Модернізація системи опалення
В Україні вже багато років не втрачають своєї актуальності питання зниження енергоспоживання та забезпечення оптимальних параметрів мікроклімату в приміщеннях, а також запобігання неефективному використанню енергоресурсів.
Для більшості пересічних громадян очевидними кроками для досягнення цієї мети є заміна вікон, балконних та зовнішніх дверей і виконання робіт з теплової ізоляції огороджувальних конструкцій будинків. Насправді такий шлях без технічного переоснащення внутрішньобудинкових інженерних систем є найбільш витратним і нераціональним, адже частка витрат на утеплення будинку складає приблизно 60 % від загального кошторису комплексної термомодернізації, а потенціал економії після впровадження лише цього заходу може досягти приблизно 30 %, а може… не дати ефекту або призвести до перегріву за відсутності технічного переоснащення систем теплопостачання і опалення. Пояснити таку ситуацію досить просто: якщо в будинку відсутнє регулювання теплоспоживання залежно від погодних умов, а в приміщеннях не передбачено регулювання потужності опалювальних приладів за температурою повітря, то зниження тепловтрат призведе до появи «зайвого» тепла, проблему якого зазвичай вирішують «регулюванням відкритою кватиркою». Тобто частина теплонадходжень від системи опалення, яку загальнобудинковий теплолічильник вже врахував, буде просто викидатись на вулицю.
Саме тому у ДСТУ-Н Б В.3.2-3:2014 «Настанова з виконання термомодернізації житлових будинків» вказано: «При поетапному виконанні робіт з термомодернізації будинку, в приміщеннях якого температура повітря нижча за нормовану, та/або температура й витрата теплоносія на вводі у будинок нижчі за необхідні, в першу чергу виконують роботи з модернізації внутрішньобудинкових систем».
Але не слід сприймати термомодернізацію як капітальний ремонт або реконструкцію існуючої системи опалення. Оновлення старої системи шляхом заміни труб, запірної арматури, опалювальних приладів тощо на більш сучасні аналоги не призведе до підвищення її енергоефективності – нові кульові крани не перетворюють застарілу систему в сучасну. Технічне оснащення системи має відповідати вимогам діючих державних будівельних норм не лише при новому будівництві, а й при реконструкції, термомодернізації або капітальному ремонті існуючих систем. Капіталовкладення в системи теплопостачання та опалення мають бути спрямовані на підвищення енергоефективності, зниження витрат на експлуатацію та покращення комфорту в приміщеннях. Тому значні зміни мають бути внесені в систему комплексно – починаючи від модернізації теплового пункту і закінчуючи встановленням регулювальної арматури на кожному опалювальному приладі.
Розглянемо більш детально етапи модернізації систем теплопостачання і опалення будинку.
Етап 1. Встановлення індивідуального теплового пункту (ІТП).
Згідно з діючими державними будівельними нормами приєднання системи водяного опалення будівлі слід здійснювати через індивідуальний тепловий пункт (ІТП) з автоматичним регулюванням теплового потоку, залежним від погодних умов. Регулятор теплового потоку за погодними умовами – це комплекс автоматичного обладнання, у якому електронний регулятор температури за допомогою регулювального клапана з електроприводом коригує температуру теплоносія на вході в систему теплоспоживання залежно від погодних умов згідно з вихідними сигналами від датчиків температури зовнішнього повітря і температури теплоносія на вході в систему. Простіше кажучи, коли температура зовнішнього повітря знижується, то до системи опалення поступає теплоносій з більш високою температурою, а коли підвищується – з більш низькою.
Більшість житлових будинків, що експлуатуються в Україні, обладнані гідроелеваторами (струменевими насосами). Але приєднувати систему водяного опалення до системи централізованого теплопостачання із застосуванням гідроелеватора нормативно не допускається. Ця заборона продиктована не лише відсутністю залежного від погодних умов регулювання теплового потоку – недоліком гідроелеватора є також низький ККД (для стандартного елеватора він складає приблизно 10 %). Отже, для забезпечення необхідної циркуляції теплоносія в системі опалення різниця тиску в зовнішніх теплопроводах на вводі в будинок повинна щонайменше в 10 разів перевищувати гідравлічний опір системи опалення. Слід зазначити, що за радянських часів для розрахунку систем опалення в типових проєктах різницю тиску в подавальному і зворотному трубопроводах на вводі в будинок приймали рівною 150 кПа (1,5 бар) – отже, при застосуванні елеватора гідравлічний опір системи опалення в таких будинках не повинен був перевищувати 15 кПа (0,15 бар). Цього перепаду тиску катастрофічно мало для забезпечення роботи сучасної або модернізованої системи опалення! Для порівняння, мінімальна втрата тиску лише на автоматичному балансувальному клапані – обмежувачі витрати, який має бути встановлений на кожному стояку однотрубної системи опалення, становить приблизно 20 кПа (0,2 бар)… Це обумовлює ще одну вимогу державних будівельних норм: циркуляцію теплоносія в системах водяного опалення слід здійснювати автоматично регульованими циркуляційними насосами.
Етап 2. Гідравлічне балансування системи опалення.
Монтаж обладнання для гідравлічного балансування системи опалення рекомендовано проводити одночасно або відразу після встановлення ІТП. Метою цього етапу є забезпечення розрахункового розподілу теплоносія між стояками системи опалення будинку за допомогою автоматичних балансувальних клапанів, які значно спрощують процес наладки системи і виключають можливість виникнення перетоків в системах із змінним гідравлічним режимом. Для цього в однотрубних системах опалення слід встановлювати комбі-клапани – обмежувачі витрати, а в двотрубних – регулятори перепаду тиску в парі з клапанами-супутниками (за умови встановлення регуляторів температури повітря в приміщенні біля кожного опалювального приладу) або комбі-клапани – обмежувачі витрати (якщо встановлення терморегуляторів на радіаторах не планується навіть у перспективі).
Автоматичні балансувальні клапани призначені також для створення сприятливих умов для ефективної роботи радіаторних терморегуляторів, тому їх застосування є необхідністю.
Етап 3. Встановлення радіаторних терморегуляторів.
Індивідуальне керування опалювальними приладами за допомогою регуляторів температури повітря в приміщенні у вигляді автоматичних радіаторних терморегуляторів є обов’язковою вимогою для досягнення мінімального рівня автоматизації, контролю та технічного керування системами забезпечення мікроклімату житлових будівель, що відповідають класу енергоефективності С, який має бути забезпечений в результаті проведення термомодернізації.
Здавалося б, останній етап модернізації системи опалення – оснащення опалювальних приладів автоматичними регуляторами температури повітря приміщення (терморегуляторами або електронними регуляторами витрати теплоносія) – має викликати у мешканців багатоквартирних будинків найбільше сприйняття, адже це обладнання призначене для забезпечення комфортних умов в кожному приміщенні та дозволяє зменшити плату за спожите тепло у порівнянні з нерегульованими системами, унеможливлюючи перевитрату теплової енергії. Але на практиці саме цей етап найчастіше виявляється найскладнішим в реалізації, бо потребує дозволу власників житла на доступ до їхніх приміщень та проведення «брудних робіт». Побоюючись наслідків проведення монтажних робіт (наприклад, можливого забруднення шпалер або штукатурки), багато власників виступають супротивниками монтажу терморегуляторів. В першу чергу така ситуація спостерігається в будинках з вертикальними однотрубними проточними нерегульованими системами опалення, в яких крім досить простого встановлення клапана терморегулятора з підвищеною пропускною здатністю і термостатичної головки, вузол обв’язки опалювального приладу слід обов’язково облаштувати замикальною ділянкою.
Також антагоністами є власники квартир, в яких під час проведення ремонту було здійснено «оновлення системи опалення» (заміна опалювальних приладів із збільшенням площі поверхні нагріву, перенесення радіаторів в утеплену лоджію, підключення «теплої підлоги» тощо), що насправді є несанкціонованим втручанням.
І найбільш дивним для фахівців феноменом є відмова від встановлення радіаторних терморегуляторів власниками квартир, в яких спостерігається нижча за нормовану температура повітря. Їх аргументація досить проста: «Як можна економити теплову енергію, якщо її й так бракує?!» Саме їм найважче пояснити, що після встановлення автоматичних балансувальних клапанів і проведення наладки системи, теплоносій, який надлишково йшов до найближчих від джерела тепла стояків або приладових віток, буде розподілений між іншими, які його не отримували в повному обсязі.
Отже, встановлення радіаторних терморегуляторів напряму залежить від волевиявлення мешканців будинку, але слід зазначити, що для здійснення бажання багатьох власників квартир – реалізації індивідуального обліку теплоспоживання за допомогою приладів-розподілювачів теплової енергії на опалювальних приладах – застосування терморегуляторів є нормативною вимогою: радіаторні терморегулятори мають бути обов’язково встановлені на всіх опалювальних приладах, що планується обладнати приладами-розподілювачами. При цьому частка опалювальних приладів в будинку, які обладнують приладами-розподілювачами, має складати не менше 50 % від загальної кількості (не рахуючи опалювальні прилади, які розташовані в місцях загального користування).
Що стосується технічної сторони цього питання, то розглянемо чотири основні рішення, застосування яких залежить від типу системи опалення, адже для однотрубних і двотрубних систем слід використовувати різні моделі клапанів терморегуляторів.
В однотрубних системах опалення встановлюють клапани з підвищеною пропускною здатністю (наприклад, TS-Е), мінімальний гідравлічний опір яких дозволяє забезпечити розрахунковий коефіцієнт затікання теплоносія в опалювальний прилад при наявності замикальної ділянки (байпаса).
Другим рішенням для однотрубних систем опалення є застосування триходових клапанів терморегулятора (наприклад, CАLIS-ТS-E-3-D). У відкритому положенні ці клапани забезпечують рух теплоносія як через опалювальний прилад, так і через замикальну ділянку, але коли термостатична головка перекриває клапан, доступ теплоносія до радіатора припиняється.
В двотрубних системах опалення встановлюють клапани з підвищеним гідравлічним опором (наприклад, TS-90-V). Більшість клапанів терморегуляторів для двотрубних систем має функцію попереднього налаштування пропускної здатності, яка дозволяє обмежити витрату теплоносія через опалювальний прилад на розрахунковому рівні, що є дуже важливим для забезпечення оптимального гідравлічного балансування розгалужених систем опалення.
Найбільш сучасним рішенням для термомодернізації двотрубних систем опалення є застосування клапанів терморегулятора з функцією автоматичного регулювання перепаду тиску та обмеження витрати теплоносія (наприклад, HERZ-TS-120-V-SMART). Незаперечною перевагою їх використання є відсутність потреби встановлювати автоматичні балансувальні клапани на стояках або приладових вітках системи опалення.