Температурный график подачи теплоносителя в систему отопления — условия, показатели

Для отопления городских многоквартирных домов основными источниками тепла служат тепловые электроцентрали ТЭЦ, гидроэлектростанции ГЭС, котельные, нагретый теплоноситель (вода) от которых поступает в квартиры по трубопроводу централизованной магистрали. При этом поддержание в помещениях нормированной температуры с одновременным эффективным использованием топлива и снижением теплопотерь происходит, если соблюдается температурный график подачи теплоносителя в систему отопления.

Данный график (таблица) является основным документом для проводящих настройки специалистов теплосетей, распределяющих поток носителя по различным объектам в центральных (ЦТП) и индивидуальных (ИТП) теплопунктах. Чтобы оптимально сбалансировать систему, специалисты проводят замеры водных температур в линии подачи и обратки домов и согласно полученным данным производят терморегулировку или изменяют объем поступления рабочего тела в стояки.

Рис. 1 График термозависимости атмосферного воздуха и теплоносителя в линии подачи и обратки

Теплосети — параметры

Эксплуатация, технические параметры оборудования, правила проектирования и монтажа тепловых сетей (ТС) регламентированы в нормах и правилах СНиП 2.04.07-86, его основные положения:

1. Нормативы распространяются на теплосети и размещенное на них оборудование, транспортирующие нагретую до температуры максимум +200 °С воду или водяной пар с температурным пределом +440 °С при максимальном давлении Ру в трубах 6,3 МПа (63 бара, 63 атмосферы).
2. Нормы действуют на водяные, паровые и конденсаторные теплосети на участке от запорной арматуры на выходе коллекторов или от стен теплового источника до входных задвижек теплопунктов (ТП) зданий.
3. Теплосети с водяным носителем положено проектировать двухтрубными с одновременной подачей тепловой энергии на нужды отопления, вентилирования, горячего водоснабжения (ГВС), технологических процессов.
4. Системы ГВС присоединяют к двухтрубным теплосетям открытого типа (с расширительным баком на чердаке) через трубы подачи и обратки. В замкнутой отопительной системе с гидроаккумуляторным баком и циркуляционным электронасосом подсоединение магистрали ГВС осуществляется через водонагреватели косвенного теплообмена.
5. Системы ГВС могут подключаться к теплосетям через пароводяные водонагреватели.
6. При двухтрубной разводке подключение отопительных контуров и вентиляции потребителей производится непосредственно по зависимой схеме.

Рис. 2 Показатели теплопотока (Вт) на обогрев 1 м 2 жилых построек по СНиП 2.04.07-86

Характеристики и отпуск теплоносителя

СНиП 2.04.07-86 регламентируют физико-химические характеристики рабочего тела теплосетей, а также отпускные параметры, его основные положения:

• В системах централизованной теплоподачи для нужд отопления, вентилирования, ГВС и проведения техпроцессов в сооружениях производственного и общественно-бытового пользования основным видом теплового носителя служит вода.
• Отпуск и регулирование подачи тепла осуществляется централизованно — на источнике тепла (ТЭЦ), по группам — в регулировочных узлах или ЦТП, индивидуально — в ИТП.
• Для теплосетей с водным рабочим телом отпуск тепловой энергии по нагрузке отопления или совместно с горячим водоснабжением проводят по таблицам взаимозависимости температуры носителя от параметров внешней среды.
• Регулирование производится по количеству (объему подаваемой воды) и количественно-качественным (объемно-температурным) параметрам.
• При централизованном регулировании в теплоснабжающих системах с преобладанием жилищно-коммунальной нагрузки от 65%, используют совместную регулировку по отоплению и ГВС. В случае, если доля жилищно-коммунальный нагрузки меньше 65% от общей, а доля ГВС менее 15% от отопительной нагрузки — регулирование производится по отопительной нагрузке.
• При регулировке отпуска тепла во всех случаях ограничением является минимальная температура носителя в магистрали, необходимая для подогревания холодной воды в контурах ГВС, связанных с линией теплоснабжения пользователей:
  — для закрытых контуров (с электронасосом) температура в системе отопления берется минимум в +70 °С;
  — для гравитационных систем открытого типа устанавливаемая температура воды в трубах отопления — минимум +60 °С.
• Составляя температурный график для системы отопления, принимают средние показатели температур:
  — для начала и окончания отопительного сезона — +8 °С;
  — в помещениях для жилья — +18 °С;
  — внутри производственных цехов — +16 °С.
• Для объектов на производстве и в местах общественного назначения при плановом понижении температуры после смены и в выходные дни реализуют объемное и терморегулирование характеристик рабочего тела в теплопунктах (ТП).

Рис. 3 Центральные теплопункты – внешний вид

Тепловые пункты ТП

Теплопункты в соответствии со СНиП 2.04.07-86* подразделяют на:

• индивидуальные теплопункты (ИТП) — устраивают для подсоединения отопительных, вентиляционных, технологических систем и ГВС в одном здании;
• центральные теплопункты (ЦТП) — аналогичного назначения для двух или более объектов.

В теплопунктах предусмотрена установка оборудования, запорно-регулирующей арматуры, контрольно-измерительных, управляющих приборов и автоматики, выполняющих следующие функции:

• преобразование физического состояния теплоносителя (из парообразного в жидкое) или его свойств;
• контроль физических характеристик рабочего тела (обязательное присутствие);
• учет расхода теплоты (наличие обязательно), рабочего тела и количества конденсата;
• регулировка расхода рабочей среды и ее перераспределение по теплопроводящим контурам (через раздаточные ветви в ЦТП или направление напрямую в линию ИТП);
• защита теплосети от аварийного превышения параметров носителя;
• наполнение и подпитывание теплопотребляющих стояков;
• собирание, охлаждение, возвращение конденсированной жидкости в контур и контроль ее состояния;
• аккумулирование тепла;
• подготовка воды для систем ГВС.

ИТП размещают в каждом здании вне зависимости от присутствия ЦТП, его основная функция – присоединение объекта к теплосетям с выполнением мероприятий, не принятых в ЦТП.

Рис. 4 Параметры некоторых видов отопительных систем разного назначения по СНиП 2.04.05-91

Температурные нормы обогреваемых жилых помещений

В СНиП 2.04.05-91, регламентирующем конструкционные и физические параметры различных видов отопления, указано, какая температура должна поддерживаться в помещениях для комфортабельного проживания и нахождения в нем людей, его некоторые разделы:

1. Отопительную систему сооружений проектируют с учетом равномерного нагрева воздуха в помещениях, обеспечения взрыво- и пожаробезопасности, необходимого напора и теплостойкости магистрали, удобства визуального осмотра, проведения обслуживающих и ремонтных операций на линии.
2. Автоматическую регулировку потока рабочей среды предусматривают при расходе постройкой тепловой энергии больше 50 кВт.
3. Минимальный тепловой поток, поступающий от теплообменных агрегатов в кухонные и жилые помещения принимают в 10 Ватт на квадратный метр пола. При этом учитывают энергию, исходящую от электроприборов, освещения, коммуникаций и различного типа оборудования, присутствующих в комнатах людей и прочих энергетических источников.
4. На этапе проектирования отопительных систем жилых домов предусматривают обеспечение регулирования и учет теплоэнергии здания или его отдельной секции в каждой квартире, помещениях общего пользования.
5. Для определения расхода энергии помимо общего домового счетчика предусматривают устройство:
   — горизонтальной трубной разводки с установкой счетчика израсходованной тепловой энергии в каждой отдельно взятой квартире;
   — систем учета энергии посредством размещения расходомерных индикаторов на каждом теплообменном радиаторе в домах, где используется общая стояковая разводка для нескольких квартир;
   — единого теплового расходомера для всего здания или его секций с реализацией поквартирного подсчета потребляемой энергии согласно их отапливаемой площади.
6. Максимальную поверхностную температуру полов под осевой линией теплообменных приборов в жилых постройках берут равной +35 °С.

Рис. 5 Нормы оптимального микроклимата в зоне обслуживания бытовых, для жилья, административных, общественных помещений по СНиП 2.04.05-91

Для отопления многоквартирного дома или частного жилья выбирается температура воды в системе отопления, точнее ее регулировка в теплообменных радиаторах с таким расчетом, чтобы обеспечить комфортный микроклимат для нахождения жильцов в комнатах. Санитарные требования к условиям проживания в жилых помещениях приведены в СанПиН 2.1.2.2645-10, его нормативы допусков:

• жилые комнаты: +18 — +24 °C;
• кухни, туалеты и ванны совмещенными санузлами: +18 — +26 °С;
• угловые комнаты: выше стандартных показателей для жилых комнат на 2 градуса (+20 — +26 °С);
• кладовки: +12 – +22 °С;
• чердаки и подвалы: +4 – +8 °C;
• коридоры, вестибюли, лестничные проемы и площадки: +14 — +20 °С;
• детские игровые: от +20 до +24 °C;
• закрытые веранды и террасы: +10 — +14 °C.

Для корректного определения температуры в помещениях измерения проводят на удалении в 1 метр от внутренней отделки стен и 1,5 м от полового покрытия.

Для равномерного прогрева помещения по всей площади должна обеспечиваться кратность воздухообмена, ее главные показатели регламентированы СНиП 2.04.05-91 и составляют для жилых комнат минимум 3 м 3 /ч на 1 м 2 при естественном проветривании. В индивидуальных домах и квартирах также используются следующие нормативы теплообмена:

• для комнат площадью 18 — 20 м 2 показатель должен составлять 3 м 3 /ч на 1 м 2 ;
• при размещении кухнях площадью до 18 м 2 газовых двухконфорочных и электроплит кратность воздухообмена увеличивается и составляет 60 м 3 /ч, соответственно с 3-мя конфорками показатель теплообмена 75 м 3 /ч, при 4-х горелках кратность — 90 м 3 /ч;
• в ванных комнатах площадью до 25 м 2 минимальную кратность воздухообмена принимают в 25 м 3 /ч.
• в туалетных комнатах площадью до 18 м 2 воздухообменный норматив — от 25 м 3 /ч.
• в совмещенном санузле принимают кратность воздухообмена 50 м 3 /ч, при нахождении в нем писсуаров показатель увеличивается на 25 м 3 /ч.

Рис. 6 Нормы микроклимата в жилых помещениях по СанПиН 2.1.2.2645-10

Температурный график подачи теплоносителя в систему отопления

Любая автономная отопительная система имеет одинаковый принцип работы — носитель по трубам подается к теплообменникам (радиаторам, теплым полам), а после отдачи тепла через батареи, ветви нагреваемых полов остывшая вода направляется по обратке к нагревательному оборудованию (котлу на различных видах топлива), где после подогрева снова возвращается в контур.

При обогреве зданий используется несколько иной принцип — остывший носитель из обратки поступает в элеваторный узел, где происходит его смешивание с горячей водой (паром) ТЭЦ, после чего жидкость усредненный температуры направляется в обогревательный контур.

Для того, чтобы при обогреве жилых сооружений не возникало несоответствие между наружной температурой окружающей среды и внутренней, приводящее к слишком холодной или горячей атмосфере в квартирах, в теплосетях предусмотрена функция регулирования параметров теплоносителя. Она может осуществляться тремя способами:

1. Количественным, где теплоотдача регулируется изменением объема проходящей по трубам воды в единицу времени, при этом методе подачей управляет встроенный в теплопровод электронасос.
2. Качественным — при этом варианте регулируется максимальная температура теплоносителя на ТЭЦ и в котельных, а также в ИТП и ЦТП.
3. Комбинированным — одновременным изменением объемных и температурных характеристик теплоносителя.

Обычно к одной теплоподающей магистрали подключено несколько зданий, для качественного погодозависимого управления автоматикой применяют следующие методы:

1. Устанавливают в магистраль регуляторы давления, выставляя на них необходимую величину напора.
2. Используют в теплопроводе автоматические балансировочные краны с ниппелями для изменения давления.
3. Регулируют давление балансировочными кранами вручную с отслеживанием температур обратки.
4. Управляют объемом подачи с помощью специального вида запорной арматуры (задвижек).
5. Использует регулировку шайбированием — дроссельными диафрагмами на подающем и обратном теплопроводах, в которых изменяют проходное сечение канала.

Следует отметить, что регулирование проводят по среднесуточной температуре окружающей среды, то есть, если днем ее значение -5 °С, а ночью -15 °С, то настройка будет проводиться по усредненному показателю в -10 °С.

Рис. 7 Индивидуальные теплопункты

Область применения и назначение температурного графика

Температурный график разрабатывается инженерами-теплотехниками в проектных службах теплоснабжающих организаций по методологии, учитывающей конкретные местные условия. Формула расчета температурного графика включает в себя теплопотери транспортируемой среды на отрезке от источника теплоснабжения (ТЭЦ) до зданий. Графики составляют для температур транспортируемого теплоносителя: на выходе ТЭЦ и котельных, на входе домов, после элеваторного узла в ЦТП, ИТП и прохождения его по квартирным батареям (обратка).

Температурная таблица или график показывает взаимосвязь между температурой атмосферного воздуха и теплоносителя на входе системы. Также в нем обязательно приведены температурные показатели воды в линии обратки, которые следует поддерживать в обогревательном контуре.

График несет следующую функциональную нагрузку в обслуживании и эксплуатации теплосетей:

• Соблюдаемая специалистами по обслуживанию норма температуры теплоносителя в системе отопления, приведенная в таблицах, позволяет поддерживать одинаковый комфортный микроклимат в помещениях вне зависимости от состояния внешней атмосферы.
• Применяется при анализе режимов работы, проведении наладочных операций в теплосетях.

Рис. 8 Элеваторный узел – схема и внешний вид

• Обеспечивает экономию топлива на подогрев воды за счет поддержания оптимальной температуры в обратной линии. Это позволяет потребителю и теплоснабжающей организации снизить финансовые расходы на обогрев.
• Также экономия энергоресурсов обеспечивается за счет составления индивидуальных графиков с учетом климатических особенностей региона, технических характеристик и размеров (диаметров) труб, материалов (теплопроводности) стен сооружений.
• Позволяет оптимально распределять не только тепловую энергию, но и поддерживать нужную температуру в связанных с теплосетями линиях ГВС.
• В графике учитывают различные максимальные значения нагрева рабочего тела на ТЭЦ, за стандарт приняты следующие показатели: 150, 130, 120, 105 и 95 °С.
• Применение таблиц позволяет бережно использовать арматуру, оборудование и трубы в зависимости от материала их изготовления, срока службы, физических характеристик и размеров. К примеру, для изношенных теплосетей подбирают щадящую эксплуатацию в режиме отопления 95 70.
• Позволяет производить автоматическое регулирование параметров теплоносителя за счет установки цифровых значений на приборах автоматики в соответствии с табличными данными.
• На основании таблиц подбирают арматуру, оборудование, нагревательные котлы, трубы, радиаторные теплообменники, удовлетворяющие предельным температурным диапазонам теплосетей.
• Также для обеспечения требуемых температур в соответствии с таблицей рассчитывают диаметр труб, выбирают утепляемые участки и теплоизолятор трубопровода: материал его изготовления, толщину.
• Помимо параметров отопления в графике нередко указывают температурные характеристики нагреваемой воды в системах ГВС, вентилирования, связанных с отопительным контуром.
• При необходимости температурный график 95 на 70 из таблицы теплосетей может быть использован в системе отопления частного дома.

Рис. 9 Пример температурного графика

Что собой представляет температурный график системы отопления

Температурный график является одним из важнейших документов для тепловых сетей центрального отопления различных зданий и сооружений, иногда теплоснабжающие организации предоставляют его для утверждения и корректировки в исполнительные органы некоторых городов и поселков.

Стандартная таблица или температурный график системы отопления 95 на 70 (или 150, 130, 120, 105 на 70) включает в себя следующие разделы:

• Температура наружного воздуха. В зависимости от климатического района показатель лежит в диапазоне от +10 (+8 по стандарту) до -40 °С (-28 °С для областей с умеренным климатом).
• Тепловой режим. Определяет стандартное соотношение между подачей и обраткой при самой низкой температуре наружной среды, типовые показатели 150/70, 130/70, 120/70, 105/70, 95/70.
• Температура теплоносителя в трубопроводе подачи. Показывает физическое состояние теплоносителя на входе в здание (ЦТП), в связи с более высокой заполняемостью людьми домов в пятницу и выходные дни параметр в этот период увеличивают на 2 – 5 °С.
• Температурные характеристики теплоносителя, поступающего к потребителю. В центральном тепловом пункте на смесительном оборудовании (элеваторном узле) происходит смешивание рабочей среды от ТЭЦ и обратки, в результате чего тепловой носитель средней температуры направляют в радиаторные теплообменники потребителей.
• Температура обратки. После прохождения теплоносителя по трубам охлажденная вода возвращается обратно в центральный или индивидуальный тепловой пункт, где происходят ее смешивание в элеваторном узле. Жидкость в обратной ветви должна иметь определенную температуру — ее слишком высокое значение приведет к неоправданным теплопотерям и соответственно перерасходу финансовых средств, низкое значение является показателем недостаточного обогрева помещений.
• Иногда в таблицу включают данные о состоянии теплоносителя в системах вентилирования и линиях горячего водоснабжения, связанных с отопительным контуром.

Помимо графика для стандартной двухтрубной отопительной системы применяют аналогичные таблицы для однотрубной разводки.

Рис. 10 Рабочий температурный график для обслуживающего персонала

Температурный график состояния теплоносителя в отопительной системе является важнейшим документом, соблюдение пунктов которого позволяет оптимально использовать тепловую энергию, обеспечивая при этом комфортный микроклимат для проживания в жилых помещениях. Также эксплуатация тепловых сетей в соответствии с графиком позволяет экономить финансовые средства на подогрев теплоносителя, обслуживание и ремонт трубопровода, арматуры и оборудования.