Как сделать погодное регулирование

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 07.09.2024

Наибольшая экономия тепловой энергии, расходуемой на отопление, при относительно небольших капиталовложениях обеспечивается за счет применения автоматических систем управления теплопотреблением (АСУТ) непосредственно в тепловом узле здания.

При обеспечении квазиоптимального режима работы АСУТ экономия тепловой энергии может составить не менее 20% от ее годового потребления на отопление без нарушения теплового режима в здании.

Автоматизация управления теплопотреблением здания позволяет существенно улучшить качество теплоснабжения, т.е. обеспечить потребителю тепловую энергию в соответствии с его потребностью, создав комфортный тепловой режим в помещениях.

Условия комфортности определяются поддержанием требуемой температуры воздуха в помещениях Т_в, независимо от изменения наружной температуры Т_нар, поэтому во всех АСУТ должно быть предусмотрено регулирование теплоотдачи системы отопления путем поддержания эталонного графика зависимости температуры теплоносителя (или разности его температур в прямом Т_п и обратном Т_о трубопроводах) от температуры наружного воздуха с возможностью коррекции по температуре воздуха в помещениях здания.

Считается, что наиболее полно и эффективно задачи автоматизации управления теплопотреблением могут быть реализованы с помощью автоматизированных индивидуальных тепловых пунктов (ИТП) зданий с возможностью регулирования теплопотребления по желанию потребителя в зависимости от температуры наружного воздуха (погодозависимое регулирование), назначения объекта и других факторов.

Экономия от применения таких ИТП достигается за счет компенсации инерционности источника тепловой энергии в моменты изменения температуры наружного воздуха (погодная компенсация) и транспортного запаздывания теплоносителя, а также за счет возможности автоматического снижения температуры воздуха внутри здания в нерабочее время и в выходные дни, что актуально для производственных, административных и т.п. зданий, работающих в одну смену.

Экономические показатели от внедрения мероприятий по повышению эффективности работы системы отопления за счет автоматического управления теплопотреблением оцениваются той экономией тепловой энергии, которая при этом достигается. Затратная часть включает капитальные вложения в АСУТ и эксплуатационные расходы на пользование электроэнергией, заработную плату персонала и амортизационные отчисления от дополнительных капитальных вложений.

Капитальные вложения в АСУТ включают стоимость блока управления, датчиков, линий связи, регулирующих органов и другого необходимого оборудования.

Регулирование теплопотребления может производиться двумя способами: качественным - за счет изменения температуры теплоносителя и количественным - за счет изменения расхода теплоносителя, аналоговым (непрерывным) или цифровым (импульсным) способами, причем последний способ заключается в периодическом (по заранее заданному алгоритму регулирования) прекращении и возобновлении подачи теплоносителя в систему отопления здания [1, 2].

Качественное регулирование осуществляется централизованно во всей системе теплоснабжения. Недостатком его является то, что все здания, подключенные к тепловой сети, получают теплоноситель с приблизительно одинаковой температурой и расчетным расходом теплоносителя.

При необходимости изменить микроклимат здания (например, в нерабочие часы) прибегают к местному количественному регулированию, корректируя расход теплоносителя непосредственно на входе в здание.

Местное количественное регулирование в ИТП требует отхода от простой, надежной и энергонезависимой элеваторной схемы присоединения отопительной нагрузки к тепловой сети. При этом на замену приходят сложные и энергозатратные автоматизированные ИТП, насыщенные дорогой автоматикой и измерительными комплексами [3].

Альтернативой дорогим автоматизированным ИТП является оснащение существующих абонентских вводов локальными АСУТ с импульсной подачей теплоносителя в систему отопления здания при сохранении работоспособности исходной схемы теплового узла [4].

В табл. 1 приведен сравнительный анализ вариантов АСУТ для элеваторных тепловых узлов зданий. Для сравнения приняты 4 системы управления теплопотреблением:

1. АСУТ на базе регулируемого гидравлического элеватора.

2. АСУТ на базе аналогового регулятора перед элеватором.

3. АСУТ блочного ИТП с циркуляционным насосом.

4. АСУТ на базе импульсного регулятора перед элеватором.

Очевидно, что АСУТ на базе импульсного регулятора как минимум ни в чем не уступает известным аналогам и даже имеет серьезные преимущества, выражающиеся, например, в реальном сохранении работоспособности исходной схемы существующего теплового узла и возможности самостоятельного изготовления и/или ремонта регулятора силами эксплуатирующей организации.

Импульсное погодозависимое регулирование теплопотребления осуществляется с помощью двухпозиционного регулятора расхода теплоносителя (РРТ), конструкция которого представлена на рис. 1.

РРТ содержит двухпозиционный нормально-открытый электромагнитный клапан 1 с соленоидной катушкой 2, предохранительный пружинный клапан 3 с регулировочной гайкой 4, разъемные соединения 5 и 6, тройники 7, 8 и 9, а также ниппели 10, 11, 12 и воздухоотводчик 13.

Выходы нормально-открытого электромагнитного клапана 1 и предохранительного клапана 3 объединены через тройник 9 и тройник 7, ниппель 10, разъемное соединение 5 и ниппель 12.

Второй выход тройника 9 соединен с входом воздухоотводчика 13, который может быть ручным или автоматическим.

РРТ функционирует следующим образом.

Наличие нормально-открытого электромагнитного клапана 1 исключает прерывание поступления теплоносителя в трубопровод потребителя в нештатных ситуациях, например, при аварийном отключении от сети электроснабжения.

В исходном состоянии теплоноситель через тройник 8, нормально-открытый электромагнитный клапан 1 и тройник 7 подается в трубопровод потребителя с максимальным расходом

Блок управления (не показан на рис. 1) задает период регулирования расхода теплоносителя и в течение заданного периода регулирования устанавливает требуемую длительность (т.е. скважность импульса) подачи теплоносителя в трубопровод потребителя через нормально-открытый электромагнитный клапан 1 и далее инициирует закрытие нормально-открытого электромагнитного клапана 1.

При этом закрытие нормально-открытого электромагнитного клапана 1 производится при подаче напряжения питания на соленоидную катушку 2, а открытие нормально-открытого электромагнитного клапана 1 обеспечивается при снятии напряжения питания с соленоидной катушки 2.

Закрытие нормально-открытого электромагнитного клапана 1 сопровождается скачкообразным увеличением величины давления теплоносителя (гидравлическим ударом) в подающем трубопроводе, т.е. на входе РРТ.

Всплеск давления теплоносителя устраняется за счет кратковременного открытия (срабатывания) предохранительного клапана 3, настраиваемого регулировочной гайкой 4 на разность давлений в подающем и обратном трубопроводах с некоторым запасом, и сброса порции теплоносителя не традиционным способом (т.е. в отдельный сосуд), а в трубопровод потребителя в обход уже закрытого нормально-открытого электромагнитного клапана 1 через тройники 9 и 7.

В результате давление теплоносителя в подающем трубопроводе восстанавливается, после чего предохранительный клапан 3 закрывается, и подача теплоносителя в трубопровод потребителя прекращается.

Импульсная(порционная)подачатеплоноси- теля в подающий трубопровод позволяет практически без увеличения гидравлического сопротивления участка трубопровода обеспечить величину среднего за период регулирования расхода теплоносителя в предельно широком диапазоне, т.е. от нуля до максимального значения G_max при одновременном исключении нежелательных акустических эффектов, сопровождающих гидравлические удары, и сохранении максимального расхода теплоносителя G_max в формируемом импульсе теплоносителя, что подтверждено экспериментально проведением испытаний опытного образца АСУТ.

РРТ устанавливается в тепловом пункте на подающем трубопроводе на байпасе параллельно шаровому крану [5], условный проход которого равен условному проходу подающего трубопровода, непосредственно перед элеватором (при его наличии), причем конструкция выполнена таким образом, что подача теплоносителя в систему отопления может осуществляться либо по существующей схеме, либо через РРТ. При необходимости регулятор может быть отключен и/или демонтирован и подача теплоносителя организуется по существующей схеме.

Для прекращения подачи теплоносителя через байпас (т.е. через РРТ) предусмотрены дополнительные шаровые краны (рис. 2).

Рис. 2. Установка РРТ в тепловом узле.

Предлагаемая схема регулирования прошла проверку в нескольких тепловых узлах зданий (всего более 10) различного схемного исполнения: с элеватором, с элеватором и циркуляционным насосом, без элеватора. По результатам работы регулятора получена экономия тепловой энергии 15-30% в зависимости от назначения здания и режима его работы.

Таблица 2. Результаты замеров параметров теплоносителя от 02.04.2015 г.
(Т_нар?-5 О С).

Испытания проводились в апреле 2015 г. Необходимость регулирования теплопотребления была вызвана высокой температурой воздуха (Т_в?25-28 0 С) в помещениях здания, превышающей комфортные значения. Регулирование осуществлялось путем стабилизации температуры Т_о теплоносителя в обратном трубопроводе по эталонному графику. Расход G теплоносителя фиксировался с помощью ультразвукового импортного расходомера в режиме постоянной записи результатов измерения в заданном интервале времени.

Анализ полученных результатов показывает, что температура Т_о теплоносителя в обратном трубопроводе достигает в процессе регулирования своего расчетного значения и поддерживается на заданном уровне Т_о/_з. Одновременно достигается экономия тепловой энергии на отопление здания за счет снижения расхода теплоты на 0,0193 Гкал/ч. График изменения расхода G теплоносителя в процессе теплорегулирования приведен на рис. 3.

АСУТ была включена в 9 ч 00 мин с предварительным заданием через предохранительный клапан постоянного расхода теплоносителя G?1,5 м 3 /ч. В результате в АСУТ установился режим периодического (t=10 мин) импульсного изменения расхода G теплоносителя от 1,5 до 6,4 м 3 /ч, причем длительность импульса Dt=1 мин, а эквивалентный за период расход теплоносителя G_экв?1,5+0,1x6,4=2,14 м 3 /ч.

В промежуток времени с 10 ч 08 мин по 10 ч 14 мин произведено увеличение постоянного расхода теплоносителя до G?3,0 м 3 /ч. При этом АСУТ вошла в зону нечувствительности или отсечки и импульсное регулирование расхода G теплоносителя не производилось до 13 ч 14 мин (на графике не показано), когда АСУТ вышла из зоны нечувствительности или отсечки и импульсное регулирование расхода G теплоносителя возобновилось.

На следующем этапе проводились испытания АСУТ в суточном режиме с одновременной регистрацией расхода и температуры теплоносителя, а также температуры Т_в воздуха в характерных помещениях здания. Замеры производились с 11 ч 15 мин 16.04.2015 г. по 15 ч 15 мин 17.04.2015 г. при температуре Т_нар наружного воздуха от +3 О С в ночное время до +8 О С в дневное. Интервал между замерами составлял 1 мин. Средний расход теплоносителя при регулировании составил 3,2 т/ч.

Результаты замеров показывают, что АСУТ обеспечивает стабилизацию температуры Т_о теплоносителя в обратном трубопроводе на заданном Т_о/_з уровне.

Температура внутреннего воздуха в помещениях снизилась до комфортных значений [6] и практически не изменялась. Для условий без регулирования суточный расход теплоты составил 0,86 Гкал, для случая с регулированием 0,54 Гкал.

Суточная экономия тепловой энергии зданием составила порядка 0,32 Гкал.

Реальной экономии можно добиться еще больше в случае перехода на дежурное отопление в нерабочее время.

Наиболее целесообразная величина снижения температуры воздуха в помещениях здания DТ_в=4-6 о С. При более глубоком снижении температуры Т_в воздуха в помещениях здания необходимо учитывать возможности источника тепловой энергии быстро увеличить отпуск тепловой энергии при резком снижении температуры наружного воздуха.

В любом случае, значение температуры Т_в воздуха в помещениях здания в период ее ночного снижения не должно вызывать выпадение конденсата на стенах.

Построение представленных на рис. 4, 5 графиков выполнено при допущении, что Т _о/_з ?const.

В рабочие дни (рис. 4) в общем случае величины снижения DТ_o? температуры Т_о теплоносителя в обратном трубопроводе в ночное время и увеличения ?Т_о? температуры Т_о теплоносителя в обратном трубопроводе при восстановлении температурного режима в помещениях здания перед началом смены могут различаться, т.е. ?Т_о? ??Т_о?, причем часто натоп (при Т_о>Т_о/_з) не обязателен и ?Т_о?=0.

В выходные и праздничные дни в служебных помещениях нет людей, следовательно, в субботу можно снижать температуру Т_в воздуха в помещениях здания до более низких значений, чем в ночные часы рабочих дней, т.е. допустимо устанавливать значение снижения температуры Т_о теплоносителя в обратном трубопроводе ?Т_о? _max >>?Т_о? (рис. 5).

В воскресенье может быть задана промежуточная величина снижения DТ_пр? температуры Т_о теплоносителя в обратном трубопроводе:

?Т_о?_max>DТ_пр?>?Т_о? . Далее устанавливается значение ?Т_о?, и график регулирования теплопотребления здания в выходные дни (рис. 5) фактически переходит в график регулирования теплопотребления здания в рабочие дни (рис. 4).

Заключение

Сравнение четырех известных вариантов автоматических систем управления теплопотреблением здания показывает ощутимые преимущества импульсного регулирования расхода теплоносителя.

Перспектива эффективного применения импульсной автоматической системы управления теплопотреблением здания заключается в осуществлении дежурного отопления здания в нерабочее время.

Литература

1. Варфоломеев Ю.М., Кокорин О.Я. Отопление и тепловые сети: Учебник. - М.: ИНФРА-М, 2010. 480 с.

2. Туркин В.П., Туркин П.В., Тыщенко Ю.Д. Автоматическое управление отоплением жилых зданий. - М.: Стройиздат, 1987.

4. Регулятор расхода теплоносителя: патент РФ на полезную модель № 150892, МПК G05D 7/00, 2014 г.

5. Регулятор расхода теплоносителя: патент РФ на полезную модель № 160998, МПК G05D 7/00, 2015 г.

6. ГОСТ30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. - М.: ГУПЦПП, 1996.

Чтобы не регулировать тепловую систему в доме каждый раз при оттепели или заморозках, можно установить погодный терморегулятор для котла отопления. Устройство помогает оптимизировать режим нагрева теплоносителя, снизить расходы на обслуживание агрегатов и топливо. Хозяева получают экономически выгодную схему обогрева, вложив небольшие финансы на покупку и установку дополнительного оборудования. Разберемся, как работает прибор с автоматической настройкой погодных условий и где применяется.

Что представляет собой погодная регулировка системы отопления?

Автоматическая настройка подачи жидкости в систему отопления с уровнем нагрева, который выбран в зависимости от показателей датчиков наружной температуры, – разумное решение для хозяев частных домов. Стандартная схема оснащается регулятором горячего водоснабжения и тепловым счетчиком. Корректировка температуры теплоносителя выполняется путем ограничения расхода жидкости трехходовым клапаном, забора воды из трубопровода обратной подачи.

Принцип работы прост – термостат для котла отопления самостоятельно выбирает температуру нагрева теплоносителя и выравнивает параметры нагрева, подмешивая большую или меньшую порцию прохладной воды из обратки. Работа выстроена на показаниях датчиков, обработанных контроллером. Прибор запрашивает информацию о температурных (погодных) условиях снаружи с установленной регулярностью, система обрабатывает данные и формирует специальный сигнал, передавая его на устройство трехходового клапана. После получения сигнала клапан открывает или закрывает проток туннеля для подмеса охлажденного теплоносителя из обратного контура системы.

На заметку! Если хозяева не установили датчики в помещении, режим нагрева теплоносителя выстраивается по заданному графику температуры.

Достоинства и недостатки погодной системы

Цель применения оборудования – определение температуры теплоносителя в зависимости от климатических изменений за пределами строения. Дополнительно погодное регулирование системы отопления снижает затраты на энергоносители, позволяет экономить топливо – это достигается уменьшением нагрева теплоносителя в онлайн-режиме при потеплении на улице.

Надежность, отсутствие необходимости вмешательства человека – это дополнительные плюсы. Выбирая погодозависимый контроллер системы отопления, хозяин может подобрать схему с летним техническим обслуживанием. Профилактика выполняется также в автоматическом режиме, система периодически запускается в работу для устранения опасности разбалансировки.

Минус оборудования в энергозависимости схемы, при отключении электричества система работать не будет. Но проблему можно решить установкой аккумуляторов, генераторов.

Комплектация схемы погодного регулирования отопления

В системы входят следующие элементы:

контроллер;
клапан;
насос;
привод;
считыватели (датчики) температуры системы отопления;
считыватели (датчики) температуры воздуха за пределами помещения;
обратный клапан;
запорная арматура.

Цель монтажа схемы – поддержание комфортных условий во внутренних помещениях дома, увеличение срока эксплуатации оборудования за счет снижения нагрузки, сокращение расходов на обслуживание автономной системы отопления.

Что такое погодные регуляторы для котлов отопления?

Прибор выглядит как датчик для регулировки температуры нагрева теплоносителя в автономной системе отопления. Коррекция выполняется с учетом погодных условий – при повышении или понижении температуры за окном погодный регулятор отопления меняет уровень нагрева жидкости, в автоматическом режиме подстраивая нагрев до комфортной температуры. Устройство предназначено для потребления тепловой энергии в режиме с автоматической подстройкой, которая зависит от показателей датчиков за окном.

Применяются устройства в системах регуляции отпуска тепловой энергии, контурах раздачи ГВС, магистралях отопления и вентиляции жилых, промышленных и общественных зданий. Монтаж оборудования не ограничен, блок считывателей и датчиков можно ставить в одно-, двухконтурные системы с разным типом циркуляции теплоносителя и нормами регулирования.

Возможности и характеристики погодных регуляторов

Широта возможностей прибора определяется пожеланиями хозяев и их потребностями.

В стандартный набор параметров входят следующие настройки:

Автоматический контроль температуры на улице, подстройка температуры теплоносителя, подаваемого в контуры магистрали. Контуры могут быть как зависимыми, так и независимыми.
Смена режима нагрева с учетом графика отопления.
Подстройка уровня нагрева жидкости с учетом данных по режиму прогревания отдельных помещений.
Поддержание параметров температуры жидкости в режиме рабочего или нерабочего времени, корректировка программ подачи при переносе рабочих, выходных дней – это свойство удобно для считывателей погоды, установленных в офисах, на промышленных предприятиях.

Автоматическое управление и контроль обеспечивают моментальное выключение системы при появлении угрозы аварийной ситуации, перебоях с питанием в электросети.

Совет! При выборе оборудования нужно учитывать количество датчиков и контрольных точек – чем больше точек, тем тоньше будет выполняться настройка системы. Приборы с высоким качеством могут иметь функцию догрева теплоносителя, совмещаться с модулями разного типа.

Все настройки выставляются производителем и считаются стандартными, пользователь вправе менять режимы самостоятельно. Но выбирая многофункциональные устройства с дисплеями и показателями энергосбережения, вариациями кривой отопления, автоматической обработки и дезинфекции, переходом на летнее и зимнее время, лучше поручить настройку под индивидуальные параметры специалистам.

На заметку! Если выбрано качественное оборудование, участие человека сводится к одноразовому выставлению режима работы – все остальное автоматика сделает самостоятельно.

Специальное оборудование поддерживает комфортную температуру в квартирах и помогает сократить коммунальные платежи.

Что такое погодное регулирование?

Система работает следующим образом. Датчик, измеряющий температуру, размещается снаружи дома. Обычно его устанавливают на северной стороне здания, в тени. Как только он фиксирует, что воздух на улице прогрелся до определенной отметки, он передает сигнал оборудованию в подвале. После этого запорно-регулирующий клапан приостанавливает подачу теплоносителя в дом. То есть вода будет циркулировать по трубам внутри здания по кругу, пока ее температура не упадет до определенной отметки. Этот показатель зафиксирует уже другой датчик, и тогда насос включится вновь и в здание будет подаваться теплоноситель из сети. Все это помогает избежать знакомой многим проблемы: когда во время оттепели или бабьего лета приходится открывать нараспашку окна, потому что в квартире душно из-за горячих батарей. Это не только неудобно, но и крайне неэкономично.

Система работает в автоматическом режиме, но под контролем диспетчера. Специалисты настраивают оборудование в начале отопительного сезона и приходят по заявке, если есть жалобы от управляющей компании или жильцов. В случае какой-то неисправности система автоматически передаст сигнал диспетчеру и он направит на место ремонтную бригаду.

Установка энергосберегающего оборудования занимает всего несколько часов и не доставляет жителям никаких неудобств. Поломка тоже ничем не грозит: здание продолжит отапливаться по старой схеме, а ремонтная бригада в кратчайшие сроки восстановит работоспособность оборудования.

Что такое энергосервис

Энергосервис — это комплекс мер по проведению энергосберегающих мероприятий в зданиях или на объектах. Цель этих работ — снижение затрат заказчика на энергоресурсы при сохранении условий, когда в здании комфортно находиться. Для России это направление достаточно новое как для потребителей, так и для поставщиков услуг.

В чем выгода жителей

Энергосервисная компания (инвестор) обязательно разрабатывает проект и согласовывает его с ресурсоснабжающей компанией — МОЭК. После этого инвестор закупает, монтирует и обслуживает оборудование в доме за свой счет. В течение определенного времени, согласованного с жителями на собрании (как правило, это шесть лет), компания окупает свои вложения. При этом у жильцов дома в зависимости от площади квартиры снижается плата за отопление.

После окончания действия контракта оборудование переходит в собственность жителей дома. Все сэкономленные средства, за исключением оплаты за эксплуатацию — это 10–20 процентов, — остаются у жильцов. Срок службы энергосберегающего оборудования составляет не менее 15 лет.

На модернизации освещения в подъездах можно экономить не менее 50 процентов от обычной стоимости.

Перспективы на 10 лет

В ЮАО реализовали пилотный проект: с 2018 года здесь заключили более 450 энергосервисных договоров по тепловой энергии. Программа действует во всех округах. В ТиНАО из-за большого количества частных домов и Зеленограде из-за технических особенностей системы теплоснабжения энергосервис развивается менее динамично.

Энергосберегающее оборудование можно установить как в многоподъездных, так и в небольших домах, время постройки здания тоже не важно. Это может быть дом как 1960-х, так и 2000-х годов, имеющий элеваторные узлы — важный элемент системы отопления, позволяющий снизить температуру поступающего с ТЭЦ теплоносителя до оптимального уровня. Проект не актуален для новостроек и зданий, построенных по программе реновации, в которых уже устанавливается энергоэффективное оборудование.

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)

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!

Звоните по телефону в Москве: 8 (977) 262-36-80
и за 10 минут Вы узнаете больше,
чем за 3 часа поиска в интернете

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?

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.

П одбирая себе котел, я обратил внимание, что многие модели способны анализировать наружную температуру воздуха и тем самым, оптимизировать затраты владельцев загородной недвижимости, на отопление. Вопрос показался мне интересным, и я решил посвятить статью этой теме. Вот о том, необходимо ли погодозависимое регулирование отопления в загородном доме, мы и поговорим в этой статье.

В настоящее время существуют различные, мнения о том, применять ли погодозависимое регулирование отопления в частном доме. Сегодня, практически во всех сферах человеческой деятельности мы можем встретить системы автоматизации, которые помогают человеку комфортно существовать. Однако возникает вопрос: всегда ли это будет целесообразно?

Погодозависимая автоматика для систем отопления

В начале необходимо понять, какие функции выполняет автоматика в системе отопления. Отвечая на этот вопрос можно выделить две основных функции:

Обеспечение комфортных условий для проживающих;
Экономия тепловой энергии.

Погодозависимое регулирование отопления обеспечивает не только погодозависимая автоматика. Для обеспечения оптимальной температуры воздуха внутренних помещений необходим целый комплекс инженерных решений, а погодозависимая автоматика, является одной из существенных составляющих этого комплекса. Дело в том, что за параметры микроклимата в доме, как правило, отвечают комнатные термостаты. С помощью датчиков температуры внутреннего воздуха, они обеспечивают непосредственное регулирование системы отопления.

Но применение одних лишь термостатов не совсем оправдано, так как существует временная задержка между изменением температуры наружного воздуха и последующим изменением температуры в доме, а также инерционность самой системы отопления. Особенно это касается теплых полов. Влияние этих факторов приводит к тому, что система начинает работать в импульсном режиме с некоторым запозданием. Для того, чтобы этого не происходило и существует погодозависимая автоматика, включающая в себя контроллер, который по датчику температуры наружного воздуха будет постоянно корректировать температуру теплоносителя, т. е. будет происходить погодозависимое регулирование отопления.

Погодозависимое регулирование отопления

На первый взгляд все логично, но у меня возник вопрос о целесообразности именно постоянной корректировки температуры теплоносителя в системе отопления. Бытует мнение, что достаточно разовой подстройки системы отопления в течение какого-либо периода времени в случае резкого изменения температуры наружного воздуха.

Уверен, что не надо быть академиком, чтобы ответить на вопрос, какой вид регулирования подачи теплоносителя будет самым энергоэффективным. Естественно, что автоматический. Но сразу возникает вопрос, а на сколько уменьшаются затраты на выработку тепловой энергии если у вас применяется погодозависимое регулирование отопления, и насколько затраты на него целесообразны.

Эффективно ли погодозависимое регулирование отопления

Многие производители погодозависимой автоматики приводят различные доводы, говоря об экономии, однако реальных, подтвержденных расчетом или экспериментом данных, найти очень трудно. Вероятнее всего, это связано с тем, что достаточно сложно заранее подсчитать, какой реальный эффект будет от данной системы, ведь в расчете участвуют большое количество переменных. Все эти переменные связаны с реальным режимом эксплуатации конкретной системы водяного отопления, а также количеством часов пребывания людей в доме.

Эффективно ли погодозависимое регулирование отопления, можно определить двумя способами: экспериментальным и расчетным.

Так как, экспериментальный способ мне не доступен, я попробую применить расчетный метод. Для примера возьмем дом на рис. 1, имеющий конструктивные характеристики, приведенные в таблице ниже.

Фасад здания

Перед тем, как проводить расчет, необходимо определить тепловые потери дома при температуре наружного воздуха t_н = –26 °С. Для каждой ограждающей конструкцию используем формулу:

k – коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/м?·K;

А – площадь ограждающей конструкции, м?;

t_в и t_н – температура внутреннего и наружного воздуха соответственно, °С;

n – коэффициент уменьшения расчетной разности температур;

v – коэффициент, учитывающий добавочные теплопотери сверх основных.

Для этого дома, величина максимального значения тепловых потерь при минимальной температуре наружного воздуха составит 14 891 Вт, или 14,9 кВт.

Так как температура наружного воздуха постоянно изменяется, то и процесс теплоотдачи находится все время в динамике. Для того, чтобы оценить необходимую тепловую нагрузку для нашего здания, в зависимости от температуры наружного воздуха, необходимо произвести ряд расчетов, последовательно подставляя в исходную формулу переменные значения температуры наружного воздуха, в результате чего мы сможем получить зависимость, изображенную на графике ниже.

Зависимость необходимой тепловой мощности от температуры наружного воздуха

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.

Но построения графика зависимости необходимой тепловой мощности от температуры наружного воздуха недостаточно. Еще потребуются значения температур наружного воздуха в течение всего отопительного периода. Для этого необходимо воспользоваться архивом данных температур той местности, где построен ваш дом за последние 2 года. Конечно же, 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. На представленном графике видно, что отопительный период предположительно начался 5 октября 2015 г. и закончился 30 апреля 2016 г. Таким образом, продолжительность отопительного периода составила семь месяцев.

График изменения температуры воздуха в течение всего отопительного периода

Теперь у нас есть все данные для расчета эффективности применения погодозависимой автоматики.

Алгоритм работы данного вида регулирования состоит в следующем: 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.

При таком алгоритме 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 расчета рассмотрим режимы работы системы отопления:

Автоматический режим

При автоматическом режиме происходит постоянная корректировка температуры теплоносителя по датчику наружного воздуха. В этом случае, чтобы посчитать затраченную тепловую энергию необходимо вести расчет, учитывая изменения температуры наружного воздуха каждые три часа. Такой расчет делается на каждый день в течение всего отопительного периода.

Ручное программирование

В данном режиме учтем изменения температуры наружного воздуха по дням в течение месяца. Этот режим применяется тогда, когда у вас есть возможность вручную или удаленно подстраивать температуру теплоносителя каждый день. Алгоритм данного регулирования следующий, основываясь на прогнозе погоды или реальном ощущении холода, человек выставляет необходимую температуру, но главным критерием будет являться не экономия ресурсов, а желание получить комфорт. Следует учитывать, что при повышении температуры на 2–4 °С вряд ли вы сразу же пойдете прикрывать регулятор.

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.

Ручная подстройка системы

Этот режим работы предполагает собой ручную подстройку системы в момент резкого изменения температуры наружного воздуха. Для наглядности обратимся к графику, представленному на рисунке ниже.

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.

Система не регулируется

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 и график, представленный на рисунке ниже.

Потребленная энергия в зависимости от способа регулирования

График зависимости тепловой мощности от температуры наружного воздуха при различных режимах работы системы отопления

Далее мы можем подсчитать необходимое количество топлива:

Q – расход тепла за отопительный период, кВт·ч;

q_н – низшая теплота сгорания газа кДж/м?;

Для расчета принимает среднее значение низшей теплоты сгорания для природного газа равной 38 231 кДж/м? и среднее значение КПД котла равным 0,92.

Расчет финансовых затрат ведется путем умножения полученного объема топлива на величину стоимости 1000 м? природного газа, взятого по данным розничных цен на газ за период анализа. Стоимость 1000 м? газа составляла 5636,09 руб. Для определение среднемесячных затрат делим получившееся значений на количество месяцев в отопительном периоде:

G_r – необходимое количество топлива, м?;

B – стоимость 1000 м? природного газа;

n – число месяцев в отопительном периоде.

Полученные результаты сведены в таблицу ниже.

Расчет экономии энергоресурсов при каждом виде регулирования

Из таблицы видно, что режим работы, при котором отсутствует регулировка, принят за 100 %. Экономия при полностью автоматическом режиме составила 64,4 %. Стоит отметить, что экономический эффект может быть еще выше если на термостатах есть режим работы по периодам присутствия/отсутствия жильцов, которые настраиваются индивидуально.

Рассчитаем срок окупаемости:

З_м – затраты на модернизацию системы отопления, руб;

N_o – количество месяцев в отопительном периоде;

З_бр – затраты за отопительный период при отсутствии регулировки, руб;

З_а – затраты за отопительный период при наличии погодного регулирования, руб.

Как видим, в этом случае мероприятия по энергосбережению окупаются уже в течении первой половины отопительного периода.

В качестве резюме к этой статье, можно отметить, что погодозависимое регулирование отопления – это вполне оправданная мера, которая позволяет не только повысить комфорт проживания, но и сэкономить на затратах. Хочу сказать, что данный расчет был выполнен с учетом ряда допущений и предположений, однако все они были взяты в рамках адекватных значений, что позволяет оценить порядок цен. В любом случае погодозависимое регулирование отопления является полноценным оправданным решением. Если вам эта тема интересна, рекомендую почитать мои статьи о настройке теплого пола и регулировании радиаторного отопления в частном доме.

Читайте также: