Пути достижения комфорта и экономии в теплоснабжении. Человек, существо теплолюбивое, и когда температура окружающей среды опускается ниже определенного уровня, нам необходимо добывать тепло самостоятельно. Наука и техника постоянно развиваются и при этом повышаются требования к теплоснабжению, а именно к комфорту и экономичности. В тоже время в условиях постоянного роста цен на энергоносители и существенного износа коммунальных систем теплоснабжения, эти требования становятся особенно актуальными. Таким образом, основные требования к современным системам отопления, это их экономичность и обеспечение максимального комфорта для человека. Каковы же пути достижения этих целей.
Экономичность Применяющиеся в отопительном оборудовании технологии направлены на обеспечение безопасного, комфортного и экономичного теплоснабжения. Стоимость энергоносителей в мире и, в частности, в Украине постоянно растет. Например, цена природного газа за последние шесть лет увеличилась более чем в 6,5 раз! И эта тенденция будет сохраняться.
Динамика цен на природный газ, коп (потребление 2500 ‐ 6000 м3 в год) 120 109,8 100 73,2
80 73,2 60
47,8 47,8
40 20
17,5
0 2005
2006
2007
2008
2009
2010
Понятное дело, что в сложившейся ситуации применение современных технологий в теплоснабжении весьма актуально. Естественно это потребует определенных капиталовложений, но, учитывая вышеизложенное, срок окупаемости останется вполне приемлемым! Энергоносители, с точки зрения теплоснабжения, мы расходуем в основном на две основные потребности – отопление жилища и горячее водоснабжение. Остановимся на каждой из них более подробно.
Пути достижения экономии энергоносителей в системе отопления. Чтобы разобраться, каким образом можно сэкономить на отоплении своего жилища, необходимо знать, какие факторы влияют на количество потребляемого топлива. Рассмотрим простую формулу расчета годового потребления природного газа: где, B – количество природного газа, потребляемого на отопление, м3/год; – необходимая мощность системы отопления (мощность отопительного котла), кВт; – безразмерная величина, которая показывает, какую часть от составляет средняя мощность, используемая на отопление за весь отопительный период; n – отопительный период, ч; – низшая теплота сгорания топлива, кВт ч/м3 (количество тепла выделяющееся при сгорании 1 м3 газа); η – КПД котла.
Величину определяют как вр вр
ср.н.
но
где, вр – расчетная температура в отапливаемом помещении, °С ( вр = 20°С); ср.н. – средняя температура наружного воздуха за отопительный период, °С; но – температура наружного воздуха в течение наиболее холодной пятидневки, °С. К сожалению, мы не можем повлиять на качество топлива ( ), а также на климатические условия ( ср.н. , но , n). Но остальные параметры мы можем скорректировать и реализовать ряд мероприятий по энергосбережению, а именно: Утепление здания. Именно с этого начинается экономия топлива! Для того чтобы уменьшить утечки тепла, дом . Но утепление здания необходимо утеплить, тем самым уменьшается необходимая мощность системы отопления имеет предел эффективности (после увеличения толщины теплоизоляции до определенного уровня, дальнейшее ее увеличение уже не дает должного эффекта!). Автоматическое регулирование температуры в помещении ( вр ). Согласно нормативам, эта температура составляет 20°С, но зачастую на практике комфортной будет температура 20 – 25°С, причем особой разницы в этом диапазоне человек не ощущает. Необходимо также помнить, что при понижении температуры в помещении на 1°С мы можем сэкономить до 3% природного газа! Таким образом, необходимо стабильно поддерживать комфортную температуру в помещении (например, 23°С), что на практике осуществляется с помощью погодозависимой автоматики или комнатного термостата. Применение котлов конденсационного типа. На сегодня это наиболее эффективное отопительное оборудование, с максимально возможным КПД (η). Конденсационные котлы отличаются высокой надежностью, качеством изготовления, удобством в монтаже и обслуживании, бесшумностью в работе и низкими выбросами вредных веществ в атмосферу. Применение системы «теплый пол». Данная система имеет множество преимуществ перед традиционными системами на основе радиаторного отопления, и одна из главных – экономичность. Это достигается за счет увеличения площади теплообмена, в результате чего имея тот же тепловой эффект, нет необходимости в нагреве воды до высоких температур, а значит экономится топливо.
Пути достижения экономии энергоносителей в системе ГВС. Также как и в случае с системой отопления мы рассмотрим, от каких факторов зависят затраты на приготовления бытовой воды. ∆ 860 где, B – количество природного газа, потребляемого для приготовления воды ГВС, м3/год; G – средний суточный расход, л/день, зависит от количества пользователей и их потребления; ∆t – температурный напор, °С; n – период использования ГВС, суток, (как правило, n=365); – низшая теплота сгорания топлива, кВт ч/м3 (количество тепла при сгорании 1 м3 газа); η – КПД котла. Опять таки мы не можем повлиять на качество топлива ( ) и изменить количество дней потребления ГВС (n), т.к. пользуемся мы горячей водой круглый год! Но все‐таки, значительно снизить расход топлива нам поможет ряд мероприятий: Использование тепловых солнечных систем. Используя тепловые солнечные системы возможно покрыть до 60% годовой потребности в ГВС за счет бесплатной энергии солнца! Кроме того солнечные системы могут частично покрывать потребность в отоплении и нагреве бассейна. Это позволяет увеличить КПД (η) всей установки. Ограничение максимальной температуры горячей воды. Нагрев воды до невысокой (комфортной) температуры в 40‐ 50°С позволяет минимизировать температурный напор ∆t. При больших значениях температуры горячей воды есть опасность ожога, а также такой режим приводит к перерасходу газа. Оптимизация потребления воды. Горячую воду, как и любые другие ресурсы необходимо использовать разумно (G), не допуская ее перерасхода.
Комфорт
Комфорт системы отопления. Комфорт системы отопления означает четкое соблюдение простого условия – поддержка необходимой температуры в отапливаемом помещении в любое время года, суток и погодных условий. Это возможно при использовании комнатного термостата или системы погодозависимой автоматики. При использовании комнатного термостата, он устанавливается в эталонном (характерном) помещении и настраивается на определенную температуру. При изменении температуры на улице также изменяется и температура в помещении, термостат «чувствует» эти изменения и, соответственно, включает либо отключает котел. В случае использования погодозависимой автоматики в отапливаемом помещении поддерживается комфортная температура за счет постоянной адаптации температуры на подаче в систему к температуре на улице в соответствии с так называемой погодной кривой. Эти кривые имеют определенный угол наклона и уровень.
Выбирая угол наклона погодной кривой можно подстроить работу котла под конкретное исполнение системы отопления (радиаторы или «теплый пол»), а смещая кривую параллельно в вертикальном направлении, есть возможность настроить работу котла под конкретное здание с существующими теплопотерями.
И тот и другой способ (использование термостата и погодозависимой автоматики) одинаково эффективны с точки зрения экономии топлива, но все же предпочтительно поддерживать комфортную температуру в помещении с помощью погодозависимой автоматики т.к.: При использовании погодозависимой автоматики исключается вероятность перехода котла в режим тактования (частое включение‐отключение), которое весьма негативно сказывается на потреблении топлива и снижает срок службы котла; Система отопления быстрее реагирует на изменение погодных условий, в результате чего в помещении будет поддерживаться постоянно комфортная температура. Такое регулирование хорошо подходит как для систем отопления с радиаторами, так и для «теплых полов», в то время как комнатный термостат больше подходит для менее экономной радиаторной системы. При использовании погодозависимой автоматики поддерживается режим пониженной температуры котловой воды, что положительно сказывается на КПД конденсационного котла.
Комфорт ГВС. Комфорт при использовании ГВС возможно достичь при выполнении нескольких условий: Горячей воды должно быть достаточно – минимум две точки водоразбора с полноценным расходом на каждой из них. Стабильное поддержание комфортной температуры горячей воды – 40‐50°С. Малое время появления горячей воды после открытия крана. Эти условия легко выполняются при использовании котлов с современной автоматикой и бойлера косвенного нагрева для приготовления горячей воды (либо встроенного, либо отдельностоящего). Наиболее оптимальным выбором, с точки зрения комфорта, будет создание системы на основе котла и тепловой солнечной установки. Естественно, при этом, необходимо правильно подобрать параметры котла, солнечной системы и объем бойлера, которого будет достаточно для комфортного пользования системой ГВС.
Выводы Основными путями создания экономичной и комфортной системы теплоснабжения будут: Создание эффективной теплоизоляции здания; Использование систем отопления на основе «теплых полов»; Использование в системе теплоснабжения конденсационных котлов; Использование погодозависимой автоматики; Использование тепловых солнечных систем.