Гидравлическое регулирование систем отопления и водоснабжения: немецкий опыт энергосбережения от фирмы Oventrop

Окончание. Начало в СиН №20
Гидравлическая увязка трубопроводов.
Принципиально необходимо провести различия между системами с постоянным и временным массовыми расходами. Если массовый расход теплоносителя во всех режимах работы остается практически неизменным, то гидравлической увязки можно добиться за счет применения регулировочных вентилей на стояках (регулятор протока) или регуляторов расхода. К таким системам относятся однотрубные системы отопления и системы воздушного отопления с воздухоподогревателями.
Наиболее доступным и часто применяемым регулирующим вентилем (регулятором протока) для стояков является “Гидроконтроль”, производимый фирмой OVENTROP. Такие вентили обеспечивают оптимальное распределение теплоносителя по стоякам в расчетном режиме с избыточной нагрузкой. Стоякам со слишком большим располагаемым перепадом давления за счет применения данной арматуры будет придано соответствующее дополнительное сопротивление, что позволит увязать массовые расходы в стояках системы.
Регулировочный вентиль “Гидроконтроль” предоставляет возможность выполнения пяти функций: предварительная настройка, измерение, отключение, заполнение и спуск воды. Бесступенчатая предварительная регулировка с помощью шкалы с 70-ю делениями позволяет производить очень точную установку расходов в стояках соответственно расчетам. “Гидроконтроль” имеет муфтовое и фланцевое исполнение. В первом случае вентиль выполнен из бронзы, шпиндель — из коррозионной защищенной латуни (ЕZB). Он работает при давлении до 25 атм. и температуре воды до 150°С, устанавливается на трубопроводах от 10 до 50 мм. Во фланцевом исполнении “Гидроконтроль” имеет корпус из высококачественного чугуна и монтируется на трубопроводах с диаметрами от 20 до 300 мм. “Гидроконтроль” можно перенастроить во время эксплуатации системы и таким образом добиться реальных значений расхода в режиме полной нагрузки. Возможна также перенастройка регулировочного вентиля при подключении дополнительной тепловой нагрузки.
Если для тех или иных стояков известны только значения расхода теплоносителя, то рекомендуется применение регуляторов расхода “Гидромат Q”. Их предварительная регулировка предельно проста. Шкала регулятора устанавливается на желаемое значение. Регулятор поддерживает установленный на нем расход данного стояка постоянным. Он представляет собой работающий без посторонней энергии пропорциональный регулятор. OVENTROP представляет регуляторы расхода “Гидромат Q” в муфтовом исполнении до Dу = 40 мм и максимального расхода до 4000 кг/час. Для стабильной работы регулятор расхода требует рабочего перепада давления на стояке не менее 200 мбар.
При желании регулировочные вентили на стояках “Гидроконтроль” и регуляторы расхода “Гидромат Q” с установленными на них значениями предварительной регулировки могут быть опломбированы.
Для режима работы системы отопления с неполной нагрузкой необходимо применение регуляторов перепада давления “Гидромат DP”.
“Гидромат DP” — пропорциональный регулятор мембранного типа, работающий без посторонней энергии. Он обеспечивает постоянный перепад давления на термостатических регулирующих вентилях отопительных приборов. Результатом является хорошая возможность для регулирования температуры в помещениях и бесшумность работы термостатических вентилей. Монтаж регуляторов перепада давления целесообразен тогда, когда располагаемое насосное давление может превысить 200 мбар. Максимальный поддерживаемый перепад давления на стояке — до 2 бар.
Уникальным свойством всех типов регуляторов OVENTROP является их унифицированность. Корпуса регуляторов одинаковы, а вентильная вставка регулятора протока “Гидроконтроль”, например, может быть заменена вентильной вставкой регуляторов “Гидромат Q” или “DP”.

Трубопроводная запорная арматура для ИТП
Трубопроводы ИТП, как правило, имеют диаметры от 40 до 200 мм. OVENTROP предлагает для работы в комплектах ИТП высококачественную чугунную арматуру:
— задвижки;
— поворотные запорные клапаны;
— обратные клапаны фланцевые и межфланцевые, сетчатые фильтры (грязевики) и т.д.
В отличие от отечественных протекающих задвижек, чугунные задвижки OVENTROP имеют бессальниковое уплотнение штока шпинделя на основе тефлона, не текут и не требуют обслуживания, легко регулируются на протяжении всего межремонтного цикла 7–10 лет. При необходимости вентильная вставка заменяется без демонтажа задвижки. Корпус задвижки выполнен из высококачественного сферического ковкого чугуна (FN-GJI-250, DIN EN 1961). Шпиндель и вентильная вставка изготовлены из специальной коррозионно-стойкой латуни. Задвижки совместимы с отечественными фланцами на PN 16, компактны, стабильно работают при давлениях 10 или 16 атм. (две версии исполнения) и температуре теплоносителя 120–130°С, выдерживают кратковременное повышение температуры до 170°С.
Межфланцевые запорные клапаны “Гидростоп”, широко применяемые в Европе, имеют шпиндель из нержавеющей стали и нитриловое уплотнение. Они являются прекрасной альтернативой не слишком надежным шаровым кранам, особенно на диаметрах свыше 40-50 мм. Клапаны “Гидростоп” могут быть обеспечены управляющими сервоприводами, что делает их незаменимыми при комплектации автоматических ИТП. Вспомогательное оборудование OVENTROP (обратные клапаны, сетчатые фильтры и пр.) столь же надежно и практично. Использование комплекта арматуры OVENTROP обеспечивает долговечную эксплуатацию теплового пункта. Тепловой пункт становится компактным, легкоуправляемым и гарантирует надежную и гибкую связь источника и объекта теплоснабжения.

Потенциал экономии энергии при осуществлении гидравлической увязки
Практически невозможно рассчитать общую экономию энергии, которую дает гидравлическая увязка, т.к. отопительные системы и потребители сильно отличаются.
Регулирование температуры помещения “с помощью форточки” (при перегреве), а также увеличение температуры теплоносителя или мощности насоса нельзя рассчитать заранее.
Потенциал экономии энергии в основном определяется перегревом помещения.
Отопительные приборы с повышенным расходом теплоносителя имеют высокую теплоотдачу, при этом сами радиаторы неэффективно используют полученное тепло, а повышение температуры помещения на 1°С приводит к увеличению расхода энергии на 6%. Регулирование температуры “с помощью форточки” ведет к еще большим затратам энергии — повышению температуры теплоносителя, что приводит к увеличению теплопотерь уже при выработке тепла (уходящие газы, излучение тепла). Магистральные трубопроводы также имеют повышенные потери, что дает бесполезный разогрев неотапливаемых помещений, например, подвальных.

Расчетные значения:
— 6% роста теплопотерь на 1°С повышения температуры помещения;
— потери с уходящими газами на источнике теплоснабжения: повышение температуры уходящих газов на 20 К соответствует росту теплопотерь на 1,2 + 1,5%;
— потери с излучением тепла: рост потерь на излучение тепла на 22 + 25% при повышении температуры котла на 10 К;
— потери при распределении тепла: увеличение потерь на 1,5 + 2% при повышении температуры теплоносителя в трубопроводе на 10 К;
— при “регулировании форточкой” потенциал экономии энергии за счет гидравлической увязки в системе составляет 12 + 15%.

Повышение затрат на привод циркуляционных насосов
Увеличение расхода теплоносителя в гидравлически не увязанной теплосети (для мнимого устранения недогрева) ведет к повышению энергетических затрат для циркуляционного насоса. При рассчитанном перепаде давления и уменьшении расхода теплоносителя на 50% экономия энергии на насосе составит от 15 до 20%.
Таким образом, если оценить потенциал экономии энергии в 10–15%, то при средних значениях расхода теплоносителя мы будем иметь экономию энергии для жилого дома 20–30 кВтч/(м 2год), а для общественного помещения — 12–17 кВтч/(м 2год). Для небольшого жилого дома с отапливаемой площадью 140–150 м 2 при КПД тепла 85–87% это означает экономию 300–450 л жидкого топлива в год. Эти данные подтверждены на практике при эксплуатации гидравлически увязанных отопительных систем в Германии. В таблице представлены варианты применения регулирующей арматуры OVENTROP.

Выводы:
Грамотный расчет и инсталляция системы, включая гидравлическое регулирование в соответствии с европейскими нормами (VOB/C-DIN 18380), говорит о компетентности проектировщика и подрядчика. Инструкция по эксплуатации гидравлически увязанных систем и гарантийные обязательства OVENTROP обеспечат клиенту необходимую уверенность в надежной эксплуатации системы. Такой “энергетический паспорт” безусловно повышает конкурентоспособность недвижимости. Проведение гидравлической увязки гарантирует экономию энергии, снижение затрат, надежность в эксплуатации, высокий уровень комфорта. Небольшие затраты при надежной эксплуатации системы всегда оправдывают монтаж не самых дешевых, но качественных компонентов. Затраты полностью окупаются за минимальный срок.
Виктор МИХАЛЕВ