Температура теплоносителя в системе отопления: расчет и регулирование

Какой должна быть температура теплоносителя в системе отопления, чтобы в доме жилось комфортно? Этот момент интересует многих потребителей.

При выборе температурного режима, учитывается несколько факторов:

• необходимость достижения нужной степени обогрева помещений;
• обеспечение надежной, стабильной, экономичной и продолжительной работы отопительного оборудования;
• эффективная передача тепловой энергии по трубопроводам.

Температура теплоносителя в отопительной сети

Но следует учитывать, что в зависимости от температуры воздуха снаружи здания строение через ограждающие конструкции может терять разную величину тепла. Поэтому температура теплоносителя в системе отопления, исходя из внешних факторов, варьируется пределе от 30 до 90 градусов. При нагреве воды свыше в отопительной конструкции начинается разложение лакокрасочных покрытий, что запрещено санитарными нормами.

Оптимальная температура для котельной

Для обеспечения эффективной теплоотдачи в котлах отопления должна быть более высокая температура, поскольку, чем больше тепла может перенести определенный объем воды, тем лучше степень обогрева. Поэтому на выходе из теплогенератора стараются приблизить температуру жидкости к максимально допустимым показателям.

Помимо этого, минимальный нагрев воды или другого теплоносителя в котле нельзя опускать ниже точки росы (обычно данный параметр равен 60-70 градусов, но он во многом зависит от технических особенностей модели агрегата и вида топлива). В противном случае при горении теплогенератора появляется конденсат, который в соединении с агрессивными веществами, имеющимися в составе дымовых газов, приводит к повышенному износу прибора.

Согласование температуры воды в котле и системе

Существует два варианта, как можно согласовать высокотемпературные теплоносители в котле и более низкотемпературные в отопительной системе:

1. В первом случае следует пренебречь эффективностью функционирования котла и на выходе из него выдавать теплоноситель такой степени нагрева, которая требуется системе в настоящее время. Так поступают в работе небольших котельных. Но в итоге получается не всегда подавать теплоноситель в соответствии с оптимальным температурным режимом согласно графику (прочитайте: «График отопительного сезона — начало и конец сезона»). В последнее время все чаще в небольших котельных на выходе монтируют регулятор нагрева воды с учетом показаний, который фиксирует датчик температуры теплоносителя.
2. Во втором случае, нагрев воды для транспортировки по сетям на выходе из котельной делают максимальным. Далее в непосредственной близости от потребителей производится автоматическое регулирование температуры теплоносителя до необходимых значений. Такой способ считается более прогрессивным, его применяют на многих крупных теплосетях, а поскольку регуляторы и датчики стали дешевле, его все чаще используют на небольших объектах теплоснабжения.

Принцип работы регуляторов отопления

Регулятор температуры теплоносителя, циркулирующего в отопительной системе — это прибор, с помощью которого обеспечивается автоматический контроль и корректировка температурных параметров воды.

Состоит данное устройство, изображенное на фото, из следующих элементов:

• вычислительный и коммутирующий узел;
• рабочий механизм на трубе подачи горячего теплоносителя;
• исполнительный блок, предназначенный для подмеса теплоносителя, поступающего из обратки. В ряде случаев устанавливают трехходовой кран;
• повысительный насос на участке подачи;
• не всегда повысительный насос на отрезке «холодного перепуска»;
• датчик на линии подачи теплоносителя;
• клапаны и запорная арматура;
• датчик на обратке;
• датчик температуры наружного воздуха;
• несколько датчиков температуры помещения.

Теперь необходимо разобраться, как происходит регулирование температуры теплоносителя и как функционирует регулятор.

На выходе из отопительной системы (обратке) температура теплоносителя зависит от объема воды, прошедшей через нее, поскольку нагрузка является относительно постоянной величиной. Прикрывая подачу жидкости, регулятор тем самым увеличивает разность между линией подачи и обраткой до требуемого значения (на данных трубопроводах устанавливают датчики).

Когда наоборот необходимо увеличить поток теплоносителя, тогда в систему теплоснабжения врезают повысительный насос, которым тоже управляет регулятор. С целью понижения температуры водяного входящего потока применяют холодный перепуск», который означает, что часть носителя тепла, уже проциркулировавшего по системе, вновь направляют на вход.

В результате регулятор, перераспределяя потоки теплоносителя в зависимости от данных, зафиксированных датчиком, обеспечивает соблюдение температурного графика отопительной системы.

Нередко такой регулятор комбинируют с регулятором горячего водоснабжения с помощью одного вычислительного узла. Прибор, регулирующий ГВС, проще в управлении и в части исполнительных механизмов. При помощи датчика на линии горячего водоснабжения выполняется регулировка прохода воды через бойлер и в итоге она стабильно имеет стандартные 50 градусов (прочитайте: «Отопление через водонагреватель»).

Преимущества применения регулятора в теплоснабжении

Использование регулятора в отопительной системе имеет следующие положительные моменты:

• он позволяет четко выдерживать температурный график, в основе которого лежит расчет температуры теплоносителя (прочитайте: «Правильный расчет теплоносителя в системе отопления»);
• не допускается повышенный нагрев воды в системе и тем самым обеспечивается экономное расходование топлива и тепловой энергии;
• производство тепла и его транспортировка происходят в котельных при самых эффективных параметрах, а необходимые для обогрева характеристики теплоносителя и ГВС создает регулятор в ближайшем к потребителю тепловом узле или пункте (прочитайте: «Теплоноситель для системы отопления — параметры давления и скорости»);
• для всех абонентов теплосети обеспечиваются одинаковые условия вне зависимости от расстояния до источника теплообеспечения.

Посмотрите также видео о циркуляции теплоносителя в системе отопления:

Нормы температуры теплоносителей

Требования к температуре теплоносителя в отопительной системе производственного или общественного объекта регламентируются нормативными документами, которые и устанавливают укладку, проектирование и использование инженерных систем. Таким пакетом документов являются:

• ДБН (В. 2.5-39 Тепловые сети);
• СНиП 2.04.05 «Отопление вентиляция и кондиционирование».

В качестве расчетной температуры воды или иного теплоносителя принимается та цифра, которая равняется показателю температуры воды на выходе из котла согласно паспортным данным отопительного оборудования. Что же касается индивидуального отопления, то выбор подходящей температуры рабочей жидкости в системе основывается на следующих факторах:

• Отопительный сезон начинается и заканчивается, как только среднесуточная температура окружающей среды опускается ниже или превышает значение +8 градусов на протяжении трех суток;
• Среднесуточная температуры внутри отапливаемого помещения общественных и жилищно-коммунальных зданий не должна опускаться ниже 20 градусов, а в промышленных зданиях – ниже 16 градусов;
• Средняя расчетная температура должна соответствовать требованиям ДБН В.2.2-10, ДБН В.2.2.-4, ДСанПиН 5.5.2.008, СП №3231-85.

Предельные показатели температуры теплоносителя указаны в пункте 3.20 СНиП 2.04.05 «Отопление вентиляция и кондиционирование»:

• В помещениях медицинских учреждений – 85 градусов, за исключением наркологических и психиатрических отделений больниц, а также помещений бытового и административного назначения;
• Для бытовых, общественных и жилых сооружений, за исключением спортзалов, торговых и развлекательных объектов – 90 градусов;
• Для ресторанов, производственных помещений категорий А и Б, зрительных залов кинотеатров – 105 градусов;
• Для предприятий общепита (за исключением ресторанов) – 115 градусов;
• Для производственных помещений категорий В-Д, в которых возможно выделение горючей пыли и аэрозолей – 130 градусов;
• Для вестибюлей, лестничных клеток, технических помещений жилых зданий, внутренних переходах для пешеходов, производственных помещений без наличия аэрозолей и загорающейся пыли – 150 градусов.

В различных отопительных системах температура воды обычно варьируется от 30 до 90 градусов в зависимости от ряда внешних факторов. При нагреве до температуры, близкой к кипению котловой воды, может наблюдаться разрушение лакокрасочного покрытия труб. Именно по этой причине больший нагрев запрещен действующими санитарными нормами.

Для вычисления оптимальных показателей специалисты обычно руководствуются специальными таблицами и графиками, в которых указываются нормы температуры в зависимости от состояния окружающей среды и сезона года:

• При среднесуточной температуре окружающей среды в 0 градусов подача теплоносителя для радиаторов с различной разводкой – от 40 до 45 градусов, для обратки – 35-38 градусов;
• При среднесуточной температуре -20 градусов для нагрева используется теплоноситель в диапазоне от 67 до 77 градусов, а для обратки – 53-55 градусов;
• При экстремально низкой температуре (40 градусов ниже нуля) все отопительные приборы должны работать на предельно допустимых значениях. Для нагрева – 95-105 градусов, для обратки – 70 градусов.

2.1.Показатели для индивидуальных систем отопления

Наличие систем индивидуального отопления позволяет избежать сложностей и проблем, связанных с перебоями в централизованной сети, а температура теплоносителя легко регулируется согласно сезону и климатическим условиям. Нормой при индивидуальном отоплении считается соотношение между теплоотдачей отопительного оборудования на единицу площади обогреваемого помещения. Обеспечение комфортного теплового режима возможно за счет правильного подбора конструктивных особенностей оборудования.

Специалисты рекомендуют следить, чтобы показатель температуры теплоносителя не опускался ниже 70 градусов. Оптимальная цифра – 80 градусов. При наличии газового котла контролировать указанные параметры гораздо легче, ведь нагрев теплоносителя легко регулируется на основании датчиков и регуляторов подачи газа.

С твердотопливными котлами все гораздо сложнее, ведь они не регулируют нагрев жидкого теплоносителя и могут легко превратить его в пар. Уменьшить нагрев при сгорании угля, пеллет или дров за счет поворота ручки невозможно. Именно по этой причине контроль над температурой воды в такой отопительной системе скорее относителен. Для него используются механические заслонки и поворотные термостаты.

2.2.Согласуем температуру теплоносителя и котла

Для установки оптимального соотношений температур воды и котла используются регуляторы. Это устройства автоматического контроля, которые позволяют эффективно управлять температурами обратки и подачи.

Как известно, температура обратки количественно зависима от объема прошедшей по системе жидкости. За счет использования регуляторов становится возможно уменьшить подачу теплоносителя и увеличить разницу между подачей и обраткой до требуемого значения. Необходимые значения просто задаются на датчике.

Для увеличения интенсивности потока в систему отопления можно добавить специальный повышающий насос с регулятором. Снижение нагрева осуществляется за счет так называемого «холодного пуска», когда часть прошедшей по сети жидкости после обратки снова перенаправляется на вход.

За счет наличия регулятора возможно эффективно перераспределять потоки теплоносителя и обеспечивать строгие нормы по показателям датчиков.

Как рассчитать температуру теплоносителя в системе отопления

Для собственников жилья в многоквартирных домах вопрос об отоплении заключается в размерах тарифа за услугу, для частных домовладельцев вопросов значительно больше, — нужно понимать систему отопления, уметь правильно настроить. Требуется изучить много технической информации.

Нормы температуры теплоносителя, требования, виды отопительных магистралей, отличия, расчет оптимальной температуры для отопительного прибора будут разобраны в статье.

Температурный режим — нормы

Начать нужно с нормативных требований, регламентированными документами:

• СНиП 2.04.05 упорядочивает вопросы об отоплении, кондиционировании;
• ДВН В.2.5-39:2008 регулирует вопросы снабжения тепловых, водоснабжающих систем до 200 °C, с давлением не более 2,5 Мпа.

Расчётная цифра — температура теплоносителя, приравнивается к значению выхода воды из отопительного котла.

Для собственников частных помещений температурный режим определяется самостоятельно, учитывая рекомендации законодателей. Факторы:

1. Окончание, начало отопительного сезона определяется среднесуточной температурой воздуха на улице. Граница для перехода в рабочий, ждущий режим — температура 8 °C, держащаяся не менее трех суток.
2. Внутренняя температура помещения. Для разных типов помещения несколько разница. Например, для жилых — 20 °C, производственных — 16 °C.
3. Предельный нагрев теплоносителя не должен превышать установленные нормы, указанные в ДБН В.2.2-10, ДБН В.2.2.-4, ДСанПиН 5.5.2.008, СП №3231-85, для:

• Зданий здравоохранения, хозяйственных объектов значение составляет 85 °С;
• Жилых комнат – 90 °С;
• Помещений массовых мероприятий – 105 °С;
• Столовых – 115 °С;
• Лестниц, пролётов, пешеходных переходов, нежилых пространств – 150 °С.

Предельные показатели температуры обосновываются тем, что при нагреве выше 90 °С начинается разложение пыли, лакокрасочных покрытий обогревательных приборов (батарей, радиаторов) — указано в санитарных нормах.

При расчете оптимальной температуры, используют статистические данные (графики, таблицы), закрепленные в нормах. Для каждого сезона свои значения:

• При температуре 8-0 °С устанавливается разогрев, подача теплоносителя на радиаторы, в среднем, до 40-45 °С. Обратка — не менее 35 °С.
• При падении среднесуточной температуры до -20°С, поднимает тепловой показатель подачи до 77 °С. Главное условие — тепловое значение обратки должно составлять 55 °С, с небольшой в 1-2 °С погрешностью.
• Температура -40 °С подразумевает увеличение разогрева теплоносителя 90-105 °С, обратка — 70 °С.

Если не соблюдать требования, система теплоснабжения может быть выведена из строя.

Оптимальные значения в автономной системе отопления

Для индивидуальных систем ситуация иная, чаще они автономные, не выходящие за внешнюю границу отопливаемого здания, заморозка не грозит. Расчёты обогрева принципиально различаются.

Рассчитывают, исходя из площади помещения, с учётом особенностей отопительных приборов. Температура теплоносителя колеблется около 80 °С – оптимальный для автономных систем режим.

Требование для индивидуальных отопительных систем – поддержание минимальной температуры 70 °С, снижение убедительно не рекомендуется.

Если в системе отопления используются газовые, электрические котлы, трудностей регулировки температуры не наблюдается. С твердотопливными агрегатами могут возникать сложности, — нет ТЭНов с предохранительными реле, датчиков подачи газа. Излишний нагрев при твердотопливных котлах с добавлением в систему дополнительных отопительных контуров с большими погрешностями.

Магистрали отопления: двухтрубные, однотрубные

Для отопления помещений были сконструированы два вида магистралей: однотрубные, двухтрубные.

Однотрубные, двухтрубные магистрали

Различаются способом подключения к системе отопительных приборов.

• В однотрубных подключение последовательное, обратка предыдущего радиатора — вход для следующего.
• В двухтрубных системах обратка сразу отводится в отдельную магистраль на отопительный котёл.

Однотрубные системы эффективны для отопления малых площадей до 100 кв.м на этаже, двухтрубные могут справиться с большими площадями. Разница в площади на одном этаже, количестве материалов в системе.

Различия магистралей отопления:

Из-за различий в конструкции, для систем разработаны разные нормы.

Для двухтрубной, максимальный нагрев теплоносителя на 10 °С больше, чем в однотрубной — 105 °С, при одинаковой обратной температуре — 70 °С.

Теплоноситель

Для отопления необходим теплоноситель, переносит тепло от источника к конечному потребителю. Эффективность передачи зависит от вязкости.

Помимо вязкости, теплоноситель должен отвечать требованиям к отсутствию коррозийной составляющей.

Важное свойство – способность смазывать поверхности магистралей. От теплоносителя зависит выбор материалов отопительной системы, агрегатов, механизмов.

Носитель тепла не должен быть токсичным.

Виды теплоносителей

Вода в качестве теплоносителя

Первое, на что обращают внимание при выборе теплоносителя системы отопления – вода. Обладает универсальными свойствами, доступна.

Находясь в естественном состоянии, обладает лучшей теплоёмкостью – 1 ккал. Если вода практически без потерь при остывании отдаёт тепло – максимальная теплоотдача.

Обладает хорошей вязкостью. Удельная плотность — около 1000 кг/м².

Экологичная. При аварийной ситуации системы отопления можно не беспокоится о токсической безопасности, — при незапланированных утечках вреда здоровью вода не нанесет.

Вода в природе содержит соли, газы, нахождение которых в системе отопления не желательно. Природную воду нужно подготовить,очистить.

Фильтрацией не обойдёшься. Самый простой способ – кипячение. Вода избавляется от солей в виде накипи. Помимо соли, при кипячении удаляется углекислый газ. Все соли удалить не получится.

Если состав воды не позволяет очистить методом кипячения, прибегают к химическим способам. Потребуется гашеная известь, кальцинированная сода, натриевый ортофосфат. При добавлении элементов, растворимые соли переходят в состояние нерастворимых. Остается профильтровать обработанную жидкость, можно делать в системе отопления.

Однако, лучше использовать дистиллированную воду. Можно изготовить самостоятельно, приобрести.

Антифриз в качестве теплоносителя

У антифриза хорошие технические показатели, отсутствует риск промерзания системы при простое зимой.

Антифризы сохраняют систему от воздействия коррозии, хорошо смазывают. Можно добавлять присадки для конкретных целей, например, удаление ржавчины.

Однако, теплоёмкость у антифриза меньше, тепло отдает медленней, чем вода; вязкость большая, нужен циркуляционный насос; проникающая способность выше, требуется более тщательная герметизация узлов системы отопления; токсичность.

Видео: «что заливать в систему отопления?»

Параметры для расчета отопительных систем: радиаторы

Оптимизация отопления связана с тепловой мощностью отопительных приборов. У радиаторных батарей интервал — 140-220 Ватт.

Второй параметр для расчета можно найти в СНиПе, для обогрева 1 квадрата площади требуется 100 ватт. Это округлённая величина, помещения различаются степенью изоляции.

Виды радиаторов

Чугунные радиаторы

Чугунные батареи хорошо себя зарекомендовали. Надёжны, обладают хорошими тепловыми характеристиками. Инертны, долго нагреваются, но остывают дольше.

Мощность чугунных радиаторов считают по секциям, теплоотдача одной секции составляет 150 ватт.

Алюминиевые радиаторы

Хорошая теплоотдача до 200 ватт на секцию, быстро нагреваются, но не долговечны. Плохо контактируют с другими металлами, при контакте начинают разрушаться. Рабочая температура — 70 °C

Стальные радиаторы

Хорошее отопление, не обладает мощностными характеристиками, как алюминий, чугун. Мощность указывается в паспорте товара, зависит от размеров, конструкции: 200Вт-10кВт. Предназначены для работы при температуре теплоносителя 70 °C.

Формула расчета подачи тепла

Расчет подачи тепла производится счётчиками. Если нет, расход можно узнать, применив следующую формулу:

Q = ((V1 * (T1 – T)) — (V2 * (T2 – T))) / 1000

Q – объём теплоэнергии;

T1 – температура на входе;

T2 – температура на обратке;

V1 – объём теплоносителя на входе;

V2 – объем на обратке;

T – температура холодного теплоносителя.

Методы регулирования параметров

Отопление поддаётся регулированию. Методы:

Параметры изменяются за счёт увеличения, уменьшения количества подачи теплоносителя. Насосы увеличивают давление в системе, задвижки уменьшают скорость перемещения носителя.

При качественном изменяются параметры теплоносителя, добавляют присадки, изменяющие свойственные показатели.

Использует методику обоих способов.

Способ снижения теплопотерь

Первое, главное условие для сокращения теплопотерь – хорошая теплоизоляция.

Необходимо оптимизировать систему. Отрегулировать комфортную температуру внутри жилых комнат, следовать рекомендациям температурного режима в хозяйственных, нежилых помещениях.

Уют в доме

Небольшое заключение

В многоквартирном доме регулировать систему отопления невозможно. Можно утеплить жильё, сократив тепловые потери.

Можно ли использовать незамерзающую жидкость: