Теплоснабжение жилых микрорайонов города на современном этапе

В. И. Ливчак, начальник отдела энергоэффективности строительства Мосгосэкспертизы

Отличие от предыдущего, советского периода состоит в том, что тогда ставились, казалось бы, те же цели, но предпочтение отдавалось не удовлетворению потребностей жильцов, а удобству деятельности теплоснабжающих и эксплуатирующих организаций. В это время получила широкое распространение система теплоснабжения с ЦТП – групповыми тепловыми пунктами, через которые осуществлялась подача тепла по отдельным трубопроводам на отопление и горячее водоснабжение зданий. Требовалось обеспечение температуры воздуха в квартирах не ниже минимально допустимого уровня (18 °С). Порой при жалобах населения на низкую температуру в помещениях не устранялись локальные причины их возникновения, а увеличивался расход тепла на все здания, снабжающиеся от данного ЦТП, путем раскручивания пружины гидравлического регулятора расхода.

Это приводило к росту температуры обратной воды, перегрузке головных магистралей и хроническому отставанию в режиме работы концевых потребителей – в результате все тепловые сети работали с превышением расчетного расхода воды как минимум на 30–40 %. Считалось удовлетворительным, если температура обратной воды, возвращаемой источнику, соответствовала требуемой из системы отопления без учета охлаждения ее в водонагревателях 1-ой ступени горячего водоснабжения.

Из-за разветвленности системы горячего водоснабжения от ЦТП и большого количества циркуляционных колец (сначала колец было столько, сколько стояков во всех зданиях, позже для сокращения их числа стояки стали объединяться в секционные узлы) возникали трудности в распределении циркуляции по стоякам, в результате чего приходилось сливать много воды, чтобы добиться ее нужной температуры. Помимо перерасхода воды и тепла, это вызывало перегрузку магистралей и оборудования и приводило к периодическому срыву подачи горячей воды на верхние этажи зданий.

Общая картина усугублялась еще и тем, что основные средства шли на создание теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), а тепловые сети финансировались по остаточному принципу. В результате теплоизоляция трубопроводов была очень низкого качества, дренажи забивались и не выполняли своей функции предотвращения затопления сетей, а тепловые пункты в зданиях не оснащались автоматикой подачи тепла на отопление. Регулирование отпуска тепла в зависимости от изменения температуры наружного воздуха производилось централизованно на источнике (так называемое качественное центральное регулирование, когда расход теплоносителя поддерживался на постоянном уровне, и менялась его температура по заданному графику).

На ЦТП в лучшем случае автоматически поддерживался постоянный расход теплоносителя с помощью указанного ранее гидравлического регулятора. Теплотехнические характеристики или режим работы здания отличались от данных, заложенных в график, в результате чего было необходимо в отдельные периоды потреблять большее количество тепла. Его перерасход наблюдался и в теплый период отопительного сезона, когда из-за обеспечения температуры горячей воды на выходе из водонагревателей в ЦТП на нужном уровне от источника подавался теплоноситель с температурой, превышающей требуемую для систем отопления.

Кстати за рубежом, особенно в Дании и скандинавских странах, где нашло широкое распространение централизованное теплоснабжение от ТЭЦ, равное внимание уделялось совершенствованию как электрической составляющей выработанной энергии, так и теплоснабжению. Была разработана качественная теплоизоляция трубопроводов с использованием пенополиуретана и осуществлением герметичного покровного слоя, предотвращающего затопление изоляции грунтовыми водам. Запрещалось подключение потребителей к тепловым сетям без обеспечения их приборами автоматического регулирования подачи тепла на отопление и горячее водоснабжение и без учета количества потребляемого тепла. Помимо экономного расходования тепла потребителями, это позволяет осуществлять отпуск тепла от источника по методу количественного центрального регулирования, когда температура теплоносителя поддерживается на постоянном уровне, ступенчато изменяясь 2–3 раза в течение отопительного сезона, а расход теплоносителя, циркулирующего в тепловых сетях, меняется в зависимости от потребности. Такое решение способствовало возможности работы нескольких источников тепла, включая и мусоросжигательные предприятия, на единую тепловую сеть, что резко повышает надежность качественного теплоснабжения.

В наших городах каждая ТЭЦ работает только на свой ограниченный участок, который может быть соединен в аварийном режиме с соседним предусмотренными перемычками, но о качестве теплоснабжения в эти периоды речи быть не может. Перечисленные недостатки работы системы централизованного теплоснабжения сохраняются и сейчас. Поэтому для их устранения и выполнения поставленной задачи необходимо пересмотреть работу системы централизованного теплоснабжения в нашей стране.

Во-первых, недопустимо ограничивать подачу топлива источникам тепла, даже тем, которые его нерационально используют. Последним следует устанавливать лимиты по ежегодному сокращению потребления до расчетного значения. Если из-за недостатка топлива не будет выдерживаться температурный график центрального регулирования, то потребители, устанавливая современные приборы автоматического регулирования и учета тепла, напрасно потратят средства на их приобретение, т. к. это оборудование не будет обеспечивать качественное и экономное расходование тепловой энергии. Могут возникнуть ситуации, когда из-за разрегулировки тепловых сетей повышение температуры в подающем трубопроводе до требуемой по графику приводит к увеличению ее в обратном трубопроводе до такой степени, что могут выйти из строя циркуляционные насосы. Но это характерно для небольших источников. Поэтому в тех системах, где циркуляция превышает расчетный расход теплоносителя, следует срочно приступить к наладочным работам, которые относятся к самым низкозатратным и легко выполнимым.

Во-вторых, необходимо отказаться от расчетов с потребителем за используемые ресурсы (тепло и воду) по нормам, одинаковым для всех зданий квартир, независимо от того, утеплены ли в нем наружные ограждения, установлены ли в квартирах индивидуальные приборы учета и регулирования потребления тепла и воды. В настоящее время практически в каждом ЦТП установлены приборы учета тепла и воды, и, не дожидаясь их установки в каждом доме, можно расчетным путем распределить измеренное количество ресурсов по каждому зданию, подключенному к ЦТП, в зависимости от его индивидуальных теплотехнических характеристик и численности жителей, а затем разделить это количество поквартирно. Такая методика определения расходов тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в зависимости от конкретных характеристик здания и их распределения разработана в стандарте НП «АВОК».

Предлагаемое решение позволит исключить из оплаты населением потери тепла и воды, возникающие в трубопроводных сетях от источника тепла и воды до ЦТП из-за их некачественного обслуживания, приблизить затраты жильцов на оплату ресурсов к величине фактически ими потребляемой и стимулировать к энерго- и ресурсосбережению как самих жителей (по мере установки у них приборов управления потреблением и его учета), так и эксплуатационный персонал (благодаря выполнению работ по утеплению здания, установке приборов общедомового регулирования подачи тепла на отопление, приближения узлов приготовления горячей воды к местам ее потребления и др.).

В-третьих, надо принимать оптимальные решения по конструированию и автоматическому управлению системами централизованного теплоснабжения, оставаясь на позиции, что комбинированная выработка тепловой и электрической энергии остается наиболее эффективным методом использования топлива для целей отопления и горячего водоснабжения с наименьшими экологическими последствиями. Теплоснабжение от групповых или автономных (пристроенных или крышных) газовых котельных, а также от квартирных котлов с закрытой топкой, подкупающее своей дешевизной по единовременным затратам из-за отсутствия протяженных сетей теплоснабжения и относительно низкой стоимости топлива, при системном анализе с учетом возрастания в 2–2,5 раза стоимости электроэнергии при ее выработке по конденсационному циклу, чем на тепловом потреблении, становится неконкурентоспособным при сосредоточенной тепловой нагрузке. На отдельных удаленных участках застройки сооружение котельной может быть оправдано, хотя и в этих случаях оно должно быть сопоставлено со строительством мини-ТЭЦ, использующих компактные газотурбинные установки или газопоршневые двигатели для одновременной выработки тепловой и электрической энергии.

Каковы же принципы конструирования систем теплоснабжения и потребления тепла на современном этапе? Сначала о расчетных параметрах теплоносителя в системах теплоснабжения и отопления. В этом вопросе в нашей стране исходили из достижения наименьшей стоимости оборудования. Чем выше температура отопительного прибора, тем меньше поверхность его теплоотдачи, а соответственно меньше вес и стоимость приборов. Поэтому верхнее значение расчетной температуры в подающем трубопроводе системы отопления ограничивалось 95 °С – температуры, выше которой происходила возгонка пыли, сопровождающаяся неприятным запахом. С появлением оребренных конвекторов в качестве отопительных приборов расчетная температура теплоносителя поднялась до 105 °С, т. к. на поверхности оребрения при этом температура не превышала прежних 95 °С.

Нижнее значение температуры теплоносителя в обратном трубопроводе определялось опять же тем, чтобы средняя температура отопительного прибора оставалась довольно высокой, и чтобы не происходило значительной разрегулировки системы отопления вследствие снижения расхода теплоносителя при уменьшении температуры обратной воды (сортамент трубопроводов ограничивался диаметром 15 мм, и это затрудняло обеспечение гидравлической устойчивости системы отопления). Как компромиссное решение была выбрана расчетная температура обратной воды 70 °С, хотя с точки зрения теплофикации целесообразно было ее понижение для увеличения выработки электроэнергии на тепловом потреблении.

Верхнее значение расчетной температуры теплоносителя, циркулирующего в тепловых сетях, определялось давлением невскипания перегретой воды, поэтому стремились к ее повышению, т. к. в этом случае снижался расход теплоносителя, а это приводило к уменьшению диаметра теплопроводов и сокращению расхода электроэнергии на перекачку теплоносителя. Сначала в качестве расчетной температуры в подающем трубопроводе тепловых сетей приняли 130 °С, в дальнейшем она была повышена до 150 °С.

За рубежом исходили из соображений долговечности трубопроводов, зарытых в землю, и тенденция такова, что чем выше температура теплоносителя, тем более возрастают деформационные усилия, вызванные линейным расширением металла труб с повышением температуры, и трубопроводы быстрее разрушаются. Поэтому там стремятся снижать расчетные параметры температуры теплоносителя как в системах отопления, так и в тепловых сетях, несмотря на то что это приводит к увеличению расхода теплоносителя и соответствующему росту затрат на сооружение сетей. Так, например, в тепловых сетях Копенгагена расчетные параметры теплоносителя 115–55 °С, а в системах отопления – 70–55 °С и наблюдается тенденция к их дальнейшему снижению, несмотря на то что радиус действия сетей превышает 20 км.

Поэтому и в нашей стране при ожидаемом росте стоимости ремонтных работ следует отдавать предпочтение сохранению долговечности теплопроводов и там, где это возможно, идти на снижение расчетных параметров теплоносителя. Это также повысит комфортные условия пребывания в отапливаемых помещениях, т. к. с повышением теплозащиты зданий уменьшаются теплопотери помещений, и отопительный прибор становиться таким маленьким, что при установке его под окном, он не перекрывает действие отрицательной радиации от поверхности окна. Снижение параметров теплоносителя потребует увеличения площади поверхности отопительного прибора и соответственно его длины, позволив перекрывать конвективными потоками теплого воздуха большую часть окна.

Снижение параметров теплоносителя в системе отопления повысит эффективность авторегулирования теплоотдачи отопительных приборов термостатами, так как уменьшается нерегулируемая теплоотдача от стояков системы отопления, тем самым возрастает доля отопительного прибора в компенсации теплопотерь помещения, который при необходимости может быть выключен полностью. В Германии, например, для повышения эффективности авторегулирования термостатами теплоизолируют стояки отопления.

Следующее решение – это перенос центров приготовления горячей воды на бытовые нужды ближе к ее потреблению – в здание, ликвидация благодаря этому ЦТП и внутриквартальных сетей горячего водоснабжения. Такое решение не только повышает качество снабжения горячей водой жителей, но и как показали расчеты, выполненные еще в 70-х годах прошлого века [1, 2], оказывается дешевле решения с ЦТП по капитальным затратам и ежегодным эксплуатационным расходам (уменьшаются теплопотери, расход электроэнергии на перекачку и циркуляцию горячей воды, повышается эффективность авторегулирования отопления). Однако в то время промышленность была не готова к реализации тепловых пунктов с водонагревателями горячей воды в каждом доме, хотя в нормативных документах [3] оставалась запись, что ЦТП допускается применять только при технико-экономическом обосновании.

Рисунок 1. (подробнее) Схема ЦТП с независимым присоединением квартальных сетей отопления и автоматическим регулированием подачи тепла на отопление и горячее водоснабжение с ограничением максимального расхода воды из тепловой сети

Тем не менее ЦТП продолжали строить, усилия были направлены на получение максимально возможной экономии тепла от осуществления автоматического регулирования режима работы ЦТП. Была разработана и реализована в типовом проекте система автоматизации ЦТП с двухступенчатой смешанной схемой присоединения водонагревателей горячего водоснабжения и ограничением максимального расхода сетевой воды (рис. 1). По этой схеме в часы максимального водоразбора сокращалась подача тепла на отопление, компенсируя этот недогрев, в периоды водоразбора ниже среднего за счет повышения графика регулирования отопления. В среднем за сутки соблюдался баланс тепла на отопление и горячее водоснабжение при расходе теплоносителя, не превышающем величины, определяемой исходя из среднечасового расхода тепла на горячее водоснабжение.

Такое решение позволяет стабилизировать работу тепловых сетей, исключив влияние на них неравномерности потребления тепла на горячее водоснабжение, несмотря на применение смешанной схемы присоединения водонагревателей, при которой возможно выполнение автоматического регулирования подачи тепла на отопление (традиционная двухступенчатая последовательная схема не позволяла осуществлять такого регулирования). Применение такой схемы предотвращает разрегулировку тепловых сетей в режиме дефицита топлива, не позволяя увеличивать расчетный расход сетевой воды на ЦТП с авторегулированием подачи тепла на отопление, который бы имел место в качестве компенсации за недостаточную температуру в подающем трубопроводе теплосети [4].

Рисунок 2. (подробнее) Результаты натурных испытаний и расчетные графики подачи тепла на отопление при авторегулировании в ЦТП.

Были разработаны экономичные графики подачи тепла на отопление с учетом внутренних тепловыделений в квартирах. Дело в том, что в отличие от теплопотерь здания внутренние тепловыделения (составляющие 20–25 % от величины теплопотерь в расчетных условиях) не зависят от температуры наружного воздуха, и поэтому с повышением наружной температуры доля их в тепловом балансе здания возрастает, за счет чего можно сократить подачу тепла на отопление против графика центрального регулирования, не учитывающего этого обстоятельства (рис. 2). Как показали натурные испытания такого режима регулирования в ЦТП жилого района, экономия тепла на отопление составляет 11–15 % по сравнению с режимом без авторегулирования отопления, но со стабилизацией расхода сетевой воды на ЦТП при двухступенчатой последовательной схеме присоединения водонагревателей [5].

Большая экономия тепла достигается от осуществления автоматической коррекции графика подачи тепла на отопление в зависимости от отклонения внутренней температуры воздуха в зданиях от заданной. График регулирования температуры теплоносителя в зависимости от изменения наружной температуры реализуется, если средняя температура внутреннего воздуха, замеренная в контрольных квартирах, не отклоняется от нормальной (заданной), которая составляет 21 °С. В случае отклонения от этой температуры график корректируется. При центральном регулировании это позволяет, помимо поддержания заданной температуры воздуха, получать дополнительную экономию тепла за счет снижения его подачи при отсутствии ветра и частично учитывать теплопоступления с солнечной радиацией.

На рис. 2 приведены также результаты измерения за два отопительных сезона фактического расхода тепла на отопление в автоматизированном ЦТП (точками на графике, означающими средний расход тепла за месяц) и внизу рисунка на годовом графике теплопотребления (Q_о^ф) в сравнении с расчетным расходом тепла по существующему графику отпуска тепла без учета постоянства бытовых тепловыделений в тепловом балансе здания (Q_о^б.р) и линия 1 графиков. Как видно из рисунка, предусмотренная надбавка на ветер (реализуемая графиком 2 – с учетом постоянства бытовых тепловыделений и воздухообменом при наветренной ориентации) использовалась лишь в отдельные периоды, а в целом за отопительный сезон фактический расход тепла приближался к требуемому для заветренной ориентации. Дополнительная экономия тепла от коррекции графика по внутренней температуре составляет 6–8 % при соблюдении комфортных условий в квартирах (см. значения среднемесячных температур воздуха в контрольных квартирах в нижней части рис. 2). Причем важно, что эта экономия достигается в холодный период года и позволяет в значительной мере устранить перерасход тепла, возникающий из-за низкого качества окон.

Поскольку завышение подачи тепла может не отразиться на температуре внутреннего воздуха, необходимо в процессе регулирования в зависимости от температуры наружного воздуха изменять не температуру воды по заданному графику, а непосредственно расход тепла, что позволит избежать ошибок из-за несоответствия фактических и расчетных теплотехнических характеристик системы отопления. Параметры графика расхода тепла определяются расчетом теплопотерь, инфильтрации и внутренних тепловыделений в здании. Этот график, как правило, является линейным, что облегчает его реализацию путем поддержания разности температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах.

Рисунок 3. (подробнее) Схема ИТП с автоматическим пофасадным регулированием отопления

Выше были подробно описаны решения по автоматическому регулированию подачи тепла на отопление в ЦТП, потому что они в том же объеме могут реализовываться в индивидуальном на здание тепловом пункте (ИТП). Переход к ИТП позволяет достичь еще большую экономию тепла за счет применения пофасадного автоматического регулирования отопления (рис. 3). Оно особенно эффективно при реконструкции существующих протяженных, многосекционных зданий, выполняемой без замены системы отопления. По эквивалентному эффекту пофасадное регулирование не уступает решению авторегулирования с термостатами, но значительно дешевле по капитальным затратам, и не требует проведения сварочных работ в квартирах, необходимых при установке термостатов.

Для бесчердачных 5–9-этажных жилых домов строительства 50–70 годов XX века осуществление пофасадного авторегулирования наиболее удобно, так как подающая и обратные магистрали проложены в подвале, и поэтому все сварочные работы для прокладки перемычек, объединяющих пофасадные ветки отдельных секций здания, выполняются только в подвале. На рис. 4 в верхней части показана существующая схема подключения вертикальных стояков посекционных систем отопления жилого дома. Внизу – переключение перемычками фасадных веток разных секций в две самостоятельные пофасадные системы отопления, обслуживающих обе секции дома.

Рисунок 4. (подробнее) Переключение секционных систем отопления на пофасадные с автоматическим регулированием подачи тепла

Подтверждением эффективности пофасадного авторегулирования может служить практика применения его в жилых зданиях [6], когда при температуре наружного воздуха – 5–8 °С отопление освещенного солнцем фасада автоматически отключалось не только на период попадания солнечных лучей в окна, но и на такое же время после, за счет теплопоступлений от нагретых поверхностей стен и мебели. Важно, чтобы сигналом пофасадного авторегулирования служила температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений – интегратор воздействия солнечной радиации, инфильтрации наружного воздуха и внутренних тепловыделений на тепловой режим здания.

Попытка автоматизировать пофасадно разделенные системы отопления без связи с температурой внутреннего воздуха, ограничившись регулированием температуры теплоносителя в зависимости только от температуры наружного воздуха, даже используя датчик, освещаемый солнечными лучами, не только недостаточно эффективна, но и может привести к нарушению теплового режима здания. Во-первых, трудно найти подобие реакции изменения теплоотдачи системы отопления на степень освещения датчика наружной температуры солнечными лучами и, во-вторых, одновременно с освещением фасада солнцем может быть усиление ветра в сторону того же фасада, что приведет к некомпенсируемому снижению температуры воздуха в помещениях, выходящих на этот фасад.

Регулирование только по внутренней температуре также нежелательно, так как это может привести к перерасходу тепла, например, когда в теплый период с появлением солнца из-за повышения внутренней температуры фасадная система отключилась, но температура все еще осталась повышенной, и жильцы дополнительно открывали форточки. После захода солнца температура воздуха понижалась и отопление возобновлялоось, но с увеличенным воздухообменом из-за открытых форточек. Поддержание заданного графика температуры теплоносителя в системе автоматизации с коррекцией по температуре внутреннего воздуха выполняет роль лимитирования подачи тепла.

В новом строительстве следует ориентироваться на оборудование отопительных приборов термостатами, поскольку они повышают комфортные условия, позволяя жильцам удовлетворять свои индивидуальные запросы по поддержанию нужной температуры воздуха. Вертикальные однотрубные или двухтрубные системы отопления с термостатами могут быть дополнены пофасадным авторегулированием для повышения стабильности работы термостатов и расширения пределов регулирования, поскольку при освещении одного из фасадов солнцем будут отключаться не только отопительные приборы, но и стояк. Пофасадное авторегулирование при этом выполняется без коррекции по внутренней температуре, а за счет регулирования температуры теплоносителя, подаваемого в фасадную систему отопления в зависимости от температуры наружного воздуха, измеренной датчиком, расположенным на данном фасаде и открытым для освещения солнечными лучами.

Для измерения потребленного тепла на каждом отопительном приборе с термостатом устанавливается датчик испарительного типа или электронный, по показаниям которых расход тепла, измеренный домовым теплосчетчиком системы отопления, распределяется по каждой квартире. Следует отметить, что индивидуальное измерение количества потребленного тепла при наличии термостата на отопительном приборе должно быть обязательным, ибо оно стимулирует жителей к экономии тепла. Без этого измерения ничего не мешает жильцу увеличить воздухообмен в квартире сверх минимально требуемого по санитарным нормам, и это приведет не к экономии, которой ожидают от установки термостатов, а к перерасходу тепла.

В отличие от пофасадного центрального регулирования при индивидуальном существует опасность, что жильцы одной из соседних квартир могут уехать на некоторое время и с целью экономии установить термостаты на поддержание более низкой температуры воздуха. Расчеты показывают, что если выставлена, например, температура в 10 °С, то теплопотери смежных с этой квартирой комнат при средних зимних условиях возрастают на 30–50 %. Это вызовет снижение температуры воздуха в этих комнатах, если отсутствует соответствующий запас поверхности нагрева отопительных приборов, и неоправданное увеличение потребления тепла. Вероятно, для устранения этого недостатка следует, чтобы термостаты имели бы ограничение на снижение задаваемой температуры не ниже 16 °С, поскольку их основная задача поддерживать температуру воздуха в помещении на комфортном (индивидуальном для каждого жильца) уровне, полезно используя теплопоступления с солнечной радиацией, от внутренних тепловыделений, от сокращения инфильтрации наружного воздуха и др.

Однако системы отопления с вертикальными стояками остаются системами коллективного пользования, открытие и закрытие выше расположенных по ходу воды термостатов влияет на работу следующих, особенно в вертикальной однотрубной системе отопления. Поэтому наиболее оптимальным решением признаны квартирные системы отопления с двухтрубными вертикальными секционными стояками, проходящими, как правило, по лестничной клетке, и подключенными к ним горизонтальными поквартирными разводками [7]. Эти разводки выполняются обычно из металлопластиковых гибких труб по лучевой или периметральной схеме. Отопительные приборы оборудуются термостатами, а для измерения потребленного тепла в местах подключения к стоякам устанавливается квартирный теплосчетчик или в муниципальных домах для уменьшения затрат – водомер, по показаниям которого распределяется расход тепла, измеряемый общедомовым теплосчетчиком на системе отопления.

Возможно решение, когда система теплоснабжения не заканчивается на вводе в здание, а доводится до каждой квартиры. В СССР впервые такая система была разработана и реализована Ч. Шалькявичюсом в г. Вильнюсе. Им были разработаны специально для этой цели трубчатый теплообменник для нагрева бытовой горячей воды, маленький элеватор из 3-ходового крана и гидравлические авторегуляторы. Перегретая вода из тепловой сети доводилась в ванную комнату каждой квартиры, где устанавливался водонагреватель, и проводилось ее преобразование для целей отопления и нагрева воды.

Тогда этот опыт не нашел продолжения, видимо, от того, что был построен на кустарном оборудовании, но сейчас при наличии современного компактного оборудования он может быть возрожден. В подтверждение этого в № 6 и 7 журнала «АВОК» за 2004 год были опубликованы статьи о квартирном ИТП: в первой – с зависимым присоединением отопления фирмы Logo-Therm, а в статье об итальянском опыте – с предложением квартирного модуля подключения отопления и горячего водоснабжения к тепловым сетям по независимой схеме. В них использованы пластинчатые теплообменники, малошумные циркуляционные насосы, приборы авторегулирования, контроля и учета потребляемого тепла и воды.

И, наконец, наиболее оптимальным решением, связанным с отоплением и особенно с вентиляцией, являются квартирные системы воздушного отопления. Потребность в вентиляции помещений в отличие от их отопления не ощущается людьми непосредственно необходимой. Поэтому вентиляция часто бывает выключенной в общественных зданиях, а в жилых – недостаточной, в результате чего (особенно при современных герметичных окнах) возникает увеличенная влажность в помещениях, а нередко и появление плесени на стенах. А когда вентиляция совмещена с отоплением, то ее функционирование обусловлено необходимостью обеспечения нужной температуры в помещениях.

Первый опыт внедрения квартирных систем воздушного отопления, совмещенного с вентиляцией, в нашей стране был реализован в 1960-х годах в одном из 5-этажных жилых домов в Москве [8] С. П. Требуковым. В подшивном потолке коридора квартиры устанавливался агрегат воздушного отопления, состоящий из приточного вентилятора, калорифера и системы воздуховодов. К калориферу были подведены трубопроводы от системы теплоснабжения дома, и подача тепла была автоматизирована для поддержания температуры воздуха в квартире на заданном уровне.

Однако такая система также не нашла последующего применения, в основном, вследствие некачественного оборудования и вынужденного увеличения расхода тепла из-за создания избыточной вентиляции (по сравнению с существующей естественной) для снижения до приемлемых пределов температуры приточного воздуха, компенсируя тем самым теплопотери помещений квартиры.

Сейчас созданы все условия для реализации квартирной системы воздушного отопления на более высоком и экономичном уровне с утилизацией тепла вытяжного воздуха для предварительного нагрева приточного в рекуперативном или регенеративном теплообменнике и последующем догреве в калорифере [9]. Расчеты показывают, что вследствие уменьшения теплопотерь помещений из-за повышения теплозащиты наружных ограждений расчетная температура приточного воздуха не превысит 70 °С при его расходе в пределах санитарно-гигиенической нормы, что вполне допустимо.

Данное решение целесообразно дополнить возможностью рециркуляции воздуха из помещения. Это позволит сократить расход тепла на нагрев наружного воздуха в период отсутствия людей в квартире, продолжая ее отопление, предотвратить обмерзание утилизатора тепла в морозный период и еще больше снизить температуру приточного воздуха. На рис. 5 показана схема подключения в квартире агрегата воздушного отопления с утилизацией тепла и рециркуляцией воздуха. В случае использования регенеративного теплообменника-утилизатора, вероятно, вытяжку из туалета следует делать самостоятельной, без утилизации.

Рисунок 5. (подробнее) Схема квартирной системы воздушного отопления, совмещенного с вентиляцией, с использованием теплорекуператора и рециркуляции

В статье сделана попытка осветить наиболее эффективные решения теплоснабжения многоквартирных жилых домов с позиций энергосбережения и удовлетворения потребности жителей в отоплении, вентиляции и горячем водоснабжении. К ним относятся: приближение узлов приготовления горячей воды на бытовые нужды к потребителю этой воды – в здания и даже в квартиры; повышение эффективности автоматического регулирования подачи тепла на отопление за счет применения в существующих зданиях, реконструируемых без замены системы отопления, пофасадного авторегулирования или центрального с коррекцией по температуре внутреннего воздуха, а в новом строительстве – систем отопления с термостатами и измерителями-распределителями теплоотдачи отопительных приборов и квартирных систем отопления, в том числе с агрегатами воздушного отопления с утилизацией тепла и рециркуляцией воздуха. Для стимулирования энергосбережения при соблюдении качества микроклимата в отапливаемых помещениях в предлагаемых решениях предусматривается измерение потребленного тепла и воды, чтобы житель имел возможность оплачивать эту услугу в том объеме, в каком он ее потребил.

Литература

1. Ливчак В. И., Письман С. И. Оптимальная степень централизации тепловых пунктов в закрытых системах централизованного теплоснабжения // Водоснабжение и сантехника. 1975. № 8. С. 26–31.

2. Ливчак В. И., Беляйкина И. В., Крутова И. Н. Об изменении и дополнении Главы СНиП II-Г.10-73 «Тепловые сети. Нормы проектирования» // Водоснабжение и сантехника. 1983. № 1. С. 14–16.

3. СНиП II-Г, 10-73*, 1985; СНиП 2.04.07-86, 1988; СНиП 41-02-2003, 2004, «Тепловые сети».

4. Ливчак В. И. Автоматическое ограничение максимального расхода сетевой воды на тепловой пункт // Водоснабжение и сантехника. 1987. № 7. С. 9–11.

5. Грудзинский М. М., Ливчак В. И. Эффективность группового автоматического регулирования расхода теплоты на отопление с коррекцией по температуре внутреннего воздуха // Теплоэнергетика. 1983. № 8. С. 20–24.

6. Ливчак В. И., Чугункин А. А., Оленев В. А. Энергоэффективность пофасадного автоматического регулирования систем отопления // Водоснабжение и сантехника. 1986. № 5. С. 11–13.

7. Садовская Т. И. Система поквартирного отопления // Энергосбережение. 2003. № 1. С. 26–28.

8. Ливчак И. Ф. Квартирное отопление. М.: Стройиздат, 1977.

9. Ливчак И. Ф. О развитии отечественной вентиляции для многоэтажного жилищного строительства // АВОК. 2004. № 2. С. 14–18.