Автоматизация системы отопления в многоквартирном доме

Автоматизация системы отопления в многоквартирном доме в последнее время стала очень популярной. Вызвано это тем, что тарифы постоянно расту. Погодозависимая автоматика, позволяет экономить энергозатраты и поэтому становится востребованными.

Автоматизация системы отопления многоквартирного дома – это средство регулирования микроклимата в помещениях при температурных изменениях на улице. Как показывает практика, эти устройства системы отопления многоквартирного дома действительно полезны в регионах, где зимой случаются частые суточные перепады температур.

Подобные устройства оснащены программами, позволяющими заранее устанавливать необходимые параметры. Например, при — 10 нагрев батарей доходит до одного уровня, но когда на улице температура падает до -15 градусов – до другого, более горячего, и наоборот.

Там, где температурный режим зимой не подвержен резким перепадам, а держится примерно на одном уровне, погодозависимая автоматика не востребована.

Автоматизация системы отопления: экономическая эффективность.

Проблема экономного расходования тепловой энергии в системах отопления многоквартирных домов в связи с ростом цен на энергоносители и соответственно платы за предоставление тепла приобретает все более весомое значение. В новом строительстве устанавливаются автоматизированные системы отопления. Автоматическое регулирование температурных параметров теплоносителя, установка в индивидуальном тепловом пункте дома автоматизированного узла управления.

В домах старой постройки проблема рационального использования тепла практически не решается, во-первых, из-за отсутствия технического и экономического обоснования необходимых работ, во-вторых, из-за нехватки или отсутствия финансовых ресурсов.

Хотя, самая большая статья расходов в платежах за коммунальные услуги это плата за отопление и горячие водоснабжение, она составляет около 60%. Производится в каждом месяце независимо от отопительного сезона. Это очень внушительная сумма, а тем более в регионах, где холодно большую часть года.

В связи с этим, особенно актуальной является задача, повышения эффективности работы существующих систем отопления и водоснабжения в многоквартирных домах. Одно из перспективных решений данной проблемы является установка приборов учета и внедрение автоматизированной системы отопления и регулирования, которая будет исключать необоснованный перерасход тепловой энергии.

Установка узла учета тепловой энергии позволяет перейти к расчетам за фактическое потребление энергии, а система автоматического регулирования тепла осуществляет сбережение тепловой энергии. Целью применения системы автоматизации и регулирования отопления является управление процессом пользования тепла согласно наружной температуре воздуха.

Это выполняется посредством повышения или понижения интенсивности потока носителя тепла в многоквартирных домах. Данный процесс зависит от реальных потребностей помещения в тепловой энергии в конкретный момент.

Применение автоматизированной системы отопления позволяет выделить следующие факторы экономии:

• Снятие вынужденных «перетопов» в переходные, межсезонные периоды. Применение систем регулирования температуры отопления на тепловых пунктах позволяет достигнуть 30-40 % экономии в эти периоды отопления. Актуальность регулирования подачи теплоносителя в межсезонный период повышается в силу повышения общего значения положительных температур наружного воздуха в осенне-зимний период.
• Снятие влияния на потери тепла инерции тепловой сети. Это значит, что температура в сетях не может быстро изменяться. Во многих районах России разница между дневными и ночными температурами может достигать 10-20 С. Тепловой инерции здания, как правило, не хватает для компенсации этих изменений. В результате, возможны «перетопы» в дневные часы. Следовательно, потери тепла или «недотопы» в ночные часы, что приводит к перерасходу более дорогой электроэнергии за счет включения бытовых нагревательных приборов. Этот фактор можно оценить только ориентировочно, в пределах 3-5 % общего теплопотребления.
• Коррекция температурного графика по фактической производительности приборов отопления. То есть корректирование проектного температурного графика отопления здания с учетом устранения запасов, которые закладывают проектировщики при определении необходимой площади отопительных приборов. Эффект экономии от автоматизации теплового пункта в данном случае может составлять от 7 до 15 %.
• Экономический эффект за счет применения графика качественного регулирования. При качественном регулировании все помещения находятся по теплу в равных условиях. Следовательно, может быть применено глубокое регулирование с наибольшим экономическим эффектом (вышесказанное относится к гидравлически отрегулированным системам). Так, к примеру, один градус перегрева в помещениях (т. е. 21°С вместо 20°С) равносилен почти 7 % потерь.

Таким образом, можно сделать выводы, что переход на автоматизированную систему отопления достаточно эффективен с экономической точки зрения. Низкие сроки окупаемости позволяют отнести этот способ экономии энергии к малозатратным и быстроокупаемым.

Погодозависимая автоматика: как она устроена.

Система управления отоплением на основе текущих погодных условий состоит из нескольких основных компонентов:

• управляющий контроллер;
• датчики температуры;
• элеватор, или регулирующий клапан с насосом.

Принцип работы контроллера основан на анализе данных с четырех температурных датчиков:

• внутри дома;
• снаружи;
• на прямом трубопроводе;
• на возврате.

При увеличении или уменьшении температуры на улице контроллер дает команду исполнительным механизмам на закрытие или открытие и соответственно увеличение или уменьшение поступления горячей воды из тепловой сети. Автоматика анализирует все данные и по специальным алгоритмам рассчитывает необходимую температуру.

Алгоритм поддержания температуры в зависимости от температуры на улицы в многоквартирных домах уже встроен в автоматику контроллера. Его необходимо подстроить в зависимости от того какой дом. Допустим, дом кирпичный с толстыми стенами или панельный, у которого стены холодные. В старые панельные дома, очень не выгодно ставить теплосчетчики, у них очень холодные стены и вместо ожидаемой экономии, вы будете платить больше. Поэтому если в панельном доме стоит теплосчетчик, то чтобы экономить, необходимо установить погодозависимую автоматику.

Поддерживать определенную температуру в доме можно в зависимости от температуры в какой то одной из ее квартир, а в квартире в одной из комнат. Это должна быть средняя температура, и колебания ее должны быть минимальными. Лучше всего под эти условия подходит спальня или детская комната.

В процессе работы контроллер периодически, с определенным интервалом времени, опрашивает датчики температуры, измеряющие температуру теплоносителя, наружного воздуха и (или) воздуха внутри помещения при его наличии.

При увеличении или уменьшении температуры на улице контроллер дает команду исполнительному механизму элеватора (шаговому двигателю) на закрытие или открытие и соответственно увеличение или уменьшение поступления теплоносителя из тепловой сети. Шаговый двигатель приводит в движение конусную иглу, которая, перемещаясь, уменьшает или увеличивает площадь прохода теплоносителя.

В результате в элеватор и соответственно в систему отопления квартир поступает больше охлажденного (использованного) теплоносителя из обратного трубопровода, если необходимо уменьшить температуру. Или меньше, если необходимо температуру в систему отопления дома увеличить.

Если вы решили датчик воздуха в помещении не устанавливать, автоматизированная система отопления поддерживает температуру по температурному графику.

Автоматизированная система отопления гарантированно окупается в многоэтажных домах и больших коттеджах. В небольших частных домах экономическая эффективность сильно варьируется в зависимости от местных условий.

Как правильно отрегулировать мощность газового котла?

Качественный обогрев газовым котлом возможен только при соответствии мощности устройства площади обогреваемого помещения. Если производительность агрегата не соответствует потребности отопительной системы, то обогрев не будет эффективным. Лучше приобретать газовый котел, который имеет модуляционную горелку, так как с помощью нее можно осуществлять настройку регулировки мощности газового котла.

Чем плох переизбыток мощности?

Рассмотрим настройку мощности газового котла на примере двухконтурного прибора Protherm Gepard 23 MTV. Данная модель является аналогом агрегата Protherm Panther (Пантера). Тот же производитель, который выпускает газовые устройства Protherm, на другом производстве изготавливает котлы торговой марки Vaillant. Их цена на порядок дороже, так как в них используются более качественные комплектующие. По конструкции и настройкам газовые устройства Vaillant очень похожи на модели Protherm.

В инструкции по эксплуатации сказано, что полезная тепловая мощность котла Protherm Gepard 23 MTV регулируется в пределах от максимальной — 23,3 кВт до минимальной — 8,5 кВт. На производстве агрегаты настраивают на мощность 15 кВт.

Хорошо, если отопительная система, к которой подключают газовый котел, имеет мощность в пределах возможности горелочного устройства, в нашем случае – от 8,5 до 23,3 кВт. А как быть, если для имеющихся радиаторов нужна меньшая производительность?

К примеру, возьмем квартиру площадью 50 м². Для ее отопления имеются радиаторы тепловой мощностью 4 кВт. Монтажники установили газовый котел, но не настроили подходящую мощность. Система отопления на 4 кВт будет не способна принять установленную производительность агрегата в 15 кВт. Большая разница между производимым и необходимым показателем делает невозможным автоматическую настройку котла. Тогда требуется отрегулировать устройство своими руками.

Обратите внимание! Специалисты категорически не рекомендуют устанавливать газовый котел, мощность которого значительно превышает необходимую. Это приводит к цикличности работы агрегата и быстрому выходу его из строя.

В характеристиках газового котла Protherm Gepard 23 MTV указано, что КПД устройства при работе на полной тепловой мощности составляет 93,2%, а на минимальной — 79,4%. Если агрегат будет работать на производительности 4 кВт, то его КПД снизится еще больше. Получается, что почти четвертая часть тепловой энергии будет «вылетать в трубу».

Что такое калькулятор расчета мощности газового котла?

Узнайте здесь, как увеличить и как уменьшить мощность газового котла?

Цикличность газового агрегата и ее последствия

Цикличность или «тактование» газового котла подразумевает, что горелка после включения быстро отключается при достижении жидкостью заданной температуры в трубе на выходе из агрегата. Но батареи при этом не успевают прогреться. Через небольшой период циркуляционный насос прогоняет в контур агрегата холодную воду из системы отопления, и горелка включается снова.

Сложность заключается еще и в том, что трубы отопления малой мощности имеют меньший диаметр и выше гидравлическое сопротивление, соответственно, теплоноситель в них течет медленнее. Если с большой мощностью нагревать жидкость в теплообменнике, то она достигнет заданной температуры очень быстро и горелка отключится. В то же время остальная масса воды, которая не успела дойти до горелки, останется холодной.

Автоматика без участия человека не сможет среагировать на ситуацию и отрегулировать оптимальную мощность устройства.

Обратите внимание! При правильных настройках отопительной системы разность температур на входе и обратке должна составлять не более 15ºC.

Цикличность газового котла значительно снижает срок службы агрегата и увеличивает расход топлива. Известно, что наибольший износ узлы терпят в момент включения. Также при зажигании к горелке подводится максимальная порция газа, большая часть которого улетучивается в трубу. Частое перезажигание горелочного устройства еще больше повышает расход топлива и снижает КПД. Чтобы избежать этого, требуется отрегулировать мощность агрегата, то есть уровнять производительность газового котла и системы отопления.

Как отрегулировать мощность газового котла?

Отрегулировать мощность агрегата можно двумя способами:

1. Снизить производительность горелки до уровня, при котором автоматика сможет найти оптимальный режим работы.
2. Увеличить мощность системы отопления путем добавления радиаторов или заменой их на более мощные.

В некоторых случаях целесообразно применять сразу два способа. Конечно, второй вариант более затратный, но нередко приходиться выбирать именно его. Особенно он актуален в случае, если производимого тепла установленной системой недостаточно.

Обратите внимание! При замене отопления следует учитывать, на какой объем рассчитан расширительный бак модели газового котла. Например, бачок агрегата Gepard предусматривает объем теплоносителя 50 л. Если количество воды при установке новых радиаторов возрастет, нужно будет подключить внешний расширительный бак.

Уменьшить производительность горелочного устройства можно с помощью снижения подачи топлива на горелку. Для этого требуется изменить настройки газового клапана. Настройки мощности горелки у данного элемента осуществляют вращением регулировочных винтов, которые находятся на корпусе клапана.

Также мощность устройства можно снизить с помощью настроек, изменив их в сервисном меню. Для обычных пользователей в котлах Protherm предусмотрено общее меню, которое описано в инструкции. Однако есть еще скрытое сервисное меню, которое предназначено для специалистов. Оно становится доступным только при вводе кода. Поэтому воспользоваться им может только мастер сервисного центра.

В сервисном меню перенастраивают такие параметры:

• мощность в диапазоне от 9 до 23 кВт;
• время выбега циркуляционного насоса в режиме отопления – между 2 и 60 мин;
• задержку времени после работы в режиме отопления для антициклирования – предохраняет от частого включения-выключения (не работает в режиме ГВС);
• температуру теплоносителя – от 20 до 80ºC.

Для системы отопления мощностью 4 кВт выставляют:

• мощность – 9 кВт;
• температура теплоносителя – 60-70ºC;
• время антициклирования – 15-20 мин.

Здесь приведены приблизительные настройки, но нужно добиться, чтобы горелка зажигалась не чаще чем через каждые 15 минут. Для этого подбирают оптимальную температуру теплоносителя.

Однако не у всех марок газовых котлов есть возможность отрегулировать время антициклирования. В этом случае придется ограничиться настройкой мощности агрегата. На некоторых котлах можно задать вручную режим работы насоса, с помощью расположенного на нем переключателя. Для уменьшения частоты тактования необходимо увеличить скорость работы насоса.

Таким образом, разными способами достигают баланса мощности между отопительной системой и газовым котлом.