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.  

 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.     

17,5

47,847,8

73,273,2

109,8

0

20

40

60

80

100

120

2005 2006 2007 2008 2009 2010

Динамика цен на природный газ, коп (потребление 2500 ‐ 6000 м3 в год) 

Величину   определяют как  

вр ср.н.

вр 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 необходимо утеплить, тем самым уменьшается необходимая мощность системы отопления  . Но утепление здания 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.