Квартирные тепловые пункты в проектировании систем тепло- и водоснабжения

Повышение энергетической эффективности жилых и общественных зданий в России является очень актуальным вопросом. 27 ноября 2009 вступил в силу Федеральный закон от № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Согласно ему вводятся новые требования к зданиям, строениям и сооружениям, конструктивным и инженерно-техническим решениям, отдельным элементам, конструкциям зданий, к используемым устройствам и технологиям и др., которые планируется пересматривать каждые 5 лет с целью повышения энергоэффективности.

Известно, что на энергоэффективность здания значительно влияет наличие систем экономного использования энергии, оптимальных условий эксплуатации здания.

Квартирный тепловой пункт представляет собой модульное устройство заводской сборки, рассчитанное для настенного или встроенного монтажа, преобразующее параметры теплоносителя, перераспределяющее потоки теплоносителя в контур отопления и контур горячего водоснабжения квартиры и управляющее тепловыми нагрузками этих контуров

Применение квартирных тепловых пунктов в системах водоснабжения и отопления позволяет существенно снизить затраты на энергоснабжение зданий.

Обзор литературы

Тема применения квартирных тепловых пунктов, как показал анализ литературы, на сегодняшний день достаточно актуальна. Значительный вклад в развитие квартирных тепловых пунктов внесли такие ученые как Шарапов В.И., Литвишков В.М. и др. [3-4, 67].

Шарапов В.И. в своих работах рассмотрел различные варианты организации регулирования тепловой нагрузки систем теплоснабжения в центральных, местных и индивидуальных тепловых пунктах. Показал целесообразность организации квартирных индивидуальных тепловых пунктов в открытых системах теплоснабжения.

Литвишков В.М. рассмотрел один из оптимальных путей решения проблемы подачи тепла -внедрение энергоэффективных технологий, в частности использование индивидуальных тепловых пунктов.

Системы с квартирным тепловым пунктом начинают активно применяться в современном строительстве. Они являются следующим этапом после коллекторного отопления квартир с индивидуальными тепловыми пунктами и стояками по лестничной клетке.

Однако, список литературы по экономической эффективности и целесообразности применения квартирных тепловых пунктов достаточно беден.

Постановка задачи

Целью данной работы является обоснование преимуществ квартирных тепловых пунктов, указание целесообразности применения КТП в системах отопления и водоснабжения.

Квартирные тепловые пункты и их особенности

Применение схем теплоснабжения зданий с квартирным тепловым пунктом во всем мире признано самым современным на сегодняшний день инженерным решением по энергосбережению как для систем централизованного теплоснабжения, так и для систем автономного теплоснабжения [88].

Квартирный тепловой пункт позволяет децентрализовано управлять тепловой системой квартиры, производя при этом полный учет тепловой энергии, потребляемой как на отопление, так и на приготовление горячей воды в скоростном теплообменнике станции. Контур отопления квартиры, организованный по горизонтальной двухтрубной схеме, посредством станции подключается к центральному отопительному стояку по зависимой схеме. Квартирная станция полностью энергонезависима и функционирует за счет гидравлических характеристик системы. Для экономии энергии потребителем в станции организован приоритетный режим приготовления горячей воды. Сама схема, также позволяет снизить потери тепла в системе за счет отсутствия централизованного приготовления горячей воды с циркуляцией. Источником тепла может выступать как автономная котельная, так и тепловая сеть с вводом в здание через индивидуальный тепловой пункт. Схема 21

Кузьмин И.С. Квартирные тепловые пункты в проектировании систем тепло- и водоснабжения. /

Kuzmin I.S. Apartment individual heating unit in design of heat and water supply. © инженерных сетей дома представляет собой трехтрубную магистраль (двухтрубная схема теплоснабжения, линия холодной воды) с ответвлениями для подключения квартирных тепловых пунктов.

По сути, поквартирные системы представляют собой системы на основе холодного водоснабжения, при которой, как и в знакомой всем газовой колонке, холодная вода нагревается в необходимом объеме. С той лишь разницей, что происходит это за счет нагрева от «сетевой» воды, приходящей в дом от котельных.

По данным ведомств жилищно-коммунальных хозяйств на территории бывшей ГДР, экономия тепловой энергии при эксплуатации многоквартирных зданий с квартирными тепловыми пунктами составляет порядка 20%, что соответственно приводит к уменьшению диаметров трубопроводов тепловых сетей, уменьшает их теплопотери, повышает безопасность и надежность работы. Кроме того, снижается требуемая тепловая мощность источников теплоснабжения, что приводит к уменьшению расхода топлива и улучшению экологической обстановки [92].

Достоинства квартирных тепловых пунктов

Применение квартирных тепловых пунктов в схеме теплоснабжения многоквартирных зданий имеет много преимуществ, основное из которых – предоставление владельцу квартиры возможности по своему усмотрению устанавливать необходимый экономичный тепловой режим и тем самым определять приемлемую оплату за потребленную тепловую энергию.

Рассмотрим преимущества квартирных тепловых пунктов на примере типовой индивидуальный тепловой пункт многоквартирного жилого здания с закрытой системой горячего водоснабжения и независимой системой отопления [78, 93] (рисунок 1). На схеме отображены лишь элементы, необходимые для сравнения решений.

Рисунок 1.Типовая схема тепло- и водоснабжения жилого здания [93]

В примере – четыре стояка системы отопления, включая главный стояк, один стояк системы холодного водоснабжения и два (подающий и рециркуляционный) системы горячего водоснабжения. В тепловом пункте для приготовления воды для ГВС предусмотрено два водонагревателя (первой и второй ступеней), а также насосное оборудование для обеспечения циркуляции горячего водоснабжения.

Для сравнения рассмотрим схему тепло- и водоснабжения того же здания, построенную с применением квартирных тепловых пунктов. Казалось бы, инженерная система здания усложняется, но это не так (рисунок 2).

Рисунок 2 Схема тепло- и водоснабжения жилого здания с применением квартирных тепловых пунктов [93]

Из сравнения вытекают следующие выводы:

• 1.    Из здания исчезает целая система трубопроводов горячего водоснабжения. Для такого объекта уже не требуется проект горячего водоснабжения, сокращаются сроки монтажных работ и объем материала.

• 2.    Значительно сокращаются число отверстий для прокладки сетей в конструкциях, сроки монтажных работ. Упрощается и сам монтаж, так как в данном случае все инженерные сети проходят в одной шахте, а не разбросаны по всему периметру дома.

• 3.    Свободный выбор типа системы отопления – одно- или двухтрубная. Теперь потребитель сам выбирает его в зависимости от своих предпочтений и финансовых возможностей.

• 4.    Из состава индивидуального теплового пункта здания исчезают водонагреватели горячего водоснабжения. Имеет место экономия на их техническом обслуживании и ремонте. Потребитель получает возможность пользоваться горячей водой круглый год. Каждый потребитель зависит только от собственного теплообменника. Неисправность отдельного аппарата никак не повлияет на горячее водоснабжение других жильцов.

• 5.    Исчезают домовые циркуляционные насосы горячего водоснабжения. Квартирная станция обеспечивает подачу горячей воды только по потребности, и поэтому экономится значительная часть электроэнергии, расходуемая ранее на постоянную циркуляцию в системе горячего водоснабжения.

• 6.    Упрощается схема и обслуживание домового индивидуального теплового пункта.

Более того, за счет отсутствия сети горячего водоснабжения уменьшается риск образования бактерий – legionella.

Габаритные размеры квартирных тепловых пунктов позволяют размещать его в любом удобном месте квартиры.

Также, за счет упрощения системы, значительно увеличивается ее надежность.

Перспективы развития

В последние годы появилась возможность реализовать достоинства квартирных систем в многоэтажных жилых зданиях. В настоящее время разработаны и действуют нормативы, разрешающие устанавливать индивидуальные теплогенераторы и в квартирах многоэтажных зданий, однако из-за строгих требований к противопожарной защите, безопасности, надежности и пр. технически реализовывать такие системы достаточно сложно. Поэтому, несмотря на преимущества, системы с поквартирными теплогенераторами пока не получают широкого распространения, применяются в качестве эксперимента [89].

В многоэтажном жилищном строительстве реальной альтернативой местным системам водяного отопления стали комбинированные системы, сочетающие лучшие свойства центральных систем и достоинства систем индивидуальных зданий. Это центральные поквартирные системы отопления — системы с поквартирной разводкой. Применение поквартирных систем отопления в многоэтажных зданиях из года в год ширится. Сегодня такие системы уже перешли из стадии экспериментального строительства в повседневную практику. Поквартирными системами отопления оснащены как «элитные», так и муниципальные жилые здания во многих регионах России и ближнего зарубежья, среди которых: здания в Москве (влад. 1 и 5—7 по ул. Маршала Соколовского, влад. 32 по ул. Маршала Бирюзова, д. 10 по Тихвинской ул., д. 86, корп. 8 по проспекту Вернадского, жилой комплекс на ул. Остоженка, верхняя часть из 9 этажей многофункционального высотного жилого комплекса «Триумф-Палас»), в Екатеринбурге (д. 78 по ул. Красноармейская, жилой комплекс «Кольцо Екатерины» по ул. Вайнера, д. 23), в Омске (жилой дом «Старая Крепость» по ул. Красина, д. 6), в г. Алматы (д. 156 по проспекту Достык, д. 25 и 27 по ул. Торайгырова) и др. [92].

Однако, несмотря на то что поквартирные системы отопления достаточно востребованы, единых нормативных документов по их проектированию нет.

Заключение

В результате проведенного анализа можно сказать, что применение квартирных тепловых пунктов способно увеличить эффективность систем тепло- и водоснабжения, помогает уйти от неэффективных и аварийно-опасных систем тепло- и водоснабжения. Применяя квартирные тепловые пункты, значительно сокращается применение наружных тепловых сетей (как самого неэффективного и опасного звена в системе теплоснабжения).

Более того, потребители получают возможность самостоятельно регулировать температуру горячего водоснабжения, выбирать предпочитаемый тип отопления (радиаторный, теплый пол и др.), а также оплачивать фактически потребленные ресурсы.

Несмотря на очевидные преимущества, единых нормативных документов по проектированию квартирных тепловых пунктов пока нет, следовательно, дальнейшее изучение, развитие и стандартизация этой области востребованы и целесообразны.