Расчет отопления в многоквартирном доме, схемы, проект системы

Чаще всего, на протяжении многих лет пользуясь таким благом, как современная централизованная отопительная система, мы абсолютно не интересуемся тем, каким образом она устроена и как работает. Точнее, не интересуемся мы этим до тех пор, пока ее работа нас устраивает. Но вот представьте ситуацию – практически всех жильцов вашего дома не устраивает система отопления, и все готовы подключать в своих квартирах отдельные автономные системы. В таком случае и возникает вопрос – а как все работало до этого, и смогут ли квартиры отапливаться независимо друг от друга. Конечно, в таком случае потребуется расчет отопления в многоквартирном доме, составление проекта – все это делают специальные службы.

Отопление в многоквартирном доме

На самом деле, при строительстве любого дома, вне зависимости от количества этажей в последние несколько лет (а то и десятилетий) использовалась одна и та же достаточно простая схема отопления здания. То есть, и в трехэтажном, и в двенадцатиэтажном доме применяются одинаковые схемы создания отопительной системы. Конечно, возможно наличие незначительных отличий, которые подразумевает проект системы отопления многоквартирного дома, но в большинстве случае – идентичность полная.

• Что являет собой схема отопительной системы многоэтажного дома?
• Элеваторный узел централизованной отопительной системы
• Принцип построения отопительной системы

Что являет собой схема отопительной системы многоэтажного дома?

На определенном этапе строительства в доме монтируется специальная тепловая трасса. На ней монтируется некоторое количество тепловых задвижек, от которых в дальнейшем и происходит процесс запитывания теплоузлов. Количество задвижек (и узлов, соответственно) напрямую зависит от количества этажей (стояков) и квартир в доме. Следующим после вводной задвижки элементом располагается грязевик. Нередки случаи, когда устанавливается сразу два данных элемента системы.

Если проектом дома предусмотрена схема отопления хрущевки открытого типа, это требует после грязевика установки задвижки на ГВС, которая необходима для аварийного удаления теплоносителя из системы. Данные задвижки устанавливаются посредством врезки. Есть два варианта монтажа – на трубу подачи теплоносителя, или же на трубу обрата.

Схема отопления 9-этажного дома

Некоторая сложность и обилие элементов системы централизованного отопления вызваны тем, что в ней в качестве теплоносителя используется сильно нагретая вода. По сути, только повышенное давление в трубах системы, по которой она перемещается, не дает жидкости превратиться в пар.

В случае если подаваемая вода имеет сильно повышенную температуру, возникает необходимость задействования ГВС из обрата. Это обусловлено тем, что на участках, которые производят отток отработанного теплоносителя, давление значительно ниже, чем на подающих. После того, как температура теплоносителя падает до нормального уровня, жидкость вновь с подачки попадает в систему.

Следует отметить, что чаще всего теплоузел делается в небольшом замкнутом помещении, входить в которое могут только представители коммунальной компании, обслуживающей данную отопительную систему. Это обусловлено требованиями безопасности и применимо практически во всех современных многоэтажных домах.

Тепловой узел многоквартирного дома

Конечно, невольно возникает вопрос – если нередко температура теплоносителя в системе достигает критической точки, то почему же батареи в квартирах, в основном, – чуть теплые? На самом деле, все довольно банально.

Только схемой работы системы предусмотрено определенное количество элементов, которые защитят систему при повышенной температуре теплоносителя.

Однако довольно часто коммунальные компании попросту экономят топливо, нагревая теплоноситель до уровня, который крайне далек от реально требуемого. Кроме того, весьма часто при монтаже системы из-за халатности работников допускаются грубые ошибки, которые в дальнейшем являются причиной сильной теплопотери.

Элеваторный узел централизованной отопительной системы

Конечно, мало кто раньше слышал термин «элеваторный узел». Его смело можно назвать инжектором, который включает схема отопления девятиэтажного панельного дома или дома с меньшим количеством этажей. Ведь именно в него сквозь специальное сопло поступает разогретый практически до предела теплоноситель. Здесь же происходит нагнетание воды обрата, после чего жидкость начинает активно циркулировать в системе отопления. Собственно говоря, после того, как теплоноситель и обрат поступили в систему сквозь элеваторный узел, они получают ту температуру, которую мы ощущаем, прикасаясь к батарее.

Элеваторный узел централизованной отопительной системы

Нередко, в зависимости от плана, который подразумевает проект отопления многоквартирного дома, на тепловом узле могут устанавливаться задвижки различных типов. Во многом их вид зависит от того, какое количество помещений следует отапливать, задействован ли данный узел в отоплении одного стояка (подъезда) или всего дома. Кроме того, иногда, помимо задвижек, устанавливается и дополнительный коллектор, на котором, в свою очередь, закреплены запорные элементы. Нередко отдельный участок вводной системы служит для установки счетчиков. Чаще всего применяется один прибор учета для одного подъезда.

Принцип построения отопительной системы

Говоря о принципе работы схемы отопления многоэтажных домов, следует несколько слов сказать и о ее построении. На самом деле она довольно проста. В большинстве современных домов используется однотрубная централизованная схема отопления пятиэтажного дома или дома с меньшим/большим числом этажей. То есть, схема отопления 5 этажного дома являет собой единый (для одного подъезда) стояк, в котором подача теплоносителя может происходить как снизу, так и сверху.

При этом есть два варианта расположения подающего элемента – на чердаке или в подвале. Трубы обрата всегда прокладываются в подвальном помещении.

В соответствии с расположением подающего элемента, различается и два вида направленности теплоносителя. Так, при условии, что трубы подачи расположены в подвале, идет встречное движение теплоносителя. А если подающий элемент на чердаке – то попутное направление.

Схема разводки труб отопления в многоэтажке

Многие интересуются, каким образом производится определение площади радиатора для той или иной комнаты. На самом деле, все довольно просто – необходимо лишь учитывать скорость остывания используемого теплоносителя (воды).

Большинство из нас ошибочно полагают, что, чем выше дом – тем сложнее и запутаннее является схема отопления многоэтажного дома. Но это неправильное мнение. На самом деле, в основном, на расчет отопления в многоквартирном доме влияет количество квартир, которые необходимо отапливать.

Дом и Двор. Пример расчетов за отопление в многоквартирном доме по новым формулам

Опишу на упрощённом примере новую систему расчётов за отопление, но это упрощение для того, чтобы легче увидеть всю суть проблемы новых формул, заложенную Минстроем РФ, которая была описана в предыдущем материале.

Две новые формулы, которые необходимы для расчётов,  выглядят следующим образом (подробное описание легко можно найти в тексте постановления Правительства РФ №354, здесь я не буду перегружать текст):

Именно, чтобы не делать такие трёхэтажные расчёты возьмём следующие упрощённые базовые значения (цифры максимально круглые для демонстрации самого принципа новых расчётов, но суть от этого не изменяется никак):

Допустим, что в доме 10 квартир, все одинаковой площади. Предположим, что общее потребление тепла в доме на отопление составляет в месяц 100 Гкал согласно показаниям общедомового прибора учёта (ОДПУ).

Если в доме ни в одной квартире нет ни одного индивидуального прибора учёта тепла (ИПУ тепла), то расчёт по отоплению делается просто:
100 Гкал делится на 10 квартир, и каждый собственник должен заплатить за 10 Гкал.

Вообще, эти 10 Гкал это потребление тепла, которое учитывает и потребление в квартире и потребление в местах общего пользования (МОП) – лестничные клетки, холлы и т. д. Распределяется это теплопотребление в некоторой пропорции, но для дальнейшего расчёта для упрощения возьмём круглые цифры – 80/20, т.е. в квартире потребляется 8 Гкал, а на МОП приходится 2 Гкал (из платежа в10 Гкал).

Итак, следующий вариант.

Теперь один из собственников решил поставить в своей квартире ИПУ тепла, цель – экономить тепло и платить меньше. Общий расчет теперь меняется, но на конечный результат это никак не повлияет, и вот почему. Тот собственник, у которого есть ИПУ тепла будет платить за тепло из двух составляющих. Первая – плата по показаниям ИПУ, т.е. 8 Гкал. А вторая составляющая – это платёж за МОП, который нужно подсчитать. Считается следующим образом: теплопотребление в каждой из оставшихся квартир без ИПУ принимается равным среднему потреблению квартир с ИПУ (формула 3(7)). А поскольку с ИПУ у нас только одна квартира, значит по формуле получаем, что потребление всех девяти квартир без ИПУ тоже будет таким же – 8 Гкал. Значит, потребление во всех квартирах дома будет 8Гкал х 10 квартир = 80 Гкал. Соответственно, теплопотребление МОП по расчёту получается 100Гкал – 80Гкал = 20 Гкал. А значит, на каждую квартиру будет приходиться пропорционально их площади, т.е. 20Гкал / 10 квартир = 2 Гкал (это плата каждой квартиры за отопление МОП).

В итоге квартира с ИПУ тепла, как и каждая квартира без ИПУ тепла будут платить одинаково – 8Гкал (ИПУ) +2Гкал (МОП) =  по 10 Гкал. Т.е. установка ИПУ тепла в одной квартире ни к чему по новым формулам не приведёт – как платили, так и будут платить все одинаковую сумму.

Теперь рассмотрим третий вариант.

Казалось бы – крути ручку регулятора и сберегай тепло, раз у тебя стоит ИПУ тепла! Давайте повторим предыдущий расчёт, если этот единственный владелец ИПУ так и сделал. Допустим, он утеплил все окна, не открывает форточки для обогрев улицы и сумел снизить теплопотребление по прибору учёта с 8 Гкал до 4 Гкал. На сколько меньше он заплатит, и сколько заплатят остальные квартиры?

Суммарное теплопотребление в доме станет на 4 Гкал меньше, т.е. 96 Гкал.

Сколько будет приходиться на каждую квартиру по новому расчёту? По 4 Гкал! Ведь это новые показания по единственному в доме ИПУ тепла. Значит общее теплопотрбление квартир по расчёту будет 4Гкал х 10 квартир = 40Гкал. А общее потребление на МОП 96Гкал – 40Гкал = 56Гкал. А значит на каждую квартиру придётся по 5,6 Гкал отопления на МОП.

Значит суммарный платеж квартиры с ИПУ тепла будет 4Гкал (ИПУ) + 5,6Гкал(МОП) = 9,6 Гкал. И такую же цифру будет платить КАЖДАЯ квартира в доме, что с ИПУ, что без ИПУ. Т.е. тот, кто реально смог сберечь 4 Гкал, уменьшив теплопотребление в своей квартире на 50%(!!!), в реальности стал платить меньше всего лишь на 4%. Но при этом он должен будет нести расходы на содержание, ремонт и поверку ИПУ тепла. А остальные квартиры таких расходов иметь не будут. Окупятся ли его расходы на ИПУ через экономию тепла? Уверен, что нет. В таком случае есть смысл просто экономить, без всяких ИПУ.

Но дальше ситуация становится намного печальнее. Рассмотрим следующий вариант.

Допустим, в доме 5 квартир поставили ИПУ тепла, а 5 осталось без них. И допустим все эти 5 квартир с ИПУ стали экономить – их потребление составило 3, 4, 5, 6 и 7 Гкал соответственно. В квартирах без ИПУ теплопотребление не изменилось.

В этом случае общедомовое потребление стало 85 Гкал, а среднее значение теплопотребления в квартирах с ИПУ – (3+4+5+6+7)/5=5Гкал. Соответственно, эти 5 Гкал будет считаться и для квартир без ИПУ, а общее теплопотребление всех квартир в доме расчётным путём принимается равным 50 Гкал. Соответственно, теплопотребление МОП рассчитывается так: 85Гкал – 50Гкал = 35Гкал, или по 3,5 Гкал на одну квартиру.

В этом случае каждая квартира без ИПУ заплатит 5Гкал + 3,5Гкал = 8,5 Гкал, а вот 5 квартир с ИПУ заплатят следующим образом:

1.    3 Гкал + 3,5 Гкал = 6,5 Гкал
2.    4 Гкал + 3,5 Гкал = 7,5 Гкал
3.    5 Гкал + 3,5 Гкал = 8,5 Гкал
4.    6 Гкал + 3,5 Гкал = 9,5 Гкал
5.    7 Гкал + 3,5 Гкал = 10,5 Гкал

Фантастика! Согласно новым формулам Минстроя РФ, часть квартир с ИПУ тепла, при реальном теплопотреблении меньше, чем в квартирах без ИПУ, ЗАПЛАТЯТ БОЛЬШЕ ВСЕХ В ДОМЕ!

Что сделают владельцы таких ИПУ после полученных платёжек? Перестанут сдавать показания своих ИПУ или просто выведут их из строя, потому что им будет НЕВЫГОДНО экономить тепло по сравнению с теми, кто реально ничего не экономит, но и не ставит ИПУ тепла. А как только откажутся одни, следом возникнет такая же ситуация у остальных квартир с ИПУ тепла.

Удивительный результат – перестаёшь сдавать показания прибора учёта и начинаешь платить меньше.

Таким образом, фактически новая политика Минстроя РФ остановит программу энергосбережения в части теплоснабжения и не даст возможность жителям экономить тепло для снижения своих платежей за коммунальные услуги.

Правильное определение параметров системы ОВКВ в многоквартирных домах

Правильный расчет механических систем в многоквартирных домах

Многоквартирные дома могут стать уникальной проблемой, когда речь идет о выборе эффективных систем отопления и охлаждения. В Вашингтоне, округ Колумбия, со смешанным влажным климатом, контроль влажности становится главной проблемой из-за пары неизбежных фактов.

1. На квадратный фут добавляется много влаги в результате приготовления пищи, купания и даже просто дыхания из-за плотной заселенности.
2. Небольшие внешние поверхности оболочки означают, что кондиционер не будет включаться очень часто и, следовательно, не будет возможности удалить влагу.

Высокая влажность может привести к жалобам на комфорт, конденсацию на регистрах и открытых воздуховодах и даже к плесени. Для эффективного удаления влаги кондиционер должен работать в течение длительного времени. Это означает правильно подобранный размер механической системы. К сожалению, многие проектные группы усугубляют проблему, выбирая слишком крупногабаритное охлаждающее оборудование, которое работает еще реже.

Этапы подбора механического оборудования

1. Выполнение точных расчетов с использованием ручного J-процесса для оценки пиковых нагрузок нагрева и охлаждения
2. Обратитесь к данным производителя о производительности при проектных условиях, и
3. Выберите наименьшую единицу оборудования, которая выдержит нагрузку.

Распространенные проблемы при определении размеров механических систем

 “Могу ли я просто использовать ориентацию для наихудшего случая?”

Большие окна в угловом блоке могут изменить требования к размерам оборудования по сравнению с внутренними блоками

Нет. В большинстве случаев наибольшая нагрузка на оболочки в многоквартирных домах приходится на окна. Блок с окнами от пола до потолка, обращенными на запад, будет иметь совсем другие нагрузки, чем тот же блок, выходящий на север , поэтому убедитесь, что расчет нагрузки отражает фактическую ориентацию. Если один и тот же тип блока встречается более чем в одной ориентации, рассчитайте нагрузки для каждой ориентации и сделайте соответствующий выбор. Это может потребовать различных вариантов выбора и расположения воздуховодов для различных ориентаций.

«Могу ли я использовать коммерческое программное обеспечение?»

Да, но нужно быть осторожным. Коммерческое программное обеспечение для загрузки, такое как Train TRACE и Carrier HAP, в первую очередь ориентировано на типы нежилых помещений, которые имеют очень разные профили использования. Например, в офисе вы ожидаете, что освещение и оборудование будут включены на 100 % в пиковые дневные часы охлаждения. Тем не менее, в жилых помещениях днем ​​почти не горит свет.

Коммерческие программы также любят включать больше наружного воздуха, чем в квартирах. Достаточно хорошо герметизированная квартира будет иметь очень небольшую естественную инфильтрацию наружного воздуха (помните, что только 1 или 2 стороны квартирной «коробки» фактически выставлены на улицу), а механическая вентиляция должна быть только около 20-35 кубических футов в минуту в зависимости от размера помещения. единица. Нередко нагрузки падают наполовину после корректировки этих входных данных.

 «Хватит ли мощности у небольших систем, чтобы подавать воздух во все комнаты?»

Системы меньшего размера не означают меньшей мощности

Абсолютно. Во-первых, самые маленькие доступные сплит-системы весят 1,5 тонны, что на самом деле не так уж и мало. Во-вторых, 1,5-тонные приточно-вытяжные установки рассчитаны на внешнее статическое давление 0,5 IWC, как и 2- и 2,5-тонные системы. Если это звучит как тарабарщина, значит 1,5-тонные системы обладают такой же «мощностью» для проталкивания воздуха на большие расстояния, что и более крупные системы .

Двигатель вентилятора меньше только потому, что он выталкивает меньше воздуха, точно так же, как у мотоцикла двигатель меньше, чем у автомобиля, но он может разгоняться так же быстро. Мы видели 1,5-тонные системы, используемые в двухэтажных домах площадью более 1500 квадратных футов. Если вы не можете подать воздух в квартиру площадью 900 квадратных футов, у вас есть проблема с размером воздуховода, которая будет проблемой независимо от размера вентиляционной установки.

 «Разве для комфорта каждой комнате не требуется 100 кубических футов в минуту?»

Ну, может быть. Расчет нагрузки показывает, что требуется 100 CFM? Не существует такого понятия, как минимальный порог воздушного потока для каждой комнаты. Требуемый объем воздуха прямо пропорционален тепловой и охлаждающей нагрузке помещения. Если расчеты показывают небольшую нагрузку и требуется только 40 кубических футов в минуту, вы должны поставить 40 кубических футов в минуту. На самом деле, избыток 100 CFM на самом деле вызовет дискомфорт, поскольку эта комната всегда будет на несколько градусов отличаться от остальной части квартиры. Сидеть под переполненным регистром также может быть шумно и со сквозняками.

«Но нельзя ли просто определить размер по количеству спален?»

Нет, эмпирические правила больше не работают. Для зданий, построенных по нормам 2009 или 2012 года в нашей климатической зоне (CZ4), большинство квартир будут иметь нагрузку менее 1,5 тонн, независимо от количества спален. Может быть несколько 2-тонных или (редко) 2,5-тонных систем для больших квартир на угловом или верхнем этаже, но это исключение.

Если ваши механические планы показывают 1,5 тонны для всех 1 спален и 2 тонны для всех 2 спален, это, вероятно, означает

1. Не соблюдались точные процедуры калибровки, и
2. Многим из этих 2 спален на самом деле нужны только 1,5-тонные системы

Единственный способ узнать наверняка — произвести расчеты.

Заключение

Большинство этих проблем являются результатом очень естественного инстинкта быть консервативным перед лицом неопределенности. Правда в том, что есть много переменных, которые будут изменять реальную нагрузку на отопление и охлаждение в блоке: сколько людей находится в квартире, когда они готовят, используют ли они жалюзи. Проблема в том, что в данном случае «консервативный» означает проектирование для контроля температуры за счет контроля влажности. Каждые дополнительные ½ тонны вместимости означают меньше осушения – это факт. Единственный способ контролировать как температуру, так и влажность — выполнять точные расчеты, не поддаваться искушению добавлять дополнительные коэффициенты безопасности и выбирать оборудование строго в соответствии с расчетными нагрузками.

Дополнительным преимуществом является то, что меньшему оборудованию требуются меньшие электрические мощности. Выбор оборудования подходящего размера, особенно в ситуации реабилитации с существующей службой, с большей вероятностью позволит использовать существующую службу, а не потребует дорогостоящих обновлений службы.

Расчет тепловых нагрузок и удельного расхода тепловой энергии в многоквартирных домах

• Горшков А.С.
;
• Кабанов М.С.
;
• Юферев Ю.В. В.

Аннотация

Представлен анализ договорных нагрузок объектов теплопотребления, подключенных к одной из котельных ТЭК Санкт-Петербурга. Анализ проводился по результатам обработки показаний приборов учета тепла, установленных на абонентских вводах многоквартирных домов, расположенных на территории Санкт-Петербурга. Проведен анализ потребления тепловой энергии на отопление за отопительный период 2018/2019 гг.и проведено сравнение расчетной и договорной нагрузок объектов теплопотребления, расположенных в зоне действия рассматриваемого источника тепловой энергии. Показано изменение удельных показателей тепловой энергии в многоквартирных домах на отопление в зависимости от серии/типа зданий, их этажности (с учетом количества подъездов), сроков строительства и их отапливаемой площади. Примеры определения расчетной тепловой нагрузки на отопление и горячее водоснабжение объектов теплопотребления по массиву данных общедомовых теплосчетчиков, в том числе в рамках графика регулирования подачи тепла на источнике. Получены коэффициенты, показывающие отношение расчетной тепловой нагрузки абонентов теплопотребления к договорной нагрузке. Выявлен резерв тепловой мощности по существующим потребителям тепловой энергии и источнику, к которому эти потребители подключены. Среднее значение коэффициента, представляющего собой отношение расчетной тепловой нагрузки на отопление к договорной, равно 0,66, усредненное значение коэффициента, представляющего собой отношение расчетной тепловой нагрузки на горячее водоснабжение к договорной один, составляет 0,82.

Публикация:

Теплотехника

Дата публикации:

август 2021

DOI:

10.