4.2.3. Системы отопления, горячего водоснабжения, вентиляции и кондиционирования

По виду источников тепловой энергии обследуемые здания могут быть двух типов: с собственной котельной; с питанием тепловой энергией со стороны. Подвод тепловой энергии для зданий второго типа производится на тепловые пункты (абонентские вводы), которые могут быть и индивидуальными (ИТП), обслуживающими одно здание, и центральными (ЦТП), обслуживающими группу зданий.

Эффективность водяных систем теплоснабжения во многом определяется схемой присоединения абонентов к тепловой сети. Схемы присоединения бывают зависимые и независимые. В зависимых схемах теплоноситель из тепловой сети поступает в теплообменник, в котором его теплота используется для нагревания вторичного теплоносителя (водопроводной воды), который поступает в приборы отопления.

Большое количество жилых и общественных зданий оборудуется системами отопления и горячего водоснабжения. Совместное присоединение на одном абонентском вводе обеих систем производится по параллельной, смешанной или последовательной схемам. Наибольшее применение имеют смешанная и последовательная схемы. На рис. 4.3, а приведены зависимая схема присоединения системы отопления и последовательная схема присоединения подогревателей горячего водоснабжения, а на рис. 4.3, б – независимая схема присоединения системы отопления и смешанная схема присоединения подогревателей горячего водоснабжения (ПН – подогреватель нижней ступени; ПВ – подогреватель верхней ступени; РР – регулятор расхода; РТ – регулятор температуры; И – элеватор; П – теплообменник контура отопления; ЦН – циркуляционные насосы).

Рис. 4.3. Зависимая схема (а) присоединения системы отопления и последовательная схема присоединения подогревателей горячего водоснабжения; независимая схема (б) присоединения системы отопления и смешанная схема присоединения подогревателей горячего водоснабжения.

4.2.3.1. Измерительная аппаратура

Для измерений могут быть использованы имеющиеся на ИТП или ЦТП измерительные приборы, а при их отсутствии – переносные портативные приборы организации, проводящей энергоаудит. Все применяемые приборы должны иметь аттестацию органов Госстандарта.

Погрешность измерения не должна превышать:

1) для расходов – 2,5 %;

2) для давлений – 0,1 кгс/см²;

3) для температур – 0,1°С.

4.2.3.2. Методы измерений

В процессе энергоаудита определяются фактические значения основных параметров (расхода тепла, сетевой воды, температуры и давления) в точках, указанных на рис. 4.3, а и б с помощью измерительных приборов, сопоставление их с расчетными значениями и выявляются причины расхождения расчетных и фактических величин.

Измерение расходов. Могут быть использованы установленные в ИТП стационарные приборы, в том числе входящие в состав теплосчетчиков, позволяющие определить мгновенные значения расходов воды: измерительные диафрагмы, приборы турбинного или крыльчатого типа, а также электромагнитные, вихревые и ультразвуковые расходомеры. При отсутствии стационарных расходомеров могут быть использованы переносные ультразвуковые расходомеры с накладными датчиками отечественного или зарубежного производства серий «Portaflow» (Англия) (см. приложение 5), «Sonoflo» и «Sonocal» (Дания) и др., имеющие аттестацию Госстандарта РФ.

Измерение давления. В качестве измерительных приборов могут быть использованы образцовые пружинные манометры. При организации автоматизированной системы измерений в качестве датчиков давления или перепада давлений могут использоваться датчики МТ-100 или датчики давления концерна «Метран», а также аппаратура аналогичного типа зарубежного производства, например цифровые манометры серии С 95 фирмы «COMARK».

Измерение температуры. Могут быть использованы ртутные термометры с ценой деления 0,1С, устанавливаемые в имеющихся на трубопроводах термометрических гильзах, или термометры, входящие в состав теплосчетчиков узлов учета при наличии вторичной показывающей аппаратуры. Для измерения температуры при отсутствии измерительной аппаратуры на ИТП следует использовать стандартные термоэлектрические преобразователи и термометры сопротивления с вторичными показывающими и регистрирующими приборами. При отсутствии в точках измерения термометрических гильз измерения могут быть проведены с использованием датчиков поверхностного типа или инфракрасных бесконтактных термометров. При применении датчиков поверхностного типа необходимо обеспечить плотный контакт датчика с очищенной от краски и ржавчины поверхностью трубопровода.

Проведение обследования с помощью обычных показывающих или записывающих приборов неэффективно и очень трудоемко, поскольку требуется одновременная регистрация большого количества параметров в течение продолжительного времени. Поэтому для энергоаудита следует в первую очередь использовать портативные расходомеры.

измерения в системах отопления. При проведении измерений параметров системы отопления для обеспечения стабильности этих параметров следует вторую ступень подогревателя горячего водоснабжения перевести на смешанную схему, если в обычном режиме она включена по последовательной схеме. Измеряют следующие параметры:

1) расходы сетевой воды и воды в квартальной сети при независимой схеме;

2) температуру сетевой воды и в квартальной сети;

3) среднюю температуру воздуха в отапливаемых помещениях;

4) давления сетевой воды и в квартальной сети при независимой схеме.

Фактический расход воды на систему отопления может быть определен одним из следующих способов в зависимости от имеющихся на установке измерительных приборов:

а) непосредственно с помощью расходомеров, описанных выше;

б) по известному диаметру сопла элеватора и измеренному перепаду давлений перед соплом и во всасывающем патрубке элеватора

[кг/с], (4.17)

где ₁ – коэффициент скорости сопла (₁ = 0,95), f_c – сечение сопла, м²; р = р₀₁ – р₀₂ – перепад давлений перед соплом и во всасывающем патрубке сопла, Па; V – удельный объем воды (V = 0,001 м³/кг);

в) по измеренным температурам до и после системы отопления путем сопоставления их с расчетными значениями.

Температуру сетевой воды измеряют на входе в систему ₀₁, на выходе из нее ₀₂, а для ИТП и после смесительного устройства – ₀₃. На основе измеренной величины ₀₃ для ИТП определяют фактический коэффициент смешения u по выражению

. (4.18)

При независимой схеме присоединения измеряют температуры греющего и нагреваемого теплоносителей на входе и выходе из теплообменника. Для ЦТП в нескольких зданиях измеряют значения ₀₁, ₀₂ и ₀₃ и на этой основе определяют средний коэффициент смешения u.

Температуры воздуха измеряют в нескольких помещениях, расположенных на различных этажах и ориентированных на разные стороны света для возможности оценки среднеарифметической температуры воздуха в здании. Эта температура нужна для последующего сопоставления фактической и расчетной нагрузок системы отопления.

Давление измеряют на входе р₁ и выходе р₂ из теплового пункта, до p₀₁ и после p₀₂ системы отопления, а для независимой системы отопления – также p₀₁ и p₀₂ до и после подогревателя.

Так как суточный график нагрузки отопления достаточно стабилен, следует вести измерения параметров теплоносителя в течение суток с интервалом в 2–3 часа. Целесообразно провести измерения в течение нескольких суток с различными температурами наружного воздуха и соответственно температурами сетевой воды.

измерений в системах горячего водоснабжения. В системе горячего водоснабжения следует измерять следующие параметры: расходы (холодной водопроводной воды на горячее водоснабжение G_в; горячей водопроводной воды после второй ступени подогревателя ПВ G_в + G_ц; воды в системе рециркуляции G_ц, сетевой воды на 2-й ступени подогревателя G_II); температуру (по тракту водопроводной воды на входе и выходе ПН и ПВ t₂, t_п, t_п2, t₁; в рециркуляционной линии t_ц; по тракту греющей сетевой воды на входе и выходе подогревателей ПН и ПВ ₁, _II, ₂, ₀₂); давление по тракту водопроводной и сетевой воды до и после подогревателей ПН и ПВ (р₁, р₂, р_в2, р_вп, р_в1, р₀₁, р₀₂). Так как график нагрузки горячего водоснабжения имеет резко выраженный неравномерный характер, измерение всех параметров следует вести с помощью портативных микропроцессорных приборов с интервалом измерения порядка 5 минут. Измерения следует проводить как в рабочие, так и в выходные дни.

Измерения в системах вентиляции и кондиционирования. Основными характеристиками, которые должны измеряться при инструментальном обследовании систем вентиляции, являются: коэффициенты загрузки k_зф и включения k_вф вентиляторов; время работы вентустановок в течение суток t_рф, температуру воздуха внутри помещения t_вн, среднюю температуру наружного воздуха t_нв, кратность воздухообмена m. Приборы и методы измерения этих характеристик описаны выше.

Основными характеристиками, которые должны измеряться при инструментальном исследовании систем кондиционирования зданий, являются: размеры помещений, относительная влажность воздуха, температура воздуха в помещении, скорость воздухообмена, температура подаваемого летом и зимой воздуха, температура наружного воздуха, инфильтрация воздуха. Для измерения влажности и температуры можно применять прибор типа КМ 8004 (Великобритания) или аналогичные приборы других фирм.