Как производится регулировка системы отопления многоквартирного дома и многоэтажного здания

Проектированием системы отопления в многоэтажных, многоквартирных зданиях занимаются специальные проектные организации, которые в своей проектной работе руководствуются такими нормативными документами, как ГОСТы, ОСТЫ, ТУ, СНИПы и санитарно-технические нормы.

Согласно требованиям некоторых из них, температура в жилых помещениях должна быть устойчивой в пределах двадцати-двадцати двух градусов тепла. А относительная влажность воздуха 40-30 %. Только при соблюдении таких параметров можно обеспечить комфортные условия для проживания людей.

В основе проектирования системы отопления и регулировки лежит выбор теплоносителя, который обусловлен рядом факторов, включая такой, как доступность и возможность подключения к нему системы отопления домостроения в районе нахождения объекта.

Виды регулировки систем отопления

Регулировка системы отопления многоквартирного дома может осуществляться путем использования в системе труб различного диаметра. Как известно, скорость прохождения и давление жидкости и пара в трубопроводе зависят от диаметра отверстия трубы. Это и позволяет осуществлять регулировку давления в системе путём комбинирования труб с различным диаметром друг с другом.

Трубы с диаметром 100 мм обычно ставятся на входе в подвальных помещениях домов.

Это максимальный диаметр труб, используемый в системе отопления. В подъездах для распределения тепла используются трубы диаметром 76-50 мм. Выбор зависит от размеров здания. Монтаж стояков производится из труб диаметром 20 мм. Концевики «лежаков» закрываются шаровыми кранами с диаметром 32 мм, которые устанавливаются обычно на расстоянии 30 см от крайнего стояка.

Однако такая регулировка системы отопления здания не позволяет эффективно выравнивать гибкое давление в системе. Таким образом, температура в жилых помещениях верхних этажей заметно понижается. Поэтому используется гидравлическая система отопления, которая включает в себя циркуляционные вакуумные насосы и автоматические системы регулирования давления.

Их монтаж производится в коллекторе каждого здания. При этом меняется схема разводки теплоносителя по подъездам и этажам.

При этажности домостроения выше двух этажей использование системы с подкачкой для циркуляции воды обязательно. Регулировка системы отопления многоквартирных зданий осуществляется чаще всего вертикальными системами водяного отопления, которые называются однотрубными.

Недостатки однотрубной системы

К недостаткам можно отнести то, что при такой системе невозможно производить учёт расхода тепла в каждой квартире. А, следовательно, произвести индивидуальный расчёт оплаты за фактическое потребление тепловой энергии. К тому же, при такой системе сложно поддерживать температуру воздуха одинаковую во всех жилых помещениях здания.

Именно поэтому используются другие системы поквартирного отопления, которые устроены по-другому и предусматривают установку счётчиков тепловой энергии в каждой квартире.

В настоящее время существуют различные системы поквартирного отопления. Однако пока устраиваются они в многоэтажных зданиях крайне редко. Это связано с рядом причин. В частности, с тем, что такие системы обладают невысокой гидравлической и тепловой устойчивостью.

Чаще всего в многоэтажных, жилых зданиях используется так называемое центральное отопление.

Теплоноситель при таком отоплении поступает к домостроению от городской ТЭЦ.

В последние годы при строительстве новых жилых домов используется автономное отопление. При таком способе индивидуального отопления, котельная устанавливается непосредственно в подвальном или чердачном помещении многоэтажки. В свою очередь системы отопления делятся на открытые и закрытые. Первые предусматривают разделение подачи горячей воды для жильцов на отопление и другие нужды, а в другом — только на отопление.

Требования к регулировке системы отопления

Требования к системам отопления определяются проектной документацией. Регулировка системы отопления многоквартирного дома производится в соответствии с параметрами, определенными этой документацией. Особой сложностью она не обладает. Системы отопления снабжены терморегуляторами на радиаторах, а также теплосчетчиками, балансировочными клапанами как автоматического, так и ручного регулирования.

Регулировка радиаторов отопления не требует использования специального инструмента.

Производится непосредственно жильцами. Все остальные регулировки производятся обслуживающим систему персоналом.

Что нужно знать жильцам про отопление в многоквартирном доме

Обитателей городских квартир обычно не интересует, как работает отопление в их доме. Нужда в подобных знаниях может возникнуть, когда хозяева пожелают повысить комфорт в доме или улучшить эстетический вид инженерного оборудования. Для тех, кто собирается затеять ремонт, расскажем вкратце про системы отопления многоквартирного дома.

Виды систем отопления многоквартирных домов

В зависимости от структуры, характеристик теплоносителя и схем разводки трубопроводов отопление многоквартирного дома подразделяют на следующие типы:

По расположению источника тепла

1. Поквартирная система отопления, при которой газовый котёл устанавливается в кухне или отдельном помещении. Некоторые неудобства и вложения в оборудование с лихвой компенсируются возможностью включать и регулировать отопление по своему усмотрению, а также низкими эксплуатационными затратами за счёт отсутствия потерь в теплотрассах. При наличии собственного котла практически отсутствуют ограничения по реконструкции системы. Если, к примеру, хозяева пожелают заменить батареи на тёплые водяные полы — к этому нет никаких технических препятствий.

2. Индивидуальное отопление, при котором своя котельная обслуживает один дом или жилой комплекс. Такие решения встречаются как в старом жилом фонде (кочегарки), так и в новом элитном жилье, где сообщество жильцов само решает, когда начать отопительный сезон.

3. Центральное отопление в многоквартирном доме наиболее распространено в типовом жилье.

По характеристикам теплоносителя

* Водяное отопление, в качестве теплоносителя используется вода. В современном жилье с поквартирным или индивидуальным отоплением встречаются экономичные низкотемпературные (низкопотенциальные) системы, где температура теплоносителя не превышает 65 ºС. Но в большинстве случаев и во всех типовых домах теплоноситель имеет расчётную температуру в пределах 85-105 ºС.

* Паровое отопление квартиры в многоквартирном доме (в системе циркулирует водяной пар) имеет ряд существенных недостатков, в новых домах давно не используется, старый жилой фонд повсеместно переводят на водяные системы.

По схеме разводки

Основные схемы отопления в многоквартирных домах:

Однотрубная — как подача, так и обратный отбор теплоносителя к отопительным приборам осуществляется по одной магистрали. Такая система встречается в «сталинках» и «хрущёвках». Обладает серьёзным недостатком: радиаторы расположены последовательно и из-за остывания в них теплоносителя температура нагрева батарей падает по мере удаления их от теплопункта. Для того, чтобы сохранить теплоотдачу, количество секций увеличивается по ходу движения теплоносителя. В чистой однотрубной схеме невозможна установка приборов регулирования. Не рекомендуется изменять конфигурацию труб, устанавливать радиаторы другого типа и габаритов, иначе работа системы может быть серьёзно нарушена.

«Ленинградка» — усовершенствованный вариант однотрубной системы, который, благодаря подключению тепловых приборов через байпас, снижает их взаимовлияние. Можно установить на радиаторы регулирующие (не автоматические) устройства, заменить радиатор на иной тип, но схожей ёмкости и мощности.

Двухтрубная схема отопления многоквартирного дома стала широко использоваться в «брежневках», популярна и по сей день. Подающая и обратная магистрали в ней разделены, поэтому теплоноситель на входах во все квартиры и радиаторы имеет почти одинаковую температуру, замена радиаторов на иной тип и даже объём не оказывает существенного влияния на работу других приборов. На батареи можно устанавливать приборы регулирования, в том числе автоматические.

Лучевая схема применяется в современном нетиповом жилье. Подключение приборов параллельное, взаимное влияние их минимально. Разводка, как правило, выполняется в полу, что позволяет освободить стены от труб. При установке приборов регулирования, в том числе автоматических, обеспечивается точное дозирование количества тепла по помещениям. Технически возможна как частичная, так и полная замена системы отопления в многоквартирном доме с лучевой схемой в пределах квартиры с существенным изменением её конфигурации.

Замена, перенос и выбор радиаторов в многоквартирном доме

Оговоримся, что какие любые изменения в поквартирное отопление в многоквартирном доме необходимо согласовывать с исполнительными органами и эксплуатирующими организациями.

Мы уже упоминали, что принципиальная возможность замены и переноса радиаторов обусловлена схемой. Как правильно выбрать радиатор для многоквартирного дома? Необходимо учесть следующее:

1. В первую очередь радиатор должен выдерживать давление, которое в многоквартирном доме выше, чем в частном. Чем больше количество этажей, тем выше может быть испытательное давление, оно может достигать 10 атм, а в высотных зданиях даже 15 атм. Точное значение можно узнать в местной эксплуатирующей службе. Отнюдь не все радиаторы, продающиеся на рынке, обладают соответствующими характеристиками. Значительная часть алюминиевых и многие стальные радиаторы не подойдут для многоквартирного дома.

2. Можно ли и насколько изменить тепловую мощность радиатора, зависит от применённой схемы. Но в любом случае теплоотдачу прибора необходимо рассчитать. У одной типовой секции чугунной батареи теплоотдача равна 0,16 кВт при температуре теплоносителя 85 ºС. Умножив число секций на эту величину, получим тепловую мощность существующей батареи. Характеристики нового отопительного прибора можно найти в его техническом паспорте. Панельные радиаторы не набираются из секций, имеют фиксированные размеры и мощность.

Материал также имеет значение. Центральное отопление в многоквартирном доме зачастую характеризуется низким качеством теплоносителя. Наименее чувствительны к загрязнениям традиционные чугунные батареи, хуже всего реагируют на агрессивную среду алюминиевые. Неплохо себя проявили биметаллические радиаторы.

Регулирование тепловой мощности от котельной установки до радиатора

Система отопления — это комплекс различных элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи необходимого количества тепла во все обогреваемые помещения.

Регулирование тепловой мощности от котельной установки до радиатора

Регулирование тепловой мощности системы отопления является наиболее важным для повышения эффективности работы системы отопления, а также создания оптимальных климатических условий в помещении. Гидравлическая увязка системы отопления, повышение теплозащиты здания, оптимальный расчет системы отопления — все это направленно в первую очередь на экономию энергии.

Если в здании средняя температура всех помещений повысится лишь на 1°С, то тепловая мощность системы отопления должна увеличится на 6-10%. Отсюда видно, что регулирование системы отопления, а как следствие температуры в помещении в пределах единиц градусов, позволяет существенно экономить энергию при эксплуатации системы отопления.

Регулирование тепловой мощности осуществляется: в котельной установке, где происходит получение тепла и его распределение по помещениям; в помещении с использованием термостатической арматуры для создания необходимых температурных условий; в стояках отдельных контуров отопления для их совместной балансировки. Современная котельная установка — это сочетание системы регулирования и гидравлической схемы направленной на рациональное использование тепловой мощности. Практически все устройства регулирования являются погодозависимыми, то есть изменяют температуру на выходе котельной установки, а, следовательно, и мощность, в зависимости от температуры наружного воздуха. Гидравлическая схема такой установки построена таким образом, что температура теплоносителя в любом контуре системы отопления изменяется в зависимости от изменения температуры наружного воздуха.

Применение таких современных устройств, как трехходовые, термостатические и обычные вентили, циркуляционные насосы с электронным управлением, гидравлические разделители, позволяют контролировать и дозировать подачу теплоносителя конечным потребителям, то есть источникам тепла в помещении. В тоже время при разветвленной сети трубопроводов, с разным гидравлическим сопротивлением, различных по мощности радиаторов, возникает проблема равномерного распределения тепла в соответствии с нагрузкой отапливаемого помещения. По принципу наименьшего сопротивления теплоноситель протекает по кратчайшему пути от котельной установки к отопительному прибору. Поэтому радиаторы расположенные далеко от котельной установки и, соответственно, от циркуляционного насоса, снабжаются теплоносителем в меньшей степени. Отсюда в отдельных помещениях нельзя достичь необходимой температуры.

Потребители, расположенные в более выгодном, с гидравлической точки зрения, положении получат избыточное количество тепловой энергии. Часто эта проблема решается с изменением элементов котельной установки — увеличивается мощность котла, завышается температура подающей линии, изменяется настройка котельной установки, устанавливается насос с большей производительностью. Все это приводит к неравномерному теплоснабжению помещений, увеличению потребления тепла, к гидравлическому шуму в системе и, что самое главное, к перерасходу тепловой мощности и уменьшению эффективности системы отопления.

Решить эту проблему можно только с помощью гидравлической увязки, которая позволяет установить одинаковые гидравлические сопротивления и, соответственно, расходы для всех отопительных приборов и, следовательно, одинаковые температурные условия в различных помещениях. Выполнение гидравлической увязки позволит создать экономную и комфортную систему отопления. Так немецкими нормами по проведению строительных работ предписывается: « Циркуляционные насосы, арматуру и трубопроводы следует увязать между собой таким образом, чтобы при изменяющихся условиях работы достаточное количество теплоносителя было гарантировано всем потребителям. Допустимый уровень шумов в системе отопления не должен быть превышен». Гидравлическая увязка системы отопления зависит от многих факторов и может осуществляться только через расчет тепловой нагрузки и гидравлических сопротивлений сети трубопроводов. Включает в себя следующие этапы:

• определение тепловой нагрузки помещений;
• расчет отопительных приборов с учетом количества потребляемого ими теплоносителя;
• расчет трубопроводной сети, исходя из расхода теплоносителя по отдельным отопительным приборам.

Не менее важным является регулирование системы отопления при вводе ее в эксплуатацию. Для выполнения гидравлической увязки и соответственно регулирования мощности отопительной системы необходима соответствующая регулирующая арматура, позволяющая выполнить эти операции с высокой эффективностью, с тем, чтобы получить энергосберегающую и комфортную систему отопления.

Термостатические вентили и вентили на обратную подводку, регулирующие вентили, регуляторы расхода и перепада давления фирмы Oventrop позволяют быстро и эффективно гидравлически увязать как автономную систему отопления индивидуального дома, так и центральные однотрубные и двухтрубные системы отопления, имеющие большое количество отопительных приборов, распределенных по стоякам.

Применение термостатических вентилей и термостатов уже позволит сбалансировать любую систему отопления и сделать ее эффективной. Рассмотрим основные конструктивные особенности этой арматуры, а также основные приемы выполнения гидравлической увязки системы отопления с использованием этих устройств. Фирма Oventrop предлагает различные термостатические вентили, а также вентили на обратную подводку, которые дают возможность установить необходимый расход на отопительном приборе. Вентили Oventrop серии «A» всех диаметров имеют одинаковую величину пропуска, применяются для двухтрубных и однотрубных систем.

Регулирование тепловой мощности радиатора осуществляется с помощью вентилей на обратную подводку, применяемых совместно с вентилями серии «A». Вентили серии «AZ» идентичны вентилям серии «A» , но имеют большую величину пропуска — kv-1,1. Вентили серии «AV6» позволяют регулировать пропуск теплоносителя в соответствии с потребностью в тепле благодаря настраиваемой вентильной вставки. Максимальный ход вентиля 3,5 мм, ход при изменении температуры на 2 К составляет 0,44 мм, коэффициент пропуска теплоносителя — kv-0,65. Вентили серии «F» позволяют производить точную предварительную настройку; применяются в системах с большим перепадом температур или в системах с малыми расходами. Преимущество заключается в высокой точности пропуска теплоносителя через радиатор. Серия «ADV6» позволяет также регулировать пропуск теплоносителя в соответствии с потребностью в тепле благодаря настройке вентильной вставки. В конструкции вентиля предусмотрена возможность автоматического перехода вентиля на величину пропуска 5% от расчетной при снятии или отказе термостата.

Для присоединения радиаторов к обратному трубопроводу применяются вентили Combi 2,3,4, которые обладают функцией точной пропорциональной настройки, при применении их в автономных системах отопления. Они позволяют настроить величину пропуска теплоносителя, отключить отопительный прибор от системы, слить и залить теплоноситель в радиатор без его демонтажа. Таким образом, они предназначены для выполнения «микробалансировки» в пределах одного отопительного прибора. Диаграмма, связывающая перепад давления на вентиле с расходом теплоносителя на нем позволяет выбрать оптимальный тип вентиля, исходя из конкретной системы отопления и отопительных приборов применяемых в ней. При расходе теплоносителя 300 л/ч целесообразно выбрать вентиль серии «А», при 215 л/ч — вентиль серии «AV6» , а при расходе 105 л/ч вентиль серии «F». Кроме этого, диаграммы для конкретных вентилей позволяют выбрать его предварительную настройку, исходя из расхода теплоносителя через радиатор. Так, например, для вентиля серии «AV6» перепад давления составляет около 100 мбар, эта величина перепада давления определяется тем, что при перепаде давления выше 150-250 мбар в системе могут возникнуть шумы, а минимальный перепад давления для обеспечения точности регулировки составляет 50 мбар. При расходе теплоносителя через отопительный прибор 17 л/ч вентиль необходимо настроить на положение «1», с увеличением расхода до 215 л/ч настройка вентиля должна соответствовать положению «6». Аналогичным образом происходит настройка и других вентилей фирмы Oventrop.

Таким образом, термостатические вентили Oventrop оптимальным образом регулируют пропуск теплоносителя, что позволяет достичь наилучших показателей теплоотдачи каждого отопительного прибора. Предварительно настроенный термостатический вентиль пропускает строго определенное количество теплоносителя. В то же время величина поступлений тепла в помещение зависит от множества факторов, таких как объем помещения, ориентация его оконных проемов, число установленных в помещении электроприборов, количество людей, находящихся в помещении.

Следовательно, количество теплоносителя, проходящего через радиатор, должно изменяться в зависимости от температуры помещения. Таким образом, каждый термостатический вентиль должен быть оснащен датчиком-термостатом, который реагирует на температуру помещения, а затем воздействует на термостатический вентиль, открывая или закрывая его, и тем самым регулирует количество теплоносителя, проходящего через отопительный прибор и, следовательно, температуру его поверхности. Термостатический вентиль с термостатом является пропорциональным регулятором, который функционирует без использования дополнительной энергии.

При изменении температуры воздуха изменяются условия теплоотдачи на температурном датчике. При этом изменение внутренней энергии датчика используется для управления вентилем. Термостатические вентили с термостатами должны удовлетворять ряду требований как по качеству регулирования, так и по воздействию на них механических и термических нагрузок. К требованиям по качеству регулирования относятся:

• гистерезис,
• влияние температуры теплоносителя,
• влияние перепада давления,
• динамика работы термостатического вентиля. К требованиям по воздействию механических и термических нагрузок относятся:
• прочность на изгиб,
• удар, скручивание,
• способность выдерживать тепловые нагрузки.

Каждый термостатический вентиль состоит из подвижных и неподвижных частей. В результате взаимодействия этих частей вентиль и термостат будут по-разному реагировать на температуру в помещении, следовательно, по-разному регулировать расход теплоносителя через отопительный прибор. При ограниченном изменении температуры воздуха в помещении расход теплоносителя или совсем не изменится, или изменится незначительно. Результатом этого является тот факт, что при изменении температуры воздуха в помещении на определенную величину термостатический вентиль с термостатом не изменят поток теплоносителя и, следовательно, теплоотдачу отопительного прибора.

Этот диапазон температур называется гистерезисом. За счет теплопроводности в корпусе вентиля, а также за счет излучения при неправильном или неблагоприятном расположении термостата, температурный датчик будет регистрировать завышенное значение температуры и, следовательно, изменять тепловой поток через радиатор. Это будет сказываться наиболее существенно для вентилей с непосредственно закрепленным на нем термостате. Поэтому влияние температуры теплоносителя на процесс измерения температуры датчиком является важным показателем качества регулирования.

Перепады давления с одной и другой стороны термостатического вентиля оказывают также влияние на проход теплоносителя через него, особенно это сказывается при превышении значения выше граничного, определенного для каждого вентиля. На поступление тепла в помещение термостатический вентиль среагирует только тогда, когда термостат под воздействием внешней температуры воздействует на привод вентиля. Если этот процесс будет сильно растянут во времени, это может привести к превышению температуры в помещении. Поэтому термостатический вентиль с термостатом должны иметь оптимальную временную константу.

Хорошее обтекание термостата воздухом помещения является обязательным условием для его быстрого срабатывания. Динамическая характеристика отопительного прибора является определяющим фактором для экономии энергии, поэтому необходимо применять регуляторы с высокой быстротой срабатывания, а отопительные приборы с быстро изменяющейся теплоотдачей. Всем вышеперечисленным требованиям по качеству регулирования обладают термостатические вентили и термостаты фирмы Oventrop. Так гистерезис имеет значение 0,2 К; воздействие температуры теплоносителя 0,37 — 0,65/30K; устойчивость к перепаду давления 0,4 K/0,5 бар.

Они также обладают и высокими прочностными характеристиками: прочность на изгиб 815 Н; прочность на скручивание 25,8 Нм. Конструктивно термостатический вентиль с термостатом фирмы Oventrop состоит из термобаллона (2), вентильной вставки (6), предохранителя (3), сальника (5), условной шкалы настройки (4), мемо-шайбы (1), резьбового соединения (7). Чувствительный элемент — термобаллон, заполненный жидкостью с высоким коэффициентом объемного расширения. Под воздействием температуры воздуха происходит сжатие или расширение сильфона термобаллона, который воздействует на шток, открывая или закрывая вентиль. Фирма Oventrop выпускает термостаты со встроенными и выносными датчиками, с дистанционным регулированием. Термостаты серии «Uni LH, CH, XH, XD» имеют современный дизайн и подходят ко всем типам радиаторов различных фирм.

Применение совместно с термостатами устройств для повременного регулирования температуры помещения, позволяет еще более повысить комфорт в помещении при увеличении эффективности и энергосбережении отопительного прибора. Правильно выбрав и рассчитав котельную установку, отопительные приборы, термостатические вентили и термостаты, немаловажно сбалансировать и гидравлически увязать уже готовую систему отопления, с тем, чтобы она была эффективной, энергосберегающей и комфортной. На примере автономной системы отопления с радиаторами разной мощности и термостатическими вентилями с предварительной настройкой «AV6» рассмотрим гидравлическую увязку такой системы. Общая потребность в тепле всех помещений составляет 6950 Вт, и она достаточно неравномерно распределяется по помещениям: от 320 Вт в туалете до 2160 Вт в жилой комнате.

При температуре теплоносителя 90/75°С , перепаде давления на вентиле &#8710р — 100 мбар, рассчитаем требуемый расход теплоносителя через отопительные приборы по формуле V= Q/C*&#8710t , где Q- теплопотребность помещения; &#8710t — разность температур прямой и обратной линии; с — коэффициент теплоемкости — 1,163 В*ч/(л*К). Исходя из расхода по каждому отопительному прибору, используя диаграмму для настройки вентилей «AV6», определяем настройку каждого термостатирующего вентиля. Настроив таким образом все радиаторы, мы получаем гидравлически сбалансированную систему отопления.

Применяя различные вентили, можно также более точно сбалансировать систему отопления и, что самое главное, добиться равномерного распределения тепловой мощности по отопительным приборам. Применяя вентили серии «А» без предварительной настройки, мы имеем практически не сбалансированную систему отопления, которая обладает лишь возможностью регулировать температуру в помещении. Отопительные приборы расположенные вблизи циркуляционного насоса имеют тепловую мощность 415% с расходом теплоносителя 190 л/час в отличие от самых удаленных — 26% и 12 л/час. Применение циркуляционного насоса с электронным регулированием позволяет достичь номинальной мощности самого удаленного радиатора до 100%, но при этом тепловая мощность и расход теплоносителя наиболее близкого радиатора возрастает до 817% и 374 л/час соответственно при этом возрастает и суммарный расход до 3424 л/час.

Применение термостатических вентилей с предварительной настройкой «AV6» существенно выравнивает расход теплоносителя и тепловую мощность отопительных приборов при существенном снижении общего расхода до 1005 л/час. Использование термостатических вентилей с точной предварительной настройкой серии «F» позволяет получить номинальный расход на всех радиаторах и снизить общий расход до 921 л/час. Отсюда видно, что гидравлическая увязка необходима для того, чтобы при постоянной эксплуатации все потребители тепла обеспечивались теплоносителем в соответствии с их отопительной нагрузкой.

Циркуляционные насосы, арматуру, трубопроводы необходимо согласовывать между собой так, чтобы при любых условиях обеспечить достаточное количество теплоносителя отопительным приборам. Таким образом, применение эффективной терморегулирующей арматуры с проведением последующей гидравлической увязки приводит к экономии энергии, снижению затрат, надежности в эксплуатации, высокому уровню комфорта. В статье использованы материалы, предоставленные представительством фирмы Oventrop в России.