Денис Рындин,
главный инженер компании
ООО ТД «Водная техника»

1. Обоснование необходимости измерения эффективности сгорания топлива
В последнее время намечается четкое перераспределение нагрузки между централизованными и автономными источниками тепла. Вызвано это прежде всего изменением коньюктуры рынка энергоснабжения, повышением требований к качеству услуг, изношенностью тепловых сетей и повышением стоимости тепло- и энергоносителей. Поэтому большое распространение получают автономные источники теплоты, особенно в бытовом секторе.

Здесь мы сталкиваемся с таким положением дел, что ни нормативная база, ни специалисты, занимающиеся эксплуатацией теплогенераторов, не были готовы к качественной эксплуатации вышеупомянутого оборудования.

С другой стороны, за последнее десятилетие укрепилось стойкое мнение, что подобные теплогенераторы настолько простое устройство в эксплуатации и обслуживании, что никакого дорогостоящего оборудования (типа газоанализаторов, электронных термометров и т.д.) не требуется и все операции по диагностике и наладке, в отличие от «серьезных» напольных котлов, можно выполнить на «глазок». В то же время в западной Европе за последние десятилетия накоплен богатый опыт по эксплуатации подобного оборудования. Для европейского сервиса обязательным мероприятием является оценка действительной эффективности процесса сгорания топлива в теплогенераторе и анализ состава продуктов сгорания.

Как наглядно показывает диаграмма (рис. 1), эти показатели тесно взаимосвязаны и чрезвычайно важны при оценке состояния и эффективности работы теплогенератора.

В данной статье освещен порядок проведения проверки эффективности маломощных теплогенераторов бытового сектора (навесных котлов) и приведены комментарии по данному вопросу.

Кто из нас не мечтает иметь уютную, удобную и, самое главное, теплую квартиру? До недавнего времени за тепло в помещении отвечала только централизованная система водяного отопления, и нередко жильцы оказывались ее заложниками из-за плохого качества работы, резкой смены температур или физического износа коммуникаций. При обычном отоплении в комнаты поступает поток теплого воздуха, который при подъеме к потолку заметно остывает. Опускаясь вниз, он образует сквозняки. Избежать дискомфорта, вызванного неравномерным обогревом помещений, помогает система под названием «теплый пол».

Подобные системы были известны еще в древности. Их применяли в римских термах (нагретый воздух циркулировал по специальным каналам в каменном полу), аналогичные конструкции были обязательным атрибутом турецких бань. Человечество уже более 2000 лет ценит преимущества системы «теплый пол». До начала ХХ века теплоносителем служил исключительно горячий воздух, который под действием естественной тяги проходил по коммуникациям в полу, постепенно отдавая тепло гранитным плитам. Когда появились насосы, воздух заменила вода. И наконец, в середине столетия начали использовать нагревательные кабели.

В наши дни теплые полы получили широкое распространение в Северной Европе — в Финляндии, Швеции, Норвегии, Дании. По данным разных источников, их доля составляет от 15 до 50 %. Интересно, что они становятся популярными в странах с теплым климатом — Испании, Франции, Латинской Америки, Ближнего и Среднего Востока. Отопительный период в этих широтах очень короткий, а наиболее низкие температуры держатся на отметке +3-5 °С. Системы «теплый пол» все более актуальны, поскольку не занимают много места и капитальные затраты на их устройство невелики.
Еще 15 лет назад в Украине полы с подогревом как бытовой товар были совершенно неизвестны. На сегодняшний день для многих они перестали быть дорогой экзотикой и превратились в необходимый атрибут комфорта в доме.

В отличие от других обогревательных устройств (радиаторов центрального водяного отопления, конвекторов, тепловентиляторов, масляных обогревателей), которые располагаются параллельно стенам, теплый пол нагревает воздух снизу. Температура поверхности пола 22-26 °С (в ванных комнатах, саунах и т. д. до 31 °С ). Поднимаясь вверх, воздух постепенно охлаждается и на высоте 1,5-2 м имеет комфортную температуру 18 - 20 °С. При этом вся комната прогревается равномерно. Данные системы не требуют подведения газопроводов, коммуникаций центрального отопления, что очень важно при обустройстве загородных коттеджей. К тому же кабельные системы отопления очень экономичны — они относятся к энергосберегающим технологиям. Это тепло экологически чистое и комфортное. Нагревательная система не видна, бесшумно работает, не требует обслуживания, что позволяет экономить пространство, открывает удивительные возможности для дизайна интерьера помещения и при расстановке мебели. Система «теплый пол» управляется автоматически, с помощью электронного терморегулятора. Нагревательный кабель от ведущих компаний-производителей изготавливается из очень высококачественных материалов. Он рассчитан на длительный срок эксплуатации – не менее 50 лет. Вывести систему из строя практически невозможно, так как нагревательные элементы замоноличены под напольным покрытием. Покрытие для пола может быть практически любым. Также к неоспоримым достоинствам систем «теплый пол» следует отнести ряд преимуществ, что обеспечивает более комфортные и гигиенические условия в помещении. Температурный комфорт для человека достигается поддержанием теплового равновесия между выделяемым его организмом количеством теплоты и теплоотдачей в окружающую среду. В случае отопления полом теплообмен идет преимущественно путем пассивного излучения тепла, что практически исключает циркуляцию пыли, характерную для систем с традиционными обогревателями.

Системы отопления полом в значительной мере способствуют созданию физиологически благоприятного и гигиенически безопасного климата в помещении. Ребенок никогда не получит ожога, что может случиться при касании о радиатор или конвектор.

А.М. КАВУН, заслуженный энергетик РФ,
«Гибкие технологии отопления»
(ООО «ГТО», г. Москва)

Практика проектирования и наладки автономных систем отопления требует ответа на многие вопросы при замене оборудования, сравнении вариантов режимов работы, изменении задаваемых параметров воды, воздуха или расхода теплоносителя. Решение подобных задач выполняется на основе приведенной в [1] системы уравнений, описывающих состояние отопительной системы при любом сочетании ее параметров:

(практически можно считать gк = gп = g).

Трудоемкая работа по аналитическому расчету режимов работы системы отопления в зависимости от задаваемых параметров выполнена на ПК [3]. В качестве независимых выбраны шесть параметров: наружная температура tн; температуры горячей и обратной воды котла tг и tо; температура воздуха в помещении tв; относительный расход теплоносителя gк и относительная мощность n (к номинальным теплопотерям здания). Там же даются сводные таблицы для быстрого нахождения искомого режима и графики — картинки ожидаемого результата. В качестве номинального режима системы выбран режим 90/70/20/–26, g = 1, m = 1,3, p = 0. Применение методики предполагает, естественно, полную гидравлическую увязку системы.

Рассмотрим конкретные примеры применения предлагаемой методики расчета параметров для налаживаемых или эксплуатируемых систем отопления. Если наладка системы отопления здания происходит при наружной температуре tн , равной –26 °С, то сразу ясно, соответствует ли мощность котла и расход теплоносителя расчетным параметрам tв = 20 °С, tг = 90 °С, tо = 70 °С. Если номинальные параметры при этом не достигнуты, то как нужно изменить мощность и расход, чтобы достичь их расчетных величин?

Сложнее решить эти вопросы, если температура наружного воздуха при наладке не равна расчетной (например, –5 °С). В этом случае необходимо знать, на какие параметры нужно выйти при даннойнаружной температуре, чтобы при –26°С получить номинальные данные. Если в отопительной системе применяется стабилизация температуры горячей воды или расход теплоносителя отличается от номинального, а мощность котла или приборов отличается от проектной — то вопрос еще более усложняется.

Барон В.Г., к.т.н.,
директор ООО «Теплообмен», г. Севастополь

Минувшее десятилетие привнесло много нового в нашу жизнь, начиная от общественно-политического устройства общества и государства и заканчивая отдельными элементами быта и повседневной жизни. Не обошли стороной глобальные изменения и различные области техники, в т.ч. коммунальное хозяйство. Здесь появилось множество новых образцов техники и масса непривычных, ранее широко не применявшихся у нас технических решений. К их числу относится и использование индивидуальных тепловых пунктов (ИТП). В обоснование необходимости их массового применения было приведено такое большое число достаточно убедительных аргументов, что на сегодня это, еще недавно непривычное в нашем коммунальном хозяйстве решение, стало уже почти традиционным. И действительно, это техническое решение во многих случаях является достаточно удачным и наиболее предпочтительным. Но среди аргументов, обосновывающих целесообразность применения ИТП, не последнее место занимают порой не бесспорные соображения. В частности, о том, что применение современных зарубежных ИТП позволяет экономить место при размещении теплового оборудования и что эти ИТП можно размещать в затесненных и труднодоступных помещениях, например, в подвальных и иных аналогичных помещениях уже эксплуатирующихся домов. Среди не бесспорных аргументов можно выделить и тезис о низкой трудоемкости установки таких ИТП, а также об их высокой ремонтопригодности. При этом априори принимается постулат о том, что на сегодня не может быть создан теплопункт, еще менее требовательный к площадям и условиям доставки оборудования к месту установки, и еще более доступный и удобный в обслуживании, а потому более предпочтительный к использованию. В настоящей статье будет показано, что это ошибочное мнение, и что существует сугубо отечественная техника и основанная на базе ее применения идеология создания ИТП, позволяющая значительно превысить действительно выдающиеся соответствующие свойства импортных теплопунктов.

Вот уже несколько лет специалисты обсуждают вопрос о необходимости внедрения в жилых домах систем поквартирного учета. Исследования, проводившиеся в последние годы в разных регионах Украины, показывают, что потенциал энергосбережения в жилом секторе достигает 40–50%. Не вызывает возражений и тот факт, что реализация этого потенциала возможна лишь в том случае, если экономить ресурсы будет каждый жилец. Для того, чтобы создать у людей стимул к экономии, нужно прежде всего дать им возможность экономить, т. е. каждый должен платить только за то количество тепла, которое он реально потребил. Для этой цели и служат системы поквартирного учета тепла и воды.

Что касается поквартирного учета воды, в настоящее время эта проблема решается довольно просто:
в каждую квартиру на каждый стояк устанавливаются водосчетчики, по показаниям которых жильцы оплачивают услуги водоснабжения.

С учетом тепла дело обстоит сложнее. Теплосчетчики, даже самые маленькие и простые, весьма недешевы. Кроме того, системы отопления в подавляющем большинстве домов таковы, что через каждую квартиру может проходить четыре-пять отопительных стояков, и на каждый нужен индивидуальный теплосчетчик. В Европе выход из этой ситуации найден несколько десятилетий назад.

Остановимся подробнее на том, как функционирует механизм индивидуального учета тепла.
Представим себе самую простую модель — жилой дом, состоящий из 2 одинаковых квартир, подключенных к общему источнику тепла (рис. 1).

В настоящий момент расчет оплаты за тепло производится умножением ставки за 1 м2 на площадь квартиры. Таким образом, в нашей модели обе квартиры платят за отопление одинаковые суммы, никак не связанные с реальной стоимостью потребленного количества тепловой энергии.

Предположим, что дотации на тепло снимаются, и бремя оплаты за тепловую энергию полностью ложится на плечи жильцов. В этой ситуации основная задача — дать возможность каждому влиять на размеры оплат за тепло в своих квартирах. Для этого надо, в первую очередь, оснастить квартиры регулирующей аппаратурой — термостатными вентилями. Они монтируются на трубах подачи каждого радиатора в квартире и устанавливаются на режим автоматического поддержания желаемой температуры в помещении. Существуют и проверенные многолетней практикой простые правила и рекомендации по пользованию термостатными вентилями, которые позволяют без ущерба для комфорта жильцов существенно снизить потребление тепла в квартире. Более того, наличие термостатов создает дополнительный комфорт для жильцов — каждый получает возможность устанавливать температуру в своей квартире по собственному желанию. Регулирование температурного режима с помощью вентилей приводит к дифференцированному потреблению тепла каждой отдельной квартирой. Как зафиксировать эту величину и правильно рассчитать оплату для каждого пользователя?

Ключ к решению проблемы был найден в начале XX века датским инженером Одином Клориусом. Он предложил заменить непосредственное измерение потребляемого тепла измерением количества тепла, отдаваемого поверхностью каждого радиатора. В результате таких измерений для каждого помещения в доме мы получаем некую величину в условных единицах, которая пропорциональна фактическому потреблению тепла в данном помещении. Затем вся сумма затрат на тепло, потребленное данным жилым объектом, распределяется между жильцами пропорционально условным единицам потребления в их квартирах. Общая сумма затрат на тепло точно фиксируется в этой системе с помощью общедомового теплосчетчика.

В качестве технического решения для регистрации теплоотдачи радиатора Один Клориус предложил так называемый радиаторный распределитель тепла. Первый распределитель был испарительного типа — его действие основывалось на простом принципе испарения жидкости при нагревании. Испарительные распределители широко используются и в настоящее время для двухтрубных систем отопления. По внешнему виду они напоминают термометр: на шкале закрепляется сменная ампула с подцвеченной жидкостью. Показателем потребления тепла в комнате служит количество испарившейся жидкости. В 80-е года были изобретены электронные распределители затрат на отопление. В них встроены датчики температуры радиатора и наружного воздуха, а также небольшое счетное устройство. От испарительных их выгодно отличает более высокая точность и возможность автоматического снятия показаний, но стоят они, соответственно, дороже.

Распределитель монтируется прямо на поверхность радиатора — для различных типов радиаторов разработаны разные методы монтажа. Монтаж предельно прост, надежен и может быть произведен очень быстро. При этом в крепежных деталях предусмотрены меры защиты от нежелательных манипуляций. Концы крепежных болтов оказываются внутри прибора, который затем пломбируется.

    Ровно 50 лет итальянская компания Ferroli S.p.A. занимается производством оборудования для создания внутреннего микроклимата. Сегодня это мощная, динамично развивающаяся компания, которая является ключевым участником  рынка как в местном, так и в глобальном масштабе.

    Компания Ferroli S.p.A. была основана в 1955 году в Италии тремя братьями — Данте, Леонардо и Луиджи Ферроли и начинала с производства стальных котлов. Как и все новички, предприятие прошло тяжелый этап становления. Утром братья продавали продукцию, днем, а часто и по ночам, занимались производством котлов.
    И в результате, благодаря энтузиазму, упорству и настойчивости, имя Ferroli стало широко известным и ценимым в широких кругах бизнеса. Глубокое пониманием потребностей рынка, желание расти и воплощать в своей продукции передовые технические решения определило окончательный успех компании.

     В последнее время наблюдается тенденция роста объемов реконструкции и нового строительства храмов. Важное место при этом занимает обеспечение требуемого микроклимата этих сооружений. В процессе проектирования систем  климатизации проектировщику приходится сталкиваться с рядом особенностей, которые необходимо учитывать для достижения необходимых параметров микроклимата.
Факторы, влияющие на проектирование систем отопления храмов
Особенности проектирования систем отопления храмов зависят от следующих факторов:

      Архитектурной особенностью зданий храмов является большое отношение объема к площади, то есть имеет место высокое внутреннее пространство. В то же время объем рабочей зоны, где требуется поддержание заданных параметров микроклимата, составляет незначительную часть от общего объема.
   Режим регулирования системы отопления зависит от расписания богослужений и особенностей эксплуатации храма, что требует от системы очень малой тепловой инерции.
     Сохранение интерьера играет также немаловажную роль: элементы системы отопления должны быть как можно более незаметными и не привлекающими внимания.
     Учитывая эти три фактора, мы пришли к выводу о целесообразности использования комбинированных систем отопления храмов — теплопередача должна осуществляться как путем конвекции, так и путем радиационного теплообмена.
     Этот принцип был принят при проектировании системы отопления Спасо-Преображенского собора в Одессе.

Александр КАВУН,
заслуженный энергетик РФ,
ООО «Гибкие технологии отопления» (ООО «ГТО», г. Москва)