Проблемы и перспектива систем отопления с поквартирной разводкой в жилых зданиях - взгляд с места событий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Проблемы и перспектива систем отопления с поквартирной разводкой в жилых зданиях -взгляд с места событий

Б.И. Мелехин

В последнее время, а это более шести лет, в нашем регионе при строительстве жилых домов стали использовать двухтрубную систему отопления только с поквартирной разводкой, вместо вертикальной однотрубной системы отопления. В современных рыночных условиях в своевременности использования данной системы отопления в жилых домах сомневаться не приходится, потому что уже сейчас широко практикуется отключение целого дома от системы теплоснабжения из-за неуплаты за отопление отдельными жильцами, при этом большая часть жильцов за это исправно платит. Поэтому, несомненным достоинством системы отопления с поквартирной разводкой, в первую очередь, является ее возможность административного влияния на каждого жильца в отдельности. Конструкция данной системы позволяет ограничить или полностью прекратить отпуск тепла конкретному потребителю за нарушения им правил пользования тепловой энергией (даже без его участия), предварительно его предупредив.

При проектировании первых жилых домов это достоинство данных систем проектными организациями во внимание вообще не принималось - стояки системы отопления прокладывались в квартирах, со всеми вытекающими негативными последствиями:

практически невозможно отключить нерадивого потребителя;

необходимость отключения всех квартир настояке, в случае отсутствия жильцов во время аварии в одной из квартир;

проблемы при регулировании из-за ограничения доступа в квартиры (а в том, что регулировка необходима, приходится убеждаться на практике).

Причем эта недоработка проектов была типична для разных проектных организаций в различных регионах, которые проектировали эти системы впервые. И только уже в дальнейшем, но не все проектные организации, вносили соответствующие коррективы в проекты - стояки прокладывались вне квартир.

И второе, тоже немаловажное достоинство этих систем отопления - независимость теплового режима квартир на разных этажах, которые располагаются друг над другом, в случае установки жильцами (весьма распространенное явление) дополнительной площади нагрева отопительных приборов. Этим серьезным недостатком обладают вертикальные однотрубные системы отопления, которые повсеместно применяются при строительстве жилых домов. Откровенно говоря, даже на стадии проектирования вертикальных однотрубных систем отопления сложно добиться одинакового теплового режима для квартир, расположенных на одном стояке. Что можно наблюдать на практике - в квартирах верхних этажей внутренняя температура находится в пределах 20-25 ОС, в то же время на первом этаже температура может не превышать и 15 ОС (речь идет о 9-тиэтажных зданиях с вертикальной однотрубной системой отопления и с верхней разводкой).

Но, с серьезными проблемами пришлось столкнуться и приходится сталкиваться до сих пор уже непосредственно при эксплуатации систем отопления с поквартирной разводкой: при расчетном расходе теплоносителя в системе отопления, невозможно обеспечить нормальное теплоснабжение всех квартир в здании. На верхних этажах жильцы вынуждены отключать часть отопительных приборов из-за жары, а на нижних этажах приходится сливать теплоноситель, чтобы не «заморозить» отопительные приборы. Для нормализации теплоснабжения здания расчетный расход в системе отопления приходилось увеличивать в два раза. Соответственно, теплопотребление здания увеличивалось до 50%, по сравнению с расчетным теплопотреблением (при этом следует отметить, что почти все новые здания имеют приборы учета). Но и это не всегда приводило к нормализации системы отопления всего здания.

Все это усугублялось тем, что эти здания выполнялись с улучшенными теплотехническими свойствами ограждающих конструкций, а недостатки существующих систем отопления с поквартирной разводкой сводили экономию «к нулю».

Анализ проектной документации и фактической работы систем отопления с поквартирной разводкой показал, что при проектировании этих систем не учитывается сила естественной циркуляции при остывании теплоносителя в отопительных приборах. А насколько ее величина существенна, и что с ней необходимо считаться, можно показать на следующем примере.

Для пятиэтажного дома с данной системой отопления и с параметрами теплоносителя 95/70 ОС сила естественной циркуляции для отопительных приборов верхних этажей согласно нижеприведенной формуле составит: P_eCT=h-(n-1)-(Yo-Yn) = 3.(5-1).(977,81-961,92)=190,68 кгс/м², где h=3 м - строительная высота этажа; n=5 -этажность здания; у_о= 977,81 кг/м³ - плотность воды при температуре теплоносителя в обратном трубопроводе, равной 70 ОС; у_п=961,92кг/м³ -плотность воды при температуре теплоносителя в подающем трубопроводе, равной 95 ОС.

Одновременно, сила естественной циркуляции для отопительных приборов первых этажей естественно будет равняться нулю.

В то же время, по результатам гидравлического расчета фактической разводки трубопроводов в пределах одной квартиры, максимальное сопротивление разводки не превышает даже 30 кгс/м².

В свое время, с учетом скорее всего этого фактора, существовало ограничение при применение вертикальных двухтрубных систем отопления - не более двух-трех этажей.

В современных нормах ограничение по этажности нет. Но в то же время, требования, отраженные в главе 10 последнего издания СНиПа «Отопление и вентиляция» (сопротивление через самый верхний отопительный прибор должно быть не менее величины силы естественной циркуляции при расчетных параметрах теплоносителя) явно недостаточны для обеспечения нормальной работы системы отопления в зданиях высотой боле двух-трех этажей, т.к. не учитывают переменный характер силы естественной циркуляции.

На мой взгляд, чтобы полностью исключить негативное влияние силы естественной циркуляции на работу систем отопления с поквартирной разводкой, необходимо решить две задачи.

1. Уменьшить ее величину за счет изменения расчетных параметров теплоносителя в сторону уменьшения, например, с 95/70 ОС до 85/70 ОС, при этом сила естественной циркуляции уменьшится почти в два раза и составит: P_eCT=h-(n-1)-(Yo-Yn)=3-(5-1)-(977,81-968,65)= =109,92 кгс/м², где у_п= 968,65/м³ - плотность воды при температуре теплоносителя в подающем трубопроводе, равной 85 ОС.

В данной ситуации снижение температуры теплоносителя в подающем трубопроводе вполне возможно без заметных последствий (из-за ожидаемого увеличения расхода теплоносителя и поверхностей нагрева отопительных приборов), потому что, как уже упоминалось выше, теплопотребление новых зданий из-за улучшенных теплотехнических свойств их ограждающих конструкций, почти в два раза меньше существующих (при условии, что здания одинакового строительного объема и этажности).

Кроме этого, улучшаются комфортные условия в помещениях за счет увеличения поверхности нагрева отопительных приборов и уменьшения температуры теплоносителя в них, при неизменной тепловой производительности приборов.

2. Увеличить гидравлическое сопротивление разводки во всех квартирах, например, как в данном случае, с 30 кгс/м² до величины (в зависимости от этажности зданий), при которой сила естественной циркуляции составит от нее всего 10% (хотя и возможно и более 10%).

Иными словами, согласно пункта 1, гидравлическое сопротивление разводки всех квартир должно быть не менее 1099,2 кгс/м² (или около 1 м. вод. ст.). А для гидравлической устойчивости системы в целом гидравлическое сопротивление стояков и разводящих магистралей не должно превышать 10-20% уже от этой величины (чем меньше, тем лучше для гидравлической устойчивости).

При параметрах теплоносителя 95-70 ОС сопротивление квартирной разводки возрастет уже до 1906,82 кгс/м² (или около 2 м вод. ст.). А с увеличением этажности сила естественной циркуляции возрастает в обоих случаях. Вот почему и необходимо, с учетом всего этого, снижение параметров теплоносителя.

На практике, хотя эта задача (добиться повышенного гидравлического сопротивления квартирной разводки) непростая, учитывая относительно небольшие расходы на отопление отдельной квартиры и ограниченность существующих технических средств, но вполне осуществима. Но при этом необходимо отказаться от некоторых стереотипов. Здесь важен принцип: проектировать необходимо так, чтобы отказаться от наладочных работ во время пуска системы (или, по крайней мере, исключить из этого процесса жильцов), а в случае установки терморегуляторов на отопительных приборах, они должны быть открыты полностью, несмотря даже на то, что все это и потребует дополнительных затрат.

Очень важно обеспечить не только повышенное гидравлическое сопротивление квартирной разводки, но и ее гидравлическую устойчивость. В существующих системах, кроме того, что квартирная разводка имеет малое сопротивление, она выполнена в большинстве случаев по горизонтальной двухтрубной тупиковой схеме (которую в данном случае следует признать как весьма неудачную) и которая, в конечном итоге, не обеспечивает равномерный прогрев отопительных приборов в пределах квартиры (первые по ходу приборы, перегреваются, последние - едва теплые). А учитывая переменный характер силы естественной циркуляции, даже специалисту сложно отрегулировать эту систему, не говоря уже о жильцах. Проблему гидравлической устойчивости квартирной разводки можно решить следующими вполне доступными способами:

выполнить квартирную разводку по двухтрубной схеме, но уже с попутным движением воды(это потребует дополнительного расхода труб);

выполнить квартирную разводку по однотрубной схеме (это потребует увеличение поверхности нагрева приборов).Увеличения гидравлического сопротивления квартирной разводки до необходимого уровня можно добиться за счет установки дроссельных диафрагм или регулирующей арматуры на каждую квартирную разводку, которые бы обеспечили необходимое повышенное сопротивление при соответствующем расходе теплоносителя на отдельную квартиру.

Для однотрубной квартирной разводки повышенное гидравлическое сопротивление можно обеспечить еще за счет использования труб уменьшенного диаметра (например, Dу= 10-i-15 мм), что накладывает более высокие требования к воднохимическому режиму используемого теплоносителя. отопление гидравлический сопротивление поквартирный

Приведенные здесь варианты увеличения сопротивления квартирной разводки приемлемы, скорее всего, лишь для зданий с этажностью не более пяти этажей. Потому что при большей высоте здания, из-за увеличивающей силы естественной циркуляции, а также небольших расходов теплоносителя на отдельную квартиру (еще раз повторяюсь) расчетные диаметры отверстий дроссельных диафрагм становятся очень малыми, на отдельную квартирную разводку могут быть уже менее 3 мм. Выход из этой ситуации - прокладка общего стояка на несколько квартир на каждом этаже. При этом количество квартир на каждом этаже на отдельный стояк необходимо подбирать исходя из общего расхода теплоносителя на эти квартиры, который бы и обеспечил выбор необходимой общей регулирующей арматуры на этаж или общей дроссельной диафрагмы на этаж с приемлемым размером отверстия ее диаметра.

Следует подчеркнуть, что приоритетным для обеспечения нормальной работы системы отопления с поквартирной разводкой является обеспечение необходимого сопротивления этажной разводки в пределах отдельной квартиры, а еще предпочтительнее в пределах этажной разводки на несколько квартир (даже независимо от этажности здания), ибо это полностью исключит влияние силы естественной циркуляции на систему отопления и создаст благоприятные условия для обеспечения гидравлической устойчивости этажной разводки и облегчит, при необходимости, ее регулировку.

И последнее, с учетом необходимого снижения параметров теплоносителя в системе отопления до указанного уровня и температурного графика на источнике тепла, например, 130-70 ОС, коэффициент подмеса теплового узла системы отопления составит 3,0, который может обеспечить только насосы подмешивания (и которые уже повсеместно устанавливаются при строительстве новых жилых домов взамен элеваторов).

Подводя общий итог, необходимо констатировать, что, несмотря на определенные технические проблемы систем отопления с поквартирной разводкой, они вполне решаемые доступными и простыми средствами. И, на мой взгляд, после устранения указанных недостатков (причем, возможно, имеются и другие варианты решения указанных проблем) данную систему необходимо внедрять именно в жилых домах, и в первую очередь, исходя из-за ее административных возможностей адресного влияния на каждого потребителя в отдельности, без ущерба для остальных (при этом стоит отметить, что главной причиной внедрения данных систем отопления в нашем регионе по задумке руководства ЖКХ - должна была стать организация поквартирного учета).

Кроме этого, сделав один шаг, необходимо сделать следующий - выполнить систему холодного и горячего водоснабжения в жилых домах так же с поквартирной разводкой. В пользу этого шага говорит опыт электроэнергетиков, рекламируемый с экранов телевизоров - имея возможность отключить отдельного потребителя от электричества, отключали его и добивались мгновенной оплаты потребителем любой задолженности с его стороны. И так же, исходя из данного опыта, приборы учета на отопление, горячую и холодную воду, необходимо устанавливать вне квартир.

В пользу системы ГВС с поквартирной разводкой, можно привести еще один, чисто житейский довод. Нередко, некоторые жильцы устраивают обогрев полов за счет системы ГВС, который непредусмотрен проектом. Из-за этого страдают жильцы, живущие выше - значительное остывание горячей воды при водоразборе, а при отсутствии водоразбора - недопустимое остывание полотенцесушителей.

Размещено на Allbest.ru