Как работает тепловой узел в многоквартирном доме

Отопление – одна из привилегий, необходимых людям для комфортной жизни. Чтобы каждой квартире не подключать отдельное отопление, в дом устанавливается целая система. Такие системы разнятся между собой в зависимости от типа дома, его размеров и количества квартир.

В пунктах этой статьи мы постараемся подробно ответить на вопросы, рассматривающие теплосеть дома.

Как происходит процесс теплоснабжения высотного дома

В каждом многоквартирном здании имеется система центрального отопления, которая состоит из следующих элементов:

В качестве источников тепловой энергии выступают котельные и ТЭЦ.

Из котельных к домам горячая вода направляется сразу и требует понижения температуры, иначе теплооборудование дома будет испорчено. В ТЭЦ же она преобразуется в пар для получения электроэнергии, затем этот пар используется для нагрева теплоносителя, поступающего в теплосеть здания.

Что такое «теплосеть» и «теплоузел»

Сеть отопления дома представляет собой совокупность трубопроводов, которые обеспечивают теплом каждое жилое помещение. Это сложная система, которая состоит из двух теплопроводов: горячего и остывшего.

Тепловой узел – система теплооборудования; место, где труба гвс сливается с системой отопления здания. Тут происходит распределение и учет тепла.

В список выполняемых задач входят:

• контроль за состоянием источника тепла;
• контроль состояния трубопроводов воды и тепла;
• регистрация данных с аппаратов учета.

Типы теплоузлов

В многоэтажных домах используется тепловые пункты двух типов.

Одноконтурный предусматривает прямое подключение к трубам горячего водоснабжения, то есть теплопроводы соединяются при помощи элеватора. В высотных зданиях тепловая сеть довольно разветвленная, но большая часть оборудования располагается в подвальном помещении.

Важно! Схема двухконтурного узла отопления представляет собой систему из двух теплопроводов, контактирующих между собой посредством теплообменника.

Далее более подробно мы рассмотрим принцип работы одноконтурного теплового узла. Из-за своего устройства, а именно наличия элеватора, и низкой стоимости используется чаще всего. Компаниям, которые занимаются установкой теплооборудования и теплоузлов, выгоднее использовать устаревающие и не требующие тщательного внимания элеваторные узлы.

Устройство

Одноконтурный тепловой узел устроен наиболее просто. Как уже говорилось, он состоит из трубы, отходящей от источника тепла и «холодной» трубы, которые соединяются при помощи элеватора. Также на трубах стоят фильтры и измерительные приборы, контролирующие поток, температуру теплоносителя и давление в трубах.

Фильтровочное оборудование устанавливается, так как вся система отопления довольно негативно реагирует на грязь и осадок в теплоносителе. Со временем его необходимо прочищать либо менять.

Важно! Если давление нестабильно, в теплоузел устанавливают прибор его понижающий.

Установка счетчиков имеет некоторые нюансы:

• помещается на трубу с «обратным» теплом;
• располагать его необходимо как можно ближе, насколько это реально, к источнику тепла;
• настройка параметров (необходимый объем тепла за час, сутки).

Принцип функционирования

В этом пункте мы расскажем, какие процессы происходят внутри элеваторного узла отопления.

Согласно схеме горячая вода, поставляемая коммунальными службами, поступает в дом по «горячей» трубе. «Обойдя» все здание, возвращается к узлу уже в остывшем состоянии, и выводится из системы. Но в элеваторе горячая и «холодная» вода смешиваются, не позволяя температуре выйти за пределы допустимого. Бывают ситуации (подходит для местности с низкой температурой) в элеватор встроен механизм для подогрева: если температура воды при смешивании будет ниже допустимой, механизм включается.

Внутридомовая система отопления может отключаться от городской при помощи задвижек. Такие действия проводят при ремонтных работах и для общей профилактики. Для таких случаев на трубах имеются специальные задвижки, предназначенные для выведения воды из системы.

Важно! Все детали узла присоединяются к системе отопления при помощи фланцевых соединений.

Использование одноконтурного узла имеет как преимущества та и недостатки.

Плюсами такого теплоузла являются:

• простота в использовании;
• редкость поломок;
• относительная дешевизна составляющих и их установки;
• полностью механизирован и не зависит от посторонних источников энергии.

Основные из отрицательных сторон:

• для каждого теплопровода необходимы персональные расчеты параметров для подбора элеватора;
• давление в каждой трубе должно отличатся;
• только ручная регулировка;
• Кем проводится установка и уход за теплоузлом.

В домах с большим количеством квартир имеется система подачи тепла и горячей воды от города, которая располагается в подвальном помещении. Такая система отопления нуждается в профилактике. Наиболее «слабым звеном» являются фильтры, или грязевики, за которыми необходимо следить и прочищать (в них скапливается вся грязь от теплоносителя).

Этой работой занимаются, или, по крайней мере, должны ее выполнять, слесари от органов ЖКХ, которые обслуживают здание. Так как теплоцентр – сложный и опасный в эксплуатации, ни в коем случае не разрешается вмешательство посторонних людей, а осуществлять диагностику и ремонт допускается только специально обученному персоналу.

Возможные проблемы

Тепловая система дома – механизм сложный. Какие-нибудь поломки и неисправности неизбежны. Но чаще всего проблемы возникают в теплоузле, а именно – поломки элеватора. Причины механического характера: изъяны запорного оборудования, засор фильтров. Из-за этого возникает температурная разница в трубах до и после прохождения элеватора. Если разница не большая, то проблема не серьезная: следует всего лишь прочистить элеватор. В противном же случае необходим ремонт.

К другим проблемам узла отопления можно отнести повышение допустимой температуры измерительного оборудования, возникновение течи в трубах. При засорении фильтров в трубах увеличивается давление.

Важно! В случае возникновения любой неполадки необходимо продиагностировать всю систему отопления.

Как уже упоминалось в статье, элеваторные узлы – технология устаревающая. Постепенно в многоквартирных домах их заменяют автоматическими теплоузлами, которые не требуют постоянного контроля со стороны человека и все показатели регулируют сами.

Недостатком таких систем отопления является высокая стоимость и, как любое автоматизированное устройство, работает она на электричестве.

Однако в схему одноконтурных узлов встраивают приборы, которые дают возможность регулировать температуру и давление в поступающем теплоносителе. Таким образом позволяет людям экономить средства при оплате коммуналки.

Зачем устанавливать автоматизированный узел управления отоплением

Автоматизированный узел управления отоплением поможет вам решить две задачи:

• обеспечить оптимальную температуру внутри здания и
• сократить затраты на отопление.

В нашем обзоре узлов управления системой отопления вы узнаете:

Автоматизированный узел управления отоплением

Как это работает

Принцип действия узла управления системой отопления очень простой:

Когда температура снаружи понижается, например до -20 °С узел управления отоплением подает больше тепла в помещения, поддерживая, тем самым, температуру внутри помещений на необходимом уровне, например +20 °С.

Когда температура снаружи повышается, например до +5 °С, узел погодного регулирования, как его еще называют, подает меньше тепла в помещения.

Тем самым, потребления тепла сокращается, а температура в помещениях остается на необходимом нам уровне, например, +20 °С и не возрастает до +28 °С, как это часто бывает во время резкого потепления.

Температура не возрастает до +28 °С

А если по научному, то узел погодного регулирования предназначен для обеспечения и поддержания требуемой температуры теплоносителя в подающем трубопроводе, в зависимости от температуры наружного воздуха.

Основные плюсы установки автоматизированного узла управления отоплением

Как мы уже говорили, целью данного энергосберегающего мероприятия является оптимизация потребления тепловой энергии в здании, а именно:

• существенное снижением затрат на теплоснабжение зданий и сооружений,
• повышении качества и надежности теплоснабжения,
• автоматическое регулирование подачи тепла в здания и сооружения,
• возможность дистанционного контроля параметров теплоносителя и режимов работы теплоснабжающего оборудования,
• возможность, без дополнительных затрат, перенастроить работу системы отопления, например, после утепления фасадов, замены окон, ремонта здания,
• автоматизация системы учета потребления тепловой энергии.

Как показывает практика, автоматизированный узел управления (АУУ) позволяет экономить около 25% – 37 % тепловой энергии и обеспечивать комфортные условия проживания в каждом помещении.

Когда целесообразно устанавливать АУУ — примеры и расчет срока окупаемости

Давайте рассмотрим 3 примера установки узла учета и рассчитаем срок окупаемости данного мероприятия.

Все примеры из реальной жизни и базируются на энергетических обследованиях, которые мы провели.

И так, у нас три административных здания (офисы):

• Здание 1 площадью 1300 м2
• Здание 2 площадью 4800 м2
• Здание 3 площадью 18500 м2

Все три здания находятся в Москве.

Вот основные итоги установки узла управления системы отопления:

Площадь м2	Общий расход тепла за отопительный период до установки АУУ	Общий расход тепла за отопительный период после установки АУУ	Сокращение потребления тепла Гкал	Стоимость Гкал тыс. руб. (2018 г.)	Экономия за отопительный период тыс. руб.
Здание №1	1 300	340	266	74	2,0	148
Здание №2	4 800	550	418	132	2,0	264
Здание №3	18 500	4 400	3 720	680	2,0	1 360

Как видно из таблицы, установка узла управления отоплением помогла сократить потребление тепла за отопительный период на:

• Здание №1 – 74 Гкал,
• Здание №2 – 132 Гкал,
• Здание №3 – 680 Гкал.

Столь существенная разница в сокращении потребления обусловлена, в основном:

• размером зданий (площадь и этажность)
• количеством часов эксплуатации,
• назначением.

В следующей таблице указаны:

• экономия тепла за отопительный период (из расчета стоимость 2 тыс. руб. за Гкал)
• стоимость установки и монтажа узла управления отоплением и
• срок окупаемости.

Экономия за отопительный период тыс. руб.	Стоимость АУУ (оборудование и монтаж)	Простой срок окупаемости лет
Здание №1	148	1 556	10,5
Здание №2	264	1 856	7,0
Здание №3	1 360	2 000	1,5

Основной вывод, который мы можем сделать из расчета срока окупаемости АУУ

Автоматизированный узел управления отоплением целесообразно устанавливать в зданиях со значительным потреблением тепловой энергии и в зданиях с перетопами.

В небольших зданиях и зданиях с малым потреблением тепловой энергии автоматизированный узел управления отоплением будет окупаться очень долго или не окупиться никогда.

В небольших зданиях более целесообразно произвести ревизию элеваторных узлов или их установку, а также установить систему балансировочных клапанов на главных стояках системы отопления.

Узел управления системы отопления

Почему более выгодно устанавливать АУУ в зданиях с большим потреблением тепла?

Узел управления отопления стоит примерно одинаково для больших и малых зданий (разница стоимости оборудования и монтажа – 20%-30%).

В то же время, в здании больших размеров можно сэкономить в 5-10 раз больше тепловой энергии, чем в здании малого размера.

В нашем примере мы видим:

• Узел управления отоплением окупается за 10,5 лет в здании №1, площадью 1 300 м2 и потреблением тепла 340 Гкал до установки АУУ.
• Такой же узел окупается за 1,5 лет в здании №3, площадью 18 500 м2 и потреблением тепла до установки АУУ 4 400 Гкал.

Наш анализ и расчет не являются универсальными.

Они лишь дают вам основное понимание, в каких зданиях целесообразней устанавливать автоматизированные узлы управления отопления.

Мы рекомендуем делать расчет целесообразности и срока окупаемости узла управления отоплением индивидуально для каждого здания, исходя из конкретных обстоятельств и условий.

Как происходит установка автоматизированного узла управления системой отопления

Принципиального изменения схемы теплоснабжения здания при установке автоматизированного узла управления системой отопления (АУУ) не происходит.

В отличие от элеваторных узлов, устанавливаемых на каждой секции дома, АУУ монтируется, как правило, один на здание.

Присоединение узла управления выполняется после узла учета тепловой энергии.

Узел погодного регулирования включает в себя следующие элементы:

• управляющий элемент,
• регулирующий клапан с исполнительным механизмом,
• циркуляционный насос,
• датчики температуры наружного воздуха,
• датчики температуры в помещении.

Управляющий элемент узла погодного регулирования позволяет вручную менять настройки, определяющие режим работы системы отопления, и позволяющие поддерживать различную температуру в здании в различное время.

Например, в административных зданиях в выходные и праздничные дни можно снижать температуру воздуха внутри до +12 °С.

В рабочие дни температуру можно повышать до +18 °С.

Схема и общий вид автоматизированного узла погодного регулирования представлены на рисунках ниже.

В схеме предусмотрено:

• автоматическое переключение между основным и резервным насосом при отказе одного из насосов,
• возможность введения гибкого графика регулирования температуры воздуха в помещениях с учётом ночного времени, выходных и праздничных дней на весь отопительный сезон,
• обязательный контроль температуры обратного теплоносителя,
• поддержание температурного графика.

Регулирование температуры системы отопления происходит путем изменения пропускной способности клапана и подмешивания сетевой воды при помощи циркуляционного насоса.

В процессе работы контроллер:

• периодически опрашивает датчики температуры теплоносителя, датчик воздуха внутри помещения (если он есть) и датчик наружного воздуха,
• обрабатывает полученную информацию и
• формирует управляющие сигналы, дающие команду исполнительному механизму на открытие или закрытие.

Управляющее воздействие от контроллера изменяет величину открытия проходного сечения регулирующего клапана.

При отсутствии датчика воздуха внутри помещения главным приоритетом регулирования является поддержание температурного графика.

Эффективное применение автоматизированных узлов учета

Применение АУУ наиболее эффективно:

• в зданиях большого размера с существенным теплопотреблением,
• в домах присоединенными к городским тепловым сетям,
• в зданиях с недостаточным перепадом давления в системе центрального отопления и с обязательной установкой насосов центрального отопления,
• в зданиях с децентрализованным горячим водоснабжением и центральным отоплением.

Выводы

И так, автоматизированный узел управления отоплением позволит вам:

1. Использовать на нужды отопления только необходимую для этого тепловую нагрузку.

При этом, в случае ее избытка (в периоды «перетопа»), уменьшать подачу теплоносителя вплоть до полной остановки расхода с обеспечением циркуляции горячей воды во внутреннем контуре за счет насоса.

В эти периоды УУТЭ будет фиксировать отсутствие внешнего теплопотребления.

2. Выровнять температуру нагрева радиаторов на всех этажах здания при любой схеме разводки трубопроводов за счет принудительной циркуляции.

3. Обеспечить более равномерный прогрев стояков отопления за счет сохранения насосом требуемого уровня циркуляции при проведении постоянной регулировки.

4. Поддерживать более высокую температуру в помещениях при температуре наружного воздуха ниже расчетного минимума и не выдерживании требуемого при этом температурного графика теплоисточником за счет увеличения расхода на внутреннем контуре.