Кейс №18 «Мероприятие по
организации автоматизированного теплового пункта
с внедрением системы пофасадного регулирования
тепловой нагрузки здания»

Автоматизированный тепловой пункт (рис. 1) в отличие от существующей системы центрального качественного регулирования отопительной нагрузки позволяет более тонко отрегулировать тепловой режим каждого отдельного здания, дифференцировать давление холодной и горячей воды по разноэтажным зданиям, несколько упростить узлы зачета энергоресурсов, сократить общее количество разводящих трубопроводов. При этом расход тепловой энергии снижается на 7–10% за счет ликвидации перетопов в переходный осенне-весенний период.

Рис. 1. Автоматизированный тепловой пункт

По соответствующей программе регулятор может осуществлять понижение температуры воздуха в помещениях в ночные часы и выходные дни, что наиболее актуально для зданий бюджетной сферы. Рекомендуется устанавливать приборы в двухканальном исполнении (второй канал обеспечивает постоянство температуры воды в системе горячего водоснабжения).

Для получения дополнительной экономии тепла рекомендуется применять пофасадное регулирование в зданиях, системы отопления которых ориентированы по сторонам света.

Пофасадное регулирование позволяет снизить расход тепла за счет более полного использования солнечной радиации, а также обеспечивает дополнительную подачу тепла при ветре только в помещениях, расположенных на наветренном фасаде здания. Функциональная схема организации пофасадного регулирования приведена на рис. 2.

Для зданий выше 9 этажей в ряде случаев, наряду с пофасадным регулированием, следует применять вертикальное позонное регулирование. Подтверждением эффективности пофасадного авторегулирования может служить практика применения его в жилых зданиях, когда при температуре наружного воздуха от 5 до 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 служит температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений – показатель воздействия солнечной радиации, инфильтрации наружного воздуха и внутренних тепловыделений на тепловой режим здания.

Рис. 2. Система отопления с пофасадным регулированием:
1, 2 – регуляторы; 3, 4 – регулирующие клапаны

Существующие отечественные и зарубежные приборы и устройства автоматического регулирования позволяют организовать достаточно эффективное автоматическое регулирование системы отопления здания. Экономия тепловой энергии в целом составляет до 10–15%, а при фасадном регулировании – до 20% от ее расчетного годового расхода.

Область применения

Жилой фонд, административные и общественные здания.

Определить:

1. Снижение потребления тепловой энергии при коэффициенте k₁ = 0,03

2. Сокращение потребления тепловой энергии

3. Экономию тепловой энергии при внедрении системы пофасадного регулирования

4. Общую экономию тепловой энергии при внедрении системы автоматического регулирования

5. Экономию в денежном выражении

Методика расчёта эффективности мероприятия

Шаг 1. Если здание не оборудовано системой автоматического учета потребления тепловой энергии и расчеты с поставщиками осуществляются по установленному лимиту потребления. При организации системы учета потребление в натуральном выражении составит, Гкал:

(1)

где k₁ – коэффициент снижения потребления тепловой энергии при организации системы учета потреблении. Практика организации приборного учета тепловой энергии показывает, что при внедрении данного мероприятия экономия в натуральном выражении составляет от 3% до 10%; Q [Гкал] – расчетно-нормативное потребление тепловой энергии зданием по данным снабжающей организации.

Шаг 2. Внедрение системы местного автоматического регулирования отопительной нагрузки позволит получить экономию тепловой энергии за счет устранения перетопов (таблица 1).

Таблица 1. Экономия тепловой энергии за счет устранения перетопов
в осенне-весенний период при внедрении системы
автоматического регулирования тепловой нагрузки

Относительная продолжительность осеннее-весеннего периода, % отопительного сезона	5	10	15	20	25	30	35
Экономия тепловой энергии k2, % Qу	0,75	2,2	2,65	3,2	3,7	4,3	4,85

Относительная продолжительность осенне-весеннего периода для некоторых городов России приведена в таблице 2.

Таблица 2. Относительная продолжительность осеннее-весеннего
периода для различных расчетных температур наружного
воздуха за отопительный период

Населенный пункт	Расчетная температура наружного воздуха за отопительный период	Относительная продолжительность осенне-весеннего периода, % отопительного сезона
Санкт-Петербург	–25	22
Нижний Новгород	–30	19
Екатеринбург	–35	23
Томск	–40	29
Якутск	–55	28

Экономия тепловой энергии за счет устранения перетопов составит, Гкал:

(2)

где k₂ – процент экономии тепловой энергии от устранения перетопов при внедрении системы автоматического регулирования тепловой нагрузки; Q_у [Гкал] – фактическое потребление тепловой энергии объектом по приборам учета.

Шаг 3. Внедрение системы пофасадного регулирования позволит учитывать теплопоступления от солнечной радиации и бытовые тепловыделения. Экономия тепловой энергии составит, Гкал:

(3)

где [°C] – расчетная температура внутреннего воздуха; [°C] – средняя температура наружного воздуха за отопительный период; [°C] – усредненное за отопительный период превышение температуры воздуха в помещениях сверх расчетной за счет поступлений от солнечной радиации и бытовых тепловыделений. Согласно опытным данным

Шаг 4. Общая экономия тепловой энергии при внедрении системы автоматического регулирования, Гкал:

(4)

Шаг 5. Экономия в денежном выражении, руб.:

(5)

где Т_ТЭ [руб./Гкал] – тариф на тепловую энергию.

Пример расчёта

Необходимые данные

Годовая тепловая нагрузка на систему отопления здания – 1056 Гкал.

Наличие системы учета тепловой нагрузки – отсутствует.

Расчетная температура воздуха в помещении = 20 ºС.

Средняя температура наружного воздуха за отопительный период составляет = 3,2 ºС.

Расчетная температура наружного воздуха за отопительный период = 30 ºС.

Длительность отопительного периода z = 217 сут.

Тариф на тепловую энергию Т = 1563 руб.