Приложение Д. Инженерно-технические рекомендации по обеспечению энергетической эффективности зданий

Приложение Д

Инженерно-технические рекомендации по обеспечению энергетической эффективности зданий

Д.1 Схемные решения систем отопления

Общие положения

Д.1.1 При проектировании систем отопления следует руководствоваться положениями Федерального закона Российской Федерации от 30.12.2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений", национальными стандартами и сводами правил (частей таких стандартов и сводов правил), в результате применения которых на обязательной и добровольной основе обеспечивается соблюдение требований этого регламента, опытом отечественных и зарубежных специалистов.

Д.1.2 При реконструкции систем отопления следует исходить из требований минимизации эксплуатационных затрат, простоты обслуживания санитарно-технических систем при условии качественного поддержания параметров воздушной среды в помещениях. Выбор схемных решений в системах отопления необходимо осуществлять с учётом следующих приоритетных направлений развития теплоснабжения:

- теплоснабжение от городских централизованных систем;

- электроотопление от централизованных энергетических источников с применением энергоэкономичных технологий (панельно-лучистые системы, теплоаккумуляционные приборы с использованием двухставочного тарифа, тепловые насосы и др.);

- локальные автоматизированные котельные, работающие на квалифицированных видах топлива (газ, солярное топливо и др.);

- источники тепла на обогащенном топливе (угольные брикеты и др.).

Переход на более квалифицированные виды топлива, несмотря на определённое увеличение стоимости, позволяет сократить общие издержки за счёт автоматизации, применения более квалифицированного обслуживания и эффективности реализации энергосберегающих мероприятий.

В настоящее время оптимальными, с точки зрения минимизации вложения средств, решениями при реконструкции систем отопления и для получения максимального экономического эффекта являются:

- максимальное сохранение существующих схемных решений систем отопления с выполнением необходимых диагностических, наладочных и выборочных ремонтно-восстановительных работ;

- реконструкция и автоматизация теплового пункта (котельной) для более точного соблюдения теплогидравлических режимов в системах отопления;

- переход на программный отпуск теплоты с сокращением теплопотребления в ночное время, выходные дни и летний период, учёт теплопоступлений;

- дооснащение существующих отопительных систем регулировочными клапанами на отопительных приборах с термостатическими головками, регуляторами расхода и давления;

- организация ремонта, промывки существующих систем (водовоздушной, химической и др.) для восстановления первоначальных теплогидравлических характеристик систем отопления;

- внедрение локальных новых схемных решений в реконструируемых помещениях (лучистые, напольные системы и др.).

Принципиальные схемы

Системы водяного отопления

Д. 1.3 При проектировании систем водяного отопления предпочтение следует отдавать насосным двухтрубным системам с терморегуляторами на подводках к отопительным приборам или с терморегуляторами, встроенными в отопительные приборы.

Д.1.4 С целью сокращения расходов при создании новых или реконструкции существующих систем отопления допускается при числе приборов в помещении не более четырех устанавливать термостатическую головку только на одном приборе (рисунки Д.1 - Д.З).

Д.1.4.1 Установка термостатической головки (одной на помещение) обеспечивает поддержание требуемой температуры в помещении, хотя и обладает повышенной инерционностью.

Д.1.4.2 Для предотвращения механических поломок и увеличения срока службы необходимо устанавливать термостатические головки повышенной прочности, а прокладку проводов к датчикам температуры осуществлять скрытно.

Рисунок Д.1 - Схема установка термостатов в однотрубных системах отопления

Рисунок Д.2 - Схема установка термостатов в двухтрубных системах отопления

Рисунок Д.3 - Схема установка термостатов в горизонтальных системах отопления

Д.1.5 Двухтрубные системы могут выполняться как вертикальными, так и горизонтальными.

Д.1.6 С точки зрения энергетической эффективности и организации индивидуального учета теп лоты у всех потребителей (поквартирного учета) наиболее рациональным решением являются поквартирные (горизонтальные) системы отопления (рисунок Д.4).

При поквартирных (горизонтальных) схемах реализуются основные принципы организации эффективного отопления:

- возможность реагирования на внешние (инсоляция, ветровое воздействие и др.) и внутренние воздействия (в т.ч. снижение температуры в период неиспользования помещения) за счет индивидуального регулирования;

- заинтересованности потребителя в эффективном использовании тепловой энергии - каждый платит за потребленную именно им тепловую энергию.

Рисунок Д.4. Варианты схемных решений поквартирной разводки

Д.1.6.1. Поквартирные системы подключаются к вертикальным секционным стоякам (рисунок Д.5), проходящим, как правило, по лестничной клетке или коридору, также могут иметь место решения с их прокладкой внутри квартир.

Рисунок Д.5 - Подключение внутриквартирных систем к стоякам: а) непосредственное подключение к стоякам; б) подключение к коллекторам

Д. 1.6.2 Подключение внутриквартирной разводки осуществляется непосредственно к стоякам, либо к коллекторам.

Д. 1.6.3 При наличии на этаже нескольких квартир стояки рекомендуется размещать вне квартир на лестничной клетке или в коридоре с устройством ввода в квартиры от коллекторов. Такое размещение удобно для обслуживания и контроля потребления теплоты.

Д.1.6.4 Количество стояков определяется исходя из объемно-планировочных решений здания и технико-экономических показателей системы отопления.

Д.1.6.5 Для организации поквартирного учета теплоты на входе в каждую квартиру следует устанавливать узел учета теплоты, после которого производить внутриквартирную разводку по любой из представленных на рисунке Д.4 схем.

Д.1.6.5.1 По схеме, представленной на рисунке Д.4 а, каждый отопительный прибор по наиболее короткому расстоянию ("лучу") соединен с коллекторами двумя трубами.

Такое решение является наиболее дорогостоящим, требует скрытой прокладки труб и применимо, как правило, при новом строительстве зданий с одной - двумя квартирами на этаже.

Д.1.6.5.2 На рисунке Д.4 б представлена "лучевая" схема с непосредственным присоединением к стоякам, при этом некоторые "лучи" имеют общие участки, проложенные по кратчайшему расстоянию.

Д.1.6.5.3 В случае отсутствия возможности организации скрытой прокладки трубопроводов, может быть применена кольцевая схема с прокладкой труб по периметру квартиры, при этом возможны варианты с одно- и двухтрубной разводкой (соответственно, рисунок Д.4 в и г).

Д.1.7 При выборе способа подачи теплоты в помещения, в дополнение к основной системе водяного (радиаторного) или воздушного отопления целесообразно применять систему "теплый пол" (рисунок Д.6).

Д.1.7.1 В зданиях с классами энергетической эффективности "А" и "Б" (при низких удельных расходах тепловой энергии на отопление) и достаточной площадью открытой поверхности пола за счет системы "теплый пол" может покрываться 100% отопительной нагрузки.

Д.1.7.2 С энергетической точки зрения использование системы "теплый пол" позволяет:

- снизить отопительную нагрузку и соответствующий расход энергоресурсов на отопление за счет обеспечения комфортных условий микроклимата при сниженной на 1,5-2,0 °С температуре внутреннего воздуха;

- вовлекать в тепловой баланс здания низкопотенциальную теплоту вторичных энергетических ресурсов (далее - ВЭР) и возобновляемых источников энергии (далее - ВИЭ), за счет использования низкотемпературного теплоносителя (35/45 °С);

- повысить надежность систем отопления зданий за счет большой инерции, что при длительных (до 1,5-2 суток) перерывах теплоснабжения, в условиях высоких теплозащитных характеристик ограждений, незначительно сказывается на температурном режиме отапливаемых помещений.

Рисунок Д.6 - Раскладка греющих контуров системы напольного отопления

Д. 1.17.3 Следует учитывать, что большая инерционность системы "теплый пол" в некоторых случаях может оказаться недостатком, не позволяющим изменить температуру помещения в короткое время. Для устранения этой проблемы следует создавать взаимосогласованные системы управления систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Д. 1.17.4 С позиции обеспечения санитарно-эпидемиологических показателей основными преимуществами системы "теплый пол" являются низкая температура поверхности, исключающая пригорание пыли, уменьшающая нейтрализацию отрицательных аэроионов, обеспечивающая безопасность использования и оптимальный градиент температур по высоте помещений.

Д. 1.17.5 Использование низкотемпературного теплоносителя в условиях плотной городской застройки и отсутствии технической возможности подключения к системе теплоснабжения может быть рассмотрено для обеспечения теплотой на нужды отопления здания из обратного трубопровода тепловой сети (рисунок Д.7), в том числе с использованием тепловых насосов.

При этом ввиду того, что температурный перепад в системе "теплый пол" в 2-3 раза меньше, чем в традиционной системе отопления для удовлетворения нужд здания потребуется потенциал обратного теплоносителя от нескольких зданий (в случае с равными по уровню теплопотребления зданиями потребуется так же 2-3 шт.).

Электрические системы отопления с аккумуляцией теплоты

Д. 1.18 В дополнение к традиционным системам отопления могут предусматриваться электрические системы отопления с аккумуляцией теплоты, рассчитанные на обеспечение пиковых нагрузок.

Д. 1.18.1 Электрические системы отопления с ночной аккумуляцией теплоты предполагают использование электрообогревательных приборов и систем электроотопления, потребляющих электроэнергию для заряда в период провала графика электрической нагрузки (в ночные часы) и отдающих накопленную теплоту по мере необходимости в пиковый период электропотребления.

Рисунок Д.7 - Подключение здания к обратному трубопроводу тепловой сети

Д.1.18.2 К теплоаккумуляционному электрооборудованию относятся различного типа аккумуляторы теплоты.

Д. 1.18.3 Для покрытия отопительной нагрузки среди оборудования, представленного на российском рынке используются, как правило, местные теплоинерционные отопительные приборы (рисунок Д.8).

Рисунок Д.8 - Принципиальная схема теплоинерционного отопительного прибора

Д. 1.18.4 В системах отопления с тепловыми насосами применяются емкостные водонагреватели (буферные емкости), мощность которых рассчитывается на обеспечение пиковых тепловых нагрузок.

Д. 1.18.5 Использование электрических системы отопления с теплоаккумуляторами позволяет снизить вероятность использования электроэнергии на отопительные нужды в пиковые периоды графика электрической нагрузки; и, оптимизировать затраты потребителей за счет использования преимущества многотарифной системы учета электроэнергии - более дешевой электроэнергии в ночные часы.

Д.2. Схемные решения по автоматизации регулирования теплопотребления

Общие положения

Д.2.1 В жилых и общественных зданиях автоматизация отпуска теплоты подразделяется на три уровня:

- центральное (в тепловых пунктах) регулирование;

- позонное регулирование;

- местное (индивидуальное) регулирование.

Д.2.2 Функциональное назначение центрального регулирования - поддержание требуемых параметров теплоносителя в зависимости от отклоняющих и возмущающих факторов (температуры наружного воздуха, средневзвешенной или наиболее характерной внутренней температуры здания, отсутствия людей в нерабочее время, сезона времени), поддержание постоянного перепада давления на вводе для оптимального регулирования.

Д.2.3 Основные контролируемые и регулируемые параметры:

- в системе отопления (далее - СО): расходы, напор, температура теплоносителя в подающем трубопроводе СО, температура наружного и внутреннего воздуха;

- в системе горячего водоснабжения: температура и расход теплоносителя;

- в системе вентиляции: температура теплоносителя, расход.

Д.2.4 Позонная автоматизация регулирования отпуска теплоты делится на два типа:

- пофасадная (вертикальная);

- горизонтальная.

Д.2.5 Позонное регулирование, как правило, не исключает центральное. Оно должно обеспечивать поддержание требуемых параметров в системе отопления по отдельным фасадам или ' этажам в зависимости от температуры наружного воздуха, скорости ветра, солнечной радиации в различных зонах по высоте (этажах) или по сторонам света (фасадам), обеспечивать программный отпуск тепла.

Д.2.6 Системы позонного регулирования осуществляют корректировку температуры по отклонению (изменение внутренней температуры) или по возмущению (изменение наружных параметров воздуха).

Д.2.7 Функциональное назначение индивидуального регулирования - поддержание требуемой температуры в помещении в зависимости от возмущения наружных параметров воздуха.

Принципиальные схемы

Д.2.8 В схемах приведенных ниже использованы следующие основные обозначения:

- блок управления (электронный регулятор температуры теплоносителя);

- регулирующий клапан с электроприводом;

- датчик температуры;

- датчик температуры внутреннего воздуха;

- датчик температуры наружного воздуха;

- трёхходовой регулируемый вентиль;

- ручной запорно-измерительный клапан;

- автоматический балансировочный клапан;

- регулятор температуры прямого действия;

- обратный клапан;

- смесительное устройство (тройник).

Автоматизация тепловых пунктов

Д.2.9 Схемные решения по автоматизации теплопотребления выполняются на базе существующих тепловых пунктов путём их модернизации или реконструкции.

Д.2.10 При устройстве центрального автоматического регулирования расхода теплоты проекты автоматизации тепловых пунктов и подбор оборудования разрабатываются на основании СНиП2.04.07, СП41-101, СНиП41-01.

Д.2.11 Система регулирования температуры смешенной воды системы отопления (рисунок Д.9).

Д.2.11.1 Система отопления оборудуется электронным регулятором температуры теплоносителя, поступающего в СО, в комплекте с температурными датчиками и регулирующими клапанами с электроприводом (во второй схеме - трёхходовой регулируемый вентиль); насосом, устанавливаемым на перемычке. Расчётное распределение теплоносителя по системе отопления обеспечивается с помощью автоматических балансировочных клапанов, установленных на стояках СО. На вводе в здание предусматривается установка регулятора постоянства перепада давления.

Д.2.11.2 Регулирование температуры.

Температуру теплоносителя в системе отопления регулирует двухканальный электронный регулятор (одноканальный регулятор) в зависимости от изменения температур наружного и внутреннего воздуха, управляя регулирующими клапанами (трёхходовым регулируем вентилем) с электроприводом, установленными на подающей магистрали и после насоса. Регуляторы поддерживают требуемую температуру теплоносителя в СО, понижать температуру теплоносителя в ночное время и нерабочие дни. Распределение воды по стоякам, параллельно присоединенным к магистральным трубопроводом системы отопления, регулируется автоматическими балансировочными клапанами. Данные клапана применяются совместно с запорно-измерительными клапанами. Автоматические балансировочные клапаны поддерживают стандартную разность давлений в подающем и обратном стояках СО, что предотвращает возникновение шума и обеспечивает оптимальную работу радиаторных терморегуляторов.

Рисунок Д.9 - Схема автоматизация теплового пункта с зависимым присоединением СО

Д.2.11.3 Регулирование перепада давления

На вводе в здание устанавливается регулятор постоянства перепада давления.

Д.2.12 Система регулирования температуры теплоносителя в независимых СО (рисунок Д-10).

Д.2.12.1 Система отопления оборудуется электронным регулятором температуры теплоносителя (Бу), поступающего в СО, в комплекте с температурными датчиками и регулирующим клапаном с электроприводом. Расчётное распределение по системе отопления обеспечивается с помощью автоматических балансировочных клапанов, установленных на стояках СО. На вводе в здание предусматривается установка регулятора постоянства перепада давления.

Рисунок Д.10 - Схема автоматизация теплового пункта с независимым присоединением СО

Д.2.12.2 Регулирование температуры

Температуру теплоносителя в системе отопления регулирует одноканальный электронный регулятор в зависимости от изменения температур наружного и внутреннего воздуха, управляя регулирующим клапаном с электроприводом, установленным на обратной магистрали теплового ввода. Регулятор поддерживает требуемую температуру теплоносителя в СО, понижает температуру теплоносителя в ночное время и нерабочие дни. Распределение воды по стоякам, параллельно присоединенным к магистральным трубопроводом системы отопления, регулируется автоматическими балансировочными клапанами. Данные клапана применяются совместно с запорно-измерительными клапанами. Автоматические балансировочные клапаны поддерживают стандартную разность давлений в подающем и обратном стояках СО, что предотвращает возникновение шума и обеспечивает оптимальную работу радиаторных терморегуляторов.

Д.2.12.3 Регулирование перепада давления

На вводе в здание устанавливается регулятор постоянства перепада давления. Байпасная линия насоса с перепускным клапаном или регулятором постоянства перепада давление обеспечивает под держание требуемого напора в СО.

Д.2.13 Схема автоматизации подготовки горячей воды для открытой (рисунок Д.11) и закрытой системы (рисунок Д. 12 и рисунок Д. 13) ГВС.

Д.2.13.1 Система ГВС оборудуется регуляторами прямого действия в комплекте с датчиком температуры, либо оснащается регулирующим клапаном (при Gpbc > 5 м3/ч) посредством ввода (установки) дополнительного канала электронного регулятора температуры СО посредством перепрограммирования или замены на многоканальный регулятор с учётом температуры в системе

Д.2.13.2 Горячая вода на хозяйственно-бытовые нужды в открытой системе приготавливается посредством её отбора из подающего и обратного трубопровода тепловых вводов. Отбор производится после регулятора постоянства перепада.

Д.2.13.3 Температура горячей воды в системе ГВС поддерживается регулятором прямого действия.

Рисунок Д. 11 - Схема автоматизации подготовки горячей воды для открытой системы ГВС

Рисунок Д. 12 - Схема автоматизации подготовки горячей воды для закрытой системы ГВС

Рисунок Д.13 - Схема автоматизации подготовки горячей воды для закрытой системы ГВС

Д.2.13.4 Горячая вода на хозяйственно-бытовые нужды в закрытой системе с параллельным подключение подогревателя приготавливается в пластинчатом или трубчатом теплообменнике, который дополняется баком-аккумулятором. Температура горячей воды в системе ГВС поддерживается регулятором прямого действия.

Д.2.13.5 В случае приготовления горячей воды по двухступенчатой схеме регулятор прямого действия устанавливается после второй ступени теплообменника, реагируя на изменение температуры воды подаваемой в систему ГВС. Клапан регулятора уменьшает или увеличивает количество теплоносителя, проходящего через водоподогреватель.

Д.2.13.6 На циркуляционном трубопроводе горячего водоснабжения в здании следует предусматривать регуляторы температуры.

Позонная автоматизация теплопотребления

Д.2.14 Позонное регулирование выполняется на базе существующих магистралей и стояков при их реконструкции или коренной модернизации.

Д.2.15 Этажная автоматизация отпуска тепла наиболее целесообразна в зданиях с высотой более 16-ти этажей с вертикальными системами или в горизонтальных СО.

Д.2.16 Пофасадное регулирование при зависимом присоединении системы отопления (рисунок Д. 14).

Д.2.16.1 Система отопления оборудована регулятором (двумя) температуры теплоносителя, в комплекте с датчиками температуры и четырьмя регулирующими клапанами. Расчётное распределение теплоносителя по СО обеспечивается балансировочными клапанами. На вводе в тепловой пункт установлен регулятор постоянства перепада давления.

Д.2.16.2 Температура теплоносителя в зоне фасадов А и В поддерживается четырёхканальным электронным регулятором (два двухканальных) посредствам управления четырьмя регулирующими клапанами (двумя регулируемыми трёхходовыми вентилями), на основании отклонений внутренних температур воздуха в различных фасадах или возмущения наружных параметров воздуха.

Рисунок Д. 14 - Схема пофасадной автоматизации при зависимом подключении СО

Д.2.17 Пофасадное регулирование для независимой СО (рисунок Д. 15)

Д.2.17.1 Система отопления оборудована регулятором (двумя) температуры теплоносителя, в комплекте с датчиками температуры и двумя регулирующими клапанами. Расчётное распределение теплоносителя по СО обеспечивается балансировочными клапанами. На вводе в тепловой пункт установлен регулятор постоянства перепада давления.

Д.2.17.2 Температура теплоносителя в зоне фасадов А и В поддерживается двухканальным электронным регулятором посредствам управления двумя регулирующими клапанами, установленными перед входом сетевой воды в теплообменники, на основании отклонений внутренних температур воздуха в различных фасадах или возмущения наружных параметров воздуха.

Д.2.18 Горизонтальное регулирование СО (рисунок Д. 16)

Горизонтальная система отопления оборудуется регулятором постоянства давления (либо балансировочным клапаном), регулирующим клапаном прямого действия (термостатическим клапаном). На обратных подводках отопительных приборов устанавливаются краны двойной регулировки.

Местное (индивидуальное) автоматическое регулирование

Д.2.19 Схемные решения по индивидуальному регулированию теплового потока от отопительных приборов, в том числе на базе существующих СО при их модернизации, дополняют центральное регулирование.

Д.2.20 Схемные решения по автоматизации индивидуального регулирования (рисунок Д. 17).

Рисунок Д. 15 - Схема пофасадной автоматизации при независимом подключении СО

Рисунок Д. 16 - Схема автоматизации горизонтальных СО

Рисунок Д. 17 - Схемы установки термостатических головок на приборах СО

Д.2.20.1 Система подводки к отопительному прибору оборудуется радиаторными термостатами с установкой со стороны подачи в него горячей воды, для однотрубных СО обязательно наличие байпасной линии между подводками отопительного прибора. Расчётное распределение теплоносителя по стоякам обеспечивается посредством установки балансировочных клапанов.

Д.2.20.2 Радиаторные терморегуляторы автоматически поддерживают заданную потребителем комфортную температуру воздуха в каждом отапливаемом помещении здания, позволяя эффективно использовать теплопоступления от людей, солнечной радиации.

Схемные решения при недостаточном потенциале теплоносителя в тепловых сетях

Д.2.21 Для обеспечения требуемых температурных условий в зданиях при недостаточной подаче тепла от внешней сети либо при перерывах в подаче, вызванных аварийными ситуациями или плановой остановкой сети на профилактический ремонт, в тепловых пунктах могут устанавливаться пиковые теплоисточники. Увеличение используемого низкотемпературного потенциала сетевого теплоносителя достигается с помощью установки теплового насоса.

Д.2.21.1 Задача обеспечения теплового комфорта потребителей при любых наружных температурах и недостаточном температурном потенциале теплоносителя в тепловой сети при реконструкции тепловых пунктов может быть решена следующими способами:

- подключением в тепловых пунктах зданий пиковых газовых водоподогревателей, догревающих воду, подаваемую в систему отопления;

- установкой в тепловых пунктах зданий пиковых электрических емкостных (теплоаккумулирующих) водоподогревателей, потребляющих электроэнергию в ночные часы (при сниженном отклонении внутренних температур воздуха в различных фасадах или возмущения наружных параметров воздуха.

Рисунок Д. 14 - Схема пофасадной автоматизации при зависимом подключении СО

ГАРАНТ:

Нумерация пунктов приводится в соответствии с источником

Д.2.17 Пофасадное регулирование для независимой СО (рисунок Д. 15)

Д.2.17.1 Система отопления оборудована регулятором (двумя) температуры теплоносителя, в комплекте с датчиками температуры и двумя регулирующими клапанами. Расчётное распределение теплоносителя по СО обеспечивается балансировочными клапанами. На вводе в тепловой пункт установлен регулятор постоянства перепада давления.

Д.2.17.2 Температура теплоносителя в зоне фасадов А и В поддерживается двухканальным электронным регулятором посредствам управления двумя регулирующими клапанами, установленными перед входом сетевой воды в теплообменники, на основании отклонений внутренних температур воздуха в различных фасадах или возмущения наружных параметров воздуха.

Д.2.18 Горизонтальное регулирование СО (рисунок Д. 16)

Горизонтальная система отопления оборудуется регулятором постоянства давления (либо балансировочным клапаном), регулирующим клапаном прямого действия (термостатическим клапаном). На обратных подводках отопительных приборов устанавливаются краны двойной регулировки.

Местное (индивидуальное) автоматическое регулирование

Д.2.19 Схемные решения по индивидуальному регулированию теплового потока от отопительных приборов, в том числе на базе существующих СО при их модернизации, дополняют центральное регулирование.

Рисунок Д.20 - Схема теплового пункта с тепловым насосом

Д.2.21.4 Использование проточных электрических водоподогревательных установок сдерживается отсутствием резервных мощностей электроэнергии. Во-первых, применение емкостных электроподогревателей влечет за собой увеличение потребления электроэнергии на 5-10% за счёт увеличения теплопотерь. Во-вторых, резервы аккумулирования тепла ограничены размерами самого аккумулятора. Режим работы такого подогревателя, суточные режимы подачи тепла и соответствующие температурные режимы в жилых и общественных зданиях показаны на графиках (рисунок Д.21).

Рисунок Д.21 - Суточные режимы подачи тепла и соответствующие температурные режимы в жилых и общественных зданиях