Система отопления в пятиэтажном доме: Как работает система отопления в многоквартирном доме: схемы трубных разводок

Содержание

схема подачи отопления в панельных высотных домах, система в стене, фото и видео примеры

Содержание:

1. Особенности отопительной системы многоквартирных домов
2. Назначение и принцип действия элеваторного узла
3. Конструктивные особенности схемы отопления
4. Разводка трубопровода в многоэтажном доме
5. Типы радиаторов для обогрева многоквартирных домов

Квартира в многоэтажном доме – это городская альтернатива частным домам, и в квартирах проживает очень большое количество людей. Популярность городских квартир не является странной, ведь в них есть все, что требуется человеку для комфортного проживания: отопление, канализация и горячее водоснабжение. И если два последних пункта не нуждаются в особом представлении, то схема отопления многоэтажного дома требует детального рассмотрения. С точки зрения конструктивных особенностей, централизованная система отопления в многоквартирном доме имеет ряд отличий от автономных конструкций, что позволяет ей обеспечить дом тепловой энергией в холодную пору года. 

Особенности отопительной системы многоквартирных домов


При оборудовании отопления в многоэтажных домах необходимо в обязательном порядке соблюдать требования, устанавливаемые нормативной документацией, к которой относятся СниП и ГОСТ. В этих документах указано, что отопительная конструкция должна обеспечивать в квартирах постоянную температуру в пределах 20-22 градусов, а влажность должна варьироваться от 30 до 45 процентов.
Несмотря на наличие норм, многие дома, особенно из числа старых, не соответствуют данным показателям. Если это так, то в первую очередь нужно заняться установкой теплоизоляции и поменять отопительные приборы, а уже потом обращаться в теплоснабжающую компанию. Отопление трехэтажного дома, схема которого изображена на фото, можно приводит в качестве примера хорошей отопительной схемы. 

Чтобы достичь необходимых параметров, используется сложная конструкция, требующая качественного оборудования. При создании проекта отопительной системы многоквартирного дома специалисты используют все свои знания, чтобы достичь равномерного распределения тепла на всех участках теплотрассы и создать сопоставимое давление на каждом ярусе здания. Одним из неотъемлемых элементов работы такой конструкции является работа на перегретом теплоносителе, что предусматривает схема отопления трехэтажного дома или других высоток.

Как это работает? Вода поступает прямо с ТЭЦ и разогрета до 130-150 градусов. Кроме того, давление увеличено до 6-10 атмосфер, поэтому образование пара невозможно – высокое давление будет прогонять воду по всем этажам дома без потерь. Температура жидкости в обратном трубопроводе в таком случае может достигать 60-70 градусов. Конечно, в разное время года температурный режим может меняться, поскольку он напрямую завязан на температуру окружающей среды. 

Назначение и принцип действия элеваторного узла


Выше было сказано, что вода в отопительной системе многоэтажного здания разогревается до 130 градусов. Но такая температура не нужна потребителям, и нагревать батареи до такого значения абсолютно бессмысленно, независимо от этажности: система отопления девятиэтажного дома в данном случае не будет отличаться от любой другой. Объясняется все довольно просто: подача отопления в многоэтажных домах завершается устройством, переходящим в обратный контур, которое называется элеваторным узлом. В чем смысл этого узла, и какие функции на него возложены?
Разогретый до высокой температуры теплоноситель попадает в элеваторный узел, который по принципу своего действия похож на инжектор-дозатор. Именно после этого процесса жидкость осуществляет теплообмен. Выходя через элеваторное сопло, теплоноситель под высоким давлением выходит через обратную магистраль.

Кроме того, через этот же канал жидкость поступает на рециркуляцию в отопительную систему. Все эти процессы в совокупности позволяют смешивать теплоноситель, подводя его к оптимальной температуре, которой достаточно для обогрева всех квартир. Использование элеваторного узла в схеме позволяет обеспечить наиболее качественное отопление в высотных домах, независимо от этажности. 

Конструктивные особенности схемы отопления


В цепи отопления за элеваторным узлом находятся разные задвижки. Их роль нельзя недооценивать, поскольку они дают возможность регулировать отопление в отдельных подъездах или в целом доме. Чаще всего регулировка задвижек осуществляется вручную сотрудниками теплоснабжающей компании, если возникает такая необходимость.

В современных зданиях нередко используются дополнительные элементы, вроде коллекторов, тепловых счетчиков на батареи и другого оборудования. В последние годы почти каждая система отопления высотных зданий оснащается автоматикой, чтобы минимизировать вмешательство человека в работу конструкции (прочитайте: "Погодозависимая автоматика систем отопления - об автоматике и контроллерах для котлов на примерах"). Все описанные детали позволяют добиться лучшей производительности, повышают КПД и дают возможность более равномерно распределять тепловую энергию по всем квартирам. 

Разводка трубопровода в многоэтажном доме


Как правило, в многоэтажных домах используется однотрубная схема разводки с верхним или нижним розливом. Расположение прямой и обратной трубы может варьироваться в зависимости от множества факторов, включая даже регион, где расположено здание. Например, схема отопления в пятиэтажном доме будет конструктивно отличаться от отопления в трехэтажных зданиях.

При проектировании отопительной системы учитываются все эти факторы, и создается наиболее удачная схема, позволяющая довести все параметры до максимума. Проект может предполагать различные варианты розлива теплоносителя: снизу вверх или наоборот. В отдельных домах устанавливаются универсальные стояки, которые обеспечивают поочередность движения теплоносителя. 

Типы радиаторов для обогрева многоквартирных домов


В многоэтажных домах нет единого правила, позволяющего использовать конкретный вид радиатора, поэтому выбор особо не ограничивается. Схема отопления многоэтажного дома довольно универсальна и имеет хороший баланс между температурой и давлением.

К основным моделям радиаторов, используемых в квартирах, можно отнести следующие устройства:

  1. Чугунные батареи. Нередко используются даже в самых современных зданиях. Дешево стоят и очень легко монтируются: как правило, установкой данного типа радиаторов владельцы квартир занимаются самостоятельно.
  2. Стальные отопители. Этот вариант является логичным продолжением разработок новых отопительных приборов. Будучи более современными, стальные панели отопления демонстрируют хорошие эстетические качества, довольно надежны и практичны. Очень хорошо сочетаются с регулирующими элементами отопительной системы. Специалисты сходятся во мнении, что именно стальные батареи можно назвать оптимальными при использовании в квартирах.
  3. Алюминиевые и биметаллические батареи. Изделия, изготовленные из алюминия, очень ценятся владельцами частных домов и квартир. Алюминиевые батареи имеют самые лучшие показатели, если сравнивать с предыдущими вариантами: отличные внешние данные, небольшой вес и компактность отлично сочетаются с высокими эксплуатационными характеристиками. Единственный минус этих устройств, который нередко отпугивает покупателей – высокая стоимость. Тем не менее, специалисты не рекомендуют экономить на отоплении и считают, что такое вложение окупится довольно быстро. 

Заключение

Правильный выбор батарей для централизованной системы отопления зависит от рабочих показателей, которые присущи теплоносителю в данном районе. Зная скорость остывания теплоносителя и тем его движения, можно рассчитать необходимое количество секций радиатора, его размеры и материал. Не стоит забывать и о том, что при замене отопительных приборов необходимо проследить за соблюдением всех правил, поскольку их нарушение может привести к возникновению дефектов в системе, и тогда отопление в стене панельного дома не будет выполнять свои функции (прочитайте: "Трубы отопления в стене").

Выполнять ремонтные работы в отопительной системе многоквартирного дома самостоятельно также не рекомендуется, особенно в том случае, если это отопление в стенах панельного дома: практика показывает, что жильцы домов, не имея соответствующих знаний, способны выбросить важный элемент системы, посчитав его ненужным.

Централизованные системы отопления демонстрируют хорошие качества, но их нужно постоянно поддерживать в рабочем состоянии, а для этого нужно следить за многими показателями, включая теплоизоляцию, износ оборудования и регулярной замены отработавших свое элементов.


Отопление в многоквартирном доме схема

Собственная квартира в городе – это предмет роскоши. Также это комфорт и уют для ее хозяев, так как городская квартира является самым распространенным местом для жизни у современных горожан. Стоит отметить, что немаловажную роль в создании комфортной обстановки в такой квартире является хорошая система обогрева. Схема отопления многоэтажного дома является очень важной деталью для любого человека.

В современной жизни такая схема имеет много конструктивных отличий от обычных способов отопления. Поэтому схемы отопления трехэтажного дома и больше гарантируют эффективное прогревание стен даже в самую непредсказуемую погоду.

Особенности отопления квартиры в многоэтажном доме

Внимательно прочитав инструкцию к схеме обогрева многоэтажного дома можно убедиться, что в обязательном порядке следует соблюдать все нормы и требования.

В любой квартире должен быть соответствующий обогрев, поднимающий температуру воздуха до 22 градусов и сохраняющий влажность в помещении в пределах 40%.

Схема системы отопления многоквартирного дома предусматривает ее грамотный монтаж, благодаря чему и можно достигнуть такой температуры и влажности.

В процессе проектирования такой схемы отопления следует пригласить высококвалифицированных специалистов, которые смогут качественно просчитать все необходимые аспекты для работы. Они же должны добиться того, чтобы в трубах сохранялось равномерное давление теплоносителя. Такое давление должно быть одинаковым как на первом, так и на последнем этаже.

Основная особенность современной системы обогрева многоэтажного дома проявляется в работе на перегретой воде. Данный теплоноситель исходит из ТЭЦ и имеет очень высокую температуру – 150С с давлением до 10 атмосфер. В трубах образовывается пар за счет того, что давление в них сильно повышается, что также способствует передаче нагретой воды на последние дома многоэтажки. Также схема отопления панельного дома предполагает немалую температуру обратки в 70С. В теплую и холодную пору года температура воды может сильно отличаться, поэтому точные значения будут зависеть исключительно от особенностей окружающей среды.

Как известно, температура теплоносителя в трубах, которые установлены в многоэтажном доме, достигает 130С. Но настолько горячих батарей в современных квартирах просто-напросто не существует, а все из-за того, что есть подающая магистраль, по которой и проходит нагретая вода, а магистраль соединяется с обраткой при помощи специальной перемычки под названием «элеваторный узел».

Система отопления многоэтажного дома схема, которая является самой эффективной, в любом случае должна предусматривать наличие элеваторного узла.

Такая схема имеет много особенностей, так как такой узел предназначен для выполнения определенных функций. Теплоноситель с высокой температурой должен поступить в элеваторный узел, который выполняет основную функцию теплообмена. Вода достигает высокой температуры и при помощи высокого давления проходит через элеватор, чтобы инжектировать теплоноситель из обратки. Параллельно из трубопровода вода также подается на рециркуляцию, которая происходит в системе обогрева.

Такая схема отопления 5 этажного дома является самой эффективной, поэтому активно устанавливается в современные многоэтажные дома.

Так выглядит отопление в многоквартирном доме схема которого предусматривает наличие элеваторного узла. На нем можно увидеть много задвижек, которые выполняют немаловажную роль в обогревании и равномерной подачи тепла.

Как правило, такие задвижки без проблем регулируются в ручную. Но регулировкой задвижек, как правило, занимаются только высококвалифицированные специалисты, которые работают в госслужбах.

Устанавливая отопление в многоквартирном доме, схема также должна предусматривать наличие таких задвижек во всех возможных точках, чтобы в случае аварии можно было перекрыть поток горячей воды или убавить давление. Этому также способствуют разные коллекторы и другая аппаратура, которая работает в автоматическом режиме. Поэтому такая техника обеспечивает большую производительность отопления и эффективность ее подачи на последние этажи.

Большое количество многоэтажных домов имеют однотрубные системы отопления, которые предполагают нижнюю разводку. Стоит отметить, что учитывается также сама конструкция многоэтажки и много других аспектов, которые могут повлиять на схему отопления.

В зависимости от этих аспектов, теплоноситель может подаваться как сверху в низ, так и снизу вверх. Некоторые дома имеют специальные стояки, которые исполняют роль поставщика горячей воды вверх, а холодной вниз. Поэтому во многих квартирах устанавливают чугунные батареи, которые очень устойчивы к перепадам температур.

Однотрубная система отопления многоэтажного дома

Невозможно помыслить быт человека в РФ без отопительного комплекса дома. Каждый россиянин знает, что источники тепла перманентно дорожают. Абсолютно в любом месте РФ необходимо зимой, иногда осенью и весной обогревать коттедж. Любой нормальный человек хочет получить информацию: как усовершенствовать систему дома. На интернет портале представлено много разных обогревательных систем квартиры, которые используют абсолютно уникальные приемы производства обогрева. Перечисленные комплексы обогрева рекомендуется использовать гибридно или самостоятельно.

Однотрубная система отопления - это одна из классических и самых популярных систем, применяемых при выполнении монтажа с незапамятных времен.

Если говорить о том, какие системы отопления бывают, то существует несколько классических вариантов, разработанных уже многие десятки и даже сотни лет назад, зарекомендовавших себя как лидеров - это однотрубные, двухтрубные, горизонтальные, вертикальные и системы с попутным движением воды.

Одним из лидеров, применяемых еще с прошлого столетия, стали однотрубные системы отопления. Лидерами они стали из-за простоты и удобства монтажа, минимальных затрат на используемые материалы и за простоту в дальнейшей эксплуатации.

Применяют монтаж однотрубной системы отопления в зданиях различного назначения, таких как многоэтажные жилые дома, административные здания, здания общественного питания, кафе и рестораны, гостиницы и загородные дома. Для того чтобы система работала и не огорчала Вас постоянными поломками и неисправностями необходим грамотный, комплексный подход в решении задачи в целом, а без проекта отопления здесь не обойтись.

В многоэтажных зданиях монтажные работы проводятся, как правило, из стального трубопровода, в загородных домах в зависимости от источника тепла возможно применение полимерных труб, таких как полипропилен, метало-пластик. Такие системы выглядят более эстетично, красиво и аккуратно в отличии от стального трубопровода.

В любых системах, в том числе и однотрубных системах отопления необходимо применять жесткие требования СНиП по прокладке трубопроводов, соблюдению уклонов. Правильная установка воздушных отводчиков или сборников воздуха, гарантированно спасет систему от скопления воздуха и образованию воздушных пробок. Скопившийся воздух в трубах и радиаторах образует воздушные пробки, которые закупоривают проход к отопительным приборам и снижает теплоотдачу отопительных приборов на 50-70%. а кроме этого приводит к шуму в трубах при движении теплоносителя.

Открытые участки трубопровода или участки труб, проложенные в подпольном пространстве, необходимо обязательно изолировать, во избежание замерзания и большой отдачи тепла в подпольное пространство. В случае невыполнения условий по изоляции трубопроводов теплоноситель, движущийся по трубам, значительное количество тепла будет отдавать в некуда. Значит, к радиаторам придет очень остывший теплоноситель, что снизит запланированную отдачу от радиатора.

Как видите, существует ряд необходимых требований СНиП, выполнение которых, при монтаже отопления и теплого водяного пола приведет к правильной сборке отопления, которое прослужит Вам долго верой и правдой.

Когда при обсуждении с заказчиком мы видим, что технические условия здания позволяют выполнить монтаж однотрубной системы отопления. то мы всегда советуем и рекомендуем ее заказчику. Это надежная система, проверенная в эксплуатации много лет.

Звоните, всегда готовы обсудить с заказчиком все вопросы и помочь в выборе и принятии правильного решения 8(495)787-17-43.

Дополнительно читать статьи :

Источник: http://rssrv.ru/odnotrubnaya-sistema-otopleniya---r

ГК «СВЭМ» внедряет систему отопления многоэтажного дома различного уровня сложности. По телефону +7 (495) 766-16-09 Вы можете задать вопросы, и договорится о встрече в нашем офисе со специалистом, который даст подробную консультацию, подготовит необходимые документы для заключения договора, а также сам договор.

Система отопления многоэтажного дома

Система отопления многоэтажного дома довольно сложна и её внедрение очень ответственное мероприятие, результат которого будет влиять на всех находящихся в здании людей.

Существует несколько схем отопления многоэтажных домов, каждая из которых имеет как свои плюсы, так и свои минусы:

  • Однотрубная система отопления многоэтажного дома вертикальная – надёжная система, благодаря чему пользуется популярностью. Помимо этого, на её реализацию требуется меньше материальных затрат, простота монтажа, детали могут быть унифицированы. Из недостатков можно отметить один, в отопительном сезоне бывают периоды, когда температура воздуха на улице повышается, а это значит, что в радиаторы (из-за перекрытия их), попадает меньше теплоносителя и он выходит из системы неостывшим.
  • Двухтрубная система отопления многоэтажного дома вертикальная – эта система позволяет напрямую экономить тепло. При необходимости закрывается термостат, и теплоноситель будет продолжать поступать в нерегулируемые стояки, которые располагаются на лестничных клетках здания. Из-за того, что при такой схеме в стояке возникает гравитационное давление, часто отопление организуют, применяя нижнюю прокладку разводящей магистрали.
  • Двухтрубная горизонтальная система – наиболее оптимальна как по гидродинамическим, так и по теплотехническим показателям. Эта система может применяться в домах самой разной этажности. Такая система позволяет эффективно экономить тепло, а также малоуязвима даже в тех случаях, которые не были учтены проектом. Единственный недостаток это высокая стоимость.

Прежде чем приступать к монтажным работам, необходимо спроектировать отопление. Как правило, проектирование отопительной системы многоэтажного дома выполняется на этапе проектирования самого дома. В процессе проектирования отопительной системы производятся расчеты, и разрабатывается схема отопления многоэтажного до расположения труб и отопительных приборов. В заключение работы над проектом, он проходит стадию согласования и утверждения в государственных инстанциях.

Как только проект согласован и получены все необходимые решения, начинается этап подбора оборудования и материалов, их закупки, а также осуществляется их доставка на объект. На объекте уже бригада монтажников приступает к монтажным работам.

Наши монтажники выполняют все работы с соблюдением всех нормативов, а также в чётком соответствии с проектной документацией. На заключительном этапе система отопления многоэтажного дома опрессовывается и производятся пусконаладочные работы.

Для получения коммерческого предложения, а также по вопросам заключения договора на комплекс работ связывайтесь с нашими специалистами по телефону +7 (495) 766-16-09 или присылайте запрос нам через форму обратной связи или на e-mail: [email protected] .

Источник: http://www.swem-company.ru/statyi/sistema-otopleniya-mnogoetazhnogo-doma/

Система отопления многоэтажного дома представляет особый интерес, ее можно рассмотреть на примере стандартного пятиэтажного дома. Необходимо выяснить, как в таком доме функционирует отопление и горячее водоснабжение.

Схема отопления двухэтажного дома.

В пятиэтажном доме подразумевается центральное отопление. в доме имеется ввод теплотрассы, есть водные задвижки, тепловых узлов может быть несколько.

В большинстве домов тепловой узел заперт, что делается для достижения безопасности. Несмотря на то что все это может показаться очень сложным, систему функционирования отопления можно описать доступными словами. Проще всего взять для примера пятиэтажный дом.

Схема отопления дома следующая. После водных задвижек располагаются грязевики (грязевик может быть один). Если система отопления открытая, то после грязевиков через врезки располагаются задвижки, которые стоят с обработки и подачи. Система отопления сделана таким образом, чтобы вода, в зависимости от обстоятельств, не могла браться с обратной стороны дома или с подачи. Все дело в том, что центральная система отопления многоквартирного дома функционирует на воде, которая перегрета, поступление воды осуществляется с котельной или с ТЭЦ, ее давление при этом составляет от 6 до 10 Кгс, а температура воды достигает 1500°С. Вода находится в жидком состоянии даже в очень холодную погоду благодаря повышенному давлению, поэтому она в трубопроводе не вскипает с образованием пара.

Когда такая высокая температура, то ГВС включается с обратной стороны здания, там температура воды не превышает 700°С. Если температура теплоносителя низкая (это происходит весной и осенью), то для нормального функционирования ГВС такая температура не может быть достаточной, тогда вода на ГВС идет с подачи в здание.

Теперь можно разобрать открытую систему отопления такого дома (это называется открытый водозабор), такая схема является одной из самых распространенных.

Принцип работы элеваторного узла

Схема подключения котла отопления.

Вода, которая приходит и обладает высокими температурами, поступает в элеваторный узел. Он функционирует по принципу инжектора, только вместо воздуха в нем используется вода. Через сопло элеватора проходит теплоноситель с высоким давлением и температурой, потом вода из обратки поступает на рециркуляцию в отопительной системе. Таким образом, температура смешанного потока воды получается такой, какая имеется в батареях, а что касается избытков воды, которая поступила, но уже остыла, то они уходят в обратную магистраль. По мнению специалистов, именно такая система отопления является наиболее эффективной.

В тепловом узле есть задвижки на отопление многоквартирного дома (схема бывает разной, может быть задействован только подъезд). Возможна такая система, когда установлен коллектор, на нем имеется несколько задвижек. А еще на вводе в дом возможно расположение теплосчетчика, он может быть на дом или на отдельный подъезд.

О системе отопления многоэтажного дома

Система отопления дома. как правило, является однотрубной; разлив или верхний, или нижний. Что касается обратки и подачи, то они могут быть размещены в подвале, но возможно, что обратка находится в подвале, а подача расположена на чердаке. Движение воды в стояках может быть попутным и идти сверху вниз или же встречным и идти снизу вверх (в этом плане имеет значение то, какая была использована схема отопления дома ).

Система отопления.

Есть такие стояки, которые используются со встречным теплоносителем, могут они быть и попутным. Если схема отопления дома именно такая, то в любой системе функционирует стояк полотенцесушителя (при этом система может быть как с открытым водозабором, так и с закрытым).

Очень важное значение имеет количество секций и размер радиаторов отопления. Такие параметры необходимо определить посредством расчетов, по мере того как остывает вода в теплоносителе. В связи с этим есть один хороший совет: если появится желание заменить радиаторы на более новые и современные, то пользоваться услугами знакомых не стоит, так как нужно принимать во внимание продвижение и остывание теплоносителя. В этом случае рекомендуется воспользоваться услугами компании, обслуживающей дом, и не стоит выкидывать перемычки, так как компания заинтересована в их восстановлении.

Таким образом, становится понятно, что многоэтажный дом отапливается по довольно простой, но очень эффективной системе. Тем не менее если произошли какие-то сбои, то не стоит заниматься ремонтом самостоятельно (особенно если нет соответствующей подготовки). В любом случае нужно обязательно вызвать мастеров из обслуживающей компании, которые, как правило, в самые короткие сроки устраняют все неполадки. Мастера применяют следующие инструменты:

  • трубный (газовый) ключ;
  • разводной ключ;
  • трубогиб;
  • обжимные клещи.

Источник: http://1poteply.ru/otoplenie/sxema-otopleniya-mnogoetazhnogo-doma.html

От правильного планирования и выбора системы отопления зависит комфорт жильцов в многоквартирном доме. Сложность отопления в многоэтажном доме заключается в том, чтобы прогреть каждую квартиру в доме практически одинаково с минимальной разницей в температуре. Чтобы понять каким образом работают системы отопления многоэтажных домов, давайте рассмотрим это на примере стандартного девятиэтажного дома, с центральной системой отопления.

При помощи задвижек такой дом подключен к центральной системе теплоснабжения.

Сразу же за задвижками установлены фильтры грубой очистки, так называемые грязевики. Они улавливают крупные и средние фракции грязи из подаваемой горячей воды для отопления дома. После грязевиков устанавливаются еще одни задвижки, через которые подается горячая вода для нужд жильцов дома. Получается, что в открытой системе отопления вода нагревается сразу для двух целей для отопления и подачи горячей воды (системы горячего водоснабжения ГВС). Однако для того чтобы жилец дома мог спокойно пользоваться горячей водой задвижки устанавливают с подачи и обратки системы отопления многоэтажного дома.

При нормальных условиях температура подачи горячей воды в систему отопления достигает 150 градусов. Чтобы появилась возможность использовать горячую воду ее подают жильцам после того как она прошла сквозь  отопительные приборы всех  квартир и отдала тепло .  Горячая вода вернувшаяся через обратку отопления будет не больше 60-70 градусов. Если температура горячей воды подающейся в системы отопления низкая (так бывает в начале отопительного сезона и при небольших заморозках) вода берется с подачи.

После ГВС устанавливаются еще одни задвижки при помощи, которых возможно перекрыть отопление дома, а в некоторых случаях устанавливается коллектор.

В домах больше пяти этажей  устанавливается однотрубная система отопления многоэтажного дома.

Отличаться может только подача горячей воды в систему отопления. Подача может быть с верхним (подается с чердака) либо нижним разливом (подается с подвала).

Так как давление горячей воды в системах отопления довольно высокое возможно достичь практически одного уровня прогрева  каждой квартиры в доме. Недостатком такой системы отопления является то,что при необходимости слить и заполнить воду в системе, в отопительной системе может оставаться воздух. Кран Маевского на радиаторах может помочь решить данную проблему. Альтернативным вариантом центрального может быть индивидуальное отопление квартиры.

Источник: http://stroi-x.com/santexnika/otoplenie/208-sistemy-otopleniya-mnogojetazhnyx-domov.html

Смотрите также:
21 июля 2021 года

Отопление в многоквартирном доме нормы

Основной жилищный фонд городов бывшего СССР, и РФ в том числе, – это многоэтажные многоквартирные дома, от двух-трехэтажек до шестнадцатиэтажных зданий, тогда считавшихся высотными. Плюс к этому современное строительство давно запускает в эксплуатацию дома в несколько десятков этажей, и во всех этих многоквартирных домах функционирует не только центральное отопление, но и автономное.  Стандартная схема отопления многоквартирного дома показана ниже: Стандартная схема центрального отопления многоэтажки

О централизованной системе отопления и схемах его реализации

ЦСО (центральная система отопления многоэтажного дома) никогда не отличалась особой эффективностью – по пути к потребителю и сейчас теряется до 30% тепла, которое потребителем же и оплачивается. Поэтому многие владельца квартир отказываются от ЦСО в пользу автономной системы ввиду ее бо́льшей эффективности и экономичности. Но как работает централизованный обогрев квартир, и можно ли его улучшить?

Система разводки труб по дому схематично очень сложная, плюс подвод труб в жилой дом, и распределение тепла по районам. Только в одном отдельно взятом доме в схему включаются сотни вентилей, кранов, сливов, фитингов, распределителей и фланцев, которые работают на центральное оборудование – элеваторный узел, регулирующий раздачу тепла по дому. Элеваторный узел

[ads-pc-2]
[ads-mob-2]

Схемы подачи теплоносителя в отдельную квартиру с элеваторного узла бывают разными. Так, схема с нижним разливом использует принцип подачи теплоносителя по направлению снизу вверх. Те, кто живет в «брежневках», «хрущевках» и «сталинках», знают, как это работает.

 

В многоэтажном доме с такой схемой подачи теплоносителя подающая и обратная трубы монтируются по периметру дома, начиная с подвала, и выполняют роль перемычек между тепловыми магистралями. Такая схема представляет собой замкнутый цикл с началом и окончанием в подвале дома. Верхняя точка этой трубной разводки – самая высокая квартиры (квартиры) в доме. Общедомовой узел учета тепловой энергии

 

  1. Главный недостаток, от которого эта система отопления в многоквартирном доме так и не избавилась – обязательный спуск воздуха в самой верхней точке разводки при запуске системы. Для этого используют краны Маевского или обычные вентили. Если воздух не спустить, то воздушная пробка обязательно перекроет систему в какой-то произвольной точке, закрыв обогрев всему дому.
  2. Еще один минус схемы с нижним разливом – половина дома обогревается более горячими батареями (от трубы подачи теплоносителя), а вторая половина жильцов получает несколько охлажденный теплоноситель (бо́льшей частью – уже от обратки), и с этим ничего не поделаешь. Температурная разница особо заметна на нижних этажах дома.
Схема отопления с нижним разливом

Важно: Для тех, кто еще подключен к центральной системе отопления и живет на последнем этаже – не переносите кран Маевского на чердак, чтобы не возникло вопросов, в том числе и финансового порядка, к вам от вашего ЖКХ. Тем более, что чердак не отапливается, и трубы могут просто размерзнуться и порваться.

 

Верхний розлив используется для более высоких домов, начиная с девятиэтажных зданий. Труба подачи теплоносителя не заходит в квартиры, а проводится на технический этаж – самый верхний, сразу после последнего жилого. На этом этаже размещается расширительная емкость, воздушный клапан и задвижки, при помощи которых отключаются нужные стояки в случае необходимости – ремонта или аварии. При организации схемы с верхним розливом тепло распределяется по квартирам равномернее, и раздача не зависит от того, на каком этаже и в каком подъезда находится квартира. Такая система отопления в многоквартирном доме схема которой представлена на рисунке ниже, является оптимальной для высотных домов.

Недостаток схемы один: после транспортировки по всем этажам многоквартирного многоэтажного дома теплоноситель до последней ветки раздачи тепла доходит остывшим, и увеличить теплоотдачу в квартире можно только увеличением количества секций в радиаторах по всей квартире. Схема отопления с нижним разливом

Регламент предоставления услуг центрального отопления многоквартирного дома оговаривает предельные значения температуры в квартире: во время отопительного сезона температура в жилых помещениях не должна быть меньше +200С, а в ванной или в совмещенном санузле +250С. Для кухни температурные порог меньше – до +180С, так как она практически всегда отапливается дополнительно – печью (газовой или электрической) для приготовления пищи.

Важно: все температурные требования применимы для квартир в центре дома. Для угловых и боковых квартир температура должна быть больше на 3 -50С.

Температурный график

 

Специалисты, работающие в этой сфере, утверждают, что центральное отопление в многоквартирном доме изживает себя, и наступает эра мини-котельных и автономных систем отопления. Но, пока это произойдет, приходится выбирать.

Об автономном отоплении

Автономная система отопления многоквартирного дома – мечта многих владельцев квартир, но процесс перехода на независимое отопление непрост и дорог. Это и длительные юридические хлопоты, и техническое решение вопроса – правильный подбор оборудования, монтаж и пуско-наладочные работы. И проблемы, связанные с технической реализацией проекта, намного проще. Автономная котельная многоквартирного дома

Рынок бытовой техники, в том числе и отопительной, предлагает широчайший ассортимент котлов, радиаторов, труб и всевозможных фитингов, и в каждом городе есть несколько десяткой специализированных компаний, работающих в этом направлении. Организация не только проделает всю монтажную и настроечную работу, но и оформит все необходимые акты и разрешения. Но дешевле всего, конечно, установить отопительный котел и развести трубы своими руками.

Основные документы, необходимые для того, чтобы подключить автономное отопление многоквартирного дома самостоятельно:

  1. Справка с обоснованием от эксплуатационной компании о том, что вы можете обогреть свою квартиру своими силами, и причиной отказа от централизованной системы отопления;
  2. Проект с техническими условиями по подключению автономной системы:
    1. Технические расчеты о целесообразности вашего автономного отопления и расчеты о том, что изменение общей схемы ЦСО не повредит отоплению дома в целом;
    2. Расчеты потребления тепла от остальных стояков в ЦОС по остаточному принципу;
    3. Заключение от эксплуатационной компании о том, что после монтажа вашей автономной отопительной системы теплогидравлический режим ЦОС не будет нарушен;
  3. Акт от пожарной инспекции;
  4. Разрешение от службы газа и от СЭС на отопление квартиры природным газом;
  5. Копии лицензий от компании, устанавливающей газовое оборудование – самостоятельное подключение газового котла запрещено. Своими силами вы можете только развести трубы и подключить радиаторы. Если котел электрический, то все работы можно проводить своими руками;
  6. После установки котла, подключения отопления труб и радиаторов необходимо присутствие представителя местной службы газа для подключения котла и опломбирования счетчика и системы. Одновременно составляется договор на гарантийное и постгарантийное обслуживание котла.

  Схема нарушений в работе ЦОС

Оформив все справки и акты, можно начинать практическое воплощение мечты в жизнь, и срезать радиаторы и трубы домовой или квартирной разводки ЦОС. И не забудьте перекрыть ввод теплопровода и опломбировать его. В домах, к которым подключена система центрального обогрева, сделать это проще, чем в многоэтажках – в многоквартирных домах стояки труб прокладывались по помещениям, и для их демонтажа придется заручиться согласием соседей сверху и снизу, а продолжение обрезанных труб – закольцевать.

Важно: Стояки, которые не подключены к вашим радиаторам, но проходят через квартиру, считаются источником тепла. Чтобы не платить за их тепловую энергию в ЖЭК, трубы следует хорошенько теплоизолировать – так вы сможете доказать, что не пользуетесь центральным отоплением.

Замена радиаторов

 

Радиаторы и батареи для отопления квартиры или дома

Если индивидуальное отопление решено устанавливать, то работать без подвода газа оно двумя способами: включать электрические конвекторы, и смонтировать систему отопления с электрическим котлом и жидкостным теплоносителем. Локальный обогрев квартиры конвекторами эффективен только для небольших помещений. Если в квартире две и больше комнат, то оптимальным решением будет монтаж газового или электрического котла, особенно в высотный дом – для частного дома предпочтительнее твердотопливное оборудование.

Отопление посредством газа – самое выгодное во всех отношениях, и для его реализации рекомендуется приобрести двухконтурный котел для дома схема подключения которого такая же, как и котла с одним контуром, чтобы сразу обеспечить дом или квартиру и теплом, и горячей водой. Схема отопления газом

На втором месте по эффективности использования энергоносителей стоят электрические котлы – их мощность примерно равна мощности газового оборудования. Электрические агрегаты также производятся с одним или двумя контурами, но их стоимость ниже стоимости газовых котлов. Но в этом есть и элемент подвоха – дальнейшая их эксплуатация показывает, что за энергоносители приходится платить больше.

Отдельным списком стоят котлы электродного типа. Их размеры позволяют размещать агрегат в квартире, стоимость сопоставима с ценами на газовое оборудование, но экономичность выше, чем у электрических котлов. Единственный, но существенный недостаток – в них нет второго контура, а значит, нельзя организовать ГВС.

Отопление для многоквартирного дома: трубы, требования, нормы

Особенности монтажа системы отопления многоквартирного дома

Устройство внутренних санитарно-технических систем, включая отопление, осуществляют по правилам СП 73.13330.2016, СП 54.13330.2016 и СП 334.1325800.2017. Порядок подключения элементов к сети, способы крепления и места размещения узлов указаны в монтажном чертеже.

Водяное отопление

Согласно действующим стандартам водяное отопление многоквартирного дома является наиболее предпочтительным, особенно при использовании горизонтальной поквартирной разводки системы отопления.

Вертикальная разводка отопления в многоквартирном доме считается устаревшим решением, поэтому редко используется в строительстве и реконструкции. Минусами такой схемы прокладки коммуникаций являются увеличенные теплопотери, сложность подбора радиаторов соответствующей конструкции, четкая привязка отопительных приборов к проложенным стоякам. Горизонтальная или поквартирная разводка лишена подобных недостатков.

В СП 334.1325800.2017 указано, что вновь проектируемые и реконструируемые жилые дома, могут обеспечиваться теплом:

  • от централизованной системы теплоснабжения;
  • от автономного источника теплоты.

Присоединение происходит через индивидуальный тепловой пункт (ИТП), который отвечает за целое здание или только его часть. В некоторых случаях монтируются квартирные тепловые пункты (КТП) – точки присоединения отдельного жилья к внутридомовым или локальным распределительным сетям обогрева.

Отопительные приборы устанавливаются преимущественно под световыми проемами, трубы прокладываются открыто или скрыто в специальных каналах. При монтаже оснащения соблюдают правила техники безопасности путем учета расстояний, качества прокладки и устройства теплоизоляции. Также обеспечивается доступ к ремонту, обслуживанию и уходу за приборами.

Элементы водяной системы отопления

Отопительная сеть внутри многоквартирного дома состоит из:

  • системы трубопроводов, включая стояки;
  • отопительных приборов;
  • теплоносителя;
  • терморегуляторов.

Приборы и трубы отопления в многоквартирном доме должны отличаться долговечностью, надежностью и безопасностью эксплуатации. Для этих целей на законодательном уровне были разработаны правила и требования, предъявляемые к качеству элементов обогрева, которые планируется задействовать при устройстве коммуникаций в многоквартирном доме. Основные из них касаются безопасности с точки зрения: 

  • гигиены;
  • санитарии;
  • взрывопожаробезопасности;
  • ремонтопригодности.

В систему отопления многоквартирного дома должны входить только новые стояки, трубы, фитинги, арматура и приборы. Использование БУ элементов недопустимо.

Green pipe и Blue pipe – серии пластиковых труб от бренда Aquatherm, которые подходят для монтажа систем отопления в многоквартирных зданиях. Продукция подверглась многократным тестированиям, прошла проверку на соответствие требованиям действующих ГОСТ, СанПиН и СП. Качество труб серии подтверждено документально:

  • санитарно-эпидемиологическое заключение 77.01.16.224.П.049826.06.10;
  • сертификатами соответствия РОСС DE.31578.ОС05.Н01227, РОСС DE.31578.ОС05.Н00585;
  • свидетельство о государственной регистрации RU 77.99.88.013.Е.044859.10.11.

Green pipe и Blue pipe от Aquatherm удовлетворяют нормативным требованиям ГОСТ 32415-2013, ГОСТ Р 53630-2015, СНиП 41-01-2003.

Подключение радиаторов отопления в многоквартирном доме

Способ присоединения радиаторов устанавливаются еще на этапе создания проекта системы отопления. На практике обычно используют:

  • однотрубную;
  • двухтрубную схему.

Первый вариант дешевле и проще, но обладает большим количеством недостатков. Главный из них – постепенное снижение температуры носителя тепла после прохождение внутри радиатора. Поэтому большинство застройщиков используют двухтрубную схему подключения радиаторов.

Процесс присоединения состоит из 4 этапов:

  1. Определение архитектуры отопления.
  2. Монтаж котлов, трубопровода и узлов распределения тепла.
  3. Установка выводов или блоков распределения.
  4. Опрессовка отопления в многоквартирном доме.

Производители труб выпускают специальные решения для подключения радиаторов. Среди них металлопластиковые разборные или обжимные фитинги. Наиболее распространенной технологией считается разводка с помощью пластика.  Монтаж удовлетворяет действующим строительным нормам, а если использовать распределительные L-образные блоки от Aquatherm, то удается избежать большинства потенциальных проблем.

Подключение путем готового заводского элемента от Aquatherm позволяет осуществить опрессовку системы даже без подключения радиаторов, прокладки подводов или установки вентилей. Варианты присоединения: диагонально, сбоку, снизу, с прямыми или боковыми выводами. На L-образные блоки от Aquatherm допустимо устанавливать изоляционный кожух заводского производства.

Преимущества такого подключения: опрессовка до отделки, проверка системы без радиаторов, эстетичный вид, простой монтаж, износостойкость и надежность соединений.

Промывка систем отопления

Нормированное давление в отоплении многоквартирных домов – залог безопасной и беспроблемной эксплуатации системы. Для обеспечения необходимых параметров функционирования сети осуществляют промывку. Это комплекс мер, который позволяет удалить из отопительного контура инородные частицы.

Промывка отопления в многоквартирном доме осуществляется при первом вводе системы в эксплуатацию (СП 73.13330.2016), а также при ухудшении эффективности обогрева. Надежные методы:

  • механический;
  • химический;
  • гидравлический.

Промывка осуществляется до тех пор, пока из теплоносителя не будут устранены механические взвеси. Метод подбирается индивидуально с учетом длины контура, степени засоров и других факторов.

Схема отопления многоэтажного дома: принцип работы

Система отопления многоэтажного дома представляет особый интерес, ее можно рассмотреть на примере стандартного пятиэтажного дома. Необходимо выяснить, как в таком доме функционирует отопление и горячее водоснабжение.

Схема отопления двухэтажного дома.

В пятиэтажном доме подразумевается центральное отопление, в доме имеется ввод теплотрассы, есть водные задвижки, тепловых узлов может быть несколько.

В большинстве домов тепловой узел заперт, что делается для достижения безопасности. Несмотря на то что все это может показаться очень сложным, систему функционирования отопления можно описать доступными словами. Проще всего взять для примера пятиэтажный дом.

Схема отопления дома следующая. После водных задвижек располагаются грязевики (грязевик может быть один). Если система отопления открытая, то после грязевиков через врезки располагаются задвижки, которые стоят с обработки и подачи. Система отопления сделана таким образом, чтобы вода, в зависимости от обстоятельств, не могла браться с обратной стороны дома или с подачи. Все дело в том, что центральная система отопления многоквартирного дома функционирует на воде, которая перегрета, поступление воды осуществляется с котельной или с ТЭЦ, ее давление при этом составляет от 6 до 10 Кгс, а температура воды достигает 1500°С. Вода находится в жидком состоянии даже в очень холодную погоду благодаря повышенному давлению, поэтому она в трубопроводе не вскипает с образованием пара.

Когда такая высокая температура, то ГВС включается с обратной стороны здания, там температура воды не превышает 700°С. Если температура теплоносителя низкая (это происходит весной и осенью), то для нормального функционирования ГВС такая температура не может быть достаточной, тогда вода на ГВС идет с подачи в здание.

Теперь можно разобрать открытую систему отопления такого дома (это называется открытый водозабор), такая схема является одной из самых распространенных.

Принцип работы элеваторного узла

Схема подключения котла отопления.

Вода, которая приходит и обладает высокими температурами, поступает в элеваторный узел. Он функционирует по принципу инжектора, только вместо воздуха в нем используется вода. Через сопло элеватора проходит теплоноситель с высоким давлением и температурой, потом вода из обратки поступает на рециркуляцию в отопительной системе. Таким образом, температура смешанного потока воды получается такой, какая имеется в батареях, а что касается избытков воды, которая поступила, но уже остыла, то они уходят в обратную магистраль. По мнению специалистов, именно такая система отопления является наиболее эффективной.

В тепловом узле есть задвижки на отопление многоквартирного дома (схема бывает разной, может быть задействован только подъезд). Возможна такая система, когда установлен коллектор, на нем имеется несколько задвижек. А еще на вводе в дом возможно расположение теплосчетчика, он может быть на дом или на отдельный подъезд.

Вернуться к оглавлению

О системе отопления многоэтажного дома

Система отопления дома, как правило, является однотрубной; разлив или верхний, или нижний. Что касается обратки и подачи, то они могут быть размещены в подвале, но возможно, что обратка находится в подвале, а подача расположена на чердаке. Движение воды в стояках может быть попутным и идти сверху вниз или же встречным и идти снизу вверх (в этом плане имеет значение то, какая была использована схема отопления дома).

Система отопления.

Есть такие стояки, которые используются со встречным теплоносителем, могут они быть и попутным. Если схема отопления дома именно такая, то в любой системе функционирует стояк полотенцесушителя (при этом система может быть как с открытым водозабором, так и с закрытым).

Очень важное значение имеет количество секций и размер радиаторов отопления. Такие параметры необходимо определить посредством расчетов, по мере того как остывает вода в теплоносителе. В связи с этим есть один хороший совет: если появится желание заменить радиаторы на более новые и современные, то пользоваться услугами знакомых не стоит, так как нужно принимать во внимание продвижение и остывание теплоносителя. В этом случае рекомендуется воспользоваться услугами компании, обслуживающей дом, и не стоит выкидывать перемычки, так как компания заинтересована в их восстановлении.

Таким образом, становится понятно, что многоэтажный дом отапливается по довольно простой, но очень эффективной системе. Тем не менее если произошли какие-то сбои, то не стоит заниматься ремонтом самостоятельно (особенно если нет соответствующей подготовки). В любом случае нужно обязательно вызвать мастеров из обслуживающей компании, которые, как правило, в самые короткие сроки устраняют все неполадки. Мастера применяют следующие инструменты:

  • трубный (газовый) ключ;
  • разводной ключ;
  • трубогиб;
  • обжимные клещи.

C такими инструментами все неполадки быстро ликвидируются.

Статья: Промывка системы отопления многоквартирного дома должна проводиться регулярно от

О том, что качественное отопление является проблемой номер один во время холодной поры года, не является ни для кого секретом. От некачественной работы системы отопления страдает здоровье и имущество. Если всю зиму приходится мерзнуть, а от воздействия избыточной влаги, выделяемой при конденсации, развивается плесень и грибок, избавиться от которых в некоторых случаях можно только простившись с тем предметом, на котором они образовались. Всем также известно и о том, что службы центрального отопления и жилищно-коммунальные службы должны заботиться о надежном отоплении всех частных и многоквартирных домов. Но на практике чаще всего с приходом осени и зимы, у этих служб пропадает финансовая возможность провести все необходимые к отопительному сезону мероприятия. В первую очередь это промывка системы отопления многоквартирного дома. Если Вам надоело оплачивать услуги этих служб, Вы можете установить индивидуальное отопление, но это вложение очень немалых средств и требует огромной бумажной волокиты для получения всех необходимых разрешительных документы. Иногда простая промывка системы отопления многоквартирного дома поможет намного дешевле и проще вернуть тепло в квартиры. Тут тоже можно попробовать добиться ее регулярного: раз в год после окончания отопительного сезона проведения коммунальными службами, что очень сомнительно учитывая их непростое финансовое состояние. Или можно не ждать ниоткуда помощи и провести промывку систему отопления многоквартирного дома самостоятельно, но не без помощи химических препаратов и специального очищающего оборудования.

Решения BWT для очистки теплообменников:

С чего начинается промывка системы отопления многоквартирного дома? С осознания того, что именно она Вам нужна. Первыми признаками, необходимости может быть: низкая температура батарей и их неоднородное нагревание, частые проблемы с трубами вплоть до разрывов, на котлах – это может быть образование отдулин и свищей, выход из строя нескольких элементов или всей системы в целом. Если Вы с этими проблемами знакомы не понаслышке, значит пришло время очистить систему отопления от скопившейся в ней накипи и ржавчины. Сделать это очень просто, главное правильно подобрать химические реагенты.

Промывка отопления может осуществляться несколькими способами. Самый простой – это химическая промывка, которая заключается в том, что по системе батарей и трубопроводов прогоняется специальный раствор, который вступает в реакцию с образовавшейся на стенках труб накипью и ржавчиной и растворяет их, после чего они должны быть выведены из системы. Приобретать реагенты необходимо, исходя из материала изготовления отопительной системы и рода загрязнения. Купить химию для промывки системы отопления многоквартирного дома можно даже через сеть официальных интернет магазинов, где Вы одновременно сможете получить всю необходимую информацию о том или ином средстве и об особенностях его применения.

Второй способ осуществляется при наличии специального гидравлического оборудования для чистки теплообменников и систем отопления, которое создает воздушную ударную волну и таким образом очищает от загрязнений.

Еще более сложный вариант – это промывка системы отопления многоквартирного дома пневмогидроимпульсным путем, когда посредством специального оборудования создается смешанная воздухо-водная волна, которая способна очистить отложения без вреда для самой системы. Еще одной разновидностью такого способа является электрогидроимпульсная очистка, в которой ударная волна создается при помощи электрического разряда.

Каждый из описанных способов может быть применен для промывки системы отопления многоквартирного дома. Химическая очистка может быть даже самостоятельно организована жильцами. Не стоит переживать из-за опасности химических веществ. Для эффективной очистки могут быть подобраны препараты на основе органических кислот, которые абсолютно безвредны и применяются на пищевом производстве. Но если самостоятельная промывка вызывает сложности, то всегда можно обратиться за помощью к услугам профессионалов. В любом случае промывка системы отопления многоквартирного дома вернет в ваши квартиры тепло и уют, а также продлит срок эксплуатации труб и батарей, улучшит их теплопроводность и надежно защитит от коррозии. Это самое простое решение всех наболевших проблем с отоплением. Если промывка будет проводиться регулярно, то все проблемы навсегда останутся в прошлом.


Загляните в систему отопления вашего здания - тепло включено

Есть места похуже, чем Нью-Йорк в зимой - Миннеаполис, например, или Анкоридж. Спасибо Северу Атлантическое течение, Большое Яблоко не замерзает так сильно, как некоторые другие северные города, но все равно чертовски холодно, и если ваш В доме проблемы с отоплением, чертовски холодно. Большинство менеджеры и члены совета директоров, как правило, оставляют вопросы отопления своим руководителям или обслуживающий персонал, но когда трубы шипят и жители вооружены и страдают от переохлаждения, может быть полезно понять, в чем проблема и как ее можно исправить.

Горячая зона

Даже в небольшом здании, производящем достаточно тепла, чтобы всем комфортно требуется довольно много топлива. Этим топливом может быть нефть, газ, или электрический. Подавляющее большинство зданий Нью-Йорка - это паровой, то есть нефть или газ нагревается в котле, а образующийся пар распространяется по всему зданию.

«Электрическое тепло требует меньше всего техническое обслуживание », - говорит Питер Греч из Нью-Йоркского суперинтенданта. Техническая ассоциация (STA).«А с электричеством нет утечки и никакого беспорядка. В большинстве случаев проблем с электрическим обогревом не возникает. влияет на все здание - если что-то пойдет не так, тепло обычно гаснет только в одной квартире за раз. Так что с точки зрения обслуживания, электрический тепло - это и ежу понятно, но его производство стоит так дорого, что редко использовал. Даже если принять во внимание техническое обслуживание, утечки и ремонт, связанный с паровым отоплением, электрическое отопление все равно будет стоить более."

Вот почему у большинства из нас большие, неповоротливые котлы в наших подвалах.В самом типичном жилом доме Нью-Йорка установка, топливо - обычно нефть или природный газ - воспламеняется в камеру сгорания котла и производит горячие газы, которые затем проходят через металлические «дымовые трубы», нагревая воду с другой стороны камеру и производящий пар. Затем пар естественным образом поднимается через тепловые трубы и стояки здания, на индивидуальные радиаторы, отопление их и устраивая все уютно.

Сжигание ископаемого топлива для тепла и горячей воды идет с однако есть свой набор проблем с обслуживанием.И как любой, кто даже одной январской ночью без жары пробегала дрожь, знает, когда проблема с котлом, это большая проблема.

Чаще всего проблемы с котлом связаны с плохой Обслуживание. По словам Майкла Костелло из Teitelbaum Inc. в Квинсе, Регулярное обслуживание котла - ключ к минимизации проблем с котлом. На в межсезонье важно иметь профессиональное обслуживание котла. компания приходит и делает полную очистку труб и горения камера.Также рекомендуется регулярно проверять горелку, а также все приборы и органы управления на котле, чтобы убедиться, что все они в рабочем состоянии и не были нарушены копоть и копоть.

«Поскольку горячие газы проходят через трубы, они также приносят с собой дым и сажу », - добавляет Костелло. «Сажа накапливается на внутренних стенках трубок и действует как изолятор ».

Хотя большинство из нас считает изоляцию хорошей вещью, когда дело доходит до котлов, это очень нежелательно.Накопление сажистая изоляция снижает эффективность прохождения горячих газов через трубы, чтобы нагреть окружающую воду, заставляя горелку загораться чаще, чтобы производить необходимое тепло, что, в свою очередь, означает, что он чтобы сжечь больше топлива, чтобы делать свою работу. По словам Дика Корала, который также STA и директор Технического колледжа Нью-Йорка Институт многоквартирных домов, «Накопление сажи всего 1/32. дюйма увеличит ваш счет за топливо примерно на два процента.”

Умножьте эту цифру на прогнозируемые 30–50 процентов. этой зимой расходы на отопительное топливо увеличиваются, и вы можете быстро увидеть последствия: сверхактивная горелка будет значительным финансовым оттоком ваше здание. Так что, если вы еще не прошли полную проверку котла недавно, говорит Корал, сделай это сейчас.

Чтобы быть уверенным, что ваш котел исправен в течение года Костелло рекомендует проводить основную уборку весной или летняя и дополнительная уборка, в том числе пылесос также - раз в месяц в зимние месяцы.

«Когда мы заходим [в камеру сгорания] и очистить его, - говорит Костелло, - это дает суперинтенданту возможность проверить теплоизоляционный материал, покрывающий камеру, который обычно представляет собой огнеупорный кирпич или пластиковую огнеупорную глину. Из-за интенсивного При нагревании кирпичи со временем начинают распадаться. Капитальные уборки позволяют нам чтобы сделать визуальный осмотр, чтобы увидеть, как обстоят дела с кирпичом ».

Приготовление на пару

Распространенная жалоба - внезапное, громкое, часто пугающее стук и лязг, эхом разносящийся по паропроводам в отопительный сезон.

Прежде всего, говорит Костелло, трубы, идущие из котельная к квартирам должна быть хорошо утеплена. Если они а не "Это нехорошо по нескольким причинам. Во-первых, вы теряя тепло в котельной, которое должно попадать в квартиры. Во-вторых, по мере того, как пар поднимается, он автоматически начинает остывать. Это означает, что у вас возникла проблема конденсации еще до того, как она добирается до радиаторов ».

Звучит безобидно, но это готовит почву для всех. шум - то, что в отрасли называется "вода молоток.”Когда вода конденсируется и не выходит из паровая система, она сидит в трубах, - говорит Греч. Когда горячий пар попадает в воды, происходит резкое изменение температуры и давления, и капли собранной воды стреляют по стенкам труб, как пули, что приводит к громким ударам, лязгам и гудкам.

По словам Греча, вся ракетка - это больше, чем просто неприятность. «Вопреки распространенному мнению, - говорит Греч, - «Гидравлический удар - ненормальное состояние.Вы можете жить с этим, но со временем это вредно для труб. Решение проблемы со стуком зависит от того, какой тип системы существует в здании, и решение проблема означает выполнение некоторой детективной работы - начинается ли стучать запуск пара, во время распределения пара или при отключении? Ответ может диктовать, как подходить к основной проблеме изоляции ».

Здесь жарко, или это только мне?

Еще одна распространенная жалоба на отопление в зимнее время - что в здании либо слишком жарко, либо слишком холодно, - говорит Винсент Толинс из Сантехника Pro-Tech в Уайтстоне.Иногда это и то, и другое - на третьем этаже у всех стучат зубами, а до шести все открывают окна, потому что это так теплый.

«Когда наступает зима, многие довоенные постройки проблемы с неравномерным распределением пара », - говорит Толинс. "Некоторый квартиры будут получать много пара - может быть, даже слишком много - и другим не хватит ". Инженер может оценить ситуации в вашем здании и проинформирует вас, как ее отремонтировать.

По словам Билла Джебейли из Бруклина Агрессивный нагрев, решение часто заключается в простом регулировании некоторых оборудование.«Ваш таймер нагрева, который обычно используется в многоквартирные дома - могут выйти из строя. Техник должен войти и проверить настройки и внести изменения в датчик обратной линии, регулятор давления обратного действия или даже утеплитель за пределами здания, который чувствует температуру и посылает сигнал на сам таймер нагрева для включения или выключения. Там много больше, чем просто таймер нагрева, но это некоторые ключевые элементы смотреть на."

Плохое распределение тепла - наиболее частая причина высокого счета за электроэнергию, - добавляет Корал.Если ваша система отопления работает сверхурочно, чтобы поддерживать комфортную температуру в квартирах, где обычно бывает прохладно в то время как другие перегреваются, стоимость вашего здания значительна.

«На каждый градус среднего температура в здании выше, допустим, 72 градуса », - предупреждает Корал. «Расход топлива в здании увеличивается примерно на три процента. Если, перегрев составляет пять градусов, ваш счет за отопление составляет около 15 процентов выше, чем должно быть.”

Горячие советы

Первая линия защиты - это ваш супер и строительный персонал. «Строительный персонал и суперинтенданты должны знать свою систему очень хорошо, - советует Греч. «Им следует пройти курсы или мастерские, чтобы не отставать от новейших технологий, оборудования и технология."

И применение небольшой технологии не повредит либо. «Легче обнаружить проблемы, если у вас Конечно же, современное термостатическое оборудование », - говорит Джебайли.«Но старое оборудование не обязательно плохое. Если оборудование работает, вам не нужно менять его только потому, что он старый. Если у вас есть оборудование, которое доставляет вам проблемы и неэффективен, однако его необходимо заменить. Учитывая сегодняшнюю стоимость топлива, будь то природный газ или нефть, это непомерно дорого обходится получить максимальную эффективность от вашего оборудования ».

Один из вариантов обновления вашего оборудования - установить теплочувствительные устройства на стенах жилых домов.Маленькие датчики отправляют постоянный поток информации о температуре на главный компьютер, который очередь подключается к системе котла / горелки. Компьютер обрабатывает информация и циклы включения и выключения по мере необходимости до средней температуры датчиков достигает заданного уровня комфорта. В этот момент компьютер дает команду котлу выключиться. Цикл работает 24/7, поддерживая комфортная температура во всем здании.

Старт цен на компоненты компьютеризированной системы отопления около 4500 долларов за самые базовые обновления и выше, в зависимости от количество опций и датчиков, которые здание выбирает для установки.В соответствии с Некоторым компаниям новые системы мониторинга котлов могут спасти здания от 15 до более 30 процентов затрат на отопление - потенциально окупается в течение первых двух лет.

«Суть в следующем», - говорит Джебайли, «Три года назад топочный мазут стоил менее доллара за галлон. Это было Проще не беспокоиться о максимальной эффективности вашего оборудования. Сегодня, когда печное топливо составляет два доллара за галлон, это очень рентабельнее тратить деньги на модернизацию оборудования, чтобы получить что эффективность.Окупаемость намного быстрее ».

По словам Греча, «наиболее распространенное отопление проблема на самом деле просто в нехватке знаний и в нехватке денег, вложенных в поддержание системы. Как только ваш супервайзер или менеджер-резидент узнает, что делать и на это есть деньги, не должно быть огромных проблемы - просто мелкие сбои ».

Майкл Макдонаф - писатель-фрилансер, а Ханна Фонс является помощником редактора The Cooperator.

Система отопления здания - обзор

4 Техническое проектирование и строительство

Тепло передается из сети в системы отопления здания через подстанции потребителей, расположенные в подключенных зданиях. В здании есть как минимум две внутренние распределительные системы, которые необходимо отапливать: одна система подачи тепла к радиаторам и одна система распределения горячей воды для бытового потребления. Иногда отдельная система также обеспечивает нагрев приточного воздуха в системе механической вентиляции.

Каждая внутренняя система обогревается и регулируется отдельно. Тепло часто передается с помощью теплообменников, и в этом случае соединение является косвенным. Есть и прямые варианты только с клапанами и элеваторными насосами. Если горячая вода для бытового потребления готовится путем смешивания воды для систем централизованного теплоснабжения и холодной воды для бытового потребления, используется метод открытого подключения, тогда как при использовании теплообменника используется метод закрытого подключения. В России используется метод открытого подключения, что приводит к высоким потребностям в питательной воде в распределительных сетях.

Самая типичная часть системы централизованного теплоснабжения - это общегородская распределительная сеть, состоящая из труб, проложенных в земле под улицами, тротуарами и парковыми лужайками или установленных в подвалах зданий. Обычно в тепловых сетях в качестве теплоносителя используется вода. Пар полностью или частично используется в системах, которые были установлены примерно до 1940 года, и для высокотемпературного промышленного тепла.

Температура воды в передних трубах колеблется от 70 до 150 ° C, в среднем 80–90 ° C в год.Более высокая температура используется при крайне низкой температуре наружного воздуха, тогда как более низкая температура используется летом для подготовки горячей воды для бытового потребления. Температура возвратной воды колеблется от 35 до 70 ° C, в среднем 45–60 ° C в год. Однако в будущем может быть достигнута температура возврата 30–35 ° C. Текущие высокие температуры обратки зависят от неисправностей на подстанциях, короткого замыкания радиаторных систем в зданиях потребителей и коротких замыканий между прямыми и обратными трубами в распределительных сетях.Чем ниже температура возврата, тем больше тепла может быть передано в сети.

Трубы сконструированы с учетом теплового расширения и предотвращения внешней коррозии. Способы строительства прокладываемых в земле труб менялись на протяжении многих лет. На заре централизованного теплоснабжения двойные стальные трубы были изолированы минеральной ватой и проложены в общем бетонном коробе квадратного сечения. Распределительные трубы этого раннего поколения были дорогими в строительстве, но были надежными, если воздуховоды были хорошо вентилируемы и дренированы.Сегодня наиболее распространенным методом является использование сборных стальных труб с полиэтиленовой оболочкой и изоляцией из пенополиуретана. Этот метод имеет преимущества низкой стоимости распределения, низких тепловых потерь и высокой надежности. В течение последних 30 лет пластиковые трубы развивались как трубы для теплоносителя. Что касается ограничений по давлению и возможных длительных температур, новое поколение труб централизованного теплоснабжения в основном используется во вторичных распределительных сетях, отделенных от первичных распределительных сетей теплообменниками.

Потери тепла в распределительной сети зависят от теплового сопротивления изоляции трубы, размера трубы, температуры подачи и возврата и линейной плотности тепла. Последний представляет собой ежегодно продаваемое тепло, разделенное на длину маршрута двойных труб в сети. Типичные значения линейной плотности тепла составляют 15–25 ГДж / м для целых сетей, более 40 ГДж / м в сконцентрированных центральных и коммерческих районах и менее 5 ГДж / м в блоках с одноквартирными домами. Типичные потери тепла в целых сетях составляют 5–10% тепла, вырабатываемого в установках, но до 20–30% могут возникать в областях с низкой линейной плотностью тепла.Также стоимость распределения зависит от линейной плотности тепла. Стоимость ниже 20–30 ГДж / м3, но очень быстро растет ниже 6–8 ГДж / м3.

Система централизованного теплоснабжения управляется с помощью управляющего оборудования на четырех независимых уровнях. Два из них расположены в соединенных зданиях, а два находятся в ведении оператора централизованного теплоснабжения. Первый уровень - это регулирование потребности в тепле с помощью термостатических клапанов на радиаторах и смесительных клапанах для горячего водоснабжения. Второй уровень - на подстанциях заказчика.Передача тепла регулируется клапанами, которые регулируют поток воды для централизованного теплоснабжения. Для каждой подключенной клиентской системы используется один клапан. Третий уровень - это контроль разницы давлений между подающим и обратным трубопроводами в сети, который осуществляется регулировкой скорости распределительных насосов. Этот уровень управления позволяет всем подстанциям потребителя получать тепло, поскольку эта разница давлений является движущей силой для циркуляции потока через подстанции потребителя.Последний уровень - регулирование температуры подаваемого теплоносителя путем регулирования мощности теплогенераторов.

Эти уровни контроля приводят к созданию эффективной системы централизованного теплоснабжения, ориентированной на потребности. Оператор централизованного теплоснабжения никогда не сможет доставить больше тепла, чем требуется клиентам. Однако первые три уровня часто недоступны в российских и восточноевропейских системах. Эта ситуация создает ориентированную на производство систему, в которой трудно правильно распределить поток в сети, что приводит к как низким, так и высоким температурам в помещениях в соединенных зданиях.Когда эти системы будут восстановлены, первым шагом будет установка контроля хотя бы на втором и третьем уровнях.

Система центрального отопления - обзор

6.1 Общие положения

Для распределения солнечного тепла в зданиях можно использовать гидравлическую систему (излучающие панели и водяные радиаторы) или центральную систему принудительной подачи воздуха.

В системах центрального отопления температура подачи горячей воды может иметь разные значения. В недавнем прошлом наиболее используемым значением в Румынии, а также в других странах Европейского Союза было 90 ° C с перепадом температуры на 20 ° C, но в настоящее время температура подачи обычно ниже 90 ° C.

Обеспечение потребности в тепле для зданий, оборудованных системами центрального отопления, требует систем с высокой эффективностью не только в процессе производства тепла, но и в распределении тепловой энергии. Одним из способов повышения эффективности систем отопления является использование пониженной температуры [1]. Кроме того, можно использовать ВИЭ с более высокой эффективностью в качестве солнечной энергии. Обычно плоские жидкостные коллекторы нагревают передающую и распределяющую жидкость до температуры от 35 до 50 ° C.Систему необходимо контролировать и оптимизировать в соответствии с постоянно меняющейся потребностью в тепле.

Энергетическая и эксергетическая эффективность систем центрального отопления выше при пониженных температурах горячей воды [2], но, основываясь на [3], необходимо указать, что это справедливо только для полностью сбалансированных систем. Стабильность системы центрального отопления с пониженной температурой может быть улучшена за счет уменьшения уровня перепада температуры. Таким образом, можно получить системы отопления с более высокой стабильностью и энергоэффективностью за счет одновременного снижения температуры подачи и падения температуры.

После внедрения пластиковых трубопроводов применение водного лучистого отопления с трубами, встроенными в поверхности помещений (например, полы, стены и потолки), значительно расширилось во всем мире. Ранее системы лучистого отопления применялись в основном для жилых домов из-за комфорта и свободного использования площади без каких-либо препятствий для установки. По тем же причинам, а также для возможного снижения пиковых нагрузок и экономии энергии, излучающие системы широко применяются в коммерческих и промышленных зданиях.Из-за больших поверхностей, необходимых для передачи тепла, системы работают с водой с низкой температурой для обогрева. Однако, чтобы расширить использование этих типов генераторов и извлечь выгоду из их энергоэффективности для достижения целевых показателей 20–20–20 (повышение энергоэффективности на 20%, сокращение выбросов CO 2 на 20% и возобновляемые источники энергии на 20%) к 2020 году), необходима работа с радиаторами, которые в прошлом были наиболее часто используемыми оконечными устройствами в системах отопления.

В Европе предстоит отремонтировать десятки тысяч зданий, большинство из которых - жилые.Энергетическая задача будущего будет заключаться в ремонте существующих зданий и предложении системно-инженерных технологий, которые могут быть установлены с минимальным вмешательством, что будет чрезвычайно успешным. Следовательно, если продвигается солнечная технология, она должна быть рассчитана также на работу с радиаторами.

В этой главе представлены системы распределения тепла в зданиях, включая водяные радиаторы, излучающие панели (пол, стены, потолок и пол-потолок) и комнатные воздухонагреватели. Первой целью данного исследования является анализ экономии энергии в системах центрального отопления с пониженной температурой подачи для различных типов радиаторов с учетом теплоизоляции распределительных труб и исследование производительности различных типов низкотемпературных систем отопления с разные методы.Кроме того, разработана и экспериментально подтверждена математическая модель для численного моделирования теплового излучения излучающих полов, а также проведен сравнительный анализ энергетических, экологических и экономических характеристик полов, стен, потолков и полов с потолком с использованием численного моделирования с Выполняется программное обеспечение моделирования переходных систем (TRNSYS). Наконец, включена важная информация по контролю и эффективности SHS, разработана аналитическая модель для энергетического анализа SHS, и представлены некоторые показатели экономического анализа, показывающие возможность внедрения этих систем в зданиях.

Конфигурации систем отопления и охлаждения для коммерческих зданий

В коммерческих зданиях нагрузки HVAC обычно представляют собой самые высокие затраты энергии. Географическое положение играет важную роль: здания, расположенные далеко на севере или юге мира, обычно имеют высокие расходы на отопление, в то время как здания, расположенные в тропиках, могут нуждаться в кондиционировании воздуха в течение всего года.

Как и в жилых помещениях, для коммерческих зданий существует широкий спектр вариантов отопления и охлаждения, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.Три наиболее часто используемых системы для коммерческих зданий:

  • Системы переменного расхода воздуха (VAV) со встроенным крышным блоком
  • Чиллеры, градирни и котельные системы
  • Водяные тепловые насосы с градирней и котлом

Планируете проект коммерческой недвижимости? Получите профессиональный дизайн HVAC.


1) Система VAV со встроенным блоком на крыше

Упакованные крышные агрегаты (RTU) обычно включают в себя конденсатор для кондиционирования воздуха и газовый или электрический бойлер для отопления помещений.В климатических условиях, когда блок должен обеспечивать кондиционирование воздуха с низкой влажностью наружного воздуха, также можно добавить экономайзер, который снижает охлаждающую нагрузку на конденсатор. Во всех режимах работы вентиляторы используются для нагнетания воздуха в систему воздуховодов, которая распределяет его по отдельным внутренним зонам.

  • Каждая зона имеет коробку переменного объема воздуха (VAV) с заслонкой, которая открывается и закрывается в соответствии с потребностями в охлаждении или обогреве.
  • Положение заслонки регулируется в зависимости от заданного значения температуры для каждой конкретной зоны.Например, заслонка полностью откроется, если в определенной зоне требуется максимальная мощность охлаждения или обогрева.

Традиционные системы VAV значительно снижают энергоэффективность в условиях частичной нагрузки: если все зоны здания находятся в режиме частичной нагрузки с полузакрытыми заслонками, давление в воздуховоде возрастает, и система может стать шумной. Кроме того, дополнительное давление представляет собой потерянную мощность вентилятора. Однако можно добиться отличных результатов за счет использования автоматики и частотно-регулируемых приводов:

  • Система управления постоянно оценивает состояние всех блоков VAV.В идеале хотя бы один из них должен быть полностью открыт; в противном случае мощность вентилятора будет потрачена впустую.
  • Если ни одна из заслонок не открыта полностью, скорость вентилятора снижается, и все заслонки открываются постепенно, пока одна из них не достигнет полностью открытого положения.
  • На данный момент вентилятор обеспечивает необходимый воздушный поток для текущей нагрузки системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Если скорость вращения регулируется частотно-регулируемым приводом, то можно значительно сэкономить на мощности вентилятора. В общем, мощность вентилятора пропорциональна кубической скорости - вентилятор, работающий на скорости 90%, потребляет только около 73% энергии, которую он потреблял бы на полной скорости.Дополнительным преимуществом управления скоростью является резкое снижение шума.

Системы

VAV с упакованными крышными агрегатами практичны в объектах, у которых есть большая площадь крыши, пропорциональная их внутренней площади пола, учитывая, что воздух является основной средой, используемой для переноса тепла. Эти системы непрактичны в многоэтажных зданиях из-за ограниченной площади крыши и больших вертикальных расстояний; Системы на основе чиллеров с водяным охлаждением или тепловых насосов с водяным охлаждением являются предпочтительными в этих применениях.

2) Чиллер с градирней и бойлером

Эти системы используют воду в качестве среды для доставки или отвода тепла, а водяные контуры проходят через вентиляционные установки (AHU), которые обеспечивают требуемый воздушный поток для каждой зоны здания.

  • В режиме охлаждения чиллер отбирает тепло из контура холодной воды, который циркулирует по зданию, и отводит его во вторичный водяной контур, подключенный к градирне. Тогда градирня отводит тепло наружу.
  • В режиме отопления оборотная вода проходит через бойлер. Большинство котлов работают на электричестве, газе или масле.

В обоих случаях тепло передается между циркулирующей водой и воздухом в помещении в AHU. Если чиллер и котел используют общий водяной контур (двухтрубная система), все здание должно работать либо в режиме отопления, либо в режиме охлаждения; однако при наличии отдельного водяного контура для каждого режима работы (четырехтрубная система) одновременное нагревание и охлаждение может обеспечиваться в разных зонах.Конечно, четырехтрубная система дороже, потому что трубопроводы и аксессуары существенно увеличены вдвое.

Как и в случае с системами VAV, можно добиться значительной экономии с помощью управления и автоматизации:

  • Современные чиллеры обычно поставляются с компрессорами с регулируемой скоростью, которые могут эффективно работать даже в условиях частичной нагрузки. В некоторых моделях управление скоростью совмещено с поэтапной работой для дальнейшего повышения эффективности.
  • Приводы
  • с регулируемой скоростью могут использоваться для нескольких компонентов системы, включая вентиляторы градирни, водяные насосы и вентиляционные установки.
  • Существуют также экономайзеры для систем с водяным охлаждением, но они применимы только для определенных климатических зон, где система будет обеспечивать кондиционирование воздуха с низкой влажностью наружного воздуха.

Системы на основе чиллеров обычно предлагают более высокую эффективность, чем системы VAV, а также более практичны для многоэтажных зданий: вместо того, чтобы иметь несколько комплектных блоков на крыше, можно объединить систему в один чиллер и градирню, и только градирня должна располагаться на открытом воздухе или на крыше.

3) Система водяного теплового насоса с градирней и бойлером

Коммерческие системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха на основе тепловых насосов, использующих воду, как правило, являются лучшим выбором с точки зрения универсальности и энергоэффективности. Тепловые насосы основаны на холодильном цикле, как и кондиционеры, но имеют реверсивный режим работы; когда несколько тепловых насосов используются для обслуживания отдельных участков коммерческого здания, они могут переключаться между режимами охлаждения и обогрева по мере необходимости.

  • Все тепловые насосы в здании используют общий водяной контур, и они будут либо отклонять, либо поглощать тепло в зависимости от потребностей каждой зоны.
  • Поскольку водяной контур является общим, равные тепловые и охлаждающие нагрузки уравновешивают друг друга.
  • Если охлаждающая нагрузка выше, используется градирня для отвода лишнего тепла; с другой стороны, если тепловая нагрузка выше, для компенсации разницы используется бойлер.

Как и в двух предыдущих сценариях, можно сделать систему еще более эффективной, добавив управление скоростью для всех используемых насосов и вентиляторов. Тепловые насосы являются одними из самых эффективных систем отопления и охлаждения на рынке: они могут соответствовать или превосходить эффективность чиллера в режиме охлаждения, и в большинстве случаев они могут обеспечить обогрев помещения с менее чем 40% энергопотребления резистора. обогреватель.

Необходимость установки специального теплового насоса для каждой зоны здания увеличивает стоимость этих систем, но в долгосрочной перспективе это компенсируется благодаря достигнутой превосходной энергоэффективности. Например, если есть момент, когда нагрузки охлаждения и нагрева равны, эта система может работать с отключенными котлом и градирней.

Выводы

Одним из наиболее важных вариантов дизайна коммерческого здания является конфигурация HVAC, поскольку эта система представляет собой значительную часть стоимости владения в долгосрочной перспективе.Планировка здания является важным соображением: в помещениях с низкой высотой и большими площадями на крыше, как правило, предпочтение отдается сборным блокам на крыше с системами VAV, в то время как в многоэтажных зданиях, как правило, используются чиллеры или тепловые насосы с водяным источником тепла.

Конечно, есть жизнеспособные улучшения энергоэффективности, которые можно использовать во всех случаях. Регулирование скорости компрессоров, насосов и вентиляторов более энергоэффективно, чем циклическое включение и выключение этих частей оборудования, а также способствует увеличению срока службы и снижению затрат на техническое обслуживание.

Замена котла | RAND Engineering & Architecture, DPC

Компания RAND разработала и осуществила проект по замене и ремонту котлов на 504-510 West 110th Street, кооператив, состоящий из 148 квартир.

«Кипеть, кипятить, трудиться и неприятности…» Или, возможно, так думали семь членов правления на 504-510 West 110th Street в Манхэттене, кооперативе на 148 квартир недалеко от Амстердам-авеню. Их 40-летний котел на самом деле доставлял им много хлопот и хлопот, и они сомневались в его дальнейшей жизнеспособности.После проверки котла RAND Engineering, новости были не очень хорошими. Инженер Янг Су подтвердил, что бойлер должен был быть заменен на несколько лет раньше, и он все еще работал только из-за заботы преданного супервизора кооператива.

Но при замене возникли сложности. Во-первых, в котельной находился не только котел кооператива, но и старый, угольный и неиспользуемый котел 1909 года постройки, который необходимо было демонтировать. Во-вторых, вода просачивалась через подземный поток, который медленно поднимался на поверхность.И, наконец, оборудование было облицовано асбестом, что потребовало дополнительных мер предосторожности при проведении необходимых работ.

Заменить или отремонтировать? Обновить или поддерживать? Это были вопросы, которые стояли перед этим кооперативом и другими аналогичными объектами на Манхэттене, Квинсе и Лонг-Айленде. А то, как они справились, предлагает уроки для всех зданий, больших и малых, чье стареющее оборудование доводит их до точки кипения.

Boilerplate

Котлы являются критически важными системами циркуляции в зданиях, и их ремонт, модернизация и замена могут быть одними из самых крупных проектов, которыми может заняться кооператив или кондоминиум.При сроке службы от 30 до 60 лет котел может не нуждаться в замене вашей нынешней платой, но это наверняка проблема, которая возникнет в будущем. Высокая стоимость топлива может стимулировать установку электронного устройства управления для отслеживания и контроля колебаний температуры. Или все, что нужно, - это простое обслуживание - очистка от сажи внутри трубок, которые нагревают воду. Или плата может оставить котел нетронутым, пока он работает в рабочих пределах.

Действительно, большинство плат снимают и заменяют котлы только в крайнем случае. Следует учитывать не только цифру замены (20 000 долларов и выше), но и связанные с этим расходы на разборку и транспортировку старого оборудования, а также вероятную необходимость установки нового таймера нагрева и панели управления. Бойлер состоит из двух основных компонентов: «чайник», где вода нагревается для циркуляции, и горелка (или печь), которая сжигает нефть или газ и генерирует тепло, которое кипятит воду.

Тепло пара - это все равно что положить кирпич
на ускоритель
вашего автомобиля и запустить его, повернув и выключив ключ зажигания
.

Можно подумать о сравнении котла, который обогревает многоквартирный жилой дом, с коммерческой кухней, в которой повар разливает теплую тарелку супа каждому покупателю. Все ждут в очереди (точно так же, как каждая квартира подключена к системе отопления через сеть труб для получения тепла). Но, по словам инженера-механика Генри Гиффорда, который работает с известным нью-йоркским архитектором-экологом Крисом Бенедиктом, есть еще более точная аналогия: представьте себе такси, в котором главный водитель, но каждый пассажир хочет ехать своим путем.В одной квартире слишком жарко, в другой слишком холодно, а в третьей - в самый раз. Водителю приходится идти на компромиссы, что не всем понравится. Но пассажиры более или менее попадают туда, куда хотят.

Нагрев горячей воды легче всего контролировать, говорит Гиффорд, потому что электрическая коробка за 500 долларов, называемая «регулятором сброса наружного воздуха», может управлять температурой. Этот наружный датчик сообщает системе, что нужно направлять в квартиры очень горячую воду, когда температура снаружи очень низкая, и теплую воду, когда на улице теплее.

Еще одно преимущество горячей воды, которое вряд ли кто-нибудь в США использует, заключается в том, что в каждой квартире (а лучше в каждой комнате) можно установить термостат, который использует отдельную подающую и обратную трубу и точно регулирует вода, протекающая через каждый радиатор (см. фотографии выше). При рассмотрении такой системы для нового строительства, «преимущества с точки зрения комфорта и энергосбережения этого подхода намного перевешивают небольшие дополнительные связанные с этим затраты на установку», - говорит Гиффорд.«Но модернизация существующей системы горячего водоснабжения с термостатами в каждой комнате часто затруднена из-за ограничений, присущих первоначальной настройке системы».

В новом, резервное копирование со старым

Имея дело со стареющим, изношенным котлом и его вспомогательными проблемами на 504-510 West 110th Street, инженер Янг Су начал программу посещений объекта и регулярных отчетов для Совету, составив всеобъемлющий план, который в конечном итоге предусматривал снос котла 1909 года, реконструкцию существующего котла в качестве резервного, а также установку нового блока и рытье траншей, оборудованных отстойниками для откачки воды в подвал.

Одной из проблем был контроль нагрева пара, который был установлен почти во всех зданиях, построенных до Второй мировой войны (например, 504-510 West 110th Street). У него есть серьезный недостаток: температуру пара нельзя изменить, так как он всегда образуется в той же точке, когда вода начинает закипать. Чтобы контролировать уровни температуры, паровая система многократно включается и выключается по всему зданию для достижения желаемого нагрева. Используя другую аналогию, паровое нагревание похоже на то, что кладут кирпич на акселератор вашего автомобиля и запускают его, включая и выключая ключ зажигания.

Чтобы повысить эффективность котла на уровне 504-510, Сух рекомендовал, чтобы пять дюжин или около того двухдюймовых трубок, передающих тепло от горелки в резервуар для воды котла, были очищены от сажи, которая покрывала их во время работы котла. Но поскольку старый котел теперь будет использоваться только как резервный, он не рекомендовал замену горелки, которая могла стоить 10 000 долларов.

Предполагалось, что стоимость работы составит около 300 000 долларов. Тендерные предложения были запрошены от трех котлоагрегатов в октябре, и проект был в стадии реализации, когда акционеры собрались в ноябре на свое годовое собрание.

Правлению понравился подход Су с самого начала, говорит президент Дэвид Эстрин, потому что «он, похоже, не говорил нам то, что, по его мнению, мы хотели услышать». По аналогичным причинам директора выбрали победителя конкурса на поставку котла, контролируемого горения. «Они казались менее позитивными», - говорит Эстрин. «Другая фирма, которую мы рассматривали, сказала, что все будет идеально, и мы знали, что это, скорее всего, не будет». В отличие от этого, говорит Эстрин, «Контролируемое горение» было прозаичным в отношении возможных проблем и прямым указанием того, как оно будет с ними справляться.

Сегодня новый котел кооператива установлен и работает, вырыта траншея, установлены дренажные насосы для слива поступающей воды, ведется ремонт старого котла. Правление в восторге от того, как продвигается работа. Су написал правлению 11 отчетов о проделанной работе, которые Эстрин описывает как «очень сплоченную единицу. Хотя я президент, я просто первый среди равных. Все наши решения принимаются консенсусом, и я считаю, что мы очень повезло для этого ".

Деньги других людей: беспроцентная ссуда

Ремонт или замена стали проблемой для другого имущества.В Far Rockaway правление 65-квартирного кондоминиума Nameoke Court Condominium знало, что необходимо заменить устаревшую котельную систему, в которой использовалась серия котлов, работающих в тандеме. Президент совета директоров Марк Уайзман замечает: «Это был плохой дизайн и плохое приложение».

Стив Гринбаум, директор по управлению Mark Greenberg Realty, говорит, что у Nameoke Court была еще одна проблема: «Здание испытывало серьезные финансовые трудности; у них просто не было денег». Модульная масляная горелка 1960-х годов просто не подходила для этого.Деньги тратились на ремонт, а постоянные нарушения усугубляли боль. «У нас было множество отключений, и, когда у нас все же заработал котел, он перегрел здание. Мы рассмотрели наши различные варианты, но у нас их не было. Совет отказался выдвигать общие обвинения, так что не было ничего мы могли сделать, кроме как попытаться получить ссуду, что казалось невозможным ».

Инвесторы, имеющие деловой интерес к собственности, побудили совет директоров и Гринбаума продолжать поиски до тех пор, пока они не нашли вариант пятилетней беспроцентной ссуды от KeySpan.Намок Корт заменил горелку, сохранив «чайник», который кипятит воду, и преобразовал ее в газовое тепло. Эту работу выполнила Abilene, крупная компания по установке котлов в Бруклине, и совет директоров нанял инженера Рональда Кригсмана из Лоуренса, штат Нью-Йорк, для наблюдения за работой и составления проектных спецификаций.

Новая система в Намоке, говорит Кригсман, «управляется одним общим устройством, которое определяет, когда началось нагревание, и которое также определяет тепло воды, возвращающейся в бойлер.«Котел циклически включается и выключается в зависимости от желаемой температуры циркулирующей воды. Гринбаум считает это« миссией выполненной ».

Оперативная помощь: улучшение работы системы

Котлы обычно включаются и выключаются при повышении наружной температуры и "Эта одна холодная квартира является причиной того, что окна в остальной части здания открыты", - говорит Гиффорд. Это проблема, которую электронные системы мониторинга стремятся исправить.

Выравнивание таких температур было проблемой в Deepdale Gardens, кооперативе из 69 зданий в Литтл-Нек, Нью-Йорк. Правление хотело улучшить работу существующей котельной системы, то есть удешевить.

Эта задача выпала на долю Херба Флахнера, операционного директора Deepdale. В течение 40 лет в сфере технического обслуживания зданий он недавно стал сторонником устройства для экономии топлива IntelliCon-CHW с микропроцессорным управлением, которое было установлено на каждом из 25 котлов Deepdale в 2006 году.Он говорит, что гаджеты, которые контролируют температуру циркулирующей воды и стратегически включают и выключают печи, сэкономили Deepdale 18 процентов на его ежегодных счетах на топливо в размере более миллиона долларов в 2007 году. Каждое устройство стоило 5500 долларов, говорит Флахнер, так что «оно окупилось. на первом курсе."

Сторонник принципа «попробуй, прежде чем покупать», Флахнер перед заказом полного комплекта установил два блока CHW на два котла в качестве теста. Прошлым летом он провел дополнительное исследование по эксплуатации котлов с системой IntelliCon и без нее и увидел экономию около 150 долларов в неделю на каждый котел при производстве горячей воды.

Пол Мазза, президент Energy Conservation Service, компании, которая продает IntelliCon-CHW, говорит, что его система в целом может снизить затраты на топливо как минимум на одну пятую и что «окупаемость установки никогда не превышает шести месяцев». Система работает, измеряя скорость изменения температуры циркулирующей воды до трех раз в секунду, задерживая зажигание горелок на две трети времени. IntelliCon-CHW увеличивает время циркуляции воды без дополнительного нагрева.

Циклическое нагревание: уменьшение его по беспроводной сети

Температурный баланс также был проблемой на другом участке Лонг-Айленда. Шэрон Мессье, постоянный менеджер Forest Green Luxury Apartments в Ислипе, Нью-Йорк, курирует жилой комплекс из 257 квартир, от 16 до 39 квартир каждая, которые питаются от 12 бойлеров. В 2005 году она столкнулась с этой слишком распространенной проблемой - некоторые квартиры постоянно перегревались, а другим жильцам не хватало тепла. Частью проблемы был сильный океанский бриз.Однако проблема заключалась не в котле, а просто в том, как распределялось циркулирующее тепло.

Беспроводной контроль нагрева
позволяет мгновенно контролировать температуру
и время работы котла
.

Работая с Peconic Energy and Environmental Corporation в парке Гарден-Сити, совет директоров Forest Green попросил Мессье проконтролировать установку беспроводного теплового компьютера Energuard и размещение датчиков в стратегических точках на территории, чтобы учесть колебания температуры для разные экспозиции.Датчики измеряют температуру в кооперативе, а компьютер использует различные входы для расчета времени зажигания котла. Возвращаясь к аналогии с такси, Energuard спрашивает каждого пассажира, холодно ему или жарко, а затем использует свое суждение для достижения компромисса.

Система позволяет мгновенно контролировать температуру и время работы котла. Мессье говорит: «В ночное время мы устанавливаем котел на откат до 68 градусов. Днем, когда жители возвращаются домой, мы позволяем температуре подниматься до 71-72 для [людей, принимающих] душ и готовящихся к работе. для кровати.Примерно в 4 часа утра мы снова повышаем температуру. «

Мессье следит за системой, используя ноутбук в своем офисе», который дает нам показания в течение дня и ночи температуры в квартирах, когда сработали бойлеры. на, и как долго они бежали. Самое приятное то, что даже если оборудование старое и устаревшее, датчики отключают его, сокращая время работы и экономя деньги ».

Элейн Бовик, председатель совета директоров на момент установки Energuard, говорит, что это решение было вынужденным. : «Мы были обременены несколькими старыми котлами, и мы стремились максимально увеличить расход топлива, чтобы сэкономить.Два члена правления и наш менеджер по недвижимости посетили два или три разных здания с использованием системы Energuard ».

Уильям Раттмер, один из этих членов, осмотрел большое здание на Манхэттене, где уже был подключен Energuard, вместе с Алланом Ричманом из Peconic Energy «Ричман сделал пару презентаций, и мы пошли в два здания, одно на Манхэттене, а другое в Бронксе, - говорит Раттмер. - Один на Манхэттене занимает целый городской квартал, а Forest Green раскинулся на 18 акрах. .Но мы думали, что это может сработать, и провели тесты в двух наших зданиях ». Он добавляет, что правлению потребовалось около двух лет таких исследований, чтобы принять решение об установке системы управления, и что рост цен на нефть был основным фактором.

Перед покупкой, однако, они проверили его. В ходе испытаний Energuard в одном здании сравнивалась со стандартными котлами в другом сопоставимом здании комплекса. Результатом, по словам Мессье, была 46-процентная экономия расхода топлива и аналогичное сокращение количества тепловых циклов в контролируемом здании.«Люди были настроены скептически, - говорит Раттмер, - но до этой системы неравномерное отопление было повсеместным явлением. Все поддерживали свои термостаты постоянно, и некоторые люди жарили, в то время как в других квартирах температура была 40 градусов».

В рамках модернизации компания Forest Green заменила пять старых котлов на новые и установила водонагреватели, чтобы котлы не работали летом только для горячего водоснабжения. «Люди есть люди, - говорит Бовик, - и иногда намного легче открыть окно, чем выключить тепло.Эта система контроля температуры позволяет лучше контролировать количество тепла, поступающего в каждое здание. Шэрон может взглянуть на компьютер и сказать, где работают котлы, и, да, мы можем определить, злоупотребляет ли кто-то системой ".

Из июньского номера журнала Habitat за 2008 год.

БОЛЬШЕ СТАТЕЙ

зданий | Бесплатный полнотекстовый | Сравнение теплоснабжения в одноквартирном доме с радиаторными системами и системами теплого пола

1.Введение

Отопление - это основная потребность в энергии в регионах с холодным климатом, и с ростом мирового населения и количества городских городов количество отапливаемых территорий также увеличивается. Поскольку на строительный сектор приходится примерно 40% от общего потребления энергии в Европейском Союзе [1], из которых две трети используется для отопления помещений [2], энергоэффективность зданий остается и остается важной проблемой. По данным Шведского энергетического агентства, в 2014 году общее конечное потребление энергии для отопления и горячего водоснабжения в домашних хозяйствах составило около 82 ТВтч [3].Текущие цели по сокращению энергопотребления в Швеции составляют 20% к 2020 году и 50% к 2050 году по сравнению с базисным 1995 годом [3]. В Швеции на дома на одну семью приходится большая доля общего тепла. спрос, чуть более 40% [1]. Кроме того, эксплуатационные затраты на энергию выше для односемейных домов по сравнению с многоквартирными домами, а также жилыми помещениями [4]. Существует множество типов систем отопления для частных домов, которые можно классифицировать по различным параметрам, таким как источники энергии, теплоноситель, а также процесс теплопередачи.Основное внимание в этом исследовании уделяется гидравлическим системам. Системы водяного отопления - одна из наиболее энергоэффективных систем отопления, в которой вода используется для распределения тепла в помещении. Наиболее коммерческими типами систем водяного отопления являются водяные полы и радиаторы. Системы водяного отопления работают с низкотемпературными источниками энергии, что дает им наибольшие преимущества перед другими системами отопления. Следовательно, возможно интегрировать систему теплого пола с любой системой возобновляемой тепловой энергии, такой как солнечные или геотермальные тепловые насосы и низкотемпературные системы централизованного теплоснабжения [5].Надежный контроль, обогрев ног и равномерное распределение температуры - другие преимущества теплого пола [6]. Теплый пол не только создает приятные ощущения при ходьбе по полу с подогревом, но и является сухим и снижает вероятность роста клещей и других аллергенных организмов. Люди, страдающие аллергией, часто предпочитают лучистое тепло, потому что оно не распространяет аллергены, как системы принудительной подачи воздуха [7,8,9]. Однако производительность системы подогрева пола во многом зависит от типа конструкции здания, а также от состояния пола.Тепло, излучаемое системой подогрева пола, передается в обоих направлениях (то есть в комнату и к земле), что означает риск значительных потерь тепла из-за плохого подземного изоляционного слоя. Это приводит к более высоким инвестиционным затратам на систему в случае ремонта и более высоким начальным затратам на новые здания. Кроме того, тепловая инерция пола оказывает прямое влияние на климатические условия в помещении и характеристики энергосистемы. Материал напольного покрытия с более высокой теплоаккумулирующей способностью вызывает относительно долгое время реакции на условия внезапного изменения климата.Это означает, что при быстром падении температуры наружного воздуха этот тип напольного покрытия может помочь поддерживать равномерную температуру в помещении, но при быстром повышении температуры наружного воздуха возникает риск перегрева, поскольку система отопления медленно адаптируется. В качестве альтернативы, рассматривая напольный материал с более низкой теплоаккумулирующей способностью, такой как ламинат, система обогрева должна быстрее адаптироваться к меняющимся условиям [10]. Кроме того, радиаторы обычно размещают под окнами, чтобы уменьшить потери тепла из-за нисходящих потоков с холодной поверхности окон, что также делает систему местного отопления по сравнению с системой теплого пола, которая является широко распространенной системой распределения тепла.Таким образом, благодаря внедрению низкотемпературных и высокоэффективных радиаторных систем температура подачи для обеих систем почти одинакова [11]. Однако есть некоторые противоречивые результаты предыдущих исследований годовой потребности в отоплении радиаторных систем и систем напольного отопления в зданиях. Таким образом, основная цель данного исследования - сравнить годовой спрос на отопление для дома на одну семью, построенного либо в соответствии с шведскими строительными нормами (BBR), либо с критериями пассивного дома, и в сочетании с радиаторами или подогревом полов в качестве системы распределения тепла.Еще одна цель - изучить влияние напольного покрытия на годовую потребность зданий в отоплении.

2. Система водяного отопления

Система водяного отопления может быть оценена с учетом различных аспектов, включая общую подачу тепла, тепловой комфорт, инвестиции, а также затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание. В этом разделе кратко представлен обзор предыдущих исследований радиаторов и систем теплого пола.

2.1. Радиаторы
Радиаторные системы отопления представлены секционными чугунными колоннами, крупнотрубными агрегатами, плоскими панелями и сборными стальными секциями.В данном исследовании панельные радиаторы рассматривались как радиаторные системы отопления, поскольку этот тип радиаторов является одним из самых популярных типов радиаторов в жилых домах [12]. Энергетические характеристики радиаторов были широко изучены, но в основном они связаны с влиянием различных типов энергоносителей на энергетические характеристики здания, а также на конфигурацию радиаторов и оценку температуры подачи. [13] изучали переходную модель жидкостного панельного радиатора.Панельный радиатор был смоделирован численно, и результаты были сопоставлены с результатами экспериментов. В исследовании оценивалось влияние переходного периода в моделировании системы на оценку энергетической эффективности. В исследовании моделирование переходной системы сравнивалось с сосредоточенной стационарной моделью. Результаты показали, что модель стационарного состояния вызвала завышенную оценку выделяемого тепла. Jangsten et al. [12] оценили температуру подачи и возврата от радиаторов в Швеции с помощью статистической оценки.Средняя температура подачи и возврата составила 64 ° C и 42 ° C, соответственно, при расчетной температуре наружного воздуха (DOT) -16 ° C. Хотя расчетные температуры радиаторных систем были разными из-за климатических условий, а также национальной энергетической политики в каждой стране, они также менялись в течение года. Расчетная температура подачи также была очень важна с точки зрения общего энергопотребления, которую следует оценить в дальнейших исследованиях. В Швеции системы централизованного теплоснабжения являются наиболее распространенной системой производства горячей воды, которая используется как в системах горячего водоснабжения, так и в системах водяного отопления.Наивысшие расчетные температуры для общей системы централизованного теплоснабжения в Швеции составляют около 90/70 ° C и 80/60 ° C для температуры подачи и возврата, соответственно [14]. Однако из-за пересмотра шведских строительных норм и правил расчетная температура подачи радиатора ограничена и должна быть ниже 55 ° C в большинстве случаев, но не выше 60 ° C в особых случаях [15]. Поэтому радиаторные системы обычно рассчитаны на более низкие температуры подачи и возврата, такие как 60/45 ° C, 60/40 ° C и 55/45 ° C в Швеции [16].Это приводит к наличию двух типов радиаторных систем в существующих зданиях: «низкотемпературных» и «высокотемпературных» систем [17]. Низкотемпературные радиаторы были исследованы Сарбу и Себархиевич [9] для офиса, расположенного в Политехническом университете Тимишоары в Румынии, где расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха составляли 22 ° C и -15 ° C, а температуры подачи и возврата для температура радиаторной системы отопления была 45 ° C и 35 ° C соответственно. Обзор литературы был проведен Karmann et al.[18], чтобы оценить, обеспечивают ли радиаторные системы лучший, равный или более низкий тепловой комфорт, чем воздушные системы. Karmann et al. [18] пришли к выводу, что доступно ограниченное количество исследований и, следовательно, нельзя дать однозначный ответ. Тем не менее, есть убедительные доказательства того, что излучающие системы могут обеспечить такой же или лучший комфорт, чем воздушные системы.
2.2. Напольное отопление
Системы напольного отопления - это тип системы лучистого панельного отопления, который широко используется в странах с холодным климатом, например в Швеции.Системы лучистого панельного отопления поставляют тепло непосредственно к полу, стене или потолку с помощью воздушных, водных или электрических элементов. Существуют различные типы систем водяного теплого пола, которые классифицируются в зависимости от конфигурации сборки [19]. Наиболее распространенный тип конфигурации системы теплого пола - плита на уровне земли, когда лучистая труба заделана в стяжку. Трубка обычно прикрепляется к металлической сетке с помощью пластиковых стяжек. Остальные типы узлов теплого пола с расчетным значением R-Value их сборки приведены в таблице 1.

За последние два десятилетия было проведено несколько исследований для оценки энергетических характеристик напольного отопления; однако системы теплого пола все еще находятся в стадии разработки.

Weitzmann et al. [20] оценили влияние фундамента здания и конструкции пола на производительность системы подогрева пола с использованием имитационной 2D модели тепловых потерь и температуры в плите на земле. Результаты показали, что фундамент и тип пола существенно влияют на теплопотери на землю при использовании системы теплого пола [20].Саттари и Фархани [21] изучали влияние многих параметров конфигурации, включая влияние материала напольного покрытия, толщины покрытия, диаметров труб, количества труб и других размерных эффектов для комнаты. Результаты показали, что диаметр и тип трубы оказывают меньшее влияние, но толщина и тип покрытия пола существенно влияют на тепловые характеристики системы. Карлссон [22,23] оценил температуру подачи и эффект саморегулирования, рассматривая численную модель системы теплого пола в одноквартирном доме, расположенном в Швеции.Также оценивался эффект от конструкции пола. В этом исследовании оптимальная температура подачи для системы теплого пола была рассчитана с использованием метода прогнозирующего контроля. Целевая функция оптимизации заключалась в минимизации использования энергии, параметром ограничения был тепловой комфорт, а температура подачи рассматривалась как оптимизированная переменная. Результаты для эталонной комнаты показали, что оптимизированная температура подачи была относительно стабильной во времени [22,23]. В исследовательском проекте, выполненном Рахими и Сабернаеми [24], три типа механизмов теплопередачи в комнате с системой подогрева пола были оценены, чтобы оценить вклад свободной конвекции, излучения и теплопроводности от системы напольного отопления к воздуху помещения и другим поверхностям, включая землю.Был сделан вывод о том, что излучение было существенным механизмом передачи тепла от теплой поверхности пола к другим поверхностям ограждения с использованием системы подогрева пола, тогда как 75–80% этой потери тепла было обеспечено механизмом излучения от поверхность пола с подогревом [24].
2.3. Сравнение радиаторных систем и систем теплого пола
Существует несколько сравнительных исследований распределения температуры в помещении и оценки стоимости систем радиаторного и напольного отопления. Однако согласованных результатов по общему теплоснабжению односемейного дома с радиаторами или подогревом полов нет.Ливонен [25] показал, что для многоквартирного дома теплый пол обеспечивает на 15–25% больше тепла по сравнению с современными низкотемпературными радиаторными системами. Однако другой информации о рассматриваемом типе конструкции здания в данном исследовании нет. Перссон [26] в обзоре литературы, выполненном на основе нескольких исследований, проведенных между 1970 и 2000 годами, указал, что шведские односемейные дома с подогревом пола потребляют больше энергии, чем соответствующие дома с радиаторными системами. Ни в одном из исследований не рассматривались стандарты строительных норм для предлагаемых тематических исследований.Сарбу и Себархиевич [5] пришли к выводу, что системы напольного отопления имеют меньшую подачу тепла, чем системы радиаторного отопления. В ходе численного исследования они показали, что в хорошо изолированном здании общая теплоснабжение системы радиаторного отопления на 10% больше, чем системы теплого пола. Сарбу и др. [9] в отдельном экспериментальном и численном исследовании сравнили коэффициент полезного действия системы (COP), когда радиаторное или напольное отопление выбрано в качестве основной системы отопления в офисном здании.Результаты показали, что коэффициент полезного действия существенно не изменился при использовании радиаторного отопления или теплого пола; однако, если системы отопления были подключены к тепловому насосу, рекомендуется использовать систему теплого пола вместо системы радиаторов из-за более низкой температуры подачи [9] .Farooq et al. [27] выполнили оценку энергетического анализа здания, в котором установлены радиаторы или полы с подогревом в качестве системы отопления, с точки зрения теплового комфорта и энергоэффективности. Результаты показали, что потребность в отоплении в здании с радиаторами составляет 7.На 5% выше по сравнению с системой теплого пола. Хорасанизаде и др. [28] провели численное исследование двухмерного ограждения с подогревом пола, и полученные результаты показали, что распределение температуры в замкнутой зоне с системой подогрева пола было более равномерным, чем в централизованной системе отопления, такой как радиаторы, которые создают лучшую теплоотдачу. комфорт. Хорасанизаде и др. [28] также сравнили общий тепловой поток в системе теплого пола и системе централизованного отопления, и был сделан вывод, что система теплого пола снизит мощность тепловой нагрузки.Результаты также показали, что при использовании напольного отопления условия теплового комфорта были лучше с точки зрения структуры потока и распределения температуры. Myhern и Holmberg [29,30] провели численное исследование, чтобы сравнить традиционный двухпанельный радиатор с вентилируемым радиатором. Результаты показали потенциал экономии энергии с помощью вентилируемого радиатора по сравнению с традиционным двухпанельным радиатором. Аспект теплового комфорта в помещении также оценивался для офисного здания в Швеции. В этом исследовании изучались структура потока, скорость движения воздуха и распределение температуры для коммерческой системы отопления, включая средне- и высокотемпературные радиаторы, системы напольного отопления и отопления стен.Результаты показали, что расположение излучателей и конструкция систем вентиляции очень важны. Он также пришел к выводу, что низкотемпературные системы отопления могут улучшить работу системы, но могут вызвать некоторый локальный тепловой дискомфорт [29,30]. Ольсон [8,31] оценил энергоэффективность напольного отопления и радиаторов для жилых, офисных и других помещений. промышленные здания для трех различных типов климатических условий - Стокгольма, Брюсселя и Венеции - где основное внимание уделялось количеству потерь тепла, а также оценивалась потребность в энергии в каждом конкретном случае.Результаты показали, что потребность в первичной энергии для теплого пола была ниже, чем для радиаторной системы [8,31]. Карабай и др. [7] изучали параметры конфигурации напольного отопления, такие как диаметр трубы, длина трубы, толщина, материал трубы, массовый расход и температура подачи. Эффективность системы подогрева пола сравнивалась с обогревом стен с точки зрения распределения температуры, и результаты показали, что обогрев полов рекомендуется использовать вместо обогрева пола. В недавнем исследовании Ma et al. [32] сравнили радиаторную систему отопления, как традиционную систему отопления, и систему теплого пола, интегрированную с солнечным грунтовым тепловым насосом, в экспериментальном исследовании.Результаты показали, что система теплого пола может сэкономить энергию на 18,9% по сравнению с традиционными радиаторами. В экспериментальном исследовании [9] температуры подачи и возврата для системы теплого пола были измерены как 42 ° C и 36 ° C соответственно. когда расчетная наружная температура принималась равной –15 ° C [9]. В другом исследовании, проведенном Хорасанизаде [28], температура подаваемой воды для жестких полов рекомендуется на уровне 45–50 ° C в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха; в то время как в подвесных полах эта температура составляет 55–60 ° C.Следует отметить, что в обычных жидкостных радиаторах с горячей температурой температура воды на входе составляет 70–80 ° C, хотя эта температура для низкотемпературных высокоэффективных гидравлических радиаторов снижается до 45-50 ° C, что соответствует тому же уровню, что и спрос на температуру подачи теплого пола [28]. Температуры поверхности пола 23–24 ° C обычно достаточно для получения комфортной температуры в помещении 18–20 ° C [5,9].

3. Анализируемое здание

Анализ был основан на типичном односемейном доме, спроектированном на основе шведских строительных норм и правил 2015 года и критериев пассивного дома.На рис. 1 показаны план первого этажа и фасад дома. Предполагалось, что моделируемые здания отапливаются централизованным теплоснабжением с аналогичной температурой подачи 45 ° C как для систем радиаторного отопления, так и для систем напольного отопления. В таблице 2 показаны основные архитектурные детали, а в таблице 3 показаны тепловые характеристики смоделированных зданий. В этом исследовании были рассмотрены два различных типа конструкции зданий на основе BBR-2015 и ограничений пассивного строительства. Чтобы учесть тепловые свойства соответствующих отсеков здания для условий пассивного здания, предполагается, что значения U аналогичны существующему сертифицированному пассивному дому в Швеции, как показано в Таблице 3.В таблице 4 показаны строительные материалы, за исключением полов, которые учитывались для моделей здания BBR и пассивного кодекса. Влияние тепловых мостов также учитывалось как в моделях BBR, так и в пассивных моделях здания. Соответствующий общий коэффициент теплопередачи для линейного теплового моста для моделей BBR и пассивного здания составил 0,0947 и 0,0344 Вт / м · К, соответственно, с использованием VIP-Energy и реализован в TRNSYS. VIP-Energy позволяет детально анализировать тепловые мосты зданий.Программа имеет обширный каталог материалов и компонентов и оценивает солнечную радиацию, доступную для здания, с использованием модели Хэя – Дэвиса – Клучера – Рейндла [33]. Математические описания других ключевых моделей, используемых в программе VIP-Energy, описаны Йоханнессоном [34] и Найлундом [35]. Соответствующее значение U, касающееся потерь тепловых мостов для различных частей здания BBR, было принято как соединение внешней стены с внешней стеной: 0,08 Вт / м · К, соединение внешней стены с внутренней стеной: 0.03 Вт / м · K, периметр окон: 0,03 Вт / м · K, соединение крыши с внешней стеной: 0,09 Вт / м · K, и внешняя стена-плита на земле: 0,14 Вт / м · K.

Соответствующие значения коэффициента теплопередачи в отношении потерь тепловых мостов для пассивного здания были приняты как соединение внешней стены с внешней стеной: 0,06 Вт / м · K, соединение внешней стены с внутренней стеной: 0,01 Вт / м · K, периметр окон: 0,016 Вт / м · К, соединение крыши с внешней стеной: 0,056 Вт / м · К, и внешняя стена-плита на земле: 0,064 Вт / м · К.

На рис. 2 показано расположение деталей соединения внешней стены с внешней стеной, которые были учтены при расчете соответствующей модели здания тепловых мостов.В Таблице 5 представлен список исследованных материалов для полов и соответствующие термические свойства, а также типичная и предполагаемая толщина.

Влияние ковра на материалы полов как в модели BBR, так и в пассивной модели здания с радиатором или системой подогрева пола было изучено с помощью анализа чувствительности. В этом анализе чувствительности были определены три типа ковров (ковер с 1 по 3) с соответствующим значением U, равным 1,835, 2,381, 3,125 (Вт / м 2 K), на основе наиболее распространенных типов ковров, доступных на рынок.

Стандартные значения для различных частей здания в BBR-2015 приведены в таблице 6.

4. Методы

Анализ в этом исследовании был разделен на основной анализ и анализ чувствительности. В основном анализе оценивался годовой объем отпуска тепла как для радиаторных систем, так и для систем напольного отопления в BBR и пассивных зданиях, соответственно. Таким образом, основной анализ содержал четыре разные модели с использованием TRNSYS. TRNSYS - это программа моделирования переходных процессов с часовым шагом и многозонным динамическим энергопотреблением, которая все чаще используется исследователями для анализа энергетического баланса зданий.Программа была утверждена международным проектом, предложенным Приложением 43 МЭА / Задачей 34 [39]. Эталонный случай, который был разработан на основе здания BBR, отапливаемого системой радиаторов (ранее описанный в разделе 3), был использован для сравнения результатов, полученных с помощью модели TRNSYS, с информацией, полученной от владельца здания. Ежемесячная потребность в отоплении помещений для эталонного случая сравнивалась для проверки разработанной модели, и результат представлен на Рисунке 3. Предполагалось, что поставленное тепло для горячего водоснабжения составляет 24% от общей потребности в отоплении [40], и оно было исключено. от общей переданной тепловой энергии к реальному корпусу для этой цели.Результаты показали хорошее совпадение, за исключением декабря, что может быть вызвано незаработкой из-за отпуска. Расчетная общая годовая потребность в тепле была на 4% больше с использованием модели TRNSYS.
4.1. Детали плиты грунта
Во всех изученных случаях грунт моделировался как "плита на уровне грунта", называемая SOG. SOG был разделен по удаленности от вертикальных границ здания (Рисунок 4). Поскольку длина исследуемого здания составляла 15,67 м, площадь этажа в эталонной модели была разделена на две части, включая 43 м 2 как SOG0–1 м и 81.4 м 2 как SOG1–6 м. Расчетная мощность радиатора рассчитана с использованием уравнения (1) на основе метода ASHRAE, описанного в Справочнике ASHRAE 2004 г. - Системы и оборудование HVAC [41]. степенная функция разницы между воздухом в помещении и теплоносителем в радиаторе. где t s - средняя температура теплоносителя, t a - температура в помещении, c - константа, определенная при испытании устройства, а n зависит от типа устройства.Конвектор радиатора n принимается равным 1,5. Поскольку производители не публикуют поправочный коэффициент c для своей продукции, этот параметр необходимо рассчитывать на основе проектных значений для радиатора.

c = 5 × 10−8tdesign, s + 2734 − AUST + 2734 / tdesign, s − tAUSTn

(2)

где tdesign, s и AUST - температура поверхности и средневзвешенная температура неконтролируемых поверхностей в помещении.

В зависимости от типа радиаторов приблизительное распределение излучения и конвекции для различных обогревателей различается.В этом исследовании и в качестве эталонного состояния в качестве эталонного условия принимается однопанельный радиатор с излучением 33% и конвекцией 67%. В рамках анализа чувствительности изучаются еще два типа излучателей с излучением 15% и 10%.

При анализе чувствительности учитывались разные типы напольных покрытий вместо ламината, который был выбран в основном анализе. Кроме того, в рамках анализа чувствительности было изучено влияние системы подогрева пола.На основе расчетного U-значения сборки было выбрано пять типов конфигураций сборки, помимо плиты по уклону, которые были реализованы как в пассивной модели здания, так и в модели здания BBR. Реализованные конфигурации системы теплого пола, включая предполагаемую U-ценность, перечислены в таблице 7.
4.2. Постоянная времени
DOT необходим для расчета мощности системы отопления и зависит от постоянной времени здания. Постоянная времени строительства рассчитывалась как для BBR, так и для условий пассивного строительства на основе следующего уравнения:

τ = ∑C × m∑UA + Qvent · 13600

(3)

где, C - теплоемкость строительных материалов, m - масса.При суммировании значений UA учитывалось влияние тепловых мостов. Вентиляционное отверстие Q содержит вентиляционные (утечки Q ) и инфильтрационные (Q утечки ) потери. Потери Q –вент и утечка Q были рассчитаны с использованием следующих уравнений.

Qloss − vent = ρair · Cair.q˙vent · 1 − ϑ

(4)

Qleak = ρair · Cair.q˙leak

(5)

где q˙vent - коэффициент вентиляции, который составлял 0,351 л / с.м 2 для обоих случаев, но q˙leak, которая представляет собой воздухопроницаемость, было равно 0.6 л / см 2 при 50 Па для здания BBR, в то время как это значение для пассивных зданий было принято равным 0,2 л / см 2 при 50 Па. Коэффициент рекуперации тепла вентиляции (ϑ) был принят 0,8 только в корпус пассивного здания. Постоянные времени строительства для BBR-2015 и пассивных зданий были рассчитаны как 1 день и 2 дня соответственно. Затем, исходя из шведских климатических данных, расчетная температура наружного воздуха для Векшё составила -14,4 ° C и -13,3 ° C в течение 1 дня и 2 дней соответственно.Таким образом, 15 февраля и 13 января были выбраны в качестве расчетных дней на основании среднесуточной температуры, соответствующей полученным расчетным температурам наружного воздуха в 1 и 2 дня.
4.3. Энергетический баланс
Годовые потребности в энергии для зданий рассчитывались ежечасно с использованием программы динамического моделирования TRNSYS. Суточные колебания и среднемесячные значения температуры наружного воздуха, дневной глобальной радиации, а также часов солнечного сияния для созданного и импортированного файла погоды за 2013 год для Векшё показаны на Рисунке 5, а ключевые климатические данные для анализа энергетического баланса сведены в Таблицу 8. .Основные значения и допущения для расчетов энергетического баланса перечислены в Таблице 9. Расчеты были основаны на почасовом временном шаге во всех инструментах моделирования. Температура грунта для всех разработанных моделей принималась равной 10 ° C. Внутренний приток тепла для всех моделей складывался из помещения, системы освещения, электрических устройств и циркуляции горячей воды. Заданные температуры внутреннего отопления составляли 21 ° C для моделирования систем отопления как радиаторов, так и полов.

5. Результаты

Результаты разделены на два раздела, включая основной анализ и анализ чувствительности.Для проверки модели на основе предоставленной информации об исследуемом здании была разработана эталонная модель, и результаты сравнивались с точки зрения потребности в тепле. Исследуемое здание подключено к системе централизованного теплоснабжения. Основной анализ состоял из спроса на отопление, а также потерь при теплопередаче полов для всех изученных случаев. Наконец, был проведен анализ чувствительности с точки зрения оценки изменений в спросе на отопление из-за различных исследуемых параметров.

5.1. Основной анализ
Были оценены колебания потребности в тепле для всех изученных случаев в соответствующий расчетный день (15 февраля для здания BBR и 13 января для пассивного здания) (Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8 и Рисунок 9). Как показано на Рис. 6 и Рис. 8 для BBR и пассивного здания, соответственно, потребность в отоплении в течение расчетного дня в случае напольного отопления была выше, чем для здания с радиаторным отоплением. Ежедневная потребность в отоплении здания BBR с использованием радиаторов и теплого пола составляла 57.7 кВтч и 70,2 кВтч соответственно, в то время как общая суточная потребность в отоплении с использованием радиаторов и теплого пола для пассивного здания составила 48,4 кВтч и 68,6 кВтч соответственно. Рисунок 7 показывает, что потери тепла при передаче тепла в интегрированную систему теплого пола в день проектирования были больше, чем в здании с радиаторным отоплением. В пассивном здании количество часов без потребности в отоплении было выше в случае полов с подогревом. Однако в остальное время соответствующий спрос на отопление в системе теплого пола был выше, чем в радиаторной системе.На Рисунке 9 показано, что теплопотери при передаче тепла через пол ниже для радиаторов в пассивном здании. Было оценено влияние использования подогрева пола или радиаторов на суточные колебания потребности в отоплении как для BBR, так и для пассивного здания, которое представлено на Рисунках 10 и Рис. 11. Результаты показывают, что как в BBR, так и в пассивных зданиях, интегрированных с системой подогрева пола, спрос на отопление был выше. Максимальная потребность в тепле в системе теплого пола в пассивном здании не изменилась; однако это значение для радиаторной системы отопления немного ниже по сравнению с состоянием здания BBR.

Если система подогрева пола используется в хорошо изолированном здании с потреблением энергии ниже минимально возможной энергии, система может включаться и выключаться и тем самым обеспечивать неравномерную подачу тепла.

Однако общий годовой спрос на отопление для системы теплого пола был выше по сравнению с системой радиаторного отопления. Общая годовая потребность в отоплении для исследуемых зданий BBR в эталонной модели составляла 57 кВтч / м 2 и 64 кВтч / м 2 для систем радиаторного отопления и напольного отопления, соответственно, в то время как для пассивного здания эта сумма составляла 24 кВтч / м 2 и 44 кВтч / м 2 для систем радиаторного отопления и теплого пола соответственно.

Потери тепла при передаче тепла через пол в здании BBR составили 32 кВтч / м 2 и 35 кВтч / м 2 для систем радиаторного отопления и теплого пола соответственно. На этот параметр в пассивном здании не повлияла система распределения тепла, поскольку она рассчитывала 29 кВтч / м 2 и 30 кВтч / м 2 для систем радиаторного и напольного отопления, соответственно. Результаты показали, что в обоих типах условий строительства система теплого пола вызвала более высокие потери тепла при передаче тепла по сравнению с системой радиаторного отопления.

Изменение спроса на поставляемое отопление в зависимости от температуры наружного воздуха было рассчитано на основе расчетного дневного профиля отопления как для BBR, так и для пассивных зданий, интегрированных с радиаторными системами и системами напольного отопления. Как показано на Рисунке 12, потребность в тепле для теплого пола больше зависела от температуры наружного воздуха по сравнению с радиаторным отоплением. Как в BBR, так и в пассивных зданиях, которые были оборудованы системами подогрева пола, максимальная потребность в отоплении увеличилась на 100%, когда температура наружного воздуха снизилась на 10 градусов, в то время как в том же здании для систем радиаторного отопления максимальная потребность в отоплении изменился только на 43%, когда температура наружного воздуха упала на 10 градусов.Были изучены ежемесячные потребности в отоплении и теплопотери при передаче тепла для всех эталонных моделей, результаты были сопоставлены и представлены на Рисунках 13 и 14. Результаты показали, что зимой использование системы подогрева пола оказало более значительное влияние на оба месяца. потребность в отоплении и теплопотери при передаче тепла через пол по сравнению с системой радиаторного отопления для BBR или пассивных зданий. Осенью и весной этот эффект не был значительным в каждом из исследованных типов зданий.
5.2. Анализ чувствительности
Анализ чувствительности, выполненный для оценки влияния напольных покрытий на годовую потребность в отоплении как для BBR, так и для пассивных зданий. В этом исследовании были оценены 14 распространенных типов напольных покрытий, которые были разделены на четыре группы в зависимости от их соответствующего U-значения. В таблице 10 показано соответствующее значение коэффициента теплопередачи для каждой группы. На рисунке 15 показаны соответствующие изменения потребности в тепле при поставке путем изменения значения коэффициента теплопроводности пола. Результаты показали, что на спрос на отопление в меньшей степени влияет коэффициент теплопроводности полов как в BBR, так и в пассивных зданиях, обогреваемых радиаторной системой.Он также показал, что при выборе материала для пола с более высоким значением теплопроводности потребность в тепле в системах напольного отопления снизилась; однако это оказало негативное влияние на радиаторную систему как в BBR, так и в пассивных зданиях. Спрос на отопление снизился до 3%, когда U-значение общего этажа увеличилось на 60%; тем не менее, потребность в тепле при поставке увеличилась максимум на 1,5% в случае использования напольного материала с коэффициентом теплопроводности на 60% выше по сравнению с выбранным эталонным условием (т.На рисунке 16 показано, что коэффициент теплопроводности пола в большей степени влияет на потери тепла при передаче на землю как в BBR, так и в пассивных зданиях с системами напольного отопления по сравнению с условиями в системе радиаторного отопления. Выбор материала для пола с более высоким значением U приводит к более низкому тепловому сопротивлению между системой трубопроводов теплого пола и внутренним пространством по сравнению с тепловым сопротивлением между системой трубопроводов теплого пола и землей. Следовательно, тепловой поток от системы теплого пола во внутреннее пространство будет выше, чем тепловой поток, передаваемый на землю.Это приводит к снижению потребления тепла и потерь тепла на землю в случае использования полов из материала с высоким коэффициентом теплопередачи.

Спрос на отопление и теплопотери при передаче тепла на землю также оцениваются для коврового покрытия поверх напольного покрытия. Результаты показали, что ковровое покрытие с любым значением U снижает теплопотери при передаче как в BBR, так и в пассивных зданиях, где радиатор был выбран в качестве системы отопления. Однако это увеличило потери тепла при передаче, когда система подогрева пола использовалась как в BBR, так и в пассивных зданиях.Влияние использования ковровых покрытий на годовую потребность в отоплении как для BBR, так и для пассивных зданий с учетом радиаторов в качестве системы отопления было незначительным и составляло менее 1% для всех изученных случаев. Тем не менее, это существенно повлияло на спрос на отопление как для BBR, так и для пассивных зданий с системами подогрева пола. Использование коврового покрытия может увеличить потребность в тепле от 3% до 16% в зависимости от соответствующего ковра, а также его коэффициента теплопроводности.

В конце концов, влияние различных конфигураций системы подогрева пола было изучено с помощью анализа чувствительности.Изменения в спросе на поставляемое отопление были изучены для ряда типичных конфигураций теплого пола с U-значениями (см. Таблицу 7), и результат представлен на Рисунке 17. Результаты показали, что различные системы теплого пола вносили максимум в 4%. изменение спроса на отопление. Это также повлияло на потери тепла при передаче в землю на 3%, когда соответствующее значение U увеличилось почти на 40% по сравнению с эталонными условиями. Плита на уровне пола рассматривалась как эталонный узел теплого пола в этом исследовании.В целом результаты показали, что потребность в отоплении в здании с системой радиаторного отопления ниже по сравнению с системами напольного отопления. Этот результат подтверждает результаты, сообщенные такими исследователями, как Oleson et al. [31], Куреши и др. [27] и Sarbu et al. [5], но противоречит другим результатам, представленным Гарриссоном [25]. Многие параметры могут привести к такому другому результату. Чувствительность потребности в отоплении к доле каждого метода теплопередачи, включенной в энергетический баланс здания, является одним из наиболее важных параметров.Рахими и Сабернаими [24] изучали влияние механизмов теплопередачи на потребность в тепле, и полученные результаты показали, что механизмы радиационной теплопередачи оказывают значительное влияние на моделируемое общее использование энергии в здании. Еще одним параметром, оказавшим большое влияние на результаты, были характеристики здания. Однако в предыдущих исследованиях с разными исходами нет четкой информации о типе изучаемого здания и, следовательно, ее нельзя сравнивать с результатами, полученными в этом исследовании.

6. Выводы

Радиаторные системы и системы напольного отопления известны как наиболее коммерческие системы водяного отопления, которые широко используются в жилых зданиях, особенно в условиях холодного северного климата. Радиаторы имеют небольшую площадь нагрева и поэтому могут реагировать быстрее, чем, например, системы теплого пола. Однако, особенно на кухнях, где поверхность стен ограничена из-за наличия полок и шкафов, подогрев пола может быть практичным. Поверхности холодного пола, которые хорошо проводят тепло, такие как клинкер и камень, получают более комфортную поверхность за счет подогрева пола.

В этом исследовании было изучено влияние уровня энергоэффективности здания, типа конструкции, включая материал полов, на потребность в тепле и теплопотери при передаче как для радиаторных систем, так и для систем напольного отопления. Результаты показали, что у здания с интегрированными радиаторами потребность в отоплении была ниже по сравнению со зданием с интегрированным подогревом полов. Однако тип строительного стандарта, который был применен для строительства здания, был очень решающим.

Результаты также показали, что реконструкция здания BBR с радиаторной системой отопления на основе пассивных критериев привела к ежегодной экономии энергии 58%, в то время как эта сумма для здания BBR с системой подогрева пола составила примерно 49%. Потери тепла при передаче тепла через пол снижаются на 8% и 11% для радиаторов и напольного отопления, соответственно, при модернизации с BBR до уровня энергии пассивных критериев.

Подробный анализ чувствительности показал, что материал пола не оказал существенного влияния на потребность в тепле, а также на потери тепла при передаче в случае использования радиаторов как для BBR, так и для уровня энергии пассивных критериев.Спрос на отопление снизился до 3%, когда коэффициент теплопроводности полов повысился на 60%. Различные типы конфигураций теплого пола также вызвали изменение потребности в отоплении как для BBR, так и для пассивных зданий не более чем на 4%. Структурный излучающий черновой пол с алюминием и канавками имел самую низкую потребность в отоплении по сравнению с другими изученными конфигурациями сборки системы теплого пола.

В этом исследовании мы предположили, что системы радиаторного отопления и теплого пола были подключены к системе централизованного теплоснабжения.В дальнейших исследованиях необходимо будет рассмотреть различные типы тепловых насосов, установок для производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) и системы централизованного теплоснабжения для сравнительной технико-экологической и экономической оценки всех возможных альтернатив энергоснабжения.

Поскольку радиаторы относительно малы по площади, вода должна быть относительно горячей, чтобы обогреть всю комнату; Излучаемое тепло также в основном будет располагаться вокруг радиатора. Этого не должно быть в случае полов с подогревом. Поскольку весь пол нагревается, существует значительный контакт между подогреваемым полом и воздухом, что должно обеспечивать более низкую температуру воды в системе и большее рассеивание тепла по всей комнате.Таким образом, влияние температуры подачи, а также графика работы системы отопления в данной статье не исследовалось и предлагается рассмотреть в дальнейших исследованиях. Использование материала с фазовым переходом в качестве коммерческого типа системы аккумулирования тепловой энергии может оказать значительное влияние на тепловые характеристики напольного отопления, что также может представлять интерес для дальнейших исследований.

HVAC в многоквартирных домах | Building Science Corp

Разделение

Автор является сторонником индивидуальных зданий и индивидуальных служб и школ систем в дополнение к тому, что является поклонником Red Sox.В авторском мире компартментализации и правила Red Sox. Самый элегантный аргумент в пользу разделения многоквартирных домов исходит от Хандегорда (2001).

Воздушные потоки в высотных зданиях, создаваемые эффектом стеклопакета, ставят под угрозу контроль дыма и пожарную безопасность, отрицательно влияют на качество и комфорт воздуха в помещении, а также увеличивают эксплуатационные расходы на энергию для кондиционирования помещения (, рис. 1, ). Изолируя блоки друг от друга и от коридоров, шахт, лифтов и лестничных клеток, можно управлять внутренними воздушными потоками, управляемыми эффектом стека (, рис. 2, и , рис. 3, ).

Рис. 1: Stack Effect — Внутренние воздушные потоки в высоких зданиях ставят под угрозу контроль дыма, пожарную безопасность, качество воздуха в помещении, комфорт и потребление энергии.


Рисунок 2: Разделение на отдельные квартиры
— Изоляция отдельных квартирных единиц от коридоров и коридоров от шахт, лифтов и лестничных клеток снижает внутренние потоки воздуха, вызываемые эффектом стеклопакета.


Рисунок 3: Герметичность блока - Каждый блок изолирован от соседних блоков и снаружи системой воздушного барьера с минимальным рекомендуемым сопротивлением или воздухопроницаемостью 2.00 л / (с.м 2 ) @ 75 Па. Межблочное разделение также должно соответствовать определенным требованиям к рейтингу огнестойкости для данного разделения.

Для достижения герметичности блока воздухонепроницаемость должна соответствовать минимальному сопротивлению или воздухопроницаемости 2,00 л / (с.м 2 ) при 75 Па - рекомендуемое минимальное сопротивление систем воздушного барьера ограждения (Lstiburek, 2005). Этот уровень герметичности агрегата необходим для контроля давления воздуха в дымовой трубе, а также для ограничения воздушного потока от соседних агрегатов и перекрестного загрязнения.Кроме того, лифты следует располагать в вестибюлях, вестибюлях и других «шлюзах», изолируя их от коридоров. Двери агрегата должны быть защищены от атмосферных воздействий.

Распределенная вентиляция

Применяя далее принцип разделения, вентиляция обеспечивается для каждого отдельного блока через внешние стены, а не через внутренние границы давления, такие как полы. В соответствии с принципом разделения вентиляция обеспечивается системами вентиляции, уникальными для каждого блока, а не центральными системами ( Рисунок 4 ).


Рис. 4: Распределенная вентиляция
- Вентиляция отдельного блока обеспечивается через внешние стены, а не через внутренние границы давления, такие как полы.

На практике центральные вытяжные системы на крыше трудно и, возможно, невозможно сбалансировать, и обычно они сводят на нет меры по контролю эффекта стека за счет разделения на отсеки. Баланс усложняется из-за аддитивного влияния давления в дымовой трубе на давление вентилятора в стояках вытяжной системы.Поскольку давление в дымовой трубе зависит от температуры, потоки в выхлопных системах также зависят от температуры. Использование регуляторов постоянного воздушного потока (устройств, которые поддерживают постоянный воздушный поток при изменении давления воздуха) может в некоторой степени смягчить этот эффект, но они используются редко и требуют чрезвычайно высокого давления в воздуховодах для эффективной работы. Квартиры на верхних этажах, как правило, слишком вентилируются в холодную погоду, поскольку они расположены ближе к вентиляторам и больше всего подвержены давлению трубы.

Валы, действующие как вытяжные желоба или содержащие вытяжные каналы, трудно эффективно герметизировать и значительно усложняют борьбу с возгоранием и задымлением из-за развития сложных трехмерных путей воздушного потока и внутренних полей давления (Lstiburek, 1998). Конструкция вентиляционной шахты также обычно связана с плесенью и является предметом частых судебных разбирательств из-за этих путей воздушного потока и гипсовой плиты, используемой для создания противопожарных перегородок (Lstiburek, 1998).

Центральные системы дополнительно ограничены, поскольку большинство установок не позволяют управлять отдельным блоком - центральные вентиляторы управляются администрацией здания и, как правило, либо включены все время, либо выключены все время.Блоки либо все вентилируются, либо все не вентилируются, что приводит к избыточной вентиляции во многих блоках и значительно более высокому потреблению энергии, либо в недостаточной вентиляции во многих блоках, что приводит к накоплению загрязняющих веществ и другим жалобам.

Распределенное отопление, охлаждение и горячее водоснабжение

Принцип разделения можно также распространить на отопление, охлаждение и горячее водоснабжение. Обогрев помещения агрегата обеспечивается герметичными газовыми печами и водонагревателями, расположенными в каждом отдельном агрегате ( Фотография 1 и Фотография 2 ), которые отводятся вверх или вниз через пластиковые воздуховоды небольшого диаметра.Выхлопные газы и воздух для горения поступают по отдельным каналам, идущим по параллельным путям (, рис. 5, и , рис. 6, ). Большинство систем можно проложить вверх или вниз с 4 по 5 этажей.


Фотография 1: Отопление помещений - Герметичная газовая печь для сжигания обеспечивает обогрев помещения.


Фотография 2: Горячая вода - Герметичный водонагреватель для продуктов сгорания
обеспечивает горячее водоснабжение.


Рисунок 5: Вентиляция газовой печи - Герметичные топки для сжигания (две системы труб - выход выхлопных газов и входящий воздух для горения) выходят на крышу или вниз в сухой колодец («яма» с экраном).Вентиляционные каналы могут подниматься или опускаться до 100 футов.


Рисунок 6: Вентиляция газового водонагревателя - Герметичные водонагреватели для внутреннего сгорания (две системы труб - выход выхлопных газов и вход воздуха для горения) отводятся на крышу или вниз в сухой колодец («яма» с экраном) . Вентиляционные участки могут подниматься или опускаться на 100 футов.

Кондиционирование воздуха осуществляется аналогичным образом с отдельными внешними блоками, расположенными на крышах или на уровне земли в сухих колодцах или в гаражах ( Рисунок 7 ).Комбинированное отопление и охлаждение с помощью тепловых насосов выполняется аналогично.


Рисунок 7: Конфигурация кондиционеров или теплового насоса
—Отдельные блоки расположены на крыше или в сухом колодце («яма» с экраном).

Проходы на крышах собираются и помещаются в «будки для собак», что сводит к минимуму проникновения. Все кабели, каналы и трубы проходят через стены «конюшен» ( Фотография 3 ). Крышки «собачьей будки» съемные, обеспечивая доступ.


Фотография 3: Службы, расположенные на крыше
- Проходы на крыше собираются и размещаются в «будках для собак» - все кабели, каналы и трубы проходят через стены «будок».

Компоненты распределенного отопления, охлаждения и горячего водоснабжения, возможно, проще в обслуживании и дешевле в обслуживании менее квалифицированным персоналом, чем центральные системы. Проблемы с системами ограничиваются отдельными юнитами, а не многими юнитами или целыми зданиями. Распределенные системы также дешевле устанавливать во многих регионах.Этот аргумент стоимости поддерживается для каждого проекта на основе многосемейных разработок, поскольку действует свободный рынок, и разработчики принимают эти подходы из соображений первой стоимости. Разработчики редко выбирают системы, потому что они работают лучше, или потому, что они более энергоэффективны, или потому, что они более безопасны и обеспечивают лучшее качество воздуха в помещении - разработчики выбирают системы, потому что они дешевле. Все больше таких систем внедряются и заменяют стандартные подходы, главным образом, по соображениям стоимости.

Центральные системы отопления, охлаждения и горячего водоснабжения не способствуют энергосбережению, поскольку они не способствуют рациональному индивидуальному поведению, если не предусмотрены индивидуальные измерения. По опыту автора, отдельные системы легче всего измерять индивидуально ( Фотография 4 и Фотография 5 ).


Фотография 4: Индивидуальный учет услуг - Рациональное поведение поощряется, когда все услуги измеряются и оплачиваются отдельно.


Фотография 5: Индивидуальный учет газа - Расход газа для отопления помещений и горячего водоснабжения измеряется отдельно для каждого отдельного блока.

В жарком влажном климате регулирование влажности с частичной нагрузкой практически невозможно контролировать с помощью центральных систем в квартирах или многоквартирных домах, если предварительно подготовленный подпиточный или вентиляционный воздух не подается в коридоры через крышные блоки. Возникает вопрос, можно ли подавать подпиточный и вентиляционный воздух в отдельные квартиры через протечки коридора или дверные проемы.Большинство пожарных кодексов не допускают такой подход (хотя при чтении кодов не всегда ясно) и требуют полностью вытяжной подачи с дымовыми заслонками. В подходе распределенного кондиционирования индивидуальные осушители предусмотрены в каждом блоке - обычно в шкафу для обработки воздуха ( Фотография 6 ).


Фотография 6: Контроль влажности при частичной загрузке - В каждом блоке - обычно в шкафу для обработки воздуха - предусмотрены отдельные осушители для регулирования влажности при частичной нагрузке в жарком влажном климате.

Индивидуальные многоквартирные дома, по сути, идентичны индивидуальным домам в отношении отопления, охлаждения и горячего водоснабжения, вплоть до типов используемого оборудования. Поскольку эти системы для всех практических целей являются «жилыми системами», они могут быть установлены менее квалифицированными «жилищными подрядчиками» - также очень привлекательная особенность для разработчиков, поскольку теперь все больше субподрядчиков могут выполнять как установку, так и обслуживание.

Конфигурации системы вентиляции

Вентиляция отдельных квартир или многоквартирных домов с использованием подхода секционирования должна обеспечиваться в соответствии со стандартом ASHRAE 62.2 «Вентиляция и приемлемое качество воздуха в малоэтажных жилых домах». По мнению авторов, название стандарта вводит в заблуждение и ограничивает, поскольку авторы считают, что стандарт также должен применяться к квартирам и кондоминиумам независимо от их высоты (малоэтажный, среднеэтажный или высотный).

Конфигурация системы, предпочтительная для автора, представлена ​​на Рис. 8 . Воздуховод для наружного воздуха напрямую подсоединяется к обратной стороне приточно-вытяжной установки. Встроенная заслонка с электроприводом и вентилятор обработчика воздуха управляются программируемым термостатом или другим устройством для обеспечения минимальной вентиляции и предотвращения чрезмерной вентиляции.Отработанный воздух выводится из кухни и ванны прямо наружу через периодически работающий вентилятор (или вентиляторы), управляемый жильцами. Автор также предпочитает, чтобы вытяжной вентилятор (или вентиляторы) управлялся переключателем со встроенным таймером, который отключает вытяжной вентилятор (или вентиляторы) через заранее установленное время (скажем, 10 минут) - практика, распространенная в отелях и отелях. индустрия гостеприимства.


Рисунок 8: Воздух из наружного воздуха в устройство обработки воздуха -
Заслонка с электроприводом, расположенная на одной линии с воздуховодом для наружного воздуха, соединенным с возвратной стороной устройства обработки воздуха.Заслонка и кондиционер управляются программируемым термостатом или другим контроллером. Вентиляторы для кухни и ванны периодически контролируются жильцами.


Рис. 9: Осушитель с устройством обработки воздуха - Осушитель добавлен для контроля влажности при частичной нагрузке в жарком влажном климате.

Осушители должны иметь прямой выход наружу ( Рисунок 10 ). Еще лучший подход, по мнению автора, - это использование конденсационных осушителей, не требующих вентиляции снаружи.Вода, удаляемая с одежды, конденсируется и сливается - выхлопа наружу не происходит. Этот подход имеет очевидные преимущества в отношении подпиточного воздуха (в нем нет необходимости) и, таким образом, дает огромные преимущества в жарком влажном климате с точки зрения скрытой нагрузки и отрицательного давления, не говоря уже о преимуществах в холодном климате, возникающих в результате рекуперации тепла. В жарком влажном климате поток выхлопных газов 200 кубических футов в минуту приводит к нагрузке примерно в 1 тонну. В периоды частичной нагрузки выхлоп 200 куб. Фут / мин почти полностью представляет собой скрытую нагрузку, резко искажающую соотношение ощутимого и скрытого.И, наконец, в ограждении здания на одну дыру меньше, о чем нужно беспокоиться.


Рис. 10: Осушитель -
Осушитель с прямым выходом наружу. Предпочтительны конденсационные сушилки без вентиляции.

Не все многоквартирные или многоквартирные дома спроектированы и построены с установками кондиционирования воздуха. Во многих блоках есть электрическое отопление и нет кондиционера, особенно на Тихоокеанском Северо-Западе, а в других есть настенные тепловые насосы, которые обеспечивают как обогрев, так и охлаждение. Рисунок 11, и Рисунок 12, иллюстрируют подход к разделению на части для таких единиц.


Рисунок 11: Вытяжной воздуховод с наружным воздуховодом - Не лучший подход, поскольку он основан на «индуцированной инфильтрации» - выходящий воздух будет заменен инфильтрационным воздухом через воздуховод. Лучше всего работает с эффективным разделением на отсеки (воздухонепроницаемость агрегата должна соответствовать минимальному сопротивлению или воздухопроницаемости 2,00 л / (с.м 2 ) при 75 Па).


Рисунок 12: Вытяжной воздуховод с наружным воздуховодом -
PTHP: Аналогичен рисунку 11, но с добавлением кондиционирования воздуха с помощью комплектного теплового насоса.

Вытяжка обеспечивается непрерывно работающим вытяжным вентилятором, при этом наружный воздух («подпиточный» воздух) поступает через канал наружного воздуха. По мнению авторов, это не лучший подход, поскольку он основан на «индуцированной инфильтрации» - отработанный воздух будет заменен инфильтрационным воздухом через воздуховод. По опыту авторов, этот подход лучше всего работает с эффективным разделением на отсеки (воздухонепроницаемость агрегата должна соответствовать минимальному сопротивлению или воздухопроницаемости 2,00 л / (см 2 ) при 75 Па), тем самым ограничивая воздух, забираемый из соседних агрегатов и коридора, и, таким образом, благоприятствуя наружный воздуховод как источник «подпиточного» воздуха.

Лучший подход представлен на Рис. 13 , где и приток, и отвод воздуха обеспечивается вентилятором теплообмена. Установленная стоимость этого подхода значительно больше, чем у подходов, описанных на рис. , рис. 11, и , рис. 12, . Но у этого подхода есть преимущества в более низких эксплуатационных расходах (во многих климатических условиях, особенно в экстремальных, таких как суровый холод и жаркая влажность), и в том, что он не полагается на «индуцированную инфильтрацию».


Рисунок 13: Вентилятор с теплообменником - E Дорого в установке, экономично в эксплуатации.

Сводка

Разделение ограждающих конструкций здания, квартирных единиц и кондоминиумов для управления внутренними воздушными потоками, управляемыми эффектом стеклопакета, можно распространить на системы вентиляции и системы отопления, охлаждения и горячего водоснабжения. Подход приводит к распределенным системам, которые позволяют управлять отдельным блоком, обслуживать, заменять и измерять.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *