организации – снижение теплопотерь при транспортировке тепла потребителю. В целом же затраты на генерацию выше, чем при использовании теплоцентрали. Помимо специфики термодинамических циклов, в которых работает оборудование, здесь увеличиваются затраты на закупку, транспортировку и хранение топлива, особо остро встают вопросы обеспечения экологической безопасности котельной, расположенной внутри жилых кварталов.

В Дании же ситуация несколько иная. В начале 70-х годов прошлого века Европа переживала жесткий энергетический кризис, возникший из-за дефицита импортируемой нефти. Он привел к тому, что большинство европейских стран пересмотрело свою энергетическую и топливную политику. В частности Дания была вынуждена начать коренную перестройку всей энергетической системы страны, для того чтобы снизить зависимость от поставок нефти из-за рубежа. Реформирование энергетики страны заняло более десяти лет. Только к середине 80-х годов энергетическая система Дании была модернизирована полностью и функционировала по новым принципам, зафиксированным в законах об электроснабжении и теплоснабжении еще в 1976 году. Анализируя опыт всего мира в вопросах теплоснабжения, датчане с некоторыми корректировками применили в качестве базового практику, принятую в СССР. В стране была построена система централизованного теплоснабжения на основе укрупненных ТЭЦ.

В середине 90-х годов приоритетность в вопросах энергообеспечения Дания несколько сместила на проблемы экологичности и социальной эффективности. Результатом работы по модернизации и улучшению системы теплоснабжения стало снижение практически вдвое стоимости обогрева 1 м2 жилого помещения. Это было достигнуто за счет применения энергосберегающих технологий, о которых поговорим чуть позже.

Конечно, сложно сравнивать масштабы энергосистем Дании и России, однако опыт западных коллег показывает, что развитие теплоцентралей – не тупиковое, а достаточно перспективное направление развития. Важными моментами являются применение полимерных труб, качественных теплоизоляционных материалов, современного насосного оборудования.

Есть еще два принципиальных отличия систем центрального отопления России и Дании. Первое заключается в том, что регулировка объема поставляемого тепла производится не за счет изменения температуры теплоносителя, а благодаря изменению скорости циркуляции путем применения частотных регуляторов на циркуляционных насосах. Это также является фактором, определяющим экономичность системы в целом.

Второе отличие датской системы – принцип организации отопления помещений. Радиаторное отопление, наиболее распространенное в России, постепенно уступает свое место различным видам воздушного отопления. Радиаторы не позволяют создать эффективную конвекцию в помещении, такие системы инерционны и недостаточно комфортны для человека. 

Базовая технология, позволяющая избежать упомянутых проблем и эффективно использовать центральное теплоснабжение, – установка тепловых насосов. То есть теплоцентраль напрямую не отапливает помещения через радиаторы-теплообменники. Тепло подается к тепловому насосу, который с помощью кольцевого контура передает энергию в те помещения, где требуется обогрев. Притом подача тепла прекращается, как только в кольцевом контуре его становится достаточно. Фактически это классическая система центрального воздушного отопления, построенная на базе кольцевой теплонасосной системы. Плюсов в такой системе достаточно много, и главным является экономичность.

Например, российский опыт применения подобных систем в крупных зданиях (в гостиницах, офисных центрах) показывает, что подача тепла в систему требуется всего несколько раз в год – в периоды сильных морозов. В остальное время года внутри здания производится достаточно тепла, чтобы покрывать потребности в отоплении – необходимо лишь утилизировать эту теплоту и передать ее в другие зоны. Как раз эту задачу успешно и выполняют тепловые насосы.

Однако пока российский опыт в данных вопросах просто микроскопичен. Но в странах Скандинавии, где климатические условия можно сравнивать с российскими, тепловые насосы являются фактически приоритетным направлением развития, в том числе и системы, использующие в качестве источника низкопотенциальное тепло земли, водоемов, моря. 

В Стокгольме функционирует крупнейшая на сегодняшний день теплонасосная станция. Ее выходная тепловая мощность составляет 320 МВт. Станция перекачивает тепло Балтийского моря, температура воды которого практически круглогодично составляет 4°С. Охлаждая воду до 2°С, станция поставляет тепло, стоимость которого на 20% ниже, чем у любой другой ТЭЦ или котельной. В общей сложности около 80 теплонасосных станций мощностью от 5 до 80 МВт обеспечивают потребности Швеции в тепловой энергии.

Другим путем пошли власти Шотландии, реализуя программу строительства доступного жилья. Они субсидируют граждан, желающих установить в строящейся квартире тепловые насосы. Единовременные затраты на установку оборудования позволяют снизить расходы на отопление дома до 10–15 фунтов в год. Во-первых, окупаемость такого решения составляет не более трех лет, во-вторых, оно позволяет снизить нагрузку на котельные и тепловые станции.

Условия модернизации системы теплоснабжения в России

Анализируя опыт западных стран, понимаешь, что одним из самых приемлемых вариантов развития системы теплоснабжения в такой большой стране, как Россия, имеющей сложный климат и проблемы с транспортировкой топлива, является центральное теплоснабжение. Однако необходимо учитывать следующие условия:

– необходима полная передача распределительных сетей от ТЭЦ отдельным частным или государственным компаниям. Это, во-первых, позволит на коммерческой основе пересматривать тарифы на транспортировку тепла, во-вторых, даст возможность привлекать целевое финансирование на модернизацию ветхих распределительных теплотрасс. Касаясь тарифов, важно понимать, что такое разделение даст возможность более четко отслеживать себестоимость поставляемой тепловой энергии и позволит исключить переплаты потребителем за потери, которые несет поставщик при транспортировке тепла;

– требуется модернизация тепловых сетей с применением новых энергоэффективных технологий. Строительство новых сетей, ремонт старого трубопровода должны осуществляться с применением новых полимерных материалов, с использованием качественной теплоизоляции;

– требуется поэтапный уход от практики применения радиаторного отопления. Повышение качества строительных материалов и технологий сегодня поднимает уровень энергоэффективности здания в целом. Поэтому важно сохранить и использовать ту энергию, которая уже произведена внутри здания. Важно снижать инерционность работы отопительного оборудования и в то же время повышать его комфортабельность;

– задача теплоцентрали – доставить тепловую энергию к зданию. И уже от собственника зависит, насколько эффективно он использует это тепло. Девелопер, внедривший в своем здании теплонасосную систему, может эффективно обогревать его, даже если температура в теплоцентрали опустилась до 30–40 °С. Кольцевая система будет нормально функционировать, пусть даже с меньшей эффективностью, даже если температура в сети упадет до 0 °С;

– необходимо повсеместное внедрение счетчиков и систем учета расхода тепловой энергии: потребитель должен платить только за фактически израсходованное тепло.

Выводы

Все заключения, изложенные выше, сделаны на основе анализа фактической ситуации в России и западной Европе. Если же взглянуть на законы, принимающиеся в рамках реформы ЖКХ, то станет ясно: пока политика применения энергосберегающих технологий никак практически в них не отражена. По большому счету, высокоэффективные подходы к генерации и транспортировке тепловой энергии начнут применяться только в том случае, если эти области полностью перейдут в руки частных инвесторов, готовых поднимать эффективность своего бизнеса. Других мощных экономических стимулов для перехода на новые энергосберегающие технологии пока в стране не создано.

Обсуждая нынешние законы и новые принципы реформы ЖКХ, специалисты в один голос утверждают, что здесь больше неразрешимых проблем, порочных кругов и неопределенности, чем фактических решений. 

Пока законодатели даже не пришли к однозначному заключению, ЧТО ЕСТЬ ТЕПЛО? – услуга или товар. Как и с кем заключать договоры на поставку тепловой энергии, как избежать перекрестного субсидирования, кто будет платить за отопление нежилых помещений в жилых комплексах – пока все эти вопросы остаются без однозначного ответа.

Но есть точное понимание того, что коммерциализация ЖКХ – один из базовых принципов, призванных вывести жилищно-коммунальную сферу России из затяжного кризиса. Передача в частные или муниципальные руки с последующим выводом на самоокупаемость – путь, который избрали власти. 

Здесь также важно синхронизировать этот принцип с другим направлением реформы ЖКХ – увеличением объемов жилищного строительства. Согласно реформе, объемы строительства жилья предполагается увеличивать. Это значит, что потребность в теплоснабжении будет расти, и необходимо обеспечить соответствующее развитие инфраструктуры и генерирующих мощностей ТЭЦ и котельных. 

К сожалению, применение высокоэффективных энергосберегающих технологий пока не по карману потребителям, ориентирующимся на покупку доступного и недорогого жилья.

Важно понимать, что в понятие «доступное» входит не только фактическая стоимость купленной квартиры, но и те расходы, которые будет нести жилец в дальнейшем.

Переход на 100-процентную оплату коммунальных услуг требует применения активных мер по снижению тарифов на тепловую и электрическую энергии.

Владимир КУТИЛОВ, специалист компании ClimateMaster

https://www.archive-online.ru/catalog/stroingАрхив специализированных профессиональных изданийЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

ЭНЕРГЕТИКА И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ

Еще статьи на тему "системы":

Проект реконструкции системы теплоснабжения Ленинского округа Мурманска

«Система ЗТ» - универсальная система теплоснабжения жилых и общественных зданий

Модернизация отопительной системы

Опыт модернизации систем центрального теплоснабжения в российских городах

Вихревой теплогенератор для систем теплоснабжения

Комплексная модернизация систем отопления в Сибири

Рыбопереработке - современные инженерные системы!

Проверка системы оповещения в Мурманске

busy

helion-ltd.ru

Модернизация тепловых сетей, систем отопления и автоматизация тепловых пунктов

Факторы комфорта

Комфортная для человека среда обитания определяется совокупностью следующих факторов:

  • температура воздуха;
  • скорость воздушного потока вблизи людей;
  • влажность воздуха;
  • давление воздуха;
  • температура окружающих предметов и ограждений;
  • содержание твердых и газообразных примесей в воздухе.

Различная комбинация этих параметров и есть качество среды обитания. Имеется целый ряд стандартов, регламентирующих соотношение данных факторов. Наиболее всеобъемлющим является стандарт ASHRAE 62. Исторически сложилось так, что до середины 90-х гг. прошлого века большинство зданий в России строилось с радиаторной системой отопления и естественной вентиляцией. Неплотные оконные системы способствовали естественной вентиляции. Последнее десятилетие можно охарактеризовать широким внедрением в строительство современных, «плотных» оконных систем, которые практически не пропускают воздух. Кроме того, появилась потребность в существенно более высоком уровне комфорта в течение всего года, что в свою очередь вызвало широкое применение кондиционирования помещений и использование принудительной вентиляции. До сих пор качество среды обитания российские инженеры характеризуют только температурой в помещении и величиной воздухообмена. В связи с этим проблему несоответствия старых советских зданий потребностям рынка пытаются решить полной реконструкцией комплексов отопления и вентиляции в зданиях с применением самых современных систем подготовки воздуха и управления климатом. Оборудование указанными выше системами строящихся зданий высокой категории в настоящее время стало стандартным.

Три составляющих комфорта

Сегодня проектирование климатических систем ведется тремя категориями инженеров по каждому из блоков: отоплению, вентиляции и кондиционированию. Результат такого подхода часто совершенно не удовлетворителен, т.к. все системы работают несогласованно, а зачастую мешают друг другу. Это относится к оборудованию, работа которого не связана в единый комплекс и никак не автоматизирована. Предлагается рассмотреть ситуацию, когда на состояние воздуха в помещении воздействуют три независимые системы — радиаторное отопление, принудительная вентиляция и кондиционирование. Но кондиционирование и отопление не всегда работают попеременно в зависимости от потребностей в обогреве или кондиционировании. Часто требуется позонное управление климатом. Даже в холодные зимние дни комбинация солнечной радиации в помещениях, расположенных на южной стороне дома, и внутренних тепловых выделений может быть достаточной для вывода избытков тепла в некоторых зонах здания. В переходные периоды года это и вовсе обычное явление.

Прямой связи между радиаторным отоплением, управляемым локальными клапанами, и комплексами кондиционирования, управляемые термостатом, нет, и системы часто работают одновременно. При этом огромен непроизводительный расход энергии.

Потоки воздуха

Нагретые до значительных температур радиаторы генерируют довольно мощное конвекционное движение воздуха. Регистры подачи охлажденного воздуха в помещение обычно располагаются на потолке и, по крайней мере, часть потока из них направлена навстречу движению воздуха от радиаторов. Эти потоки имеют большую разность температур, иногда доходящую до 20 °С. Холодный воздух (большей плотности) опускается под поток теплого. Также не следует забывать, что существует еще один поток воздуха в помещении — от системы вентиляции. В результате возникает явление, которое в быту принято называть сквозняком. И хотя средняя температура в помещении в результате взаимодействия трех потоков может быть в пределах заданных значений, люди чувствуют себя дискомфортно.

Во избежание указанных негативных явлений специалисты в области климатотехники рекомендуют обеспечивать одинаковую температуру всех инжектируемых в помещение воздушных потоков. Это достигается тем, что воздух подается из одной установки, которая одновременно выполняет функции отопления, кондиционирования и вентиляции. Базируясь на этой идее, проектируется и модернизируется большая часть современных климатических комплексов на Западе и в России.

Системы комфорта

В настоящее время уже сложился некий круг систем, широко применяемых при создании комфортабельной среды обитания в многоэтажных общественных зданиях. Опытным путем специалисты отобрали наиболее эффективные и экономичные комплексы, характеризующиеся долговечностью и относительной неприхотливостью.

Все типы систем можно разделить на два класса:

  • системы с центральным этажным кондиционером и терминальными воздушными распределительными коробками;
  • терминальные установки.

VAV-системы

Системы с центральным этажным кондиционером и терминальными воздушными распределительными коробками принято также называть одноканальными VAV-системами. Центральный кондиционер в этих комплексах полностью подготавливает воздух — смешивает рециркуляционный со свежим, очищает смесь, нагревает или охлаждает, удаляет излишнюю влагу или, напротив, увлажняет и подает в общий воздуховод. Каждое помещение имеет свою распределительную коробку (VAV-box), которая обеспечивает две функции: поддержание заданной температуры в помещении и гарантированное обеспечение количества свежего воздуха. Обе функции выполняются путем дроссилирования поступающего в помещение кислорода при помощи изменения положения воздушного клапана. Коробка имеет специальный датчик расхода, контроллер ограничивает положение клапана таким образом, чтобы гарантировалось минимальное количество свежего воздуха. Поскольку коробки из общего воздуховода потребляют переменное количество воздуха, центральный кондиционер должен также регулировать количество вырабатываемого воздуха таким образом, чтобы давление в воздуховоде поддерживалось постоянным. Данные системы в США нашли широкое применение в тех случаях, когда во всех обслуживаемых помещениях требуется один режим — отопление либо охлаждение. В условиях климата средней полосы России последнее условие, как правило, не выполняется.

Существуют двухканальные VAV-системы, в которых два кондиционера подготавливают теплый и холодный воздух соответственно, а VAV-коробки смешивают воздух из двух каналов в нужной пропорции для обеспечения нужной температуры. Такие комплексы энергетически чрезвычайно расточительны и в последние годы применяются редко, в основном в больницах.

Терминальные установки

Терминальные установки — это фактически маленькие кондиционеры, которые выполняют те же самые функции, что и центральные, но обслуживают одно или несколько смежных помещений, которые могут требовать один и тот же режим. Наиболее распространенными типами таких установок являются фанкойлы и водовоздушные тепловые насосы.

Системы с фанкойлами могут быть двухтрубные и четырехтрубные. Первые применяются только в тех случаях, когда все здание или, по крайней мере, весь этаж требует одного режима — отопления или охлаждения. Поскольку это условие в условиях средней полосы России выполняется редко, двухтрубные системы у нас не должны применяться. Использование таких комплексов совместно с традиционными радиаторными системами отопления неизбежно приводит к повышенному расходу энергии и рудиментарному качеству среды обитания, что сводит все усилия по модернизации климатической системы здания к нулю.

Четырехтрубные фанкойлы имеют два теплообменника — отопительный и охладительный. Каждая установка может работать независимо в режимах отопления, охлаждения или вентиляции. Хотя четырехтрубные системы несколько дороже двухтрубных, они дешевле комплексов, в которых двухтрубный фанкойл совмещен с радиаторной системой. Кроме того, такие комплексы обеспечивают несравненно более высокое качество среды обитания. Для питания четырехтрубных фанкойлов необходимы источники охлажденной и горячей воды. Горячая вода может вырабатываться теми же методами, которые применяются для радиаторного отопления, т.е. в ЦТП, ИТП или индивидуальной котельной. Охлажденная вода вырабатывается чиллерами. Чиллеры в свою очередь могут быть центральными либо поэтажными. Центральные чиллеры — это машины, требующие больших залов с тщательной вибро- и звукоизоляцией, сложной и дорогостоящей гидравлической обвязки, специального высококвалифицированного обслуживания. В последнее время все большее распространение получают децентрализованные чиллерные системы, в которых небольшие чиллеры помещаются на каждом этаже вблизи фанкойлов, которые они обслуживают. Такие чиллеры строятся на базе герметичных, очень надежных и тихих скрол-компрессоров и питаются от общего кольцевого водяного контура. Как правило, данные установки имеют ревесивный клапан, который позволяет использовать их не только для охлаждения, но и для нагрева воды.

Водовоздушные насосы

В последние годы в России при построении климатических систем в больших офисных и многофункциональных зданиях все чаще применяются тепловые водовоздушные насосы. Они обладают рядом преимуществ, главное из которых — их энергосберегающие возможности. Значительную часть года насосы почти не потребляют энергию извне, а только перекачивают тепло из зон с его излишками в помещения, требующие обогрева. Тепловые насосы несколько проигрывают фанкойл-системам по качеству среды обитания в том случае, если последние имеют аналоговые клапаны, управляемые микропроцессорными контроллерами. Это позволяет обеспечивать высокую точность поддержания температуры. Сами тепловые насосы — это установки прямого расширения и регулируют температуру только методом включения/выключения. Этот метод регулирования предполагает некоторые (обычно небольшие — 0,5–1 °С) колебания температуры во времени.

Следует обратить внимание, что, обсуждая модернизацию систем отопления и кондиционирования, не упоминаются сплит-системы как средство построения климатических систем больших зданий. Объясняется это тем обстоятельством, что практически невозможно связать работу сплит-систем с работой отдельной системы отопления и вентиляции и соответственно построить комфортабельные климатические системы на их основе.

Автоматизация

Здания, в которых сосуществуют независимые системы отопления, кондиционирования и вентиляции, строились не только в советские времена. В последние годы было также возведено значительное количество сооружений, которые не удовлетворяют даже самым элементарным требованиям качества среды обитания. Теоретически полностью переделать климатическую систему в таких зданиях можно, но на практике подобная модернизация нецелесообразна по экономическим и организационным причинам. В таких случаях на помощь приходит автоматика.

Перед системой автоматического регулирования ставится две основные задачи:

  • не допускать одновременную работу системы кондиционирования и отопления в помещениях;
  • обеспечивать инжекцию свежего воздуха в помещение с температурой как можно ближе к температуре основного потока.

В тех случаях, когда отопление обеспечивается радиаторной системой, а охлаждение — фанкойлами, применяется один из двух способов решения данных задач. Во-первых, путем применения позонной системы управления. Эта система управляет всеми автоматическими клапанами как на радиаторах, так и на фанкойле в каждой зоне. Когда возникает потребность в отоплении, автоматика закрывает клапаны на фанкойле и регулирует температуру в помещении, моделируя положение клапанов на радиаторах. При необходимости охлаждения автоматика выключает радиаторы зоны и управляет фанкойлом. Когда температура в зоне находится между отопительной и охладительной установками, автоматика выключает и отопление, и охлаждение. Поскольку система автоматики имеет информацию о режимах работы каждой зоны, она может принять решение о наиболее благоприятной температуре подачи вентиляционного воздуха.

Второй путь — применение пофасадной системы регулирования. При этом здание оснащается датчиком солнечной радиации. Система управления, используя самообучающийся алгоритм, отключает комплексы радиаторного отопления пофасадно, когда вероятность потребности в охлаждении возрастает. Для управления температурой вентиляционного воздуха в этом случае можно использовать температуру внешнего воздуха и степень солнечного нагрева. Вторая система автоматизации существенно дешевле первой, однако она не может полностью исключить вероятность совместной работы систем отопления и охлаждения в некоторых зонах. На практике этим приходится пренебрегать, потери в этом случае минимальны.

Выводы

Таким образом, климатические системы современных многоэтажных зданий целесообразно строить на основе воздушных методов отопления, вентиляции и кондиционирования, сосредоточенных в единой установке. То есть важен именно комплексный подход к проектированию подобных систем. Применение же радиаторных методов отопления вызывает ряд неразрешимых проблем с качеством среды обитания и энергоэффективностью зданий. В конечном итоге имеет смысл полностью отказаться от использования радиаторного отопления.

Практика показывает, что сегодня существует достаточный инструментарий, набор технологий для решения любых задач по модернизации климатических и отопительных систем зданий любой сложности. Однако универсальных подходов не существует, это нетривиальная задача, которая каждый раз требует индивидуального комплексного подхода инженеров. Наиболее оптимальный, относительно недорогой способ эффективного управления климатом в зданиях старой постройки остается внедрение автоматизированной системы, связывающей существующие климатические звенья в единый комплекс. На основе автоматики можно достаточно точно регулировать температуру воздуха и притоки воздуха в помещения. Важно понимать, что системы автоматического регулирования параметров среды обитания в состоянии несколько скомпенсировать недостатки конструкции климатических систем, но не способны полностью их ликвидировать, и в ряде случаев требуется более серьезное вмешательство в существующую климатическую систему.

                                                                           Материал предоставлен "Сантехника. Отопление. Кондиционирование", №5, 2009 г. 

gisee.ru

Модернизация систем отопления жилого дома: суть энегроэффективных мероприятий

Стоимость тарифов на тепло и горячее водоснабжение является «неподъемной» для большинства наших соотечественников. И дело не только в желании коммунальщиков получать как можно больше прибыли. Причины данного явления банальны: удорожание углеводородов и жилой фонд, большая часть которого построена еще в середине прошлого века, когда при строительстве не обращали особого внимания на энергоэффективность. В данной публикации будут рассмотрены меры по модернизации систем отопления жилых домов, которые уже длительное время применяются в ряде европейских стран.

Что значит термомодернизация здания?

Специалисты определяют данное понятие, как комплекс мер по приведению многоквартирного дома в соответствии с современными стандартами энергоэффективности. Сюда входят мероприятия, связанные с уменьшением теплопотерь постройки через стены, перекрытия, крышу, подвалы и пр. Большие потери тепла происходят по причине низких теплотехнических характеристик и плохой герметичности старых окон и дверей. Кроме этого, термомодернизация затрагивает вопросы переоснащения инженерных систем (вентиляция, отопление, ГВС), переход на комбинированные (геотермальные солнечные) источники теплоснабжения. 

Важно! Утепление наружных ограждений, без переоборудования систем отопления и вентиляции дома – не эффективно и не дает положительного результата(что и зачастую происходит), а чаще всего, приводит к увеличению энергетических затрат потребителем коммунальных ресурсов.

Будет рассмотрен комплекс мер, направленных на сокращение теплопотребления и улучшения энергоэффективности зданий.

к оглавлению ↑

Утепление ограждающих конструкций

Данное мероприятие можно разделить на несколько важных видов работ.

  1. Утепление наружных стен с внешней стороны дома.

    Термоизоляция ограждающих конструкций представляет собой нанесение на стены дополнительного слоя материала с низким коэффициентом теплопроводности. Данные мероприятия позволяют устранить «мостики холода», повышают теплоизоляционные свойства стен, эффективно решают проблему «пористости материала». Могут быть применены следующие технологии утепления стен: бесшовная система утепления; создание утепляющей стены; обустройство вентилируемого фасада.Бесшовный метод утепления

  2. Утепление крыши, чердачных перекрытий.

    Если чердак дома не отапливаемый, то проводятся работы по утеплению перекрытия под чердаком с защитой изоляционного слоя от механических повреждений.

  3. Термоизоляция перекрытий над подвалом.

Данный вид работ осуществляется со стороны подвала путем приклеивания теплоизоляционных плит к перекрытию.

Совет! Если невозможно провести мероприятия по термоизоляции стен снаружи (памятник архитектуры, сложный рельеф фасада и пр.), то необходимо утеплить наружные стены изнутри здания, посредством укладки пенополистирольных плит под штукатурку или гипсокартон.

к оглавлению ↑

Уменьшение теплопотерь через окна

По заявлению специалистов, через окна «уходит» до 30% тепла из отапливаемых помещений. Радикальный способ решение данной проблемы – это замена старых деревянных окон на энергосберегающие. Достаточно уменьшить их размер, особенно если вопрос касается окон на лестничных клетках. В большинстве планировок многоквартирных домов предусмотрена избыточная для освещения лестниц площадь оконных проемов, которая является причиной больших теплопотерь.Теплопотери через окна

к оглавлению ↑

Модернизация вентиляционной системы

Как известно, наиболее распространенным способом организации циркуляции воздуха в помещениях многоквартирных домов является естественная вентиляция. Удаление воздуха производится по вытяжным каналам, расположенным в кухнях и санузлах. Приток свежего воздуха с улицы организован через естественные неплотности в окнах и дверях.Движение воздушных масс при правильной вентиляци помещения

При замене старых окон на энергоэффективные и герметичные решается проблема теплопотерь, но при этом появляется новая: резкое уменьшение поступления приточного воздуха. Решается данная проблема модернизацией системы вентиляции, а именно, обустройством вентиляции с контролируемым притоком воздуха. На практике это решается установкой приточных клапанов, окон со встроенными гигрозависимыми вентиляторами или установок принудительной подачи приточного воздуха в помещения.

к оглавлению ↑

Реконструкция отопительной системы

Особенное внимание специалисты уделяют высокому теплопотреблению, которое происходит из-за низкой эффективности морально и технически устаревших систем отопления дома, е изначально спроектированные с избыточным теплопотреблением. Основные проблемы старых систем отопления (СО) можно сформулировать в следующем:

  • Плохая или неправильная гидравлическая балансировка. Данная проблема часто связана с несанкционированным вмешательством жильцов в конструкцию отопительной системы (установка дополнительных секций на радиаторы, замена батарей, трубопровода и пр.)
  • Плохая теплоизоляция труб теплоснабжения или ее полное отсутствие.
  • Конструктивно устаревшие тепловые и распределительные пункты.

Далее кратко описаны работы, проводимые в рамках модернизации отопительной системы многоквартирных домов.

к оглавлению ↑

Переоснащение тепловых узлов

Тепловой узел системы отопленияМодернизация данных объектов – это довольно сложный и дорогостоящий процесс. Который включает в себя следующие изменения:

  1. Замена элеваторного узла системы отопления на автоматизированный. В случае подключения дома к тепловой магистрали по независимой схеме, устанавливается автоматизированный индивидуальный теплопункт; при использовании зависимой, применяется схема с насосным подмесом. На зависимо от применяемой схемы, все оборудование должно быть погодозависимым и в автоматическом режиме стабилизировать давление в СО путем регулирования подачи теплоносителя.

Важно! Замена устаревшего элеваторного узла экономайзером не даст возможности применения терморегуляторов для радиаторов отопления и балансировочных клапанов. Элеватор просто «не потянет» дополнительное гидравлическое сопротивление, которое неизбежно увеличится при использовании данных устройств.

  1. Замена старых теплообменников на энергоэффективные.
  2. Устранение утечек в СО и замена запорной арматуры.
к оглавлению ↑

Балансировка отопительной системы

К счастью, эффективность данного мероприятия уже не вызывает никакого сомнения. Установка балансировочных клапанов для системы отопления на обратных стояках с ограничением температуры теплоносителя – это обязательное условие грамотной модернизации СО, особенно в домах с большим процентом автономного отопления газовыми котлами.

к оглавлению ↑

Установка приборов индивидуального регулирования

Установка терморегуляторов с датчиком температуры воздуха на каждой батарее, помимо дополнительного комфорта для жителей данного строения, позволит значительно снизить потребление тепловой энергии. Повысилась температура воздуха через оконные проемы (солнышко пригрело) терморегулятор снизил количество теплоносителя на конкретный отопительный прибор.Терморегулятор

Среди обязательных мер по реконструкции отопительной системы, проводимой в рамках термомодернизации всего дома, можно выделить монтаж общедомового узла учета теплоснабжения и переход к поквартирному учету тепла. Именно такие меры более всего стимулируют жильцов к экономии.

Термомодернизация многоквартирного дома требует больших финансовых затрат. Но для достижения значимой экономии конечным потребителем (а значит возврат денег и получения прибыли инвесторами энергосервиса), необходимо проведение комплексных мер по уменьшению количества потребляемой тепловой энергии или термомодернизации.

ventilationpro.ru


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта