Модернізація системи опалення в багатоквартирних будинках старої забудови: три кроки до індивідуального комфорту та економії

18 травня 2020 р.

Співвласники багатоквартирних будинків старої забудови, під’єднаних до мережі централізованого опалення, нарешті отримали змогу встановлювати індивідуальний облік тепла та регулювати обсяг його споживання у своїх квартирах. Таку можливість для власників квартир у будинках з вертикальною системою опалення відкрило поєднання приладів-розподілювачів тепла та радіаторних терморегуляторів. В Україні вже є перші ОСББ, що провели комплексну модернізацію системи опалення будинку, облаштували поквартирний облік та регулювання – і, при бажаному комфорті, встигли повернути свої вкладення. Для того, щоб досягти найбільшого ефекту, як з точки зору комфорту, так і з точки зору економії, модернізація системи опалення має включати три кроки. Всі означені заходи частково (до 70%) компенсуються національними та місцевими програмами підтримки енергоефективних заходів.

Серед багатоквартирних будинків старої забудови в Україні найбільш поширеними системами опалення є однотрубні системи з вертикальними стояками. За оцінками спеціалістів, близько 80% всього житлового багатоквартирного фонду в Україні мають саме такі системи опалення.

За технологічною схемою, поширеною у 70-х роках, циркуляцію теплоносія в таких системах забезпечував так званий «гідроелеватор», встановлений у підвалі будинку. Він сполучав внутрішньобудинкову систему опалення із зовнішньою тепломережею, понижував температуру первинного теплоносія до належних для будинку параметрів, а також забезпечував циркуляцію теплоносія всередині будівлі.

Однотрубні вертикальні системи опалення набули свого часу поширення в багатоквартирній житловій забудові через простоту схеми та виробництва. Такі системи були достатньо стабільними гідравлічно, могли швидко монтуватися, потребували менше витратних матеріалів. Втім, простота цієї схеми мала й зворотний бік.

По-перше, теплоносій в однотрубних системах належним чином не розподіляється між стояками та опалювальними приладами. Річ у тім, що конструкція таких систем передбачає наявність подавальної та зворотної магістралі, які розташовуються в горищних або підвальних приміщеннях. До магістралей під’єднуються вертикальні опалювальні стояки, до яких, своєю чергою, послідовно підключені опалювальні прилади. В таких системах, у стояках, що знаходяться ближче до теплового пункту, витрата теплоносія є завжди  вищою, ніж у тих, що знаходяться далі. При дешевих енергоресурсах цей недолік компенсували підвищеною подачею теплоносія.

По-друге, в останні десятиліття, брак належного обслуговування та експлуатації системи опалення (самовільне збільшення секцій опалювальних приладів, використання теплоносія для облаштування «теплої підлоги» у квартирах тощо) гідравлічно розбалансували систему в більшості будинків, значно погіршивши якість опалення. Однією з причин такого стану справ є брак розуміння, що гідравлічна система опалення будинку – єдина система і ефективно розв'язувати проблеми з опаленням можна лише на рівні всього будинку, а не окремої квартири.

Крім того, з плином часу, став очевидним інший суттєвий недолік означеної схеми опалення: конструктивні особливості гідроелеватора дозволяють йому працювати лише за умови сталого гідравлічного опору внутрішньобудинкової системи опалення, що виключає можливості автоматизації регулювання спожитого тепла.

Три кроки до індивідуального комфорту та економії

Попри означені недоліки однотрубних систем, сучасні рішення дозволяють уникнути потреби замінювати однотрубну систему опалення на двотрубну, щоб досягти належного комфорту та енергоефективності. Такі рішення з реконструкції системи опалення вже понад п’ятнадцять років застосовуються в країнах Східної Європи, де однотрубні системи також свого часу набули поширення. І хоча в Україні процес термомодернізації багатоквартирного житлового фонду запустився дещо пізніше, ми вже маємо десятки прикладів ОСББ, що провели комплексну реконструкцію системи опалення.

Отримайте безкоштовну технічну консультацію
Подивіться це коротке відео, щоб зрозуміти, як працює ІТП

Крок I: заміна гідроелеватора на індивідуальний тепловий пункт

З огляду на конструктивні обмеження гідроелеватора (та інших типів нерегульованих систем, за допомогою яких будівлі приєднувались до теплової мережі), перший крок при модернізації системи опалення будинку полягає  у встановленні індивідуального теплового пункту (ІТП) з автоматичним погодозалежним регулюванням теплоносія.

ІТП є «серцем» системи теплоспоживання будівлі, що дозволяє не тільки коректно приєднатися до теплової мережі, але й ефективно управляти системою опалення будівлі. ІТП – це комплекс взаємопов’язаних пристроїв, де кожен компонент є необхідною складовою для роботи всієї системи. Плануючи модернізацію системи опалення, варто пам’ятати, що ефективність її роботи залежить не тільки від встановленого обладнання, але й від регулярного кваліфікованого обслуговування (принаймні, кілька разів на рік).

  • Автоматичний регулятор теплового потоку, що складається з електронного регулятора з датчиками температури та регулювального клапана з електроприводом. Під дією керувальних сигналів від електронного регулятора електропривід управляє регулювальним клапаном, змінюючи параметри витрати й, відповідно, температури теплоносія.
  • Електронний регулятор – це «мозок» ІТП. До нього підключені всі виконавчі механізми (циркуляційні насоси, електропривід регулювального клапана), датчики тиску та принаймні два датчики температури – датчик температури зовнішнього повітря, розташований на фасаді будівлі та датчик температури теплоносія, що йде в систему опалення будинку. Електронний регулятор в складі ІТП повинен бути призначений для управління системами теплоспоживання в залежності від температури зовнішнього повітря, часу доби і відповідати чинним стандартам. Сучасний електронний регулятор Danfoss ECL Comfort 310 дозволяє дистанційно, з мобільного пристрою, контролювати та керувати системою опалення будинку.
  • Автоматичний регулятор перепаду тиску стабілізує перепад тиску на регулювальному клапані регулятора теплового потоку, а також, при спільній роботі з  клапаном, обмежує максимальну витрату теплоносія, що прямо впливає на ефективність теплоспоживання всієї системи опалення будинку.
  • Два циркуляційні насоси, один з яких є резервним, забезпечують необхідну циркуляцію теплоносія, долаючи гідравлічний опір системи опалення будинку.
  • Залежно від кількості поверхів, обирається схема приєднання системи опалення будівлі до теплової мережі. Для 12-поверхових будівель і вище незалежна схема приєднання, через теплообмінник, є обов’язковою.  Незалежна схема приєднання, з огляду на вищу ефективність, є рекомендованою і для будівель меншої поверховості. Крім теплообмінника, необхідними складовими ІТП при незалежній схемі є розширювальний бак та лінія автоматичного підживлення.
  • Запірна арматура використовується для того, щоб, за потреби, перекрити потік теплоносія. Як правило, при встановленні ІТП, запірна арматура на вводі теплової мережі до будівлі замінюється на нову. Якщо термін служби наявних запірних пристроїв не вичерпано, необхідно перевірити їх герметичність і відсутність видимих дефектів конструкції. Регулювання за допомогою запірної арматури заборонено будь-яким способом.
  • Окремо слід відзначити, що на вводі теплової мережі до будівлі, має бути встановлений тепловий лічильник. На сьогодні в Україні, більшість будівель обладнано приладами обліку теплової енергії. Втім, якщо такого приладу немає, він повинен бути встановлений обов’язково і в першу чергу. Більшість сучасних теплових лічильників у своєму складі мають модуль m-bus. За допомогою цього модуля і шини зв'язку m-bus тепловий лічильник можна під'єднати до електронного регулятора й аналізувати дані, отримані з приладу обліку.
Автоматичний комбінований балансувальний клапан Danfoss AB-QM 4.0

Крок ІІ: балансування системи опалення

Основне завдання балансування системи опалення – забезпечити належний розподіл теплоносія між стояками системи опалення будинку. Для цього на кожному стояку встановлюється запірно-регулювальна арматура, що обмежує витрату теплоносія до необхідного для кожного стояка рівні. При реконструкції однотрубних систем опалення обов'язково застосовують автоматичні комбіновані балансувальні клапани – обмежувачі витрати, що виключають можливість перетоку теплоносія між стояками, незалежно від їх віддаленості від теплового пункту. На додачу, такі клапани значно спрощують трудомісткий процес налагодження.  

Система опалення, збалансована за допомогою автоматичних обмежувачів витрати, є основою для подальших кроків термомодернізації: встановлення радіаторних терморегуляторів та електронного регулювання температури теплоносія на виході зі стояка. Реалізація всіх цих заходів забезпечує найвищу енергоефективність однотрубних систем.

Крок ІІІ: встановлення радіаторних терморегуляторів та індивідуального обліку на рівні квартири

Організація обліку у вертикальних системах опалення передбачає поєднання приладів-розподілювачів теплової енергії та радіаторних терморегуляторів. Це дозволяє забезпечувати комфорт та сплачувати лише за спожите тепло.

Прилад-розподілювач розтміщується на радіаторі, вимірюючи температуру самого радіатора та температуру в приміщенні

(а) Організація обліку

Особливість вертикальних систем опалення полягає в тому, що до стояків на кожному поверсі підключається по одному опалювальному приладу. Відтак, через кожну квартиру проходить декілька стояків. Для прикладу, через двокімнатну квартиру пролягають три стояки (включно з кухнею). Організовувати індивідуальний облік в таких випадках за допомогою теплолічильників не доцільно, оскільки їх доведеться ставити на кожному опалювальному приладі. Через це, зазвичай, нарахування платежів за опалення здійснювалося на основі показників загальнобудинкового теплолічильника, залежно від опалювальної площі квартири. Втім, такий підхід не враховує якість опалення в окремій квартирі і реально спожиту кількість теплової енергії: при перегріві або  недогріві всі мешканці сплачують однаково.

Саме тому у вертикальних системах опалення використовують розподільчий облік теплоспоживання з використанням приладів-розподілювачів теплової енергії на кожному опалювальному приладі.

Сам розподілювач не є теплолічильником. Основний принцип роботи цього приладу полягає у вимірюванні температури на поверхні радіатора і температури повітря в приміщенні, де він розташований. Потім за спеціальними формулами по різниці цих показників за певний період визначається, яка частка від загальнобудинкового теплоспоживання припадає на кожен опалювальний прилад. Знаючи загальнобудинкове споживання тепла  і ту частку, яка припадає на кожен опалювальний прилад, вираховується споживання тепла кожного приміщення і кожної квартири. Зчитування показань приладів-розподілювачів здійснюється дистанційно.

Існує нормативна вимога щодо кількості опалювальних приладів в будинку, які повинні бути обладнані приладами-розподілювачами: їх частка має складати не менш, як 50%, не рахуючи опалювальних приладів, розташованих в місцях загального користування. Разом з тим, найбільш ефективно вузли розподільчого обліку такого типу працюють, коли прилади встановлені на не менш як 75% опалювальних приладах будинку.

Прилад-розподілювач на радіаторі (по центру) та автоматичний регулятор температури повітря - газоконденсатний радіаторний терморегулятор Danfoss RA 2000

(b) Терморегулювання

Радіаторний терморегулятор дозволяє автоматично підтримувати бажану температуру повітря в приміщенні без перевитрати теплової енергії. В країнах Східної Європи встановлений на радіаторі терморегулятор є настільки ж звичним явищем в приміщеннях, як, скажімо, пластикові вікна в сьогоднішніх українських помешканнях.

Встановлюючи терморегулятори в однотрубній вертикальній системі опалення, перед кожним опалювальним приладом повинна бути облаштована замикальна ділянка («байпас»). Це дозволяє забезпечити циркуляцію теплоносія в стояку навіть при закритті терморегуляторів (коли на вулиці тепло і потреби гріти приміщення немає - терморегулятор автоматично зменшує доступ теплоносія).

Радіаторні терморегулятори мають бути обов'язково встановлені на всіх опалювальних приладах, що планується обладнати приладами-розподілювачами. Залежно від власних побажань та бюджету, співвласник може обрати з-поміж декількох варіантів. Пропорційний терморегулятор працює за принципом прямої дії, коли термоелемент реагує на температуру зовнішнього повітря. Газоконденсатні терморегулятори мають найвищу швидкість реагування на коливання температури з-поміж пропорційних терморегуляторів. Існують також більш сучасні, програмовані електронні терморегулятори та навіть інтегровані автоматизовані системи керування опаленням.

Контролер Danfoss CCR3+ для регулювання та реєстрації температури зворотного теплоносія

Застосування радіаторних терморегуляторів дозволяє регулювати споживання теплової енергії відповідно до потреби. Поряд із тим, слід враховувати, що при закритті терморегуляторів, теплоносій повертається у зворотню магістраль із завищеною температурою, що знижує енергоефективність системи опалення в цілому. Тому, для досягнення найвищого економічного ефекту, поряд з обмеженням максимальної витрати на стояках за допомогою автоматичних комбінованих балансувальних клапанів, необхідно також реалізувати електронне регулювання температури теплоносія на виході з кожного стояка.

В комплексі, всі перелічені заходи з модернізації системи опалення – встановлення ІТП, автоматичне балансування системи опалення та терморегулювання – дозволяють знизити споживання теплової енергії на рівні 40%. Завдяки цьому,  вкладені в реконструкцію системи опалення кошти окуповуються за декілька опалювальних сезонів.

Отримайте безкоштовну технічну консультацію

Організаційні та фінансові особливості модернізації системи опалення

В Україні діють національні та місцеві програми фінансової підтримки, що компенсують частину витрат ОСББ на енергоефективні заходи. Так, Фонд Енергоефективності в рамках програми «Енергодім» компенсує від 40% до 50% повної вартості при реалізації комплексу енергоефективних заходів, залежно від глибини термомодернізації будівлі (для окремих етапів термомодернізації, зокрема, на проєктування, відсоток компенсації ще вищий).  Для перших 500 ОСББ, що стануть учасниками Програми, відсоток компенсації ще вищий - 60% та 70% відповідно. Місцеві та регіональні програми підтримки підвищення енергоефективності житла пропонують додаткову компенсацію частини витрат на енергоефективні заходи (з'ясувати, чи діє у Вашому місті така програма підтримки і яка саме підтримка пропонується, можна тут).

З огляду на те, що часткове відшкодування вартості робіт та послуг з боку Фонду Енергоефективності відбувається поетапно, після верифікації проведених енергоефективних заходів та підтвердження їх ефективності, підходити до вибору обладнання та виконавців робіт слід уважно.

Наостанок, слід підкреслити, що всі технічні та організаційні умови для наведення ладу в українських багатоквартирних будинках створені та випробувані, слово за самими співвласниками домовлятись між собою та підвищувати якість власного життя. Спеціалісти Danfoss Україна допоможуть на цьому шляху технічною консультацією та підбором якісного обладнання.

  • Сонячні колектори займають територію, що дорівнює площі 60 футбольних полів
    Ключова роль Danfoss у роботі найбільшої у світі сонячної теплової станції
    Дізнайтеся, яким чином тепло, що збирається тисячами сонячних колекторів у сільській місцевості, досягає душів та радіаторів у приватних будинках – а також про те, як муніципальна теплопостачальна компанія задовольняє увесь попит на тепло у місті Сількеборґ (Данія).
  • SMART-рішення з керування системою ОВК у I-tower WTC Amsterdam
    Після 15 років експлуатації башти I-tower у WTC Amsterdam власники вирішили модернізувати систему ОВК. Увесь цей час будівлю незмінно орендувала єдина компанія. Коли компанія вирішила залишити WTC, з'явилася добра нагода оновити інженерні комунікації будівлі. Автоматичні комбіновані балансувальні клапани Danfoss AB-QM та цифрові приводи NovoCon® S відіграли в модернізації системи мікроклімату вагому роль.
  • Херсонське ОСББ впровадило поквартирний облік тепла у будинку 1975 р. забудови
    Співвласники цього будинку з однотрубною вертикальною системою опалення мають індивідуальний облік та радіаторні терморегулятори на опалювальних приладах, що дозволяє кожному з них самостійно визначати температуру у своїх приміщеннях і, відповідно, плату за опалення. Значно знизити суму платежів за тепло їм вдалося завдяки комплексній реконструкції системи опалення.