Система погодного (климатического) регулирования многоквартирных многоэтажных домов (ЖКХ)

Система погодного регулирования
поможет сэкономить до 35% на отоплении
окупаемость системы от 1 месяца

Автоматизация ЖКХ является актуальной задачей при экономии тепловой энергии для Управляющих компаний в сфере ЖКХ. Система погодного регулирования отопления оправдывает себя только в случае, если в доме уже установлен теплосчетчик (узел учета тепловой энергии)

«Московская объединенная энергетическая компания» (МОЭК) никогда не соблюдает температурный график (сами же его утверждают и не соблюдают) и поэтому завышение температуры теплоносителя наблюдаются повсеместно. Их цель взять как можно больше денег с потребителя, причем любой ценой, поэтому при температуре -5Сº МОЭК дает температуру, какую должны давать при температуре -15Сº и т.д.

Надоело переплачивать? Есть выход!

Система погодного регулирования отопления позволяет экономить до 35% расхода тепловой энергии. Если учесть, что многоквартирный дом (управляющая компания, ЖСК, ТСЖ) платят за отопление в отопительный сезон около 1 миллиона рублей в месяц, то экономию жильцы почувствуют уже через месяц!

Как это работает?

Датчик наружного воздуха (выведенный на теневую сторону улицы) измеряет уличную температуру. Два датчика на подающем и обратном трубопроводе измеряют температуру теплосети. Логический программируемый контроллер вычисляет необходимую дельту и управляя клапаном (КЗР) регулирует скорость потока теплоносителя. С целью защиты от полного перекрывания в клапане предусмотрена защита. Для предотвращения застоя стояков (попадания воздуха) насос внутренней циркуляции циркулирует теплоноситель в системе, через обратный клапан. Узел погодного регулирования также оборудован автоматическим воздухоотводчиком. Если теплосеть не имеет необходимого перепада (что бывает крайне редко), то проблема легко устраняется установкой автоматического балансировочного клапана.

Система имеет полнопроходной байпас и на 100% гарантирует отсутствие перебоев с теплоснабжением в зимнее время.

В случае незапланированной остановки насоса и других аварийных ситуаций, влияющих на автоматическое погодное регулирование отопления, система отправляет SMS через GSM-модуль на мобильный телефон.

Сколько стоит система погодного регулирования?

Цена системы погодного регулирования в большей степени зависит от применяемого оборудования (зарубежное или отечественное). Все плюсы и минусы применения зарубежного или отечественного оборудования можно узнать у специалистов «ВНТ». При запросе цены необходимо выслать распечатку за отопление (месячную, что сдаёте в МОЭК) и указать диаметр труб отопления.

В качестве примера, приведем несколько вариантов стоимости работ по установке погодного регулятора на систему отопления на базе импортного оборудования для многоквартирных домов (300 квартир и более). Цены на начало 2016 г.

• Насос циркуляционный — 40000 рублей
• Клапан регулирующий с электроприводом — 60000 рублей
• Шкаф управления двумя насосами в сборе — 85000 рублей
• Железо (трубы, муфты, фланцы, краны, клапаны, болты, гайки, фильтр, и др.) — 85000 рублей

Итого: 270000 рублей — оборудование Стоимость монтажных и пусконаладочных работ: 290000 рублей

ИТОГО ПОД КЛЮЧ: 560000 рублей

Коммерческое предложение на установку погодного регулятора на систему отопления частного дома не более 10 квартир. Цены на начало 2016 г.

Данный вариант системы погодного регулирования является полностью автоматический и регулирует тепло в зависимости от температуры наружного воздуха. Она актуальна в небольших жилых домах, где не более 10 квартир.

• Насос циркуляционный в пределах — 10000 рублей
• Клапан с приводом в пределах — 60000 рублей (может меньше со скидкой)
• Электрический шкаф в сборе с термопреобразователями и монтажным набором — 40000 рублей
• Железо (трубы, муфты, фланцы, краны, клапан, болты, гайки, фильтр, и др.) — 30000 рублей

Итого: 140000 рублей — оборудование Стоимость монтажных и пусконаладочных работ: 160000 рублей.

ИТОГО ПОД КЛЮЧ: 300000 рублей

Экономия от применения автоматической системы погодного регулирования составит около 50%!

В данном варианте системы применяется ручное регулирование с помощью балансировочного клапана.

• Насос циркуляционный — 10000 рублей
• Балансировочный клапан — от 30000 рублей (выберете сами по цене и качеству)
• Железо (трубы, муфты, фланцы, краны, клапан, болты, гайки, фильтр, и др.) — в пределах 10000 рублей

Итого: 50000 рублей — оборудование Стоимость монтажных и пусконаладочных работ: 80000 рублей.

ИТОГО ПОД КЛЮЧ: 130000 рублей

* Цены обоих вариантов указаны при оплате наличными. При оплате по безналичному рачету, стоимость будет на 20% выше.

Преимущества погодозависимого регулирования системы отопления загородного дома

На данный момент существует различные, а порой даже противоречивые мнения по поводу необходимости применения погодозависимого регулирования в системе водяного отопления частного дома. Действительно, на сегодняшний день практически во всех сферах человеческой жизнедеятельности мы можем встретить системы автоматизации, которые призваны оптимизировать тот или иной процесс. Однако возникает вопрос: всегда ли это будет целесообразно? В преимуществах и недостатках погодозависимого регулирования мы постараемся разобраться в данной статье.

Для начала необходимо определить, какие функции призвана выполнять автоматика системы отопления. Выделим две основные:
• обеспечение максимально комфортных условий для проживающих;
• экономия тепловой энергии.

Комфортные условия обеспечиваются не только погодной автоматикой. Для обеспечения оптимальной температуры воздуха внутренних помещений используется целый комплекс инженерных решений, и погодная автоматика является одной из существенных составляющих этого комплекса. Дело в том, что за параметры микроклимата, как правило, отвечают комнатные термостаты, работающие по датчикам температуры внутреннего воздуха и обеспечивающие непосредственную регулировку системы отопления. Однако уже разбиралось ранее, что применение одних лишь термостатов (если мы говорим про сугубо автоматический режим) не совсем оправдано, так как всегда имеется задержка между изменением температуры наружного воздуха и последующим изменением температуры внутреннего воздуха, а также инерционность самой системы отопления (особенно это касается теплых полов). Влияние всех вышеперечисленных факторов приводит к тому, что система начинает работать в прерывистом импульсном режиме с периодическим запозданием. И тут к нам на помощь приходит та самая погодозависимая автоматика, включающая в себя контроллер, который по датчику температуры наружного воздуха будет постоянно корректировать температуру теплоносителя и обеспечивать необходимые параметры.

Комфорт – это, конечно, хорошо, однако возникает вопрос целесообразности именно постоянной корректировки температуры теплоносителя. Зачастую можно встретиться с таким мнением, что необходимо и достаточно разовой подстройки системы в течение какого-либо периода, либо при резком изменении температуры наружного воздуха.

При этом регулировку можно производить вручную, и, используя различные системы дистанционного управления, избегать излишних «наворотов» в своих инженерных системах, упрощая их эксплуатацию.

Для того чтобы разобраться в данном вопросе подробнее, предлагаю перейти ко второй функциональной части погодозависимого регулирования – экономии энергетических ресурсов.

Конечно, если вы спросите – какой вид регулировки подачи теплоносителя будет самым энергоэффективным, то можно сразу, не задумываясь, ответить – автоматический. Тем самым можно сразу закончить данную статью. Но тут же возникает вопрос, не просто связанный с энергоэффективностью, а с тем, на сколько уменьшаются реальные затраты на выработку тепловой энергии от применения погодозависимой автоматики, и насколько данные меры целесообразны. Многие производители приводят различные цифры, говоря об экономии, однако реальных, подтвержденных расчетом или экспериментом данных, практически, не найти. Возможно, это связано с тем, что достаточно сложно заранее подсчитать, какой реальный эффект будет от данной системы, ведь в расчёт включается большое количество переменных. Все эти переменные связаны с реальным режимом эксплуатации системы водяного отопления и количеством часов пребывания людей в доме.

Таким образом, эффект от применения погодозависимого регулирования мы можем определить двумя способами. Первый способ это экспериментальный, второй – расчетный.

В данной статье мы как раз будем использовать метод номер два, и для этого зададимся исходными данными. Для примера возьмем дом (рис. 1), расположенный в Ленинградской области, имеющий конструктивные характеристики, приведенные в таблице 1.

Таблица 1. Основные характеристики здания

Наименование параметра, ед. измерения

Общая жилая площадь здания, м²

Площадь оконных проемов, м²

Площадь дверных проемов, м²

Характеристики ограждающих конструкций, толщина слоя, мм

Штукатурка, λ = 0,87 Вт/ м·K

Газобетонные блоки, λ = 0,14 Вт/ м·K

Утеплитель, λ = 0,053 Вт/ м·K

Облицовочная керамика, λ = 1 Вт/ м·K

Насыпка из щебня, λ = 0,26 Вт/ м·K

Плита железобетонная, λ = 1,11 Вт/ м·K

Пенополистирол, λ = 0,043 Вт/ м·K

Плитка, λ = 0,38 Вт/ м·K

Плита железобетонная, λ = 1,11 Вт/ м·K

Утеплитель, λ = 0,047 Вт/м·K

Доска, λ = 0,18 Вт/ м·K

Рис. 1. Фасад здания

Для начала определим расчетные тепловые потери нашего здания при температуре наружного воздуха t_н = –26 °С. Для расчета тепловых потерь через каждую ограждающую конструкцию будем использовать формулу:

где k – коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/м²·K; А – площадь ограждающей конструкции, м²; t_в и t_н – температура внутреннего и наружного воздуха соответственно, °С; n – коэффициент уменьшения расчетной разности температур; β – коэффициент, учитывающий добавочные теплопотери сверх основных.

Таким образом, величина максимального значения тепловых потерь при минимальной температуре наружного воздуха составит 14 891 Вт, или 14,9 кВт.

Однако за счет изменения температуры наружного воздуха процесс теплоотдачи переходит в динамику. Для того, чтобы оценить необходимую тепловую нагрузку для нашего здания, в зависимости от температуры наружного воздуха, предлагается произвести ряд расчетов, последовательно подставляя в исходную формулу переменные значения температуры наружного воздуха, в результате чего мы сможем получить зависимость, изображенную на рис. 2.

Рис. 2. Зависимость необходимой тепловой мощности от температуры наружного воздуха

Обратите внимание, что данный график имеет некоторый изгиб, что говорит о нелинейной зависимости температуры и мощности. Данная нелинейная зависимость будет у каждого здания своя за счет индивидуальных конструктивных особенностей.

Помимо представленной выше характеристики нам потребуются значения температур наружного воздуха в течение всего отопительного периода. Для этого воспользуемся архивом данных для Ленинградской области в период 2015–2016 г. Конечно, существуют нормы, исходя из которых каждый год в определенное время начинается отопительный период, однако, если мы рассматриваем частный дом, то он наступает, как правило, при первом резком похолодании. Проанализировав изменение температуры в течение года, был сделан вывод, что отопительный период предположительно начался 5 октября 2015 г. и закончился 30 апреля 2016 г. Таким образом, продолжительность отопительного периода составила семь месяцев, что вполне нормальный показатель для данного региона.

На рис. 3 представлен график изменения температуры воздуха в течение всего отопительного периода.

Рис. 3. Изменение температуры наружного воздуха в период с 5.10.2015 по 30.04.2016 в Ленинградской области

Заручившись исходными данными, переходим к расчету эффекта от применения погодозависимой автоматики.

Принцип работы данного вида регулирования следующий. Датчик температуры наружного воздуха фиксирует изменения температуры и посылает сигнал на контроллер. Контроллер обрабатывает полученную информацию и по определенному алгоритму вычисляет необходимую температуру теплоносителя в системе отопления. Сигнал от контроллера поступает на исполнительный механизм смесительного клапана, и тот, в свою очередь, открываясь или закрываясь, обеспечивает необходимую температуру теплоносителя в обслуживаемом контуре. Отметим, что при этом происходит качественная регулировка, при которой общий расход теплоносителя в системе остается постоянным, т.к. регулирование заключается в степени подмешивания горячего теплоносителя к остывшему. Снижение подмеса горячего теплоносителя приводит к повышению температуры теплоносителя, возвращаемого в греющий (котловой) контур. Это вызывает либо выключение горелки, либо снижение подачи топлива на горелку. Так образуется экономия энергоресурсов, которую и хотелось бы оценить.

Для непосредственного расчета зададимся следующими режимами работы системы отопления:

Первый режим работы – постоянная корректировка температуры теплоносителя по датчику наружного воздуха (автоматический режим).

Для расчета затраченной тепловой энергии мы будем вести расчет, учитывая изменения температуры наружного воздуха каждые три часа. Данный расчет будет произведен на каждый день в течение всего отопительного периода.

Второй режим работы – в данном режиме мы учтем изменения температуры наружного воздуха по дням в течение месяца. Предполагается, что это тот самый режим, когда у хозяина есть возможность вручную или удаленно подстраивать температуру теплоносителя каждый день. Логика данного регулирования следующая. При просмотре прогноза погоды или реальном ощущении холода человек выставляет необходимую температуру, но главным критерием будет являться не экономия ресурсов, а желание не замерзнуть. Однако при повышении температуры на 2–4 °С вероятность того, что хозяин сразу же пойдет прикрывать регулятор стремится к нулю.

Таким образом, расчет данного вида регулирования будет производиться по минимальной температуре наружного воздуха в течение дня. Расчет выполняется так же, для всех дней отопительного периода.

Третий режим работы предполагает собой ручную подстройку системы в момент резкого изменения температуры наружного воздуха. Для наглядности обратимся к графику, представленному на рис. 4.

Рис. 4. Тенденция изменения температуры наружного воздуха

Из графика видно, что в промежутке с 1 по 23 число включительно, температура наружного воздуха колебалась в диапазоне от –10 до –20 °С, имея среднее значение –15 °С. Затем тенденция пошла вверх, и мы наблюдаем среднее значение в районе +2,5 °С.

Очевидно, что именно в такой момент, любой здравомыслящий человек постарается снизить температуру теплоносителя тем методом, который ему доступен, к примеру, регулировкой мощности котла. Итак, при расчете третьего режима работы системы отопления мы будем задаваться минимальными значениями температуры наружного воздуха внутри тренда.

Четвертый режим работы – полное отсутствие какого-либо регулирования температуры теплоносителя. Предполагается, что система отопления работает на полной мощность в течение всего отопительного периода.

Результаты расчета потребленной тепловой энергии за отопительный период для различных видов регулирования сведены в таблицу 2 и график, представленный на рис. 5.

Таблица 2. Потребленная энергия в зависимости от способа регулирования