Энергоэффективность батарей отопления

Благодаря современным технологиям проектирование системы эффективного
отопления и внимательный выбор отопительного оборудования сегодня становятся
окупаемыми инвестициями. Потому что любой здравомыслящий домовладелец в этом
вопросе стремится получить два базовых результата – необходимое количество
тепла при минимальных затратах, и, учитывая растущие цены на энергоресурсы,
возвращение потраченных средств за счет энергоэффективности системы.

Радиатор – ключевой момент системы отопления, как конечный пункт передачи
тепла потребителю. Потому что, как ни был хорош и эффективен котел в частном
доме или центральное отопление в многоквартирном здании, если радиатор плох —
теряется смысл всей отопительной инфраструктуры.

Сейчас на рынке представлены радиаторы из чугуна, стали, алюминия, а также
комбинации алюминия и стали (биметаллические). Напомним, чугун и сталь обладают
более низкой теплопроводностью и отдают тепло, в основном, только за счет
излучения, и лишь немного — конвекции. На самом деле, они эффективны только при
очень высокой температуре теплоносителя (80–100° С), присущих центральным
системам отопления. Чаще всего, в современном частном доме температура
теплоносителя в 80–100° С просто избыточна и затратна.

Также стоить помнить, что многие импортные стальные радиаторы не рассчитаны
на уровень давления, типичный для российских центральных систем отопления.

В свою очередь алюминиевые и биметаллические (коллектора и вертикальные каналы,
выполненные из стали и покрытые сверху алюминием) радиаторы имеют свои
преимущества и конструкция обоих обеспечивает хороший теплообмен, как за счет
излучения, так и конвекции.

Например, для центральных систем
отопления в многоэтажных жилых домах, в которых очень низкое качество
теплоносителя, больше подходят биметаллические радиаторы. В них контакт с
щелочной средой принимает на себя внутренняя часть конструкции, выполненная из
стали. Их цена выше, чем у радиаторов из других материалов, зато она вполне
оправдывает надежность и эффективность конструкции, особенно в многоквартирных
домах.

В частных загородных домах – состав
и качество теплоносителя могут регулироваться, Поэтому в этом случае более
оправданно применение алюминиевых радиаторов. Они доступнее по цене, чем
биметаллические, при этом имеют наименьшую среди радиаторов тепловую
инерционность – это позволяет более точно и с меньшими расходами поддерживать
заданную температуру в помещениях. Более того, их энергоэффективность
оказывается выше альтернативных способов обогрева здания, например «теплых
полов».

Однако теплотехнические показатели
и общая надежность алюминиевых радиаторов могут сильно отличаться друг от друга
в зависимости от производителя и страны происхождения. На свойства оборудования
могут влиять, например, состав алюминиевого сплава и качество производства.

Алюминиевые радиаторы под маркой
Global, имеющие итальянское происхождение, прошли глубокую модернизацию, чтобы
соответствовать российским условиям. Современные алюминиевые радиаторы Global
рассчитаны на эксплуатацию в центральных системах отопления с рабочим давлением
до 16 атм и давлением на разрыв более 48 атм. За счет обработки внутренних
поверхностей специальным фтор-циркониевым раствором радиаторы Global хорошо
выдерживают агрессивные теплоносители. Для частных домов – это является
огромным запасом по прочности.

Реальные показатели теплового потока у большинства радиаторов, произведенных в
азиатских странах, в том числе для России, отличаются от паспортных на 15–30% в
меньшую сторону. Приведем пример. Реальные показатели теплового потока у
популярной алюминиевой модели Global Vox 500 при ΔT=70° C составляют 195 Вт. У
большинства азиатских радиаторов того же типоразмера паспортные находятся в
пределах 170–190 Вт, а реальные — 132–160 Вт.

К тому же Global выдает гарантию на паспортные показатели своей продукции, что
позволяет вносить их в проектные расчеты.

Именно в малоэтажном домостроении низкая
инерционность алюминиевых радиаторов (способность быстро разогреваться), высокая
теплоотдача при невысоких рабочих температурах дает максимальный эффект, потому
что в таких зданиях возможно внедрить наиболее эффективное отопительное
оборудование – конденсационные котлы (имеющие практически 100% КПД), тепловые
насосы и солнечные батареи, либо их комбинацию, плюс автоматическую систему
климат-контроля, оснащенную датчиками наружной температуры и автоматическими
комнатными термостатами с возможностью программирования.

Впрочем, реальная экономия уже достигается даже при наличии обычных
термостатических головок. Кстати, конденсационный котел и тепловой насос
одинаково работают, как в отопительных системах с алюминиевыми радиаторами, так
и в системах с напольным отоплением. Однако низкая тепловая инерция радиаторов
GLOBAL позволяет первоначально быстро разогреть систему отопления и также
использовать ее в режиме «старт-стоп», что приводит к значительному снижению
энергопотребления более чем на 30% по сравнению с напольными системами
отопления.

Правильный выбор оборудования, позволяющий сделать точный расчет параметров
всей отопительной системы, превращает вложения в нее долгосрочными
инвестициями, когда каждый вложенный рубль работает на достижение поставленной
цели – получить необходимое количество тепла при максимальной экономии энергоресурсов.

К сожалению, в нашей жизни нередко случается, что при выборе техники и оборудования, которое должно служить нам много лет, иногда даже десятилетия, мы упускаем из виду важные характеристики, которые обеспечивают существенную экономию за весь срок службы продукта. Вместо этого мы принимаем решение на основании того, что лежит на поверхности — выгодной цены. Про бесплатный сыр, вроде бы, знают все, но всё равно попадаются на удочку опытных и энергичных продавцов, экономят на покупке, а позже выясняют, что дешевый товар либо вообще не обеспечивает того, что должен, либо стоимость его эксплуатации оказывается несравнимо выше более дорогих аналогов.

Если на недочёты каких-то бытовых устройств, купленных импульсивно, вполне можно закрыть глаза, то в случае с радиаторами отопления неудачная покупка может привести к тому, что в вашем доме будет заметно холоднее, чем требуется. С этим смириться уже очень сложно, а затраты на исправление ситуации, скорее всего, заметно превысят «экономию» от покупки недорогого оборудования. Бывают и ситуации (о них мы расскажем ниже), когда дешевое отопительное оборудование не позволяет эффективно реализовать умные технические решения, обеспечивающие существенную экономию ресурсов, а значит, и денежных расходов.

Типы современных радиаторов отопления

Радиаторы отопления изготавливают из чугуна, стали, алюминия и комбинации алюминия и стали (биметаллические). Чугун и сталь обладают более низкой теплопроводностью, к тому же, радиаторы из них отдают тепло, в основном, только за счет излучения, и лишь немного — конвекции. К тому же, они в состоянии достаточно хорошо это делать при высокой температуре подаваемого теплоносителя (80–100° С), но их эффективность резко падает когда этот показатель снижается. Кроме того, многие импортные стальные радиаторы не рассчитаны на уровень давления, типичный для российских центральных систем отопления (СО).

Подавляющее большинство радиаторов, применяемых в современных системах отопления, либо алюминиевые, либо биметаллические (трубы из стали внутри и алюминий снаружи). У каждого из этих типов есть свои преимущества и недостатки, однако конструкция обоих обеспечивает хороший теплообмен как за счет излучения, так и конвекции.

Для центральных СО (в основном с этажностью от 15 до 20), где возможны резкие перепады давления, страдает качество водоподготовки теплоносителя, больше подходят биметаллические радиаторы. В них силовые нагрузки и контакт с щелочной средой принимает на себя внутренняя часть конструкции, выполненная из стали. Стоят такие радиаторы заметно дороже алюминиевых.

В домах с автономными системами отопления обычно нет проблем с контролем состава теплоносителя и давление ниже, поэтому можно использовать полностью алюминиевые радиаторы. Они доступнее по цене, чем биметаллические, и имеют наименьшую тепловую инерционность, за счет чего позволяют более точно и с меньшими расходами поддерживать нужную температуру в помещениях.

Преимущества радиаторов Global

Начнем с того, что алюминиевые радиаторы под маркой Global подверглись глубокой модернизации с учетом российских условий в центральных системах отопления, поэтому они обладают достаточным запасом прочности (рабочее давление в 16 атм и давление на разрыв более 48 атм.) и стойкости к агрессивным теплоносителям, за счет обработки внтуренних поверхностей специальным фтор-циркониевым раствором. Но гораздо важнее их высокая энергоэффективность.

Согласно законам физики, нагретые тела за единицу времени отдают тем больше тепла, чем больше отличается их температура от температуры окружающей среды. В расчётах отопительных систем с использованием радиаторов применяется показатель ΔT, который обозначает разность между средней температурой радиатора и температурой воздуха в помещении. Производители в технических паспортах радиаторов обычно указывают значение теплового потока для одной секции радиатора при ΔT=70° C. Согласно экспертным исследованиям, реальные показатели теплового потока у большинства радиаторов, произведённых в Китае, отличаются от паспортных на 15–30% в меньшую сторону и при ΔT=70°C отдают столько же тепла, сколько радиаторы Global при ΔT=55–60°C. При этих пониженных значениях ΔT (они, кстати, гораздо ближе к российским реалиям во многих центральных СО) теплоотдача китайской продукции будет отставать ещё сильнее как от своих заявленных, так и от реальных показателей радиаторов Global (которые совпадают с паспортными).

Например, реальные показатели теплового потока у популярной алюминиевой модели Global Vox 500 R при ΔT=70° C составляют 195 Вт, при ΔT=60° C — 161 Вт, при ΔT=55° C — 144 Вт, при ΔT=50° C — 127 Вт. У большинства китайских радиаторов того же типоразмера паспортные показатели при ΔT=70° находятся в пределах 170–190 Вт, а реальные — 132–160 Вт. Отметим, что биметаллические радиаторы Global почти не отстают по теплоотдаче от алюминиевых. Так, у популярной модели Global Style Plus 500 при ΔT=70° C тепловой поток равен 185 Вт.

Гарантированные показатели теплоотдачи радиаторов Global позволяют при проектировании избежать серьёзных просчётов, которые приводят к ощутимому дефициту тепла в помещениях. Но это далеко не все их преимущества.

Малая инерционность алюминиевых радиаторов (способность быстро разогреваться) в те периоды года, когда ночная температура существенно отличается от дневной, позволяет гибко регулировать подачу теплоносителя, снижая её в дневное время. Максимальный эффект возможен, если СО будет оснащена датчиками наружной температуры и автоматическими комнатными термостатами с возможностью программирования, но реальная экономия будет заметна даже в случае использования обычных термостатических головок, так как в этом случае не придется регулировать температуру в комнате при помощи форточки, оплачивая при этом обогрев улицы.

Благодаря высокой теплоотдаче при невысоких рабочих температурах, которой не может похвастаться продукция большинства конкурентов, алюминиевые радиаторы Global можно максимально эффективно использовать в комбинированных автономных системах отопления. Такие системы призваны обеспечить серьезную экономию потребляемой электроэнергии и газа, а значит — и существенное снижение финансовых затрат в долгосрочной перспективе.

В современных комбинированных СО используются солнечные батареи (в зонах с большим количеством солнечных дней), а также работающие на невысоких температурах тепловые насосы и конденсационные котлы. Тепловые насосы способны получать (даже в холодное время года) из почвы, воды и наружного воздуха до 75% требуемой для обогрева помещений энергии (остальные 25% приходятся на потребляемую электроэнергию).

Конденсационные котлы используют явление конденсации паров горячей воды (уже прошедшей через отопительный контур), происходящее при температуре около 55° С. При его возникновении становится возможным использовать дополнительно выделяемое тепло, и эффективность работы конденсационного котла (по сравнению с традиционным) становится выше 100%.

Такие условия, например, можно создать при подаче в радиаторы воды с температурой 75° С и её остывании там до 55° С. Если в помещении температура воздуха 20° С, получаем ΔT=45° C. Одна секция радиатора Global Vox 500 R в таких условиях будет отдавать 111 Вт тепла, чего с запасом хватит для обогрева квадратного метра типового жилого помещения в средней полосе России.

Итоги

Подводя итоги, ещё раз хочется подчеркнуть, что при подборе оборудования для обогрева помещений выиграет тот, кто экономит с умом. Вместо более дешевой продукции, умный потребитель выберет ту, которая обладает стабильными гарантированными характеристиками, необходимыми для создания умных систем, позволяющих экономить в долгосрочной перспективе.

Экология потребления.Наука и техника:Теплоконтурный радиатор – новый тип отопительного прибора с большой эффективностью работы. В основе высокой энергоэффективности радиатора лежит принцип парового отопления, а именно испарение и последующая конденсация пара вторичного теплоносителя.

Теплоконтурный радиатор – новый тип отопительного прибора с большой эффективностью работы. В основе высокой энергоэффективности радиатора лежит принцип парового отопления, а именно испарение и последующая конденсация пара вторичного теплоносителя. Применяя теплоконтурные радиаторы можно добиться значительной экономии энергоносителей, которые с каждым отопительным сезоном только прибавляют в цене.  Данный эффект достигается за счет ряда преимуществ, которыми обладают наши радиаторы в сравнении с классическими радиаторами отопления.

Предлагаю более детально остановится на вопросе энергоэффективности и экономичности теплоконтурных радиаторов.

1.    Лучистое тепло.

Теплоконтурные радиаторы имеют равномерную площадь нагрева, при этом полностью отсутствуют холодные зоны. Равномерность прогрева всей поверхности теплоконтурного радиатора при различных температурных режимах подтверждена тепловизионной съемкой при проведении лабораторных испытаний в НТУУ «КПИ». Примечательным является тот факт, что равномерный нагрев, происходит и в низкотемпературных режимах работы радиатора.

Таким образом, лучистое тепло является основным видом теплового излучения теплоконтурного радиатора. Общеизвестный факт, что лучистое тепло является наиболее приемлемым и комфортным для человеческого организма, ведь все мы ощущаем тепло костра и солнца, даже в холодную погоду. Основным преимуществом лучистого отопления является, то что нагревательный прибор нагревает не воздух, а предметы, которые в свою очередь обогревают помещение. Согласно европейским нормам в помещении с лучистым отоплением температура воздуха в среднем на 2°С ниже, чем при традиционном, конвективном отоплении, а понижение температуры в помещении на 1°С дает до 7 % экономии энергоносителя. Таким образом, только за счет эффективного применения лучистой энергии радиатора, и понижении температуры в отапливаемом помещении на 2°С, Вы получаете экономию энергоносителя в 12 – 14 %.

2.    Перепад температуры теплоносителя при прохождении через радиатор.

В традиционных стальных и алюминиевых радиаторах  разница температур теплоносителя на входе и выходе в прибор составляет порядка 10 – 15°С, что обусловлено теплоемкостью теплоносителя а также скоростью его движения в радиаторе отопления. Для того чтобы радиатор развил тепловую мощность, нагретая генератором тепла вода, либо другой теплоноситель, должна остыть, пройдя через него, и отдать некоторую часть энергии  отапливаемому помещению. Данные по температурному перепаду теплоносителя и тепловой мощности радиатора производитель указывает в техническом паспорте на изделие, исходя из протокола испытаний. Испытания теплового оборудования проводятся в специально обустроенных лабораториях, оборудованных климатическими камерами. В соответствии с протоколом испытаний теплоконтурного радиатора, перепад температуры теплоносителя при прохождении через испытуемый образец , ТКР 980 ( радиатор длинной 1 м, высотой 575 мм и толщиной  всего 55 мм ), составил от 2 до 5°С, а мощность радиатора при этом составляет порядка 700 Вт/м2 , что на 75 – 80 % выше чем у традиционных радиаторов отопления.   Лабораторные исследования теплоконтурного радиатора проводились в Сертификационном испытательном центре отопительного оборудования (ГХП СИЦОО) в г. Киеве.  Испытания проводились как в соответствии с ДСТУ Б В.2.5-3-95 так в соответствии с и европейскими нормами EN 442-2,  при различных значениях температур и расхода теплоносителя.

Сокращение перепада температуры теплоносителя при прохождении по системе отопления с 15°С до 5°С, без потери тепловой мощности радиатора, позволяет сократить  потребление энергоносителя на 10 %, ведь котлу нужно догревать обратку не на 15 – 20°С, а всего на 5 – 10°С. Такой температурный режим работы значительно сокращает время работы котла, что приводит к дополнительной экономии средств.

3.    Сокращение количества теплоносителя.

Теплоконтурному радиатору для корректной работы требуется в десятки раз меньше теплоносителя, чем стальному либо алюминиевому радиатору. Ведь в нашем случае основную работу по обогреву выполняет вторичный теплоноситель. Давайте ещё раз вернемся к испытуемому образцу ТКР 980. В данном радиаторе содержится всего 200 граммов воды, в то время как в алюминиевом десятисекционном, такого же размера — 4л. Согласно курсу физики мы знаем, что для нагрева малого количества воды нужно приложить малое количество энергии. Давайте рассчитаем количество тепловой энергии которую необходимо затратить на нагрев 200 граммов и 4л теплоносителя с 65 до 75°С.

Q1 = 4200*0,2*(75-65)= 8400 Дж = 2.33 Вт

Q2 = 4200*4*(75-65)= 168000 Дж = 46.6 Вт.

Как видно из расчёта, количество энергии для подогрева малого количества теплоносителя во много раз меньше. Данный факт влияет не только на экономию, но и на инерционность системы отопления – чем меньше теплоносителя, тем меньше времени и энергии требуется на его нагрев, и тем быстрее радиатор отопления начинает передавать тепло помещению.

Естественно, у читателя могло возникнуть негодование по поводу такого сравнительно расчета , ведь чем меньше теплоносителя, тем быстрее он остынет и отдаст только то количество энергии которое было ему передано – не больше и не меньше. Я полностью согласен с данным утверждением. Но есть один момент, который я рассмотрю в следующем пункте.

4.    Использование энергии пара.

В основе работы теплоконтурного радиатора лежит принцип использования энергии, которая выделяется при конденсации пара вторичного теплоносителя. При расчете количества затраченной и полученной энергии для нагрева теплоносителя я намеренно не затрагивал вопрос использования энергии вторичного теплоносителя, хотя именно этот компонент и есть залогом эффективности и высокой мощности нашего продукта.

При прохождении через традиционный радиатор, теплоноситель отдает лишь часть своей энергии, остывает на определенное количество градусов, зачастую, для эффективной работы системы радиаторного отопления это значение колеблется в диапазоне от 10°С до 15°С , увеличивая эту дельту температур – получаем холодную «обратку» , уменьшая – необходимость увеличения расхода и скорости движения теплоносителя по трубам, что влечет за собой необходимость увеличения диаметров трубопровода, производительности циркуляционного насоса, что не всегда возможно и экономически целесообразно.

Так что же происходит при работе теплоконтурного радиатора отопления? Подавая в радиатор первичный теплоноситель, мы вызываем процесс кипения вторичного теплоносителя в нижней части радиатора, с последующим  его испарением. При этом путем создания определённого значения давления, которое ниже атмосферного, процесс кипения начинается уже при 35°С. Повышая температуру первичного теплоносителя, повышается температура пара внутри радиатора, при этом увеличивается скорость и интенсивность испарения жидкости, вторичного теплоносителя.

При этом конденсация пара происходит на внутренних стенках радиатора, которые передают  тепло фазового перехода, выделяющееся при  конденсации, в отапливаемое помещение. Конденсат под действием гравитации стекает в зону испарения, завершая процесс теплопередачи. Повышение температуры первичного теплоносителя, или если сказать проще, повышение температуры подачи на котле, приводит к повышению интенсивности и кратности процесса испарения и конденсации внутри теплоконтурного радиатора, что в свою очередь приводит к увеличению его тепловой мощности. Таким образом перепад температуры внутри теплоконтурного радиатора составляет не 10– 15°С, а разницу между температурой пара и температурой отапливаемого помещения (температура конденсации), при подаче в радиатор теплоносителя с температурой 65°С и температуре в помещении 20°С —  дельта температуры будет составлять 45°С, что недостижимо для привычных нам радиаторов отопления.

Теплоконтурный радиатор – абсолютно новый отопительный прибор, позволяющий значительно сократить количество потребляемого энергоносителя за счет ряда своих преимуществ. В первую очередь благодаря принципу работы, который кардинально отличается от работы традиционных радиаторов отопления. Применяя теплоконтурные радиаторы отопления для обогрева помещений любых типов, как жилых так и производственных, Вам удастся сократить затраты на энергоносители до 30%. опубликовано econet.ru

Узнаем проверенные способы увеличения энергоэффективности системы отопления и увеличения теплосьема с радиаторов.

Проблема энергоэффективности в последнее время интересует все большее число ответственных домовладельцев. Многим из них хочется сделать свой дом максимально уютным, теплым и не расходовать средства впустую.

Энергоэффективность системы отопления

Вопросу о том, как увеличить теплоотдачу батарей отопления, посвящены многочисленные статьи в интернете. В этом материале проанализируем самые доступные методы, которые позволяют повысить теплоотдачу системы центрального отопления в квартире.

Специалисты утверждают, что температура воздуха в помещении не всегда зависит от качества работы батарей. Прежде чем браться за расчет теплоотдачи радиатора, советуем проверить теплоизоляцию окон и дверей. Если с этими позициями все в норме, тогда можно приступать к модернизации системы отопления.

Инструкция по усилению теплоотдачи

Основные факторы, способные положительно повлиять на качество работы отопительной системы, следующие:

Каждый из этих тезисов рачительный хозяин должен принять к сведению, если его цель — жить в тепле, не оплачивая при этом астрономические счета за дополнительное отопление жилища.

Чтобы повысить эффективность работы системы отопления в квартире или частном доме, домашним мастерам для начала придется вспомнить школьный курс физики. Как известно, теплоотдача предметов темного цвета гораздо выше, чем аналогичный показатель светлых поверхностей.

Вывод напрашивается сам собой: если нужно повысить эффективность обогрева помещения, достаточно для начала перекрасить радиаторы в темный цвет. Экспериментальным путем было доказано, что батарея, покрашенная в бронзовый или коричневый цвет, дает тепла на 20–25% больше, чем аналогичный белый радиатор.

Пыль это не единственный «враг» теплых батарей в отопительный сезон. Многочисленные слои краски на радиаторах также выполняют роль теплоизоляции. Если вами запланирован косметический ремонт системы отопления без замены ее составляющих, то мастера советуют удалить прежние наслоения краски и только потом заново окрашивать трубы и радиаторы.

Совет: для покраски батарей лучше выбирать специальные эмали с минимальной теплоизоляцией.

Теплоотражающий экран своими руками

У батареи есть одно негативное свойство — она в одинаковой мере нагревает воздух во всех направлениях. Таким образом, часть тепла уходит во внешнюю стену. Эту ситуацию можно улучшить своими силами. Для этого понадобится закрепить на стене за батареей отражающий экран. Его роль может выполнять обыкновенная фольга, которую клеят непосредственно на стену либо на слой утеплителя.

Его закрепляют при помощи жидких гвоздей. Некоторые домовладельцы, которым не хочется уделять этому процессу слишком много времени, просто помещают за радиатор кусок фольги соответствующего размера, ничем его не фиксируя.

Вместо фольги можно использовать черную металлическую поверхность с гофрированными вертикальными ребрами. Она вбирает в себя тепло, выполняя роль дополнительного конвектора.

Больше секций — сильнее эффект

Предположим, что вы находитесь в процессе монтажа системы отопления в своем доме или квартире. Прежде чем приступить к процессу установки радиаторов, очень важно произвести детальные расчеты их мощности, необходимой для конкретного помещения. Для того чтобы узнать, какое нужно количество секций, используют следующие данные: объем помещения и номинальную мощность отопительного прибора. В приведенных ниже видео есть пошаговая инструкция расчетов этих параметров.

Если ремонт уже окончен, и в вычислении мощности системы отопления была допущена ошибка, мастер всегда может ликвидировать эту оплошность, проведя локальную реконструкцию. Батареи секционного типа «усиливают» методом добавления секций, а для панельных конструкций действует иной метод — замена панелей на более мощные. Безусловно, все работы подобного рода производятся только в летнее время, когда батареи центрального отопления отключены.

Вам не придется платить за отопление больше, если в квартире не установлены счетчики расхода теплоносителя. Вне зависимости от количества радиаторов или их размеров в отопительный сезон вы будете оплачивать фиксированные счета, но при этом температура воздуха в помещении значительно повысится.

Совет: в просторных комнатах лучше установить многосекционные батареи, ведь с увеличением площади радиатора возрастает и его КПД.

Следует заметить, что, если мощность всей системы изначально рассчитана неправильно, то увеличение количества источников тепла в сети — это не самый лучший способ повысить ее теплоотдачу. Применив этот метод, вы можете сильно увеличить нагрузку на сеть.

Есть несколько более простых и доступных способов увеличить площадь радиатора без приобретения дополнительных секций. Речь идет об экране из алюминия или защитном кожухе из стальных элементов, которые нагреваются непосредственно от батареи, увеличивая ее площадь и КПД.

Дополнительные устройства

Для решения проблем с отоплением можно использовать тепловентилятор. С его помощью эффективность даже небольшого радиатора будет значительно увеличена. Для этого электроприбор направляют непосредственно на батарею. Тепловентилятор или даже простой компьютерный кулер вполне могут стать временной мерой для повышения теплоотдачи батарей, особенно это касается биметаллических и алюминиевых радиаторов. Такая мера позволяет повысить температуру воздуха в помещении в среднем на 4–5 градусов.

Использование более эффективной модели

В некоторых ситуациях улучшить эффективность работы батарей можно исключительно радикальным методом, заменив их на новые. Отметим, что даже высококачественные системы отопления после двух десятков лет эксплуатации нуждаются в обновлении из-за того, что происходит выработка их ресурса. Технологии не стоят на месте, а это значит, что в радиаторах старого образца используются менее эффективные и энергоемкие материалы.

Еще один важный аргумент в пользу замены старых батарей на новые — это улучшенная конструкция последних. В современных моделях площадь теплоотдачи значительно больше, кроме того, производители разработали инновационные детали радиаторов, позволяющие увеличить их производительность. Речь идет о конвекционных окошках в верхней части прибора и вертикальных ребрах.

Подводя итог, отметим, что советы опытных мастеров, приведенные в этом материале, помогут повысить температуру в квартире на 2–4 градуса. Если же справиться с проблемой отопления своими руками не получится, тогда придется прибегнуть к услугам профессионалов. О том, как провести расчет мощности системы отопления и организовать ее монтаж, мы расскажем в одной из следующих статей. опубликовано econet.ru

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Экология потребления.Наука и техника: При внедрении энергосберегающих мероприятий, половинчатые меры, несмотря на одномоментное сокращение капитальных затрат, окупаются долго и трудно, а комплексные мероприятия позволяют вернуть деньги и получить прибыль гораздо быстрее

Модернизация отопительных систем многоквартирных жилых зданий и объектов социальной инфраструктуры — на сегодня одна из наиболее актуальных тем для профессионалов коммунальной отрасли. Главный вопрос дня звучит так: «Каковы необходимые и достаточные условия получения экономического результата, адекватного ожиданиям потребителей коммунальных ресурсов и потенциальных инвесторов энергосервиса?» Практика доказывает: половинчатые меры, несмотря на одномоментное сокращение капитальных затрат, окупаются долго и трудно, а комплексные мероприятия позволяют вернуть деньги и получить прибыль гораздо быстрее.

Итак, рассмотрим последовательно комплекс реализуемых сегодня на объектах ЖКХ мероприятий, направленных на сокращение теплопотребления объектов коммунальной сферы (включая МКД) и их результативность.

Энергоэффективные мероприятия и их сутьСредняя экономия

1Монтаж узла учета теплаБез учета говорить об экономии и окупаемости бессмысленно.      *

2Ликвидация теплопотерьУтепление ограждающих конструкций, подъездов и подвалов, теплоизоляция коммуникаций.     **

3Модернизация теплового узлаЗамена элеваторных узлов на АИТП или АУУ, в зависимости от схемы присоединения объекта к тепловой сети. Настройка контроллера АИТП на пониженный график отопления в ночное время, выходные и праздники (особенно актуально для административных зданий, образовательных учреждений).15-25%

4Балансировка системы по стоякамУстановка автоматических балансировочных клапанов с целью выравнивания расхода теплоносителя по разноудаленным от теплового ввода стоякам.5-10%

5Оснащение отопительных приборов средствами индивидуального регулированияУстановка на всех отопительных приборах автоматических радиаторных терморегуляторов, либо замена отопительных приборов на новые со встроенными терморегуляторами.10-15%

6Переход к поквартирному учету тепла(для МКД)Для зданий с горизонтальной поквартирной разводкой системы отопления — установка теплосчетчика на вводе в квартиру. Для домов с вертикальной разводкой — внедрение альтернативных систем учета, например,INDIV AMR.

Теперь оценим наиболее распространенные ошибки, которые допускаются на местах в ходе планирования и реализации мер по теплосбережению.

1.                    Монтаж узла учета тепла

К счастью, необходимость этого шага сегодня уже не вызывает ни у кого сомнений, да и закон не дает иной альтернативы. Поэтому данный этап реализуется всегда.

Однако все еще встречаются ничем не оправданные ожидания экономии в результате простой установки теплосчетчика. Гипотетически эти ожидания могут оправдаться: иногда оказывается, что здание потребляет меньше тепла, чем предусмотрено нормативом, и тогда после установки теплосчетчика размер платежей за отопление снижается. Но это лотерея, делать из этого правило – большая ошибка. Нужно хорошо понимать: счетчик – это всего лишь измерительный инструмент, который сам по себе ничего не экономит.

Производится по необходимости, которая, по идее, должна определяться в ходе энергетического обследования. К сожалению, обследование проводится далеко не всегда, в результате на некоторых объектах либо вообще не производится необходимый капремонт, либо остаются тепловые бреши, способные подчас свести на нет эффект от последующих мероприятий. Цена подобной ошибки высока: примерно в 10-15% случаев вместо экономии получается прямой убыток. Это неудивительно, ведь если в доме с дырявыми стенами установить автоматику, которая безуспешно будет пытаться его протопить, и теплосчетчик, то показания последнего, конечно, будут зашкаливать. И называть в качестве причины такого результата якобы низкую эффективность энергосберегающих мероприятий в корне неверно.

Другая распространенная ошибка — ожидание экономии от утепления здания без модернизации отопительной системы. Если у вас в подвале элеватор, то расход тепла будет всегда одинаков, невзирая на то, держат стены тепло или промерзают насквозь, т.к. расход этот зависит только от коэффициента смешения элеватора, который является величиной постоянной. Да, в здании будет тепло, зачастую (и как правило) — слишком тепло, т.к. возможности снизить расход не будет. У его обитателей останется единственный выход: открывать форточки и выпускать излишки тепла наружу, все равно оплачивая его в полном объеме. Именно те излишки, которые автоматика позволяет отсечь на входе, до теплосчетчика.

В 2011 году завершился масштабный эксперимент: натурные испытания различных энергоэффективных решений, которые проводились в течение нескольких лет компанией «Данфосс», Правительством Москвы и МНИИТЭП на базе трех реальных жилых домов №№ 51, 53 и 59 по улице Обручева в Москве. Начиная с 2008 года во всех трех зданиях в рамках городской программы капитального ремонта была проведена реконструкция, включающая монтаж навесных вентилируемых фасадов и установку пластиковых окон. Таким образом, все они полностью соответствовали современным стандартам по теплоизоляции. При этом в доме № 51 никаких работ по модернизации системы отопления не проводилось. В результате на этом объекте потребление тепла так и не снизилось. Более того, зимой 2010-2011 гг. оно оказалось на 1,9% выше, чем в 2008-2009 гг. При этом в доме № 59, где была проведена комплексная реконструкция системы отопления, теплопотребление сократилось на 44,6%.

3.                    Модернизация теплового узла

Из сказанного выше следует простой вывод: элеваторные схемы и энергосбережение — вещи несовместимые. Поэтому, если вы хотите получить экономию, а также обеспечить обитателям здания возможность поддерживать в помещениях комфортный микроклимат, то элеваторный тепловой узел необходимо менять на автоматизированный. В случае присоединения объекта к теплосети по независимой схеме — это автоматизированный индивидуальный тепловой пункт (АИТП) с теплообменником. Если присоединение зависимое — то автоматизированный узел управления (АУУ), т.е. схема с насосным подмесом. В принципе, тот же тепловой пункт, но без теплообменника. Обе схемы предусматривают погодозависимое регулирование подачи теплоносителя в систему, а также автоматическое поддержание температурного графика, т.е. регулирование в зависимости от внутреннего потребления тепла. Обе схемы обеспечивают принудительную циркуляцию теплоносителя в системе.

В последние годы многие коммунальщики пытаются пропагандировать идею применения т.н. экономайзеров — регулируемых электронных гидроэлеваторов. Устройство их немногим сложнее, чем у обычных: электронный блок, соединенный с датчиком температуры наружного воздуха, управляет нехитрым электромагнитным приводом, который вдвигает в сопло струйного насоса иглу, тем самым снижая напор горячей сетевой воды. Нужно отдавать себе отчет в том, что регулируемый элеватор имеет все те же недостатки, что и нерегулируемый, потому что на деле это — практически одно и то же устройство. Поэтому:

Есть и еще одна «ложка дегтя». Даже восьмикласснику понятно, что при уменьшении площади сопла регулируемого элеватора вследствие введения в него иглы струя на выходе из этого сопла становится менее мощной, а потому уменьшается и сила всасывания воды из обратного трубопровода системы отопления. Т.е. чем больше игла вдвигается в сопло, тем меньше становится расход теплоносителя в системе, другими словами — циркуляция воды в отопительном контуре замедляется. И в какой-то момент этого расхода начинает хватать только на то, чтобы «прокачать» ближайший к элеватору стояк, в остальные же горячая вода не поступает, и они начинают стремительно остывать.

Рис. 1. AB-QT (автоматический балансировочный клапан AB-QM с термоэлементом QT) – устройство «2 в 1», выполняющее одновременно автоматическую балансировку и термостатирование стояка

Почему-то зачастую модернизация отопительной системы завершается на этапе замены теплового узла. Между тем этого явно недостаточно. Гидравлическое сопротивление системы растет по мере удаления от теплового ввода, в результате по одним стоякам идет перегрев, а по другим в то же самое время – недогрев. В МКД это, как правило, угловые квартиры, последние в цепочке. Если регулировать по ним, то в промежуточных будет перетоп и постоянно открытые форточки. То есть получим то, от чего хотели избавиться. Поэтому установка на стояках автоматических балансировочных клапанов — обязательное условие полноценной модернизации отопительной системы.

Нужно заметить, что в последние годы это решение было дополнительно усовершенствовано. Специалисты компании Danfoss разработали термоэлементы QT, благодаря использованию которых автоматические балансировочные клапаны AB-QM начинают регулировать расход теплоносителя по стоякам в зависимости от изменения температуры обратного теплоносителя. Эта технология позволила приблизить однотрубные системы отопления к двухтрубным по показателям энергоэффективности.

В 2009 году, в ходе эксперимента на улице Обручева в Москве, в домах №№ 53 и 59 элеваторные тепловые узлы заменены на автоматизированные узлы управления (АУУ) Danfoss с погодозависимым регулированием (реализованным с использованием универсальных контроллеров ECLComfort) и смонтированы автоматические радиаторные терморегуляторы на всех отопительных приборах в квартирах. При этом балансировка отопительной системы была проведена только в доме № 59: здесь на каждом из 25 стояков установили автоматический балансировочный клапан AB-QM. В 2010 году балансировка системы в доме № 59 была доведена до логического завершения путем оснащения клапанов AB-QM термоэлементами QT.

В результате по дому № 53 (без балансировки) было зафиксировано снижение потребления тепла на 33,8%, в то время как по дому № 59 (с балансировкой) — на 44,6%, о чем уже говорилось выше. То есть даже в одноподъездном здании балансировка дает вполне ощутимый экономический эффект. Причем зимой 2010-2011 гг., после установки термостатических элементов QT, потребление снизилось по отношению к уровню 2009-2010 гг. почти на 12% (или на 7,5% по отношению к уровню 2008-2009 гг.), что доказывает оправданность применения данной технологии.

5.                    Оснащение отопительных приборов средствами индивидуального регулирования

Очень часто приходится слышать, что это мера не является обязательной и создает лишь дополнительный комфорт для обитателей здания, не обеспечивая при этом никакой экономии. Во-первых, даже и в этом случае ее стоило бы реализовать, т.к. именно в обеспечении максимального уровня комфортности жилых и иных зданий и заключается основная задача коммунальных служб. Если, конечно, немного отойти от советской модели работы. Во-вторых, именно уровень регулирования потребления тепла непосредственно на отопительных приборах является замыкающим звеном в цепочке энергосбережения. Ведь если какой-либо конечный потребитель снизил свое теплопотребление, оно автоматически должно сократиться по зданию в целом, по району ЦТП и так далее, по цепочке.

К тому же, нужно понимать, что у каждого человека свои представления о комфортной температуре воздуха. И для многих она не превышает 18-21°C. Если в помещении будет теплее, а терморегулятора на отопительном приборе не окажется, то потребитель неизбежно откроет форточку. Т.е. идея энергосбережения снова выхолащивается.

Нужно ли говорить, что никакой вентиль или шаровой кран просто физически не способен выполнять тех функций, которые берет на себя терморегулятор, и не позволяет получить такой же энергосберегающий эффект. Неудивительно, что в последние годы некоторые производители, например, московский завод «Сантехпром», начали выпускать отопительные радиаторы с уже встроенными терморегуляторами.

6.                    Переход к поквартирному учету тепла(для МКД)

В нашей таблице экономические результаты от применения автоматических радиаторных терморегуляторов и индивидуальных приборов учета тепла объединены в один показатель. Сделано это не напрасно, ведь именно внедрение поквартирного учета тепла в МКД в наибольшей стимулирует жителей к экономии. Если вашему соседу наплевать и он предпочитает держать отопительные приборы постоянно разогретыми до предела, а температуру в квартире регулировать открыванием форточек, то почему вы должны оплачивать за него эту блажь?

Проблема в том, что до недавнего времени реализовать поквартирный учет тепла в большинстве российских МКД, где, как известно, применяется в основном вертикальная разводка отопления, было проблематично: устанавливать классический теплосчетчик накаждом отопительном приборе слишком дорого, а сами они не обладают необходимой точностью для работы в контуре со столь малым перепадом температур. Однако предложенное компанией «Данфосс» решение — система поквартирного учета тепла INDIV AMR с автоматизированным дистанционным беспроводным считыванием показаний, основанная на использовании радиаторных распределителей — этот вопрос полностью снимает.

Суть метода заключается в следующем. На каждом отопительном приборе в квартирах без врезки в систему жестко крепится радиаторный распределитель INDIV-3R со встроенным радиомодулем, измеряющий температуру поверхности отопительного прибора. Вычислить теплоотдачу таким образом нельзя, но, установив датчики на всех отопительных приборах, можно зафиксировать динамику изменения температуры. А поскольку паспортные данные (мощность, КПД) каждого отопительного прибора известны, можно с высокой степенью точности вычислить долю каждого из них в общем объеме потребления. Затем общедомовое потребление делится на 2 части в соответствии с проектными нормами: 35% относится на отопление общих помещений и распределяется между собственниками пропорционально площади их квартир, 65% делится между ними в соответствии с долями, определенными с помощью распределителей INDIV-3R. Распределители автоматически передают показания по радиоканалу на этажные приемники, те — на домовой концентратор, и далее, посредством Ethernet или GSM — на удаленный компьютер диспетчера.

В России тестирование системы INDIVAMR проводилось на целом ряде объектов, в т.ч. — в доме № 59 по улице Обручева в Москве. Результат ее внедрения наглядно представлен на диаграмме. Если не считать 11 квартир, где система индивидуального учета не была установлена и потребление для которых рассчитывалось по стандартной схеме (на диаграмме эти квартиры отчетливо выделяются), то подавляющее большинство собственников в 2010 году значительно снизили свое потребление по сравнению со средним уровнем 2009 года, причем некоторые — на 60-70%!

Кстати, система INDIV AMR сертифицирована в системе ГОСТ Р и внесена в Реестр средств измерений.

Элементарная логика и результаты испытаний говорят об одном и том же — о необходимости реализации комплексных энергосберегающих мер. Любые половинчатые решения дадут и половинчатый результат, т.е. размажут экономический эффект во времени, сделав инвестиции в энегосбережение малоинтересными.

*   Потенциал уменьшения платы за потребленные теплоресурсы путем установки теплосчетчика обычно лежит в пределах 5-10% от платежей по договору. Однако следует отметить, что нередки случае, когда установка узла учета приводила к увеличению совокупной стоимости тепловой энергии в виду некорректной работы теплоснабжающей организации, неправильного определения проектных тепловых нагрузок, недостаточной теплоизоляции здания и т.д.

* *       Проведение мероприятий по утеплению здания и теплоизоляции коммуникаций само по себе не дает экономию тепловой энергии, а позволяет достичь эффекта лишь в совокупности с автоматизацией теплового пункта и модернизацией внутренней системы отопления здания.опубликовано econet.ru

Когда речь заходит об эффективном использовании электроэнергии, даже небольшие изменения могут повлечь за собой серьезные последствия. Системы бесперебойного питания, используемые в дата-центрах, рассчитаны на непрерывную работу, и повышение эффективности их функционирования может способствовать значительной экономии бюджета. При выборе и последующем использовании систем ИБП следует в первую очередь обращать внимание их эффективность и уровень работоспособности.

Тарифы на электроэнергию  все время растут, что вполне соответствует ожиданиям владельцев акций энергетических компаний. Потребители электроэнергии, к которым относятся как частные лица, так и крупные корпорации, ощущают на себе этот рост.

К примеру, многие компании-операторы ЦОД стремятся использовать принадлежащие им дата-центры в режиме максимальной загрузки, что требует серьезных затрат. По прогнозам Гринпис, потребление электроэнергии ЦОД и телекоммуникационными сетями достигнет величины 1,963 млрд. кВт*ч к 2020 году, что соответствует трехкратному росту в течение менее чем десяти лет. Защитники окружающей среды утверждают, что эта цифра превосходит текущие энергетические потребности Франции, Германии, Канады и Бразилии, вместе взятых.

Определение загрузочной мощности влияет на энергоэффективность

Существует целый ряд технических методов, позволяющих экономить электроэнергию. Наибольший эффект достигается в случае, если изменения затрагивают наиболее крупных клиентов дата-центра в плане энергопотребления. К примеру, системы ИБП, рассчитанные на непрерывное использование, функционируют с учетом максимально возможной загрузки, так что даже небольшие изменения, способные повысить их КПД, могут оказать большое влияние на общую энергоэффективность ЦОД. Однако во многих дата-центрах используются монолитные системы бесперебойного питания, потребляющие колоссальные объемы энергии по причине заложенных в них слишком высоких расчетных нагрузок.

В качестве величины, позволяющей количественно оценить эффективность энергопотребления в дата-центре, был введен коэффициент эффективности использования энергии (PUE). Данная величина, впервые предложенная ассоциацией The Green Grid, используется по всему миру и позволяет сравнивать между собой энергоэффективность различных дата-центров и выявлять возможности для ее повышения. В современных оптимизированных дата-центрах уже достигаются значения PUE 1,3 и ниже, в то время как показатели традиционных ЦОД редко опускаются ниже 2,5.

Не существует систем бесперебойного питания, которые бы не потребляли электроэнергию, однако, энергопотребление существующих систем может быть значительно снижено путем модификации отдельных функциональных блоков. В дата-центрах используются ИБП с двойным преобразованием частоты, которые дважды изменяют характер напряжения, подаваемого с источника питания. Первое преобразование происходит на выпрямителе, который преобразует входной переменный ток в выходной постоянный. Такой подход позволяет осуществлять как заряд батареи, расположенной в контуре постоянного тока, так и передачу достаточного уровня  мощности на инвертор в штатном рабочем режиме. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный, так что на выходной ток не оказывают влияния интерференция и флуктуации, возникающие на входе.

Небольшие изменения влекут за собой серьезные последствия

Для достижения совместимости с источником питания, величина входного коэффициента мощности ИБП должна быть близкой к 1. Это может быть достигнуто за счет изменения коэффициента мощности непосредственно на входе ИБП, или при помощи использования в выпрямителе так называемого БТИЗ (биполярный транзистор с изолированным затвором, IGBT). На сегодняшний день, достижения в области силовой электроники позволяют инверторам на IGBT функционировать без использования выходного трансформатора. Данный подход не оказывает влияния на качество кривых выходного напряжения и позволяет избежать высоких потерь на трансформаторе, что приводит к повышению КПД устройства до 95%.

Еще одной характеристикой ИБП, также влияющей на эффективность его работы, является диапазон напряжений, в рамках которого выпрямитель может передавать ток на инвертор без необходимости переключения на питание от батареи. Если диапазон слишком широкий, КПД устройства в штатном режиме работы может снижаться. Однако, поскольку при таком подходе перезарядка батареи будет происходить реже, в долгосрочном периоде энергоэффективность будет выше. К тому же, наибольшая нагрузка на выпрямитель ложится, как правило, в режиме заряда батареи. Таким образом, характеристики выпрямителя необходимо подбирать в соответствии с емкостью и числом используемых батарей, что позволит избежать потерь, связанных с некорректным расчетом загрузочной мощности.

Изучив строение современных систем ИБП, можно заметить еще одну тенденцию. Традиционные системы бесперебойного питания были монолитными и представляли собой единое, неделимое целое. Единственное устройство обеспечивало питанием весь дата-центр. Строго говоря, компании-оператору приходилось устанавливать сразу два устройства для обеспечения необходимого уровня избыточности. Оба находились в работе, даже если в штатном режиме достаточно было использовать только один ИБП. Такой подход неизбежно сказывался на эффективности работы, которая, как правило, была близка к идеальной только при условии полной загрузки. Но поскольку оба источника работали в режиме около 50% мощности, суммарный КПД был крайне низким. Более того, энергопотребление дополнительного ИБП оказывало непосредственное влияние на общую энергоэффективность ЦОД. Но наибольший негативный эффект был вызван потребностями в дополнительном охлаждении. Каждый киловатт выделяемого тепла необходимо было рассеять, и низкий уровень КПД являлся косвенным свидетельством низкой эффективности используемых систем охлаждения.

Гибкость использования за счет модульности

Всех этих проблем можно избежать, если использовать модульные стоечные системы ИБП. К примеру, системы бесперебойного питания PMC (Power Modular Concept) от компании Rittal позволяют наращивать используемый объем по мере необходимости. Для покрытия общей загрузки, даже с учетом наиболее крупных потребителей, не требуется использование двух идентичных систем. Вместо этого, модульные ИБП могут быть организованы таким образом, что в случае отказа одного из модулей остальные модули берут на себя всю нагрузку. При использовании конфигурации типа N+1 имеется возможность объединения до пяти модулей. Поскольку модули делят между собой общую нагрузку, каждый модуль в отдельности находится под защитой, так что система ИБП работает на полную мощность с высоким уровнем КПД.

Модульный подход облегчает масштабирование. В отличие от традиционных устройств, пользователь может начать с небольшого числа модулей и увеличивать их количество по мере необходимости. Дополнительное преимущество такого подхода заключается в удобстве обслуживания. Клиент может самостоятельно произвести замену модулей. Поскольку сервис-инженер может обслуживать систему прямо во время работы, отсутствует необходимость временного отключения резервного питания, что полностью соответствует стандартам Uptime Institute Tier III и Tier IV.