Проектирование отопления
Оснащение дома оборудованием для отопления, достаточно дорогостоящее мероприятие. И многие будущие домовладельцы ищут пути экономии затрат. Для того, чтобы затраты получились действительно оптимальными необходимо понимать целесообразность применения того или иного прибора. Это можно понять еще на стадии, когда происходит проектирование отопления. Вот о том, как сэкономить на отоплении и как сделать проектирование отопления действительно оптимальным, мы и поговорим в этой статье.
Проектирование отопления
Производителям инженерной сантехники зачастую невыгодно, чтобы в проектирование отопления закладывались простые и дешевые решения. 
Поэтому, продвигая свое оборудование, они навязываются заведомо неэкономичные решения, которые используют необоснованно дорогое оборудование. Грамотного технико-экономического обоснования того или иного варианта отопления никто не делает, так как вариантное проектирование, отражается на стоимости проектных работ.
Получается, что проектировщик, внедряя в новый дом схемы, которые предлагает производитель отопительного оборудования, без какой-либо экономической оценки, реально толкает своих клиентов на необоснованные затраты. Вот и получается, что когда дело доходит до закупки отопительного оборудования, будущий владелец загородной недвижимости уже связан согласованным проектом и решениями, принятыми в нем.
Давайте разберемся, как же навязывается дорогое оборудование, как сделать оптимальным проектирование отопления, и как можно существенно снизить капитальные затраты на систему отопления своего будущего дома без ухудшения качества регулирования и надежности системы.
Лучевая система отопления
На практике, как бы проектировщик не обосновывал целесообразность применение лучевой системы отопления, и каким бы образом он ее не комплектовал, такая схема всегда будет дороже на 30–50 % аналогичной тройниковой. Происходит это за счет увеличения затрат на трубопроводы, а также на коллекторы, шкафы и сопутствующее оборудование. Какие же доводы можно привести для обоснования использования лучевых схем?
Обосновывая применение лучевой системы, проектировщики делают упор на ее ремонтопригодность. На первый взгляд действительно, если каждый прибор отопления можно отдельно отключить и поменять, это неоспоримый плюс. На практике, замена отопительных приборов не ежедневное и даже не ежегодное мероприятие. Как правило приборы отопления меняют (если вообще меняют) в первый год после сдачи дома, если печь идет о квартире.
Жилец въезжая в новую квартиру, как правило, первым делом, решает переделать систему отопления. В этом случае меняется сразу все отопительное оборудование, при этом отдельное отключение каждого радиатора не требуется.
Выборочная замена радиаторов может производиться в исключительных случаях, при каких-то нештатных ситуациях.
Из этого можно сделать вывод, что преимущество лучевой системы отопления на практике практически не востребовано и не может служить обоснованием увеличения стоимости системы.
Вторым, преимуществом лучевой системы отопления, является то, что при гидравлическом расчете, потери давления в ней значительно ниже, чем в аналогичных тройниковых схемах. Низкие потери давления позволяют в некоторых случаях отказаться от использования приборов, стабилизирующих перепады давления на входе в каждую квартиру, ограничившись установкой такого оборудования только на стояках.
Комплекты квартирных узлов учета
На практике, многие компании, которые предлагают комплекты квартирных узлов учета и распределения теплоносителя (квартирные станции), адаптированные под лучевую систему, тем не менее, снабжают их автоматическими регуляторами перепада давления. Это равносильно, строительству подземного пешеходного перехода, чтобы сэкономить на светофоре, но при этом светофор на всякий случай оставить. Не правда ли, кажется странным?
И еще удивительнее, что проектировщик закладывает в проект лучевую систему отопления, чтобы отказаться от автоматических регуляторов перепада давления перед каждой квартирой, при этом все равно устанавливает эти регуляторы.
Поэтому, при принятии решения по удешевлению систем отопления с лучевой разводкой, вначале необходимо получить обоснование от проектной организации в необходимости установки перепускного клапана или автоматического регулятора перепада давления перед каждой квартирой.
Установка этих устройств считается обоснованной только в том случае, когда потери давления в расчетной петле превышают максимально допустимый перепад давления на термостатическом клапане. В противном случае будет достаточной установка устройства, которое стабилизирует давление только на стояках. Такое решение позволит сэкономить от 5 до 20 тыс. руб. на узле ввода каждой квартиры.
Автоматический регулятор перепада давлений вместо перепускного клапана
Естественно, что производители автоматических регуляторов перепада давления дают рекомендации устанавливать эти дорогие приборы везде, где только можно.
На практике, в большинстве случаев, этот регулятор может быть заменен на более простые и экономичные, с точки зрения затрат, приборы.
Для того, чтобы принять правильное решение необходимо выяснить, для чего все-таки устанавливается автоматический регулятор перепада давления?
Во-первых, автоматический регулятор перепада давления требуется для поддержания расчетного гидравлического режима системы в целом;
Во-вторых, он предотвращает повышенный расход теплоносителя через участок при снижении расхода по остальным участкам;
В-третьих, перепускной клапан предохраняет радиаторные термостатические клапаны от работы во вне расчетном режиме.
Как правило, клапаны устанавливаются перед этажными коллекторными узлами, перед квартирными станциями или на стояках систем отопления.
Принцип работы автоматического регулятора перепада давления состоит в том, что при изменении давления на регулируемом участке (между клапаном и местом подключения импульсной трубки) меняется положение золотника клапана. При увеличении перепада давления клапан начинает прикрывать поток, а при уменьшении – приоткрывать поток теплоносителя.
Существует мнение, что автоматические регуляторы перепада давления поддерживают постоянный перепад давления на участке при любом расходе. В действительности это не так. Автоматический регулятор перепада давления работает в строго определенном диапазоне давлений. Причем, в зависимости от конструкции и модели прибора перепады могут меняться в достаточно широком диапазоне.
График зависимости поддерживаемого перепада давления от расхода при разных настройках клапана AB-PM Ду 20
Если рассмотреть график зависимости поддерживаемого перепада давления от расхода при разных настройках клапана , то можно обнаружить, что данный регулятор при настройке на 50 % будет поддерживать перепад давления 10 кПа при расходе жидкости 300 л/ч.
При понижении расхода жидкости до 150 л/ч перепад давления увеличится до 15 кПа. При увеличении расхода жидкости до 400 л/ч перепад давления уменьшится до 5 кПа. В паспорте на этот клапан сказано, что он полностью закрывается при перепаде давления 22 кПа.
Некоторые клапаны обладают более крутым графиком регулирования. У них значительное изменение расхода жидкости приводит к незначительным изменениям перепада давления. Недостаток этих клапанов в том, что они, как правило, имеют большие габаритные размеры и более сложную конструкцию, чем те, которые применяются в массовом жилищном строительстве.
Следует помнить, что автоматические регуляторы перепада давления не меняют свою настройку в течение всего срока эксплуатации.
Чем сложнее устройство и чем больше у него элементов, тем менее надежно оно в эксплуатации. Многие элементы в процессе работы меняют свои характеристики. Даже нерегулируемые диафрагмы подвержены этому из-за накипи и отложений.
Многие производители автоматических регуляторов перепада давления, для упрощения конструкции изделия помещают пружину в теплоноситель. При этом, несмотря на то, что пружина выполнена из нержавеющей стали, из-за перепадов температур и отложений она все равно меняет свои рабочие характеристики.
Образовавшиеся в процессе работы отложения на исполнительных элементах клапана приводят к изменениям его характеристик. Шлам может попасть не только на седло клапана, но и в импульсную трубку, приводя к потере работоспособности всего устройства.
Автоматические регуляторы перепада давления требуют ежегодной корректировки. Если их устанавливать на входе каждой квартиры, то такое обслуживание становится существенной статьей расходов для управляющих компаний.
Перепускной клапан
Помимо автоматического регулятора перепада давления существует еще одно устройство, выполняющее ту же функцию. Это перепускной клапан.
Принцип его работы во многом схож с предохранительным клапаном, но работает он при меньших перепадах давления. Перепускной клапан устанавливается на байпас, между подающей и обратной магистралью. Если перепад давления между магистралями возрастет больше настроенного значения, то клапан откроется и жидкость потечет из подающей магистрали в обратную. При чем, чем больше давление, тем больше откроется перепускной клапан.
Перепускной клапан, как и автоматический регулятор перепада давления, не способен поддерживать постоянный перепад давления при любом расходе теплоносителя. При определенной степени открытия клапана, его характеристика при больших расходах становится аналогичной характеристике обычного вентиля.
На практике можно оценить точность поддержания перепада давления перепускного клапана.
График настройки регуляторов перепада давления
На графике изображена характеристика одного из регуляторов перепада давления. При настройке клапана на 20 кПа (0,2 бара), при перепаде 20 кПа клапан будет закрыт. При увеличении перепада давления клапан начнет открываться. При достижении перепада 30 кПа клапан будет пропускать теплоноситель в объёме 2000 л/ч.
Данный график говорит о том, что если требуется ограничить максимальный перепад давления 30 кПа, то данный клапан будет работать в диапазоне расходов от 0 до 2000 л/ч с точностью поддержания перепада давлений 10 кПа. В итоге получается, что точность поддержания давления с помощью этого клапана во многих случаях выше, чем автоматическим регулятором перепада давления. При этом, перепускной клапан имеет более простую конструкцию. В нем нет каналов малого сечения, загрязняющихся от некачественного теплоносителя.
В таблице 1 представлены бренды наиболее распространенных на российском рынке автоматических регуляторов перепада давления DN25 и их розничная стоимость. В таблице 2 приведены данные о некоторых перепускных клапанах DN20 (перепускные клапаны DN20 в большинстве случаев имеют рабочий диапазон расходов такой же, как автоматические регуляторы перепада давления DN25).
Как видно, средняя розничная цена автоматических регуляторов перепада давления составляет около 13 000 руб., в то время как средняя розничная цена на перепускные клапаны составляет 2 700 руб. Если посчитать экономику, то выгода от замены одного узла составит 10 300 руб. Так как стоимость этажного коллекторного узла с теплосчетчиками составляет от 50 до 100 тыс. руб., переход на перепускные клапаны позволит снизить его стоимость на 10–20 %.
Кроме того, у решения с перепускным клапаном есть еще одно преимущество. При их использовании буде происходить постоянная циркуляция теплоносителя по магистралям к квартирным узлам.
Недостатки перепускных клапанов
В системах отопления с автоматическими регуляторами перепада давления при продолжительном отсутствии запроса на отопление (температура воздуха в помещении держится в заданных приделах) теплоноситель в трубах остывает. При открытии радиаторных клапанов происходит длительная задержка в поступлении нагретого теплоносителя. В системах же с перепускными клапанами, постоянная циркуляция теплоносителя по стоякам позволяет поддерживать температуру перед коллекторными узлами всегда на требуемом уровне.
Не смотря на все преимущества, использование перепускных клапанов имеет и недостатки. В зависимой системе отопления клапаны могут привести к возврату на ИТП перегретого теплоносителя, что может вызвать недовольство снабжающих организаций. В большинстве современных домов с горизонтальной разводкой устраивается ИТП независимого типа или собственная котельная. В этом случае центральная тепловая сеть и система отопления здания гидравлически разделены между собой.
Стоит отметить, что установка автоматических регуляторов перепада давления оправдана лишь в том случае, когда без них действительно трудно обойтись. Например, в домах с элеваторными смесительными узлами при зависимой системе подключения к теплосети.
В остальных случаях, проводя проектирование отопления, экономичнее ставить перепускные клапаны на этажных коллекторных узлах и квартирных станциях. Поэтому при анализе путей снижения затрат на отопление должен быть рассмотрен вариант замены автоматический регуляторов перепада давления на перепускные клапаны. Тем более, что при замене регуляторов перепада давления на перепускные клапаны не требуется пересчет системы отопления.
Термостатический клапан с преднастройкой
В настоящее время, для подключения радиатора к системе отопления, необходимы два клапана, термостатический клапан для регулировки температуры воздуха и настроечный клапан для балансировки системы.
Но многие производители радиаторной арматуры применяют более экономичное решение, в частности соединяют эти два клапана в один корпус. Так получился клапан с перенастройкой. Такое устройство объединило функции термостатического и настроечного клапанов.
В этих клапанах регулировка температуры воздуха осуществляется при помощи термоэлемента, который толкает шток и запирает седло золотником.
Но, в отличие от обычных термостатических клапанов, здесь за золотником устанавливается поворотная диафрагма или дросселирующий цилиндр, который и осуществляет балансировку. Такое решение позволяет существенно сократить затраты на радиаторные узлы.
Но, не смотря на это, в процессе проектирование отопления, встречаются решения, где на подающем трубопроводе установлен клапан с преднастройкой, а на обратном настроечный клапан.
Такое решение увеличивает стоимость радиаторного узла и создает дополнительное гидравлическое сопротивление.
Если проектирование отопления предусмотривает клапаны с преднастройкой и настроечные клапаны, то можно существенно сократить затраты на отопление, отказавшись от настроечных клапанов.
Если все же не удается обойти установку клапанов до и после радиатора, то можно заменить более дорогие клапаны с преднастройкой на обычные термостатические клапаны.
Что мы получаем
В настоящее время многие проектировщики, осуществляющие проектирование отопления, увлекшись инновациями и новыми технологиями, нередко забывают, ради чего все это делается. Это приводи к тому, что многие приборы включаются в проекты без всякого технико-экономического обоснования.
Производители, в погоне за потребителем, постоянно анонсируют новые решения. Эти решения, якобы позволяют оптимизировать проектирование отопления, в частности сократить стоимость и увеличить энергоэффективность систем. На поверку, такие решения, зачастую оказываются убыточными, со сроком окупаемости, превышающим не только срок службы конкретного прибора, но и здания в целом.
Такой подход устраивает большинство участников инвестиционного процесса. Производители получают сверхприбыли от реализации более дорогого оборудования, проектировщики ставят галочку в разделе «энергосбережение», застройщики хвалятся «зелеными технологиями», страдает только конечный потребитель, для которого цена за квадратный метр неуклонно растет.
В следующей статье я расскажу о настройке теплого пола.
РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:
