Отопление в жилом доме: Отопление многоэтажных (многоквартирных) домов

Содержание

нормативы и правила 2019 года

На сегодняшний день львиная доля наших соотечественников проживает в многоэтажных многоквартирных домах. Конечно, им не приходится задумываться о том, как поддерживать высокую температуру в каждом из помещений: центральное отопление легко и без хлопот решает эту проблему за них. Да, приходится ежемесячно отдавать приличную сумму за такой комфорт, однако, оно того стоит.

Схема отопления многоквартирного дома

Все-таки жильцам не приходится задумываться о том, чтобы отапливать свои квартиры самостоятельно, тратя немалые деньги на установку нужного оборудования и множество сил, чтобы поддерживать температуру в каждом из помещений на нужном уровне.

Ведь нормативы отопления многоквартирных домов 2019 года позволяют комфортно чувствовать себя каждому из обитателей. Например, приемлемым минимумом для жилых комнат является температура +20 градусов по Цельсию. Для ванной или совмещенного санузла этот показатель поднимается до +25 градусов. В кухнях температура не опускается ниже +18 градусов.

В проблемных боковых квартирах, из которых сильный ветер способен довольно быстро выдуть тепло, нормальной температурой считается +22 градуса. Зачастую уровень температуры в помещениях на 3–7 градусов выше, чем перечисленные выше, благодаря чему обитатели могут чувствовать себя весьма комфортно, не надевая теплых свитеров и брюк.

А ведь все это достигается путем приложения немалых усилий! Десятки и сотни людей ежедневно выходят на работу, чтобы обеспечить качественное отопление жилых домов.

Вернуться к оглавлению

Содержание материала

Схема отопления дома

Выше уже говорилось, что большинство современных домов в городах отапливается при помощи централизованной отопительной системы. То есть, имеется тепловая станция, на которой (в большинстве случаев при помощи угля) котлы отопления нагревают воду до очень высокой температуры. Чаще всего она составляет больше 100 градусов по Цельсию!

Поэтому, чтобы избежать закипания и испарения воды, давление в трубах очень велико – около 10 Кгс.

Вода подается во все здания, подключенные к теплотрассе. При подсоединении дома к теплоцентрали, устанавливаются вводные задвижки, позволяющие контролировать процесс подачи в него горячей воды. К ним же подключается теплоузел, а также ряд специализированного оборудования.

схема работы теплоузла

Вода может подаваться как сверху вниз, так и снизу вверх (при использовании однотрубной системы, о которой будет рассказано ниже), в зависимости от того, как расположены стояки отопления, или же одновременно во все квартиры (при двухтрубной системе).

Горячая вода, попадая в радиаторы отопления, нагревает их до нужной температуры, обеспечивая ее необходимый уровень в каждом помещении. Размеры радиаторов зависят как от размеров помещения, так и от его назначения. Конечно, чем больший размер имеют радиаторы, тем теплее будет там, где они установлены.

Вернуться к оглавлению

Каким бывает отопление

Имея в виду отопление многоквартирного дома, нельзя похвастать большим выбором. Все дома отапливаются примерно по одной и той же схеме. В каждом помещении находится чугунный радиатор отопления (его размеры зависят от размеров помещения и его назначения), в который подается горячая вода определенной температуры (теплоноситель), приходящая с тепловой станции.

пример чугунного радиатора

Однако вся схема подачи воды может различаться в зависимости от того, какая разводка отопления предусмотрена в конкретном здании – однотрубная или двухтрубная. Каждый из этих вариантов имеет определенные достоинства и недостатки. Чтобы лучше разобраться в этом вопросе, нужно точно знать все о первых и о вторых. Так что коротко опишем их.

Однотрубная система отопления

Ее конструкция отличается простотой, а, значит, надежностью и дешевизной. Но все же она не слишком востребована. Дело в том, что, попадая в систему отопления дома, теплоноситель (горячая вода) должен пройти через все радиаторы отопления, прежде чем попадет в возвратный канал (его также называют «обраткой»). Конечно, нагревая поочередно все радиаторы, теплоноситель теряет температуру. В результате, добираясь до последнего пользователя, вода имеет сравнительно невысокую температуру, из-за чего в последнем помещении она может значительно отличаться от температуры в том, в которое приходит вначале.

Это нередко вызывает недовольство среди жильцов. Поэтому описанная система отопления многоэтажного дома используется сравнительно редко.

Двухтрубная система отопления

Лишена тех недостатков, которые присущи описанной выше системе отопления. Конструкция этой системы существенно отличается. Горячая вода, пройдя через радиатор отопления, попадает не в трубу, ведущую к следующему радиатору, а сразу в возвратный канал. Оттуда сразу отправляется назад, на тепловую станцию, где будет нагрета до нужной температуры.

Подробней узнать о двухтрубной системе отопления можете из статьи на нашем сайте.

Конечно, этот вариант требует значительно больших затрат как при монтаже системы, так и при обслуживании. Зато эта схема устройства отопительной системы позволяет обеспечить одинаковую температуру во всех отапливаемых зданиях.

Пример двухтрубной системы отопления

Она дает также возможность устанавливать счетчик отопления. Установив его на радиатор отопления, владелец может самостоятельно регулировать уровень его нагрева и, соответственно, снижать затраты на оплату счетов за отопление.

В однотрубной системе отопления такой вариант невозможен. Уменьшая количество горячей воды, проходящей через радиаторы, вы таким образом можете доставить немало хлопот соседям, к которым теплоноситель попадает, пройдя через вашу квартиру. То есть правила отопления в этом случае будут откровенно нарушены.

Изменить тип системы отопления в квартире невозможно, это требует титанических усилий и огромной работы, которая затронет весь дом. Но все же знать о плюсах и минусах разных видов систем отопления будет полезно каждому владельцу квартиры.

В этом видео сделан широкий обзор различных систем отопления.

Вернуться к оглавлению

Разработка проекта системы отопления

Устройство отопления, начиная от вводной системы и заканчивая радиаторами отопления, создается сразу после того, как построен остов многоквартирного здания. Разумеется, к этому моменту проект отопления многоквартирного дома должен быть разработан, проверен и утвержден.

И именно на первом этапе нередко возникает ряд трудностей, как и при выполнении любой другой, очень сложной и важной работы.
Вообще, система отопления многоквартирного дома отличается сложностью.

Специалистам необходимо рассчитать оптимальную толщину всех труб, которые будут использоваться при монтаже, размеры радиаторов и многое другое.

Мощность системы отопления может зависеть от силы ветра в вашем регионе, материала, из которого построено здание, толщины стен, размеров помещений и множества других факторов. Даже две одинаковые квартиры, одна из которых расположена на углу здания, а другая – в его центре, требуют разного подхода.

Ведь сильный ветер в зимнее время года довольно быстро остужает наружные стены, а, значит, теплопотери угловой квартиры будут значительно выше.

Поэтому их необходимо компенсировать, установив более крупные радиаторы отопления. Учесть все нюансы, подобрать оптимальные решения могут только опытные специалисты, точно знающие, как устроено и как работает все оборудование.

Новичок, решивший провести расчет системы отопления в многоквартирном доме, с самого начала будет обречен на провал. И это приведет не только к значительному перерасходу ресурсов, но и поставит жизнь обитателей дома в опасность.

Вернуться к оглавлению

Как радиаторы отопления могут повлиять на температуру в помещении

Говоря про отопление квартиры и дома в целом, нельзя не уделить внимание радиаторам отопления. Все-таки именно они являются главными поставщиками тепла в большинство помещений квартиры. Большая часть людей привыкла к чугунным радиаторам, которые начали устанавливать в домах почти столетие назад.

Эти массивные, медленно нагревающиеся «монстры» и сегодня стоят в большинстве квартир.

Владельцы жилья красят их, завешивают шторами и тюлем и даже устанавливают специальные ширмы, чтобы их скрыть.

А ведь любые преграды уменьшают теплоотдачу, из-за чего температура в помещении может упасть на несколько градусов. Именно поэтому многие владельцы квартир предпочитают устанавливать более современные виды радиаторов. Они могут быть изготовлены из разных материалов.

  1. Алюминий. Прекрасный материал – легкий, обладающий высокой теплопроводностью и изящный. Его не нужно красить, нагревается очень быстро, и через считаные минуты начинает отдавать тепло помещению. Увы, у него есть минусы. Например, вода с повышенной кислотностью может со временем нанести радиаторам отопления непоправимый вред. Кроме того, алюминий является довольно пластичным и мягким материалом. Слишком высокое давление (чаще всего на первых этажах 12–16-этажных зданий) может просто разорвать их.
  2. Сталь. Выглядят эти радиаторы просто великолепно. Так же как и алюминиевые, очень быстро нагреваются и передают тепло окружающему помещению. пример стального радиатора отопления

    Высокая прочность позволяет изготавливать довольно миниатюрные радиаторы, которые, благодаря хорошей теплопередаче, способны поддерживать нужную температуру в помещении. Высокая прочность гарантирует, что даже при высоком давлении радиаторы не будут повреждены. Единственный минус – высокое содержание кислорода в воде может негативно воздействовать на внутреннюю стенку «батареи».

  3. Чугун. Не стоит думать, что чугун безвозвратно покинул мир отопительных систем. Современные технологии позволяют изготавливать довольно миниатюрные и привлекательные радиаторы из чугуна. Они не только обладают высокой прочностью, но и не боятся повышенной кислотности воды или большого содержания кислорода. Их производят в России, Беларуси и некоторых странах Европы. Стоимость этих радиаторов сравнительно невысока, что делает их популярными во многих странах мира.

Так выглядит на сегодняшний день основной рынок радиаторов отопления. Большой выбор позволяет подобрать подходящее решение даже самому придирчивому покупателю, которого не устраивают устаревшие массивные радиаторы из чугуна.

Впрочем, если вы живете в доме, в котором часто наблюдаются перебои с подачей воды в систему отопления, не стоит спешить менять старые радиаторы. Да, они не слишком привлекательны. Кроме того, еще и медленно нагреваются.

Но стоит учитывать, что, не быстро нагреваясь, они также медленно остывают. То есть они обладают очень высокой тепловой инерцией. Поэтому такие радиаторы способны защитить вас от частых перепадов температуры, негативно сказывающихся на здоровье и самочувствии людей.

схема подачи отопления в панельных высотных домах, система в стене, фото и видео примеры

Содержание:

1. Особенности отопительной системы многоквартирных домов
2. Назначение и принцип действия элеваторного узла
3. Конструктивные особенности схемы отопления
4. Разводка трубопровода в многоэтажном доме
5. Типы радиаторов для обогрева многоквартирных домов

Квартира в многоэтажном доме – это городская альтернатива частным домам, и в квартирах проживает очень большое количество людей. Популярность городских квартир не является странной, ведь в них есть все, что требуется человеку для комфортного проживания: отопление, канализация и горячее водоснабжение. И если два последних пункта не нуждаются в особом представлении, то схема отопления многоэтажного дома требует детального рассмотрения. С точки зрения конструктивных особенностей, централизованная система отопления в многоквартирном доме имеет ряд отличий от автономных конструкций, что позволяет ей обеспечить дом тепловой энергией в холодную пору года. 

Особенности отопительной системы многоквартирных домов


При оборудовании отопления в многоэтажных домах необходимо в обязательном порядке соблюдать требования, устанавливаемые нормативной документацией, к которой относятся СниП и ГОСТ. В этих документах указано, что отопительная конструкция должна обеспечивать в квартирах постоянную температуру в пределах 20-22 градусов, а влажность должна варьироваться от 30 до 45 процентов.
Несмотря на наличие норм, многие дома, особенно из числа старых, не соответствуют данным показателям. Если это так, то в первую очередь нужно заняться установкой теплоизоляции и поменять отопительные приборы, а уже потом обращаться в теплоснабжающую компанию. Отопление трехэтажного дома, схема которого изображена на фото, можно приводит в качестве примера хорошей отопительной схемы. 

Чтобы достичь необходимых параметров, используется сложная конструкция, требующая качественного оборудования. При создании проекта отопительной системы многоквартирного дома специалисты используют все свои знания, чтобы достичь равномерного распределения тепла на всех участках теплотрассы и создать сопоставимое давление на каждом ярусе здания. Одним из неотъемлемых элементов работы такой конструкции является работа на перегретом теплоносителе, что предусматривает схема отопления трехэтажного дома или других высоток.

Как это работает? Вода поступает прямо с ТЭЦ и разогрета до 130-150 градусов. Кроме того, давление увеличено до 6-10 атмосфер, поэтому образование пара невозможно – высокое давление будет прогонять воду по всем этажам дома без потерь. Температура жидкости в обратном трубопроводе в таком случае может достигать 60-70 градусов. Конечно, в разное время года температурный режим может меняться, поскольку он напрямую завязан на температуру окружающей среды. 

Назначение и принцип действия элеваторного узла


Выше было сказано, что вода в отопительной системе многоэтажного здания разогревается до 130 градусов. Но такая температура не нужна потребителям, и нагревать батареи до такого значения абсолютно бессмысленно, независимо от этажности: система отопления девятиэтажного дома в данном случае не будет отличаться от любой другой. Объясняется все довольно просто: подача отопления в многоэтажных домах завершается устройством, переходящим в обратный контур, которое называется элеваторным узлом. В чем смысл этого узла, и какие функции на него возложены?
Разогретый до высокой температуры теплоноситель попадает в элеваторный узел, который по принципу своего действия похож на инжектор-дозатор. Именно после этого процесса жидкость осуществляет теплообмен. Выходя через элеваторное сопло, теплоноситель под высоким давлением выходит через обратную магистраль.

Кроме того, через этот же канал жидкость поступает на рециркуляцию в отопительную систему. Все эти процессы в совокупности позволяют смешивать теплоноситель, подводя его к оптимальной температуре, которой достаточно для обогрева всех квартир. Использование элеваторного узла в схеме позволяет обеспечить наиболее качественное отопление в высотных домах, независимо от этажности. 

Конструктивные особенности схемы отопления


В цепи отопления за элеваторным узлом находятся разные задвижки. Их роль нельзя недооценивать, поскольку они дают возможность регулировать отопление в отдельных подъездах или в целом доме. Чаще всего регулировка задвижек осуществляется вручную сотрудниками теплоснабжающей компании, если возникает такая необходимость.

В современных зданиях нередко используются дополнительные элементы, вроде коллекторов, тепловых счетчиков на батареи и другого оборудования. В последние годы почти каждая система отопления высотных зданий оснащается автоматикой, чтобы минимизировать вмешательство человека в работу конструкции (прочитайте: «Погодозависимая автоматика систем отопления — об автоматике и контроллерах для котлов на примерах»). Все описанные детали позволяют добиться лучшей производительности, повышают КПД и дают возможность более равномерно распределять тепловую энергию по всем квартирам. 

Разводка трубопровода в многоэтажном доме


Как правило, в многоэтажных домах используется однотрубная схема разводки с верхним или нижним розливом. Расположение прямой и обратной трубы может варьироваться в зависимости от множества факторов, включая даже регион, где расположено здание. Например, схема отопления в пятиэтажном доме будет конструктивно отличаться от отопления в трехэтажных зданиях.

При проектировании отопительной системы учитываются все эти факторы, и создается наиболее удачная схема, позволяющая довести все параметры до максимума. Проект может предполагать различные варианты розлива теплоносителя: снизу вверх или наоборот. В отдельных домах устанавливаются универсальные стояки, которые обеспечивают поочередность движения теплоносителя. 

Типы радиаторов для обогрева многоквартирных домов


В многоэтажных домах нет единого правила, позволяющего использовать конкретный вид радиатора, поэтому выбор особо не ограничивается. Схема отопления многоэтажного дома довольно универсальна и имеет хороший баланс между температурой и давлением.

К основным моделям радиаторов, используемых в квартирах, можно отнести следующие устройства:

  1. Чугунные батареи. Нередко используются даже в самых современных зданиях. Дешево стоят и очень легко монтируются: как правило, установкой данного типа радиаторов владельцы квартир занимаются самостоятельно.
  2. Стальные отопители. Этот вариант является логичным продолжением разработок новых отопительных приборов. Будучи более современными, стальные панели отопления демонстрируют хорошие эстетические качества, довольно надежны и практичны. Очень хорошо сочетаются с регулирующими элементами отопительной системы. Специалисты сходятся во мнении, что именно стальные батареи можно назвать оптимальными при использовании в квартирах.
  3. Алюминиевые и биметаллические батареи. Изделия, изготовленные из алюминия, очень ценятся владельцами частных домов и квартир. Алюминиевые батареи имеют самые лучшие показатели, если сравнивать с предыдущими вариантами: отличные внешние данные, небольшой вес и компактность отлично сочетаются с высокими эксплуатационными характеристиками. Единственный минус этих устройств, который нередко отпугивает покупателей – высокая стоимость. Тем не менее, специалисты не рекомендуют экономить на отоплении и считают, что такое вложение окупится довольно быстро. 

Заключение

Правильный выбор батарей для централизованной системы отопления зависит от рабочих показателей, которые присущи теплоносителю в данном районе. Зная скорость остывания теплоносителя и тем его движения, можно рассчитать необходимое количество секций радиатора, его размеры и материал. Не стоит забывать и о том, что при замене отопительных приборов необходимо проследить за соблюдением всех правил, поскольку их нарушение может привести к возникновению дефектов в системе, и тогда отопление в стене панельного дома не будет выполнять свои функции (прочитайте: «Трубы отопления в стене»).

Выполнять ремонтные работы в отопительной системе многоквартирного дома самостоятельно также не рекомендуется, особенно в том случае, если это отопление в стенах панельного дома: практика показывает, что жильцы домов, не имея соответствующих знаний, способны выбросить важный элемент системы, посчитав его ненужным.

Централизованные системы отопления демонстрируют хорошие качества, но их нужно постоянно поддерживать в рабочем состоянии, а для этого нужно следить за многими показателями, включая теплоизоляцию, износ оборудования и регулярной замены отработавших свое элементов.


виды, нормативы обогрева многоквартирных типов жилищ

Обычно жители многоквартирных домов не интересуются, почему в их квартирах тепло.

Вопросы появляются в двух случаях: в квартире слишком холодно или жарко; хочется изменить внешний вид источников тепла в квартире.

Сейчас мы коротко расскажем о том, какие системы отопления многоквартирных домов существуют.

Виды систем отопления в многоквартирном доме

Все отопительные системы делятся по следующим характеристикам:

  • По расположению источника тепла: централизованное и децентрализованное (поквартирное; индивидуальное на дом).
  • По характеристикам теплоносителя: водяное, паровое.
  • По схеме разводки: однотрубная, «ленинградка», двухтрубная, лучевая.

По расположению источника тепла

По расположению источника тепла различают несколько разновидностей отопительных систем в многоквартирном доме.

Поквартирное

Система поквартирного обогрева представляет собой мини-котельную, которая находится в каждой квартире. Основные элементы: отопительный котёл, радиаторы, оборудование для удаления дыма и подачи воздушных масс. Самый доступный вид поквартирного обогрева — тот, в котором источником энергии станет природный газ.

Преимущества:

  • Вы управляете уровнем температуры горячего водоснабжения в системе теплоснабжения.
  • Исчезает проблема «двухнедельного отпуска» летом.
  • Вы экономите газ на 30—40% и поэтому тратите меньше на коммунальные платежи.
  • Система экологична, так как камера сгорания топлива закрыта и никак не влияет на вентиляцию в квартире.

Фото 1. Настенный газовый котел, установленный на кухне в квартире. Прибор скрыт в специальном шкафчике.

Недостатки:

  • Природный газ — взрывоопасное топливо, поэтому котёл в каждой квартире должны быть оснащены контролем пламени, датчиками контроля тяги и температуры.
Индивидуальное на один дом

Провести индивидуальное отопление на дом — максимально удобное и экономное решение. Жители сами управляют отоплением в своей квартире и любой комнате соответственно. Комфортную температуру поддерживает терморегулятор. Он экономит электричество и радует микроклиматом. Не нужно включать дополнительные обогреватели когда мёрзнете, и не открываете окна если слишком жарко.

Центральное

Элементы центрального теплоснабжения: котельная или теплоэлектроцентраль, которая используется для передачи тепловой мощности в жилые дома, паровая турбина (в ТЭЦ) производит электрическую энергию, сеть трубопроводов.

Магистральный транспортирует горячую воду от котельной к людям в дома.

Плюсы:

  • Надёжность, подкреплённая государством.
  • Экологично безопасное оборудование внутри здания.
  • Простота (за жителей многоквартирного дома все решается инженерами на теплоснабжающих предприятиях).

Минусы:

  • Сезонность: отопление есть только зимой.
  • Невозможность регулирования температуры (регулирование только форточками и конвекторами).
  • Теплопотери из-за протяжённости трубопроводов.

По характеристикам теплоносителя

По характеристикам теплоносителя бывает водяное и паровое отопление.

Водяное

Водяное отопление — самый распространённый вид теплоснабжающих систем. В систему входят:

  • Отопительный котёл.
  • Трубопроводы.
  • Радиаторы.
  • Насос циркуляционный.
  • Датчики температуры.
  • Термостаты.
  • Контролёры.

Справка. Принцип работы максимально прост. Вода, которая проходит через котёл, подогревается до требуемых параметров, по трубам доставляется в нужное помещение. Через трубы и радиаторы излучается тепло, вода охлаждается и идёт обратно в котёл.

Преимущества:

  • Вода — самый доступный и недорогой теплоноситель. Она поглощает в четыре тысячи раз больше тепла, чем воздух.
  • Так как система замкнутая, объём воды после окончания монтажа и запуска не меняется.
  • Есть возможность регулировать температуру на каждом радиаторе. Нет необходимости вентилировать помещение.
  • Водяная отопительная система работает практически бесшумно, не разносят пыль по сравнению с воздушными системами.

Недостатки:

  • Водопроводная неподготовленная вода агрессивна для металлических элементов, так как в её составе присутствуют соли и щелочи. Происходит коррозийный процесс, осаждается накипь, поэтому замедляется поток жидкости и снижается коэффициент теплоотдачи.
  • Вода может замёрзнуть и локально разорвать трубопровод. Поэтому требуется добавление антифризов в теплоноситель.
  • Монтаж сложный и финансово затратный.

Фото 2. Установка радиаторов в квартире. Приборы являются частью системы водяного отопления.

Вам также будет интересно:

Паровое

Главное отличие парового отопления от водяного — теплоноситель. По трубопроводам идёт не вода, а пар. Кроме того, устанавливается паровой котёл, у которого главная задача — испарить воду и получить на выходе пар требуемых параметров (130—200 °C).

Внимание! В системе парового отопления используются бесшовные толстостенные стальные или медные трубы, радиаторы чугунные с оребрением или регистры из труб (это прибор по типу конвектор).

Преимущества:

  • Эффективный обогрев. При конденсации пара выделяется больше тепла, чем при теплоотдаче в водяной системе теплоснабжения.
  • Система инерционна и быстрее нагревается помещение.

Недостатки:

  1. Слишком высокая температура в системе приводит к следующим последствиям: активная циркуляция воздуха в помещении; воздух становится слишком сухим; горячие элементы опасны для жизнедеятельности, есть необходимость их закрывать; сложно подобрать материалы для таких высоких температур.
  2. Сложно регулировать теплоотдачу в радиаторах.
  3. Шум в системе.

​По схеме разводки

Типы отопительных систем многоэтажного дома различаются также по схемам разводки.

Однотрубная

Принцип работы однотрубной отопительной системы прост: вода двигается по замкнутому контуру от котла до отопительных радиаторов. Установка может быть вертикальной и горизонтальной.

Вертикальная: подключение нагревательных элементов к одному вертикальному стояку. Такая система подходит для многоквартирных домов. Горизонтальная: последовательное соединение радиаторов горизонтальным стояком. Самый подходящий способ для одноэтажных построек.

Преимущества:

  • Экономичность: не требуется много материалов.
  • Простота установки.

Недостатки:

  • Нет контроля над отдельно взятыми батареями.
  • Для ремонта одного элемента необходимо остановить всю систему.
«Ленинградка»

Ленинградка признана самой простой и удобной системой отопления. Она надёжна, элементарная в установке и идеальная для многоэтажных домов. Кроме того, ленинградка может работать без принудительной циркуляции в зданиях до 30 метров в высоту.

Фото 3. Принципы подключения отопительных радиаторов по схеме «Ленинградка». Подача и обратка находится в нижней части батарей.

Преимущества:

  • Легко монтируется.
  • Вы выбираете температуру батареи.
  • Стояки просто спрятать.
  • Надёжна при правильном расчёте.

Недостатки:

  • Неравномерный прогрев радиатора.
  • Невозможность «тёплого пола».
Двухтрубная

Схема двухтрубной системы теплоснабжения отличается от однотрубной только тем, что по одной трубе в батареи поступает горячий теплоноситель, а вторая собирает охладившуюся воду и направляет её обратно в котёл.

Плюсы:

  • Во все радиаторы поступает вода одинаковой температуры без перепадов.
  • На каждую батарею можно поставить регулятор потока и это не отразится на общем тепловом потоке.
  • Есть возможность использования фитингов меньшего диаметра.
  • Лёгкий демонтаж при аварии одного радиатора.

Минусы:

  • Дорогостоящий монтаж.
Лучевая

Батареи подводятся в помещении к коллектору, от которого к радиатору идёт одна труба. Радиаторы становятся обособлены от остальных батарей.

Преимущества:

  • Быстрая окупаемость установки.
  • Возможность регулирования температуры нагрева.
  • Трубы легко прячутся в пол.

Фото 4. Монтаж отопительной системы в квартире по лучевой схеме. Красным обозначены трубы с горячим теплоносителем, синим — с холодным.

Недостатки:

  • Большое число соединений и фитингов, следовательно, выше финансовые затраты.
  • Частые поломки.

Нормативы системы отопления в многоэтажном доме

В системе отопления многоквартирного дома давление в системе варьируется от 6 до 9 атм, температура зависит от температурного режима (например, 150/70, 90/70 и так далее). Температура в помещении должна быть 18—22 °C.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается об особенностях индивидуального отопления квартиры, его преимуществах и недостатках.

Заключение

В итоге, если возникает необходимость заменить радиатор, поставить счётчик или сделать индивидуальное отопление на квартиру, придётся обратиться к специалистам и согласовываться с управляющей компанией.

Плата за отопление в нежилом помещении многоквартирного дома

]]>

Подборка наиболее важных документов по запросу Плата за отопление в нежилом помещении многоквартирного дома (нормативно–правовые акты, формы, статьи, консультации экспертов и многое другое).

Судебная практика: Плата за отопление в нежилом помещении многоквартирного дома Открыть документ в вашей системе КонсультантПлюс:
Подборка судебных решений за 2018 год: Статья 539 «Договор энергоснабжения» ГК РФ
(ООО «Журнал «Налоги и финансовое право»)ТСЖ обратилось к ИП за возмещением стоимости поставленной в подвальное помещение ИП тепловой энергии. Как установил суд, ИП принадлежит подвал в многоквартирном доме, управляемом ТСЖ, и через данное помещение проходят общедомовые сети теплоснабжения (магистральная труба и стояки отопления). При этом радиаторы отопления в помещении отсутствуют; трубы отопления, проложенные через помещение, теплоизолированы. Согласно заключению судебной экспертизы отопительная система жилого здания не способна оказать заметного влияния на параметры микроклимата помещения ИП. Руководствуясь ст. ст. 539, 544 ГК РФ, ст. ст. 154, 155, 158 ЖК РФ, суд пришел к выводу, что ИП не обязан оплачивать приходящуюся на его долю тепловую энергию. Суд указал, что право исполнителя коммунальных услуг на взыскание платы за отопление нежилых помещений в МКД возникает вследствие подачи в эти помещения через централизованные тепловые сети тепловой энергии в объеме, необходимом для обеспечения в помещениях нормальной температуры.

Статьи, комментарии, ответы на вопросы: Плата за отопление в нежилом помещении многоквартирного дома Открыть документ в вашей системе КонсультантПлюс:
Ситуация: В каких случаях и в каком порядке производится перерасчет платы за отопление?
(«Электронный журнал «Азбука права», 2021)Если при способе оплаты за коммунальную услугу по отоплению в течение отопительного периода показания коллективного (общедомового) прибора учета по каким-либо причинам окажутся меньше суммы показаний индивидуальных (квартирных) приборов учета, установленных во всех жилых и нежилых помещениях многоквартирного дома, плата за коммунальную услугу по отоплению не начисляется, а объем тепловой энергии, подлежащий оплате в следующих расчетных периодах, подлежит уменьшению на данную отрицательную величину (п. п. 3(1), 3(3) Приложения N 2 к Правилам; п. 3 Письма Минстроя России от 26.06.2019 N 23464-ОГ/04).

Нормативные акты: Плата за отопление в нежилом помещении многоквартирного дома «Обзор практики Конституционного Суда Российской Федерации за 2018 год»Конституционный Суд признал оспоренное положение не соответствующим Конституции Российской Федерации в той мере, в какой оно, не допуская возможность раздельного внесения платы за потребление коммунальной услуги по отоплению в жилом или нежилом помещении и платы за ее потребление в целях содержания общего имущества в многоквартирном доме, обязывает указанных потребителей, обеспечивающих в помещениях, где используются индивидуальные квартирные источники тепловой энергии, отвечающий нормативным требованиям температурный режим, вносить плату за фактически не используемую ими для обогрева данного помещения тепловую энергию, поступающую в многоквартирный дом по централизованным сетям теплоснабжения.

Как отключиться от центрального отопления

Как законно отказаться от центрального отопления в многоквартирном доме и как в дальнейшем платить за отопление — читайте в нашем материале.

Отключиться от центрального отопления можно, но платить за тепло, идущее на ОДН – надо

В пункте 15 статьи 14 Федерального закона от 27.07.2010 № 190-ФЗ “О теплоснабжении” сказано:

Запрещается переход на отопление жилых помещений в многоквартирных домах с использованием индивидуальных квартирных источников тепловой энергии, перечень которых определяется правилами подключения (технологического присоединения) к системам теплоснабжения, утвержденными Правительством Российской Федерации, при наличии осуществленного в надлежащем порядке подключения (технологического присоединения) к системам теплоснабжения многоквартирных домов, за исключением случаев, определенных схемой теплоснабжения.

А в правилах подключения, о которых сказано выше, приведены следующие требования к индивидуальным источникам тепла (Постановление Правительства РФ от 05.07.2018 № 787):

51. В перечень индивидуальных квартирных источников тепловой энергии, которые запрещается использовать для отопления жилых помещений в многоквартирных домах при наличии осуществленного в надлежащем порядке подключения к системам теплоснабжения, за исключением случаев, определенных схемой теплоснабжения, входят источники тепловой энергии, работающие на природном газе, не отвечающие следующим требованиям:
а) наличие закрытой (герметичной) камеры сгорания;
б) наличие автоматики безопасности, обеспечивающей прекращение подачи топлива при прекращении подачи электрической энергии, при неисправности цепей защиты, при погасании пламени горелки, при падении давления теплоносителя ниже предельно допустимого значения, при достижении предельно допустимой температуры теплоносителя, а также при нарушении дымоудаления;
в) температура теплоносителя — до 95 градусов Цельсия;
г) давление теплоносителя — до 1 МПа.

Поэтому, переход на индивидуальный обогрев газом с учетом перечисленных требований к котлам, а также переход на обогрев с помощью электронагревателей, закон допускает.

Для большинства собственников важно не просто перейти на автономный обогрев, но и начать экономить. Разберемся, что происходит с оплатой после отказа от центрального отопления и перехода на индивидуальный обогрев.

В своем Постановлении от 20.12.2018 № 46-П Конституционный Суд РФ сказал, что собственникам, которые законно перешли на автономный обогрев и установили индивидуальные теплосчетчики в квартирах, платить нужно только за тепло, идущее на содержание общего имущества в МКД.

Т. е. если МКД подключен к централизованным сетям теплоснабжения, а собственник помещения хочет перейти на индивидуальный обогрев, он должен получить на это разрешение, узаконить переустройство и установить квартирный счетчик тепла. Тогда по показаниям будет видно, что тепловая энергия, поставляемая ресурсоснабжающей организацией, этим собственником для обогрева квартиры не используется. При этом платить за тепло, которое идет на общедомовые нужды (ОДН), все равно придется — тут исключений нет.

Нельзя перейти на автономный обогрев без согласования с муниципалитетом

Поскольку вмешательство в инженерные системы потребует внесения поправок в техпаспорт многоквартирного дома, согласовать переход на индивидуальный обогрев нужно с местной администрацией. Демонтаж радиаторов центрального отопления и установка другого оборудования для обогрева квартиры — это переустройство.

Подпунктом “в” пункта 35 Правил № 354 потребителю запрещено самовольно демонтировать или отключать обогревающие элементы, осуществлять регулирование внутриквартирного оборудования, используемого для потребления коммунальной услуги отопления, и совершать иные действия, в результате которых в помещении в многоквартирном доме будет поддерживаться температура воздуха ниже 12 градусов Цельсия.

Согласно пункту 1.7.1 Правил и норм технической эксплуатации жилищного фонда, утвержденных Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по строительству и жилищно-коммунальному комплексу от 27.09.2003 № 170, переоборудование жилых и нежилых помещений в жилых домах допускается после получения соответствующих разрешений в установленном порядке.

Завершение переустройства и (или) перепланировки жилого помещения подтверждается актом приемочной комиссии (пункт 1 статьи 28 ЖК РФ).

Как узаконить планировку или переустройство, мы писали ранее.

О полученном разрешении на переустройство и об отказе от услуги центрального отопления обязательно нужно оповестить теплоснабжающую организацию.

Что учесть при переустройстве, связанном с переходом на автономный обогрев

Во-первых, нужно убедиться, что выбранный вид обогревателя не входит в перечень запрещенных. Иначе проект точно не согласуют.

Во-вторых, при монтаже системы индивидуального обогрева нужно соблюсти требования безопасности, СНиПов и ТУ, а все установленное оборудование должно в точности соответствовать заявленному в проектной документации. Подготовку проектной документации и монтаж лучше доверить специализированной организации.

Еще при отключении отдельной квартиры от центральных инженерных сетей важно отключить не только радиаторы, но и лежаки, и стояки. Иначе помещение будет получать остаточную тепловую энергию, за которую придется платить. Если есть возможность отрезать только радиаторы, поможет квартирный теплосчетчик. Плата впоследствии будет начисляться только по поданным вами показаниям (за остаточный обогрев) + ОДН.

Отопление

10 июля 2018 года Конституционный Суд РФ провозгласил Постановление по делу о проверке конституционности ч. 1 ст. 157 ЖК РФ, абз. 3 и 4 п. 42(1) Правил предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах, утв. ПП РФ от 06.05.2011 N 354 (далее – Правила 354). В частности, проверяемыми нормами установлено, что в многоквартирном доме (МКД), который оборудован общедомовым прибором учета (ОПУ) тепловой энергии и в котором не все жилые или нежилые помещения оборудованы индивидуальными приборами учета (ИПУ) тепловой энергии, размер платы за коммунальную услугу по отоплению в помещении определяется исходя из показаний ОПУ, без учета показаний ИПУ (формулы 3, 3.1, 3.2 Приложения 2 к Правилам 354). То есть, в случае отсутствия ИПУ отопления хотя бы в одном помещении МКД, показания ни одного из ИПУ, установленных в других помещениях этого МКД, к расчету не принимаются. Проверив конституционность указанных норм, КС установил, что «оспариваемые нормы в своей взаимосвязи и по смыслу, придаваемому им правоприменительной практикой, не соответствуют Конституции РФ», аргументировав свою позицию следующим образом: «Из-за одного или немногих пользователей, не поддерживающих счетчик в исправном состоянии, все остальные жильцы дома вынуждены оплачивать коммунальную услугу вне зависимости от реальных объемов потребления ими тепла. Это нарушает конституционные принципы равенства, правовой определенности, справедливости и соразмерности, а также баланс публичных и частных интересов». Суд указал, что «Федеральному законодателю надлежит внести необходимые изменения в действующее правовое регулирование, предусмотрев более эффективный и справедливый порядок определения платы за тепловую энергию».

Расчет стоимости отопления, в том числе в случае наличия в доме ОПУ и отсутствия хотя бы в одном помещении дома ИПУ, вызывает неизменно много вопросов – гораздо больше, чем в отношении прочих коммунальных услуг. Связано это с рядом технических особенностей отопления, повлекших за собой и юридические особенности – регулирование порядка расчета стоимости отопления отличается от всех остальных коммунальных услуг. В том числе, отопление неоднократно рассматривалось в публикациях на сайте АКАТО – например, в статьях от 27.07.2016, от 19.12.2016, от 28.08.2017, от 12.12.2017, от 26.02.2018.

В данной статье попробуем разобраться в этих технических и юридических особенностях, а также попытаемся оценить последствия Постановления КС РФ.

 

Суть коммунальной услуги по отоплению

Коммунальная услуга по отоплению заключается в подаче в помещения МКД теплоэнергии для нагрева воздуха, стен, прочих поверхностей внутри помещения. Тепло подается путем циркуляции в системе отопления нагретого теплоносителя (воды), который, имея более высокую температуру, чем окружающий воздух, в соответствии с законами физики (более нагретое тело отдает тепло менее нагретому) отдает тепло в этот окружающий воздух.

При этом отдача тепла от теплоносителя, циркулирующего в системе отопления, происходит следующими способами:

1) Передача тепла теплопроводностью

Данная передача тепла происходит при непосредственном физическом контакте элементов внутридомовой системы отопления с конструктивными элементами дома, в том числе: в местах соприкосновения трубопроводов отопления со стенами, в местах прокладки трубопроводов через стены и перекрытия, внутри строительных конструкций дома, через крепления трубопроводов к несущим конструкциям дома.

Теплопроводностью передается значительный объем теплоэнергии. Можно привести пример из бытовой жизни – для более эффективной сушки мокрого белья его размещают непосредственно на полотенцесушителе или радиаторе отопления, обеспечивая физический контакт с нагревательным элементом, имеющем более высокую температуру, чем температура воздуха, стен и иных поверхностей в помещении.

2) Передача тепла конвекцией

Указанный вид теплопередачи обеспечивается с помощью воздуха, выступающего в качестве «посредника» между источником тепла (элементы системы отопления) и потребителями тепла (стены, иные поверхности конструкций помещения, инвентарь, утварь, предметы, имеющиеся в помещении и т.п.). Воздух, получая тепло непосредственно от источника (элемент системы отопления), перемещается, обеспечивая перенос тепла в отдаленные от источника тепла части помещений и в помещения, не содержащие элементов внутридомовой системы отопления.

Именно конвективный теплообмен обеспечивает обогрев помещений, в которых не имеется никаких элементов системы отопления (например, коридоры в квартирах, чуланы), а также помещений, входящих в состав общего имущества – лестничных маршей, лестничных клеток, подвалов и т.п. Очевидно, что подъезды являются отапливаемыми, даже если в них отсутствуют трубопроводы или радиаторы системы отопления – например, при температуре уличного воздуха зимой –30°С, в подъезде температура воздуха выше, и эта повышенная температура обеспечивается именно за счет конвективного теплообмена.

3) Передача тепла излучением

Этот вид теплопередачи заключается в передаче тепла от источника к потребителю, находящемуся в зоне прямой видимости, при отсутствии непосредственного физического контакта. Тепло передается посредством излучения через оптически проницаемую среду.

Для понимания сути теплопередачи излучением можно рассмотреть передачу тепла от Солнца к Земле. Понятно, что наиболее заметно излучение при очень высокой температуре источника тепла. Излучение от элементов системы внутридомовой системы отопления менее значительно, чем от Солнца, но все-таки имеется. Невооруженным взглядом увидеть это излучение невозможно, но при использовании специальных приборов – тепловизоров – его прекрасно видно.

Немаловажно понимать, что источником тепла для отопления помещения МКД является не конкретно радиатор отопления, а вся внутридомовая система отопления дома в целом, каждый ее элемент, к которым, в числе прочих, относятся и радиаторы.

Пункт 6 Правил содержания общего имущества в МКД, утв. ПП РФ от 13.08.2006 N 491 (далее – Правила 491) устанавливает: «6. В состав общего имущества включается внутридомовая система отопления, состоящая из стояков, обогревающих элементов, регулирующей и запорной арматуры, коллективных (общедомовых) приборов учета тепловой энергии, а также другого оборудования, расположенного на этих сетях».

Из данной нормы следует, что сам по себе радиатор отопления не является теплопотребляющей установкой (энергопринимающим устройством), поскольку он является лишь частью внутридомовой системы отопления. Поэтому заявления о наличии или отсутствии в конкретном помещении МКД теплопотребляющих устройств несостоятельны, так как теплопотребляющей установкой (в том числе, в терминологии Федерального закона от 27.07.2010 N190-ФЗ) является вся внутридомовая система отопления дома, предназначенная для обеспечения нормативной температуры воздуха во всех помещениях дома.

Коммунальная услуга по отоплению является особым видом коммунальной услуги, важнейшее отличие этой коммунальной услуги от других заключается в отсутствии конкретной точки потребления услуги. Например, для водоснабжения определяется точка водоразбора, для электроснабжения определяется точка подключения электрооборудования, а для отопления точки потребления услуги не определяется.

При этом исключить теплоотдачу на отдельных участках теплосети невозможно. Применение изолирующих материалов может снизить эту теплоотдачу, но довести ее до нуля невозможно. Тепло, в том числе, распространяется через стены между помещениями МКД и через наружные стены дома. Например, обследования энергоэффективности дома проводятся с помощью тепловизоров – осмотр наружных стен дома через тепловизор дает наглядное представление о том, что тепло излучается как через неплотности (швы между панелями, щели в окнах и дверях), так и непосредственно через стены.

Поскольку тепло передается от более нагретого тела к менее нагретому, при этом существуют несколько способов теплопередачи, среди которых большую роль играет конвекция, позволяющая осуществлять теплообмен в отсутствие непосредственного физического контакта, вне зон прямой видимости между источником и потребителем тепла, из указанных обстоятельств следует, что между помещениями дома идет постоянный теплообмен, в том числе помещения, вообще не оборудованные источниками тепла, не оборудованные хоть какими-то элементами внутридомовой системы отопления, все равно получают тепло из других помещений дома – как через стены и перегородки, так и с нагретыми воздушными массами через отверстия и неплотности. Указанные физические особенности используются, в том числе, при проектировании систем отопления домов – например, отопление подвалов, необходимое для недопущения образования влаги (росы) на металлических трубах, что способствует коррозии этих труб, осуществляется не путем размещения в них радиаторов отопления, а путем оборудования специальных продухов, обеспечивающих циркуляцию через подвальные помещения нагретого воздуха, отапливающего эти помещения.

 

Отопление с точки зрения жилищного законодательства РФ

В силу особых физических свойств тепла определен особый порядок расчета объема потребления теплоэнергии на отопление, отличный от других коммунальных услуг.

Жилищное законодательство РФ рассматривает весь МКД как единый теплотехнический объект, в который поступает теплоэнергия с целью отопления помещений этого дома – и жилых, и нежилых помещений, и помещений в составе общего имущества. Тепло распространяется внутри дома от всех элементов системы отопления, от каждого ее участка, и распространяется по всем помещениям, независимо от наличия или отсутствия в конкретных помещениях радиаторов отопления, трубопроводов (стояков или лежаков) системы отопления, их изолированности.

Как уже отмечено выше, в соответствии с п.6 Правил 491 обогревающие элементы (радиаторы) и трубопроводы (стояки) являются частями системы отопления, которая относится к общему имуществу. В силу прямого указания части 4 статьи 37 ЖК РФ выдел в натуре долей в праве собственности на общее имущество недопустим, а следовательно, нельзя признавать исключительное право собственности собственников отдельных помещений на отдельные элементы внутридомовой системы отопления.

Поскольку внутридомовая система отопления является неделимой, входит в состав общего имущества и предназначена для обеспечения нормальной температуры воздуха во всех помещениях МКД, при этом к внешним сетям теплоснабжения подключается именно внутридомовая система отопления, то именно эта система отопления и является теплопотребляющей установкой, а вовсе не ее отдельные элементы (в том числе радиаторы), размещенные в тех или иных помещениях дома.

Тепло не может не потребляться в отдельных, обособленных помещениях, оно потребляется абсолютно во всех без исключения помещениях, в том числе в помещениях, входящих в состав общего имущества – именно исходя из принципа обеспечения нормального температурного режима во всех без исключения помещениях МКД проектируются системы отопления таких домов.

Определить, сколько конкретно теплоэнергии потреблено в тех или иных жилых и нежилых помещениях, а сколько тепла потреблено в помещениях из состава общего имущества, с технической точки зрения крайне затруднительно. Именно поэтому абзац 2 пункта 40 Правил 354 устанавливает: «Потребитель коммунальной услуги по отоплению вне зависимости от выбранного способа управления многоквартирным домом вносит плату за эту услугу совокупно без разделения на плату за потребление указанной услуги в жилом или нежилом помещении и плату за ее потребление в целях содержания общего имущества в многоквартирном доме».

Из приведенной нормы следует два вывода:

1) Каждый потребитель обязан оплачивать не только тот объем теплоэнергии, который потреблен непосредственно в его помещении, но и оплачивать теплоэнергию, потребленную в целях содержания общего имущества. То есть, даже если предположить, что в помещении, принадлежащем потребителю, теплоэнергия на отопление не потребляется, такой потребитель все равно обязан оплатить долю в стоимости теплоэнергии, потребленной в целях содержания общего имущества.

2) Жилищное законодательство не содержит формул, позволяющих отдельно рассчитать объем теплоэнергии, потребленной в помещении потребителя, и отдельно рассчитать объем теплоэнергии, потребленной в целях содержания общего имущества. Объем теплоэнергии на отопление, подлежащий оплате потребителем, рассчитывается совокупно, без разделения на индивидуальное и общедомовое потребление.

Необходимо обратить внимание, что для случая, когда МКД оборудован ОПУ тепла и все (100%!) помещений дома (и жилые, и нежилые!) оборудованы ИПУ тепла, расчет стоимости отопления ведется по формуле 3.3 Приложения 2 к Правилам 354, и в этом случае объем теплоэнергии, подлежащий оплате потребителем, складывается из объема, определенного по ИПУ, и объема, определенного как разница между ОПУ и суммой ИПУ, распределенного среди жилых и нежилых помещений дома пропорционально их площади. Эту вторую составляющую условно можно считать объемом теплоэнергии в целях содержания общего имущества, она даже обозначается в формуле 3.3 Приложения 2 к Правилам 35 символом «VОДН», хотя и не называется именно как «теплоэнергия на общедомовые нужды (ОДН)», поскольку такой коммунальной услуги не существует, и плата за отопление в соответствии с ранее процитированным абзацем 2 пункта 40 Правил 354 вносится совокупно, без разделения на составляющие.

Кроме того, важно отметить следующие имеющие существенное значение положения Правил 354:

1) абсолютно все формулы расчета платы за отопление, утвержденные Правилами 354, устанавливают одинаковый порядок расчета стоимости отопления как для жилых, так и для нежилых помещений;

2) во всех формулах расчета платы за отопление, предусмотренных Правилами 354 для случаев наличия ОПУ (формулы 3, 3.1, 3.3), и в формуле расчета корректировки платы за отопление (формула 3.2) используется величина «общая площадь всех жилых и нежилых помещений в многоквартирном доме», обозначенная «Sоб».

Из вышесказанного следует, что действующее жилищное законодательство РФ устанавливает в качестве принципов расчета стоимости отопления:

1) Принцип распределения всего объема теплоэнергии, потребленной в МКД на отопление, среди собственников всех жилых и нежилых помещений, пропорционально площади указанных помещений;

2) Принцип единообразия порядка расчета стоимости отопления для жилых и нежилых помещений;

3) Использование в расчетах общей площади всех помещений дома – как жилых, так и нежилых (за исключением площади помещений из состава общего имущества), независимо от технических характеристик элементов внутридомовой системы отопления в конкретных помещениях, в том числе таких характеристик, как наличие или отсутствие в помещениях радиаторов отопления, количество радиаторов, наличие или отсутствие в помещениях трубопроводов (стояков или лежаков), наличие или отсутствие изоляции на указанных трубопроводах.

 

Приведенную позицию подтверждает Верховный суд РФ, в Решении от 25.04.2018 N АКПИ18-146 указывая:

«Отопление является одним из видов коммунальных услуг и предусматривает подачу по централизованным сетям теплоснабжения и внутридомовым инженерным системам отопления тепловой энергии, обеспечивающей поддержание в жилом доме, в жилых и нежилых помещениях в многоквартирном доме, в помещениях, входящих в состав общего имущества в многоквартирном доме, нормальной температуры воздуха. Потребитель коммунальной услуги по отоплению согласно абзацу второму пункта 40 Правил вносит плату за эту услугу совокупно без разделения на плату за потребление указанной услуги в жилом или нежилом помещении и за содержание общего имущества в многоквартирном доме. Данное правовое регулирование соответствует действующему законодательству.

Предусмотренный порядок расчета размера платы за коммунальную услугу по отоплению обусловлен общим принципом распределения объема тепловой энергии, израсходованного на обеспечение нормативной температуры воздуха в помещениях многоквартирного дома, и, как следствие, распределения размера платы за коммунальную услугу по отоплению пропорционально площади помещений в многоквартирном доме. Определено это тем, что многоквартирный дом отапливается целиком, как единый объект с учетом сохранения (обеспечения) теплового баланса всего жилого здания.

Услуга по отоплению предоставляется как для индивидуального жилого помещения, так и для общего имущества многоквартирного дома. Отказ от индивидуального потребления услуги отопления не прекращает потребление услуги теплоснабжения на общедомовые нужды
».

 

Определением от 24.11.2017 № 302-ЭС17-17003 ВС РФ подтвердил правильность выводов АС Восточно-Сибирского округа, который в Постановлении от 03.08.2017 по делу №А19-7954/2016 установил:

«В письме от 02.09.2016 № 28483-АЧ/04 Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации, разъяснено, что в соответствии с пунктом 42.1 и 43 Правил предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов, утвержденных постановлением Правительства Российской Федерации от 06.05.2011 № 354 (далее — Правила № 354), а также в соответствии с показателем площади помещений, используемым для определения размера платы за коммунальную услугу по отоплению в расчетных формулах приложения № 2 к Правилам № 354, размер платы за коммунальную услугу по отоплению подлежит определению в одинаковом установленном Правилами № 354 порядке (с применением соответствующих расчетных формул) во всех жилых и нежилых помещениях многоквартирного дома, вне зависимости от условий отопления отдельных помещений в многоквартирном доме, в том числе в отсутствии обогревающих элементов, установленных в помещении, присоединенных к централизованной внутридомовой инженерной системе отопления, при подключении многоквартирного дома к централизованной системе теплоснабжения».

 

Важно обратить внимание, что действующее жилищное законодательство РФ не содержит понятия «отапливаемое помещение», не определяет это понятие, не устанавливает критериев отнесения помещений к отапливаемым или неотапливаемым.

Минстрой России многократно разъяснял, что порядок расчета стоимости отопления одинаков для всех жилых и нежилых помещений МКД, не зависит от наличия или отсутствия радиаторов в этих помещениях, при этом отнесение помещений к отапливаемым или неотапливаемым с целью разрешения вопроса правомерности предъявления к оплате собственникам таких помещений теплоэнергии на отопление не основано на законе, поскольку оплата отопления должна осуществляться всеми без исключения собственниками помещений в доме.

В письме от 15.09.2017 N 33300-ОО/04 Минстрой указывает:
«В связи с тем, что многоквартирный дом отапливается в целом, как единый объект, начисление платы за отопление в помещениях, располагающихся в многоквартирном доме, осуществляется в соответствии с пунктами 42(1), 43 Правил №354.
Размер платы за коммунальную услугу зависит от площади помещения и тарифа на тепловую энергию… Начисление платы за отопление для собственников нежилых помещений осуществляется в соответствии с положениями Правил № 354
».

В письме от 25.08.2017 N 30295-ОО/04 Минстрой указывает:
«Потребитель коммунальной услуги по отоплению вне зависимости от выбранного способа управления многоквартирным домом в соответствии с пунктом 40 Правил вносит плату за эту услугу совокупно без разделения на плату за потребление указанной услуги в жилом или нежилом помещении и плату за ее потребление в целях содержания общего имущества в многоквартирном доме.

В многоквартирном доме, который оборудован коллективным (общедомовым) прибором учета тепловой энергии и в котором не все жилые или нежилые помещения оборудованы индивидуальными и (или) общими (квартирными) приборами учета (распределителями) тепловой энергии, размер платы за коммунальную услугу по отоплению в помещении определяется по формулам 3, 3(1) и 3(2) приложения № 2 к Правилам исходя из показаний коллективного (общедомового) прибора учета тепловой энергии
».

В письме от 11.08.2017 N 28569-ДБ/04 Минстрой указывает:
«В многоквартирных домах, оборудованных общим прибором учета тепловой энергии, но в котором не все жилые и не жилые помещения оборудованы индивидуальными приборами учета тепловой энергии, рассчитать количество потраченной тепловой энергии на индивидуальное потребление и потребление на общедомовые нужды в таком многоквартирном доме не представляется возможным, расчет размера платы осуществляется исходя из суммарного объема (количества) потребленной за расчетный период тепловой энергии, определенного по показаниям коллективного (общедомового) прибора учета тепловой энергии, которым оборудован многоквартирный дом, пропорционально площади жилого (нежилого) помещения.
Следует отметить, что данный подход связан с тем, что многоквартирный дом отапливается в целом, как единый объект.

Необходимо отметить, что официальное определение «отапливаемое помещение» отсутствует в законодательстве
В силу физических свойств тепловой энергии, на поддержание определенной температуры воздуха в помещении влияют такие конструктивные и технические параметры многоквартирного дома, как материал стен, крыши, объем жилых помещений, площадь ограждающих конструкций, окон и т.д.
Следовательно, может возникнуть ситуация, при которой в помещении, в котором непосредственно не установлены отопительные приборы, поддерживается температура, идентичная температуре смежных отапливаемых помещений.
Таким образом, не представляется возможным определить неотапливаемое помещение и вычленить его площадь для определения отличного от установленного размера платы за коммунальную услугу по отоплению.

Обращаем Ваше внимание, что согласно подпункту «в» пункта 35 Правил № 354 потребитель не вправе самовольно демонтировать или отключать обогревающие элементы, предусмотренные проектной и (или) технической документацией на многоквартирный или жилой дом
».

В письме от 02.09.2016 N 28483-АЧ/04 Минстрой указывает:
«В соответствии с пунктом 42.1 и 43 Правил N 354, а также в соответствии с показателем площади помещений, используемым для определения размера платы за коммунальную услугу по отоплению в расчетных формулах приложения N 2 к Правилам N 354, размер платы за коммунальную услугу по отоплению подлежит определению в одинаковом установленном Правилами N 354 порядке (с применением соответствующих расчетных формул) во всех жилых и нежилых помещениях многоквартирного дома, вне зависимости от условий отопления отдельных помещений в многоквартирном доме, в том числе в отсутствии обогревающих элементов, установленных в помещении, присоединенных к централизованной внутридомовой инженерной системе отопления, при подключении многоквартирного дома к централизованной системе теплоснабжения» (Примечание > > >).

 

Последствия Постановления Конституционного суда

КС РФ, провозглашая Постановление от 10.07.2018 № 30-П, указал:

«Некоторые положения данных Правил [354] фактически привели к поощрению недобросовестного поведения части потребителей… Отсутствие экономических стимулов к обеспечению сохранности счетчиков является препятствием к достижению приоритетных целей и задач государства по энергосбережению. Из-за одного или немногих пользователей, не поддерживающих счетчик в исправном состоянии, все остальные жильцы дома вынуждены оплачивать коммунальную услугу вне зависимости от реальных объемов потребления ими тепла…

Федеральному законодателю надлежит внести необходимые изменения в действующее правовое регулирование, предусмотрев более эффективный и справедливый порядок определения платы за тепловую энергию. До внесения этих изменений плата за отопление в многоквартирных домах со счетчиками тепла, где в отдельных помещениях не обеспечена их сохранность, должна исчисляться по модели, установленной абзацем 4 пункта 421 Правил предоставления коммунальных услуг. При этом для конкретных помещений, в которых соответствующие приборы неисправны или утрачены, вместо их показаний необходимо принимать в расчет норматив потребления коммунальной услуги по отоплению».

Необходимо отметить ряд любопытных деталей:

1. Суд рассмотрел случай, когда ИПУ тепла были установлены в помещениях МКД, а потом часть из них вышла из строя. Случай, когда такими ИПУ помещения не были оборудованы вообще, не рассматривался – то есть, для тех помещений, в которых ИПУ отопления никогда не было, порядок расчета остается прежним.

Следовательно, Постановление КС РФ должно привести к «разделению» установленного Правилами 354 порядка расчета платы за отопление в МКД, который оборудован ОПУ теплоэнергии и в котором не все помещения оборудованы ИПУ теплоэнергии, на два варианта: существующий порядок расчета сохраняется, если в каком-либо помещении МКД никогда не было ИПУ, и новый порядок расчета вводится для случая, если все помещения дома были оборудованы ИПУ, а потом в каких-либо из помещений ИПУ вышли из строя.

2. Суд установил необходимость использовать вместо показаний неисправного или утраченного ИПУ норматив потребления. Но поскольку плата вносится совокупно, норматив учитывает не только объем потребления тепла в помещении, но и объем потребления тепла на общедомовые нужды (ОДН). При этом формула 3.3 Приложения 2 к Правилам 354 устанавливает, что стоимость отопления складывается из стоимости отопления, потребленного непосредственно в помещении потребителя, и доли в стоимости объема теплоэнергии, рассчитанного как разность между общим объемом потребления теплоэнергии всем домом и суммой объемов тепла, потребленных в помещениях этого дома (условно назовем этот объем «отопление на ОДН»).

Таким образом, собственники помещений, ИПУ в которых вышли из строя, согласно порядку расчета, установленному КС РФ, обязаны оплачивать «отопление на ОДН» дважды: один раз в составе нормативного объема, второй раз – отдельно, в том же порядке, что и собственники помещений с ИПУ. Можно предположить, что таким образом осуществляется некое «наказание» недобросовестных собственников, допустивших неисправность или утрату ИПУ, однако, такое «наказание» не совсем согласуется с позицией КС РФ, предписавшего предусмотреть «более эффективный и справедливый порядок определения платы за тепловую энергию».

Важно отметить, что для потребителей, оплачивающих отопление по схеме «норматив + VОДН», создается экономический стимул для выхода из строя ОПУ теплоэнергии – ведь в случае утраты ОПУ такие потребители вместо объема «норматив + VОДН» начнут оплачивать только нормативный объем, а составляющая платы «VОДН» будет исключена. Интересно, намеренно ли Конституционный суд создал для потребителей, которых он сам же назвал недобросовестными (поскольку они не обеспечили сохранность ИПУ), экономический стимул для уничтожения ОПУ?

А может, КС предполагает, что должны утверждаться нормативы потребления теплоэнергии конкретно в помещениях МКД, без учета «отопления на ОДН»?

Но во-первых, порядок расчета такого норматива не предусмотрен законом (например, ПП РФ от 23.05.2006 N306 порядка установления и определения такого норматива не содержит). Во-вторых, с учетом описанных выше особенностей коммунальной услуги по отоплению это будет крайне затруднительно сделать – точно рассчитать, сколько тепла из общего объема, поступившего в дом, расходуется на отопление непосредственно помещений, а сколько расходуется на обогрев общего имущества, технически невозможно. Собственно, поэтому отопление оплачивается «совокупно без разделения на плату за потребление указанной услуги в жилом или нежилом помещении и плату за ее потребление в целях содержания общего имущества в многоквартирном доме». В случае же введения нормативов потребления «отопления помещений» и «отопления на ОДН» такие нормативы однозначно будут выбраны наугад и никакого физического смысла иметь не будут.

Дополнительно стоит заметить, что в связи с высокой политизированностью сферы ЖКХ и нежеланием органов госвласти каким-либо образом обострять ситуацию в этой сфере, во многих регионах России утверждены крайне низкие нормативы потребления коммунальных услуг, в связи с чем оплата теплоэнергии по нормативу может оказаться ниже, чем оплата по ИПУ. В таком случае ни о какой справедливости, конечно же, говорить нельзя.

3. В связи с тем, что неприменимость в расчетах показаний ИПУ теплоэнергии в случае отсутствия такого ИПУ хотя бы в одном помещении МКД признана Конституционным судом несправедливой (пусть пока только для случая выхода из строя ранее имеющихся ИПУ), при этом КС установил необходимость применения норматива потребления теплоэнергии для помещений, в которых ИПУ вышел из строя (и вопрос, что это за норматив – существующий сейчас и учитывающий совокупный объем потребления тепла и в помещении, и на ОДН, или все-таки некий новый норматив, который должен учитывать потребление тепла исключительно в помещении – остается открытым), возникновение проблемы разделения потребленной теплоэнергии на потребленную внутри помещения (и определенную по ИПУ или по нормативу) и потребленную при содержании и использовании общего имущества МКД («отопление на ОДН»), представляется если не неизбежным, то весьма вероятным. Если тенденция, заложенная в Постановлении КС РФ, будет сохранена, то впоследствии вполне возможно возникновение обязанности учета показаний ИПУ и в случае отсутствия ОПУ, и тогда определение и утверждение нормативов потребления «отопления помещений» и «отопления на ОДН» станет однозначно необходимо.

Как уже сказано ранее, сделать это будет крайне затруднительно. Кроме того, неизбежно возникнет вопрос, будет ли включаться «отопление на ОДН» в состав содержания жилья? И как отреагируют жильцы на повышение стоимости содержания в связи с таким включением? А ведь повышение стоимости содержания может быть и в два раза, и больше – учитывая, что примерно половину стоимости всех жилищно-коммунальных составляет стоимость отопления.

 

Заключение

В статье разъяснены принципы предоставления коммунальной услуги по отоплению помещений МКД – с точек зрения как законов физики, так и действующего законодательства РФ. Отопление является особым видом коммунальной услуги, его важнейшее отличие от других коммунальных услуг заключается в отсутствии конкретной точки потребления услуги, что порождает необходимость установления особого порядка расчета стоимости и объема потребления теплоэнергии на отопление. Именно этот особый порядок вызывает множество вопросов, в том числе неоднократно изучался вопрос, который рассмотрел Конституционный суд в Постановлении от 10.07.2018 № 30-П.

Постановление КС РФ представляется непродуманным. Судом не учтены технические особенности коммунальной услуги по отоплению, фактически признан несправедливым установленный в данный момент принцип распределения объема тепловой энергии, израсходованного на обеспечение нормативной температуры воздуха в помещениях дома, и распределения размера платы за коммунальную услугу по отоплению пропорционально площади помещений в МКД. Постановление КС РФ создает ряд вопросов, разрешение которых представляется непростым.

Весьма туманным остается механизм реализации этого решения. Фактически не отменяются действующие нормы, но вводится новая норма для случая утраты ИПУ на период, пока законодатель во исполнение Постановления КС РФ не внесет «необходимые изменения в действующее правовое регулирование, предусмотрев более эффективный и справедливый порядок определения платы за тепловую энергию».

 

Скачать Постановление КС РФ от 10.07.2018 № 30-П > > >

Установленные нормы отопления жилых помещений и их особенности

То, насколько комфортно будет находиться в жилом доме, зависит во многом от того, тепло в нем или нет. Температура воздуха в городской квартире – один из важнейших факторов формирования оптимального микроклимата. Но для разных комнат нормы температуры разные. Поэтому в данной статье будут рассмотрены нормы отопления жилых помещений и основные причины, вызывающие недостаточный прогрев.

Что понимается под нормой отопления?

Под нормой понимается температурный диапазон, при котором не происходит активация компенсационных механизмов согревания либо охлаждения. Надо отметить, что большинство людей чувствуют себя комфортно, когда температура находится в диапазоне от +21 до +25 градусов.

Для разных групп населения данный показатель несколько отличается. Например, согласно исследованиям, оптимальная температура воздуха в квартире для детей и женщин составляет +23-25 градусов. А для мужчин эти значения немного ниже и находятся в пределах +21-23 градуса. Психологи и специалисты-гигиенисты выявили нормативы отопления в квартире, при которых человек чувствует себя лучше всего – это 18-24 градуса выше нуля. Поэтому минимально возможной температурой в помещении является +18 градусов.

Именно при этой величине человек может долгое время находится в доме без верхней одежды и без ущерба для своего здоровья. Регламентируются нормы отопления в квартире законодательно. В холодный период времени в жилых домах и квартирах должны поддерживаться определенные климатические параметры. Все это подробно прописывается в документации. По нормам происходит и расчет оплаты за отопление. В разных случаях нормы устанавливаются по-разному.

Поскольку параметры отопления в квартире зависят от трех факторов:

  1. Климатических особенностей региона страны.
  2. Вида отопления: централизованное либо автономное. В первом случае для расчета норматива во внимание принимается месторасположение квартиры. Например, угловая или нет. Учитывается и температура теплоносителя. Во втором же случае понятие нормы является несколько условным. Все зависит от комфортности проживания, отопительного котла.
  3. Типа отапливаемого помещения.

Когда начинается отопительный период?

Рассматривая нормы включения отопления, становится понятным, что отопительный сезон начинается с того момента, когда среднесуточная температура за окном на протяжении 5 дней не превышает +8 градусов. Подача же тепла прекращается, если наружная температура воздуха находится выше отметки +8 градусов, и данная ситуация длится более пяти дней.

Как правило, отопительный сезон продолжается с середины октября и до начала апреля.

Но стоит отметить, что объекты социальной сферы, учебные заведения могут подавать заявки на запуск отопления ранее срока. Обычно за 1,5-2 месяца до начала отопительного периода осуществляется проверочный пуск отопления в городских домах. На всех подъездах расклеиваются объявления о сроках проведения проверочного запуска. Делается это с целью проверки исправности системы.

В указанное время жильцам квартир лучше остаться дома. Ведь во время пробного запуска может случиться протечка системы. В обязательном порядке проводят пусконаладочные работы системы отопления и после монтажа системы теплоснабжения либо ее ремонта и модернизации. Это позволяет проверить готовность инженерных систем. А также вывести их на нужные рабочие параметры.

Стандарты отопления квартиры

Нормативной температурой в жилых помещениях является показатель +20-22 градуса. Конечно, возможны и некоторые отклонения. Допустимой считается температура от +18 до +24 градусов. Но, если комната является угловой, она более всего подвергается воздействию ветра и мороза. Поэтому для таких квартир температура не должна падать ниже отметки в +20 градусов.

В зависимости от типа помещения устанавливаются такие нормы:

  • Для кухни и туалета: от +19 до +21 градуса. Допустимые значения: +18-26 градусов.
  • Для ванной комнаты: от +18 до +24 градусов. Допустимо и +26 градусов.
  • Для коридора: от +18 до +20 градусов. Допускается и +16 градусов.
  • Для кладовой: от +16 до +18. Допустимые параметры: +12-22 градуса.

Во время сна потребность в тепле несколько уменьшается. Поэтому согласно ГОСТ в период с 24:00 до 5:00 в жилых помещениях температура может быть понижена на 3 градуса. Если запуск отопления в многоквартирном доме произошел, а батареи не дают должного тепла и температура в квартире ниже нормативной отметки, жители имеют право подать заявку на перерасчет оплаты за услуги отопления и не платить за то тепло, которое они не получают.

В чем особенности систем теплоснабжения городских квартир?

Иногда, температура в помещении с началом отопительного сезона находится на уровне, ниже установленной нормативом. Причин тому может быть множество. Зная, как работает система отопления в многоквартирном доме, гораздо проще выявить неполадки и устранить их.

Вкратце функционирование системы можно представить следующим образом. Из центральной котельной теплоноситель по магистральным трубопроводам подается на тепловой узел дома и распределяется по отдельным квартирам. Если системы отопления недостаточно обогревают помещение, то выполняется дополнительная регулировка степени подачи горячей воды. Производится это на тепловом пункте. Для подобных целей применяют специальные циркулярные насосы. Приведенный способ подачи воды называется независимым.

Существует и зависимая система отопления в многоквартирном доме, при которой теплоноситель поступает в батареи квартир прямо с ТЭЦ без дополнительного распределения. Также системы теплоснабжения в зависимости от схемы разводки могут быть однотрубными и двухтрубными. Грамотная и правильная разводка отопления в доме – это залог эффективного и качественного обогрева.

В случае многоквартирного дома однотрубное теплоснабжение имеет ряд недостатков. Большой минус в том, что в процессе транспортировки горячая вода теряет много тепла. Подача теплоносителя осуществляется снизу вверх. Поэтому на верхних этажах часто батареи еле теплые.

При такой схеме разводки невозможно осуществлять регулировку радиаторов. Также нет возможности выполнить замену батарей без слива воды из всего контура. Но ситуация решается путем установки перемычек. Подобная система отопления многоэтажного дома с одной стороны отличается экономией, но с другой способствует неравномерному распределению тепла по квартирам. Жильцы верхних квартир зимой сильно мерзнут.

А вот двухтрубная система позволяет более равномерно обогревать все квартиры на всех этажах дома. Контур двухтрубного типа отличается тем, что остывшая в батарее вода поступает не обратно в ту же трубу, а в возвратный канал.

Почему температура в квартире ниже нормы и что делать?

Если запуск системы отопления многоэтажного дома произошел, а батареи остаются холодными либо еле теплыми надо обращаться в коммунальную контору для установления причин неэффективного обогрева. Работники службы должны приехать, зафиксировать в акте отклонение температуры от установленной нормативом. В течение недели проблема должна быть решена. В противном случае жильцы имеют право обращаться в высшие инстанции.

Частой причиной холодных батарей является воздушная пробка, образовавшаяся в системе.

Если произошло отключение отопления в отопительный сезон, то скорей всего это временно, и связано с ремонтными работами. А, возможно, кто-нибудь из соседей решил поменять батарею или добавить новые секции, что привело к необходимости отключать отопление.

В помещениях с центральным типом отопления чаще всего устанавливают чугунные радиаторы. Иногда в многоквартирном доме стояки отопления засоряются и необходима их промывка. Заниматься этим должны только профессионалы. Ведь для этого необходимы особые знания, навыки, опыт. Потребуется специальное гидропневматическое оборудование, смесь из воды и сжатого воздуха. Чистка обогревательных систем может выполняться и без промывки стояков. Эту процедуру хозяин квартиры может провести и самостоятельно. Правда занимает работа немало времени и требует демонтажа батарей. Все это позволяет повысить эффективность функционирования системы.

Плохой обогрев может быть связан и с тем, что мощность батареи отопления низкая. Такая ситуация может быть вызвана особенностями монтажа оборудования. Например, если установить радиатор в нише, то его тепловая мощность станет в разы меньше. Если секций батареи недостаточно, то система также не будет способна отопить все помещение так, как требуется. Поэтому так важно устанавливать обогревательные агрегаты нужной мощности. Согласно нормам, мощность радиатора должна составлять 1 кВт на 10 кв.м.

Некоторые жильцы для отопления используют электроэнергию. Конечно, на такое отопление дома цена достаточно высокая. Но данный способ обогрева является наиболее простым в эксплуатации, а также самым надежным. Электрическое отопление может быть чисто электрическим, водяным и комбинированным. Рассмотрим, сколько киловатт нужно для отопления дома с использованием электрического типа обогрева. Данная величина зависит от того, что планирует применять хозяин квартиры для отопления: электрический котел, конвектор либо систему «теплый пол».

Электрокотел лучше выбирать трехфазный. Мощность оборудования бывает разной. Для определения необходимой мощности котла, надо площадь дома разделить на 10. Так, если площадь дома составляет 140 кв.м., потребуется котел, мощность которого 14 кВт. Для экономии можно устанавливать двухтарифный режим использования электрической энергии. Для конвекторов расчет проводится по аналогичной схеме.

Система «теплый пол» — самый удобный вариант обогрева. Поскольку для каждой комнаты можно устанавливать определенную температуру. Для дома общей площадью в 90 кв.м. расход электроэнергии составит от 5,5 до 9 кВт.

Таким образом, существуют установленные законом нормы температуры в квартирах. И если данные нормы не соблюдаются, системы отопления многоквартирного дома недостаточно обогревают помещение, жильцы дома имеют право обратиться в ЖЭК для выявления причины сложившейся ситуации и потребовать улучшения качества теплоснабжения.

«Умное отопление»: необходимость в энергоэффективности жилых домов | от SimScale

Пассивный дом, автор: Pichler Haus [CC BY-SA 3.0], через Wikimedia Commons

Умное отопление — это не просто новый товар, это необходимость… и проблема. Интеллектуальное отопление, интегрированное с системами Интернета вещей, поможет нам контролировать потребление электроэнергии и топлива в жилых домах.

В наши дни все становится умным: умные города, умные сообщества, умные коммунальные предприятия, умные здания, умные дома, умные услуги и т. Д.Являясь частью этой большой новой экосистемы интеллектуальной среды обитания, интеллектуальное отопление становится вполне возможным благодаря новым подключенным интеллектуальным устройствам, Интернету вещей и мобильным приложениям. Нет ничего проще для удаленного управления системой отопления дома с ноутбука.

Многие современные системы отопления домов не работают должным образом. Основные причины — отсутствие дистанционного управления отоплением и несоответствующая инфраструктура отопления. Все это делает наши счета за электроэнергию искусственно завышенными. Фактически мы платим за то, что тратим впустую или за то, что не используем.

Основные неудобства, связанные с традиционным отоплением:

  • Одиночное отопление всего жилого помещения;
  • Более высокие счета за электроэнергию из-за потерь тепла;
  • Неправильная эффективность нагрева;
  • Ручное регулирование температур;
  • Сокращение жизненного цикла систем отопления из-за неправильного использования;
  • Перерасход отопительного топлива;
  • Невозможность управлять энергопотреблением;
  • Необоснованные затраты на обслуживание системы отопления.

Нанести на карту температуры для каждого дома и комнаты не очень просто. Основными факторами, которые имеют значение, являются размер комнат, расположение дома или жилой группы, местный климат, различия в планировках этажей, конструкция крыш, качество окон и дверей, архитектура системы отопления и многое другое.

В умных домах используются устройства контроля температуры, такие как термостаты, которые могут регулировать интенсивность нагрева в соответствии с заранее запланированным временем и температурой. Расширенные приложения позволяют интеллектуально управлять нагревательными элементами и датчиками, облегчая удаленный контроль температуры для отдельных комнат и прилегающих территорий.

Некоторые интеллектуальные системы отопления основаны на интеллектуальных вентиляционных отверстиях, заменяющих традиционные вентиляционные отверстия, управляющих датчиках в каждой комнате, управляющих концентраторах в любой квартире или доме из жилого района. У вас есть возможность контролировать температуру и влажность с помощью простого мобильного устройства. Системы обладают способностью к обучению функцией поведения жителей. Вентиляционные отверстия для обогрева можно контролировать и программировать, чтобы обеспечить желаемую температуру в каждой комнате.

Но дистанционное и температурно-программируемое управление тепловым комфортом в нескольких комнатах и ​​в помещении — не единственный способ лучше управлять энергоэффективностью.Эффективность можно значительно повысить, обратившись к альтернативным источникам энергии или улучшив инфраструктуру системы отопления.

Прежде чем мы планируем спроектировать новый дом или обновить существующий, мы должны провести оценку энергопотребления дома, чтобы определить, как жилой район использует энергию. Мы должны найти наилучшие способы управления использованием энергии и

устранить растущие затраты. В дополнение к поведению владельца, климатическим условиям и условиям местоположения, эта оценка должна включать:

  • Приборы и бытовая электроника
  • Изоляция и воздухонепроницаемость
  • Отопление и охлаждение помещений
  • Водяное отопление
  • Окна, двери и световые люки.

При проектировании систем отопления дома необходимо учитывать широкий ряд переменных параметров. Прежде всего, какой источник тепла лучше всего подходит для той или иной цели? На выбор предлагаются традиционные печи и бойлеры, высокоэффективные тепловые насосы или гибрид, основанный на системах тепловых насосов и пропановых печей.

Выбор лучшего варианта для жилого проекта требует рассмотрения системных затрат, уровней эффективности, тарифов на электроэнергию, уровней комфорта, суровости климата и любых применимых льгот или кредитов.Выбросы углерода являются одним из наиболее серьезных ограничений при рассмотрении вопроса о сжигании ископаемого топлива. Согласно исследованию, проведенному в 2013 году, 132 миллиона единиц жилья в Америке отвечают за 22% общего потребления энергии в стране каждый год, при этом производя 21% выбросов углерода в стране [1].

Во многих случаях эффективность системы отопления зависит от правильной конструкции. Современные приложения САПР можно использовать в сочетании с программным обеспечением для проектирования зданий, архитектуры и инженерных сетей, чтобы лучше спроектировать инфраструктуру отопления в жилом районе.Но инженеры-архитекторы и инженерные команды должны наладить идеальное сотрудничество, чтобы лучше спроектировать вентиляционные отверстия и размещение тепловых насосов.

Анализ эффективности систем отопления — дело непростое. Следует учитывать такие ключевые показатели, как годовые затраты на электроэнергию, выбросы CO2, уровень комфорта или простую окупаемость. Системы отопления включают основные компоненты, такие как котлы, печи, воздушные тепловые насосы, наземные тепловые насосы и гибридные системы с тепловым насосом и пропановой топкой.Источником энергии может быть электричество, мазут и пропан.

Система вентиляции пассивного дома, смоделированная с помощью SimScale

Одной из тенденций повышения эффективности отопления и вентиляции жилья является концепция пассивного дома. Эта модель не требует классического отопления зданий благодаря отличной теплоизоляции. Новый подход к обеспечению распределения тепла и притока свежего воздуха во всех помещениях заключается в использовании двойных внешних стен. Воздушный корпус, окружающий здание, можно использовать для регулирования температуры и распределения воздуха без установки вентиляторов, только на основе эффекта дымовой трубы.Эффекты конвективного потока могут помочь добиться как охлаждения летом, так и обогрева зимой.

Одним из сторонников системы пассивного дома является IBEEE, поставщик комплексных разработок и инженерных услуг для электронных систем и энергетических концепций зданий. IBEEE использовала программное обеспечение для моделирования SimScale для исследования и количественной оценки характеристик безвентиляторной системы вентиляции, используемой в их пассивных домах. Для этого было проведено два моделирования для идентичных конструкций, одно с активной системой, а другое с пассивной.

Благодаря доступности высокопроизводительных вычислительных мощностей по запросу на платформе SimScale, инженеры из IBEEE смогли завершить моделирование, которое было готово для прямой оценки в веб-браузере. Моделирование показало, что вентилятор не только можно заменить эффектом суммирования, но и что он на самом деле более мощный, чем активное решение. Расчетный расход почти на 40% больше, чем у активного раствора.

Загрузите этот пример бесплатно

Из-за большого количества задействованных переменных (например,грамм. рейтинги эффективности, затраты на электроэнергию, стоимость системы, характеристики прототипа дома), инженерам-энергетикам следует рассмотреть широкий спектр имитационного анализа, чтобы определить лучшую модель эффективности. Идеальная интеллектуальная система отопления — это баланс нескольких факторов.

Платформы CAE, такие как SimScale, рассматривают все три основные модели теплопередачи: теплопроводность, конвекцию и излучение. Тепловое моделирование SimScale позволяет проводить термодинамический анализ для оптимизации систем отопления: улучшать эффекты нагрева, прогнозировать тепловое расширение и теплопроводность, а также определять оптимальные материалы.Кроме того, термодинамические модели облегчают исследование распределения температуры в различных компонентах систем отопления, таких как котлы, печи или тепловые насосы, а также экономию энергии за счет отслеживания теплового потока.

Анализ трубы котла пароперегревателя

Этот анализ ползучести трубы котла пароперегревателя является лишь одним примером того, как функция термического анализа SimScale может быть использована для улучшения проектирования или улучшения систем или компонентов отопления. Библиотека SimScale Public Projects — это бесплатная платформа, на которой опытные инженеры-энергетики и строители могут иметь легкий доступ к моделированию, а менее опытные пользователи могут учиться на более чем 15000 бесплатных настройках моделирования, используя их в качестве шаблонов для своих собственных проектов отопления и охлаждения.

SimScale — первая в мире платформа облачного моделирования, позволяющая выполнять CFD, FEA или термический анализ . Подпишитесь на 14-дневную бесплатную пробную версию и присоединитесь к сообществу из 70 000 инженеров и дизайнеров. Платежные данные не требуются.

Ссылки:

[1] Newport Partners LLC, «Сравнение производительности систем отопления жилых домов: энергия, экономика, выбросы и комфорт», июль 2013 г.

Итак, что же такое электрификация зданий?

Здания были впервые электрифицированы почти 150 лет назад.Так почему же «электрификация зданий» сейчас входит в число самых популярных модных словечек в энергетической отрасли?

Большинство зданий работают на нескольких видах топлива. Они используют электричество для питания светильников, холодильников и электронных устройств. И они потребляют ископаемое топливо, такое как природный газ или пропан, для питания печей, котлов и водонагревателей.

Эта постоянная зависимость от ископаемого топлива делает здания одним из крупнейших источников загрязнения, вызывающего потепление планеты. В Соединенных Штатах на здания приходится примерно 40 процентов энергопотребления страны и выбросов парниковых газов, и почти половина всех домов использует природный газ в качестве основного топлива для отопления.

Термины «электрификация зданий», «полезная электрификация» и «декарбонизация зданий» описывают переход на использование электричества, а не ископаемого топлива для отопления и приготовления пищи. Цель такого перехода: полностью электрические здания, работающие от солнца, ветра и других источников безуглеродного электричества.

Какие технологии используются при электрификации зданий?

Тепловые насосы большие. Электрификация зданий сегодня является привлекательной альтернативой, поскольку приборы и оборудование, работающие на ископаемом топливе, уже имеют жизнеспособные заменители электричества.Это просто вопрос изготовления переключателя и оплаты за него.

Тепловые насосы — основа технологии повсеместной электрификации зданий. В отличие от обычных печей или котлов, которые сжигают топливо для производства тепла, тепловые насосы используют электричество для отправки тепла туда, где оно необходимо, или для отвода тепла там, где его нет, как в холодильнике. А поскольку тепловые насосы могут либо отводить тепло из помещения во время сезона охлаждения, либо улавливать тепло снаружи от земли или воздуха и забирать его зимой в помещении, они предлагают преимущество два к одному: обогрев и кондиционирование воздуха от одного и того же оборудования. .

В полностью электрифицированном доме или офисе печи и котлы, которые сегодня работают на природном газе, пропане или мазуте, можно заменить на наземные или воздушные тепловые насосы. Газовые водонагреватели можно заменить водонагревателями с тепловым насосом. А на кухне газовые духовые шкафы и конфорки можно заменить электрическими плитами и индукционными варочными панелями.

Тепловые насосы намного эффективнее заменяемого ими оборудования. Воздушные тепловые насосы или водонагреватели с тепловыми насосами в три-пять раз более энергоэффективны, чем их аналоги, работающие на природном газе.И исследователи используют искусственный интеллект, чтобы сделать тепловые насосы еще более эффективными.

Имеет смысл для умеренного климата. Но работают ли тепловые насосы в холодную погоду?

Да, и технологии улучшаются.

Распространено заблуждение, что тепловые насосы выйдут из строя при сильном морозе. Не так. Недавний отчет Института Скалистых гор (RMI) показал, что тепловые насосы для холодного климата могут обогревать дома, даже когда температура наружного воздуха опускается до -12 градусов по Фаренгейту.

Мэн настолько уверен в производительности тепловых насосов для холодного климата, что штат поставил перед собой цель установить 100 000 тепловых насосов к 2025 году.

«Это правда, что более старые модели и модели, предназначенные для использования в южном или среднеатлантическом климате, не работают так хорошо при очень низких температурах, которые мы наблюдаем здесь. Но те, которые мы продвигаем, отлично работают при таких температурах, — сказал GTM Майкл Стоддард из Efficiency Maine.

Есть ли другие преимущества электрификации зданий?

Да, включая здравоохранение и безопасность. Растущее количество исследований документирует опасность, которую представляет загрязнение воздуха в помещениях в домах с газовыми плитами.

RMI и несколько групп по защите окружающей среды и общественных интересов недавно опубликовали отчет, в котором анализируются два десятилетия исследований связи между сжиганием газа в помещении для приготовления пищи и негативными последствиями для здоровья человека. Исследователи обнаружили, что приготовление пищи на газе может привести к повышению уровня диоксида азота и оксида углерода, что нарушит стандарты загрязнения окружающей среды, и что у детей, живущих в доме, где готовят на газе, риск заболевания астмой повышается на 42%.

Когда сети ресторанов, профессиональные повара и домашние повара начинают готовить на электрических плитах или индукционных плитах, они, как правило, предпочитают мощность, контроль — и безопасность — полностью электрическому приготовлению пищи.

Дороже ли эксплуатировать здания на 100% электроэнергии?

Это зависит. Полная электрификация, как правило, является более дешевым вариантом в новостройках. Строители избегают затрат на установку линий и счетчиков природного газа, а повышение энергоэффективности может сдерживать рост счетов за электроэнергию. Другой отчет RMI показал, что новые дома, оборудованные электрическими тепловыми насосами, плотной оболочкой здания и солнечными панелями на крыше, экономичны даже в регионах с холодным климатом, таких как Дулут, Миннесота.

Для существующих зданий все немного сложнее.

Исследования показали, что во многих случаях владельцы зданий могут снизить общее потребление энергии, снизить свои счета за электроэнергию и сократить выбросы при замене печей, котлов и водонагревателей на жидком топливе и пропане электрическими тепловыми насосами. Но потребители могут заплатить более высокую первоначальную стоимость за установку тепловых насосов с воздушным источником или водонагревателей с тепловым насосом вместо газовых моделей.

На большей части территории страны скидки или другие льготы еще не доступны для более эффективного электрического оборудования.Владельцам старых зданий, возможно, придется платить за обновление электрических панелей и вкладывать средства в повышение энергоэффективности, чтобы обеспечить полную электрификацию.

Сможет ли сеть справиться с повсеместным переходом на полностью электрические здания?

Вроде так, но будут сложности; сетевые операторы должны быть готовы к новому сезонному пику. Потребуются постоянные инвестиции в утепление домов, установку гибких, адаптируемых к сети водонагревателей с тепловыми насосами, развертывание долговременных накопителей энергии и другие меры для снижения пикового спроса на электроэнергию во время продолжительных холодных погодных явлений.

Электрификация в масштабах всей экономики (включая транспорт) может увеличить потребление электроэнергии в США до 38 процентов к 2050 году, по данным Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии. Однако общее использование «конечной энергии» сократится до 21 процента, поскольку электрические технологии конечного использования намного более эффективны, чем эквивалентное оборудование, работающее на ископаемом топливе.

В недавней статье исследовательская организация Pecan Street из Остина обнаружила, что если бы каждый частный дом в Техасе был переведен с природного газа на электрическое отопление, домохозяйства сэкономили бы до 452 долларов в год на своих счетах за коммунальные услуги, но штат штата энергосистема перейдет на зимний пик.«Сеть может развиваться, чтобы справиться с этим. Это не полное переосмысление того, как должна работать сеть », — сказал GTM соавтор Джошуа Роудс.

Что нарушит статус-кво?

В конечном итоге все сводится к сочетанию политического давления и тяги потребителей.

Как и во многих аспектах энергетического перехода Америки, Калифорния взяла на себя ведущую роль в политике. Уже около 30 городов и округов США, в основном в Калифорнии, последовали примеру Беркли в принятии постановлений, которые либо поощряют, либо предписывают использование полностью электрических зданий при новом строительстве.

Комиссия по коммунальным предприятиям Калифорнии занята написанием правил для программы стоимостью 200 миллионов долларов, которая обеспечит стимулы для использования низкоуглеродных технологий в помещениях и водяного отопления в новых и существующих зданиях. И комиссия недавно пересмотрела устаревшие правила, по которым электрические помещения и водонагреватели не подлежат льготам на миллиарды долларов в рамках калифорнийских программ повышения энергоэффективности, финансируемых налогоплательщиками.

Регулирующие органы Калифорнии недавно одобрили еще 45 миллионов долларов на льготы по водонагревателям с тепловыми насосами до 2025 года.Регулирующие органы штата Нью-Йорк пошли еще дальше, одобрив в том же году финансирование тепловых насосов на сумму почти полмиллиарда долларов.

Повышение осведомленности потребителей остается проблемой. Недавний опрос показал, что большинство калифорнийцев не знакомы с тепловыми насосами и индукционными варочными панелями, несмотря на то, что 70 процентов предпочитают ветер и солнечную энергию природному газу для электроприборов в своих домах. Но в юрисдикциях с благоприятными тарифами на электроэнергию и льготами, таких как регион, обслуживаемый муниципальной службой Сакраменто, полностью электрические дома уже становятся стандартом для нового строительства.

Guidehouse Insights (ранее Navigant Research) ожидает, что глобальная выручка от полностью электрических домашних технологий вырастет в пять раз до 12,9 млрд долларов к 2029 году, даже несмотря на то, что осведомленность потребителей отстает.

Кто-нибудь выступает против перехода на полностью электрические здания?

Газовые компании, естественно.

Исследование Американской газовой ассоциации пришло к выводу, что «политическая электрификация жилых домов», то есть запреты на отопительное оборудование, работающее на ископаемом топливе, будет «обременительной для потребителей и экономики» и приведет к резкому скачку пикового спроса на электроэнергию.Сторонники чистой энергии подвергли сомнению предположения о стоимости и выбросах в исследовании.

Газовая компания Южной Калифорнии, одна из крупнейших в стране газовых компаний, мобилизовала усилия, чтобы помешать электрификации зданий в штате. SoCalGas привлекла внимание к финансированию группы сторонников газа, Californians for Balanced Energy Solutions, которая работает над предотвращением принятия местными органами власти постановлений о полностью электрических зданиях.

В Аризоне губернатор Дуг Дьюси (справа) недавно подписал законопроект, запрещающий муниципалитетам вводить в действие кодексы или постановления, запрещающие использование природного газа в зданиях.

Я слышал о «возобновляемом природном газе». Это альтернатива ископаемому газу?

Да, но возможности выглядят довольно ограниченными.

Газовые компании заявляют, что возобновляемый природный газ, улавливаемый очистными сооружениями, молочными заводами и другими источниками органических отходов, может заменить природный (ископаемый) газ и сократить выбросы парниковых газов. Но даже исследования, проведенные при поддержке газовой промышленности, показывают, что возобновляемый природный газ может заменить лишь небольшой процент текущего потребления газа в Калифорнии (9 процентов) или по всей стране (14 процентов).

В недавнем отчете (PDF), подготовленном для Энергетической комиссии Калифорнии, было обнаружено, что «электрификация зданий, вероятно, будет более дешевой и менее рискованной долгосрочной стратегией по сравнению с возобновляемым природным газом».

Есть ли другие проблемы при переходе на полностью электрические здания?

Конечно. На самом деле существует длинный список проблем, хотя все они могут быть преодолены. Среди них: как профинансировать масштабное переоборудование для электрификации существующих зданий? Как лучше всего развеять мифы об электрификации для подрядчиков («Тепловые насосы не работают на морозе!») И потребителей («Я не откажусь от своей газовой плиты!»)? А как избавиться от устаревших нормативных барьеров?

Первопроходцы уже указывают путь — см. Профиль GTM о стремлении одной семьи отказаться от бензина в своем доме в Калифорнии.

Также вырисовываются проблемы с акциями. Без вмешательства политиков первыми электрифицировать будут те здания, у владельцев которых будет больше всего средств для этого. Поскольку эти здания отказываются от газа, оставшиеся потребители могут нести большую долю затрат на эксплуатацию и обслуживание системы распределения.

Каким бы ни был путь вперед, политические лидеры должны разработать долгосрочные планы по свертыванию унаследованных систем добычи ископаемого газа, не оставляя домашних хозяйств с низкими доходами платить за потенциально неэффективные активы.

***

Хотите глубже? Загрузите бесплатное резюме отчета Вуда Маккензи «Электрификация отопления жилых и коммерческих помещений».

Варианты проектирования механической части для обогрева и охлаждения жилых домов

Существует широкий спектр вариантов конструкции механической части, позволяющий удовлетворить потребности жилых зданий в отоплении и охлаждении. Обычно эти системы различаются по средам, используемым для нагрева или охлаждения.

  • Водопровод: Тепловые насосы источника воды, радиаторы с чиллерами, градирни и бойлеры.
  • Воздуховоды: Моноблоки на крыше, моноблоки на потолке
  • Линии хладагента: Сплит-системы, системы VRF
  • Прямой: Используется кондиционерами оконного типа и установками PTAC, которые работают непосредственно между внутренним и внешним помещениями, без воздуховодов.

В этой статье будет представлен обзор некоторых из наиболее распространенных вариантов механической конструкции, используемых для внутренних жилых помещений, а также сильных сторон и ограничений каждого типа системы:

Система HVAC Среда нагрева / охлаждения

1) Четырехтрубная система с охладителем, градирней и бойлером

2) Водяной тепловой насос с градирней и бойлером

3) Система VRF с крышными конденсаторами и газовым котлом

4) Блок PTAC с электрическим резистивным нагревом

Водопровод

Водопровод

Трубопровод хладагента

Прямой


Ваше решение HVAC должно быть адаптировано к вашим потребностям, чтобы обеспечить максимальную энергоэффективность и минимизировать затраты на строительство в вашем жилом здании.



Вариант конструкции механической части № 1: четырехтрубная система с охладителем, градирней и бойлером

Эта механическая конструкция получила свое название от того факта, что она имеет два отдельных водяных контура, один по которому течет горячая вода, а другой — по охлажденной воде, каждый с подающей и обратной трубой. Основной принцип работы четырехтрубных систем следующий:

  • Охлаждение осуществляется с помощью чиллера и градирни: контур охлажденной воды используется для отвода тепла из внутренних помещений, а градирня используется для отвода тепла на улице.Если компрессор чиллера оснащен частотно-регулируемым приводом, эта система может обеспечить очень высокую эффективность в режиме охлаждения.
  • Тепловая эффективность определяется типом котла. В целом газовые котлы обычно более рентабельны, чем котлы, работающие на жидком топливе или электрическом резистивном нагреве.
  • Фанкойлы
  • оснащены змеевиками с горячей и холодной водой, что дает им возможность работать в любом режиме.

Основным преимуществом четырехтрубных систем является их способность использовать оба режима работы одновременно и независимо.Это может быть особенно полезно, если потребности в отоплении и охлаждении различаются в разных зонах здания, особенно в многоквартирных домах и многоквартирных домах, где предпочтения и графики обычно меняются в зависимости от жильцов. Конечно, установка четырехтрубной системы является дорогостоящей из-за наличия трех отдельных водяных контуров: два для распределения холодной и горячей воды, а третий используется охладителем для отвода тепла через градирню.

Вариант конструкции механической части № 2: Водяные тепловые насосы с градирней и бойлером

Тепловой насос можно описать простым языком как реверсивный кондиционер: он может обеспечивать охлаждение помещения через цикл охлаждения, но также может работать в режиме отопления с гораздо более высокой эффективностью, чем большинство типов котлов, особенно бойлеров с электрическим сопротивлением.

Благодаря своей реверсивной работе тепловые насосы, работающие на водной основе, обеспечивают большую гибкость в жилых домах. Отдельные блоки могут быть настроены на работу в различных режимах, а в комбинированных системах отопления и охлаждения вся система может быть чрезвычайно эффективной:

  • Тепловые насосы в режиме охлаждения отбирают тепло из помещений и отдают его в общий водяной контур.
  • Затем тепловые насосы в режиме обогрева могут отбирать тепло, которое теперь переносится водой, и при необходимости отдавать его в помещение.

Тот факт, что тепловые насосы используют один и тот же водяной контур, означает, что градирня и котел должны только уравновешивать системные нагрузки, а не удовлетворять их полностью:

  • Если охлаждающая нагрузка превышает тепловую нагрузку, градирня должна учитывать только разницу тепла, а не общее тепло, отводимое из всех помещений.
  • Та же самая логика применяется, если тепловая нагрузка выше, чем холодильная нагрузка: котел должен компенсировать только разницу, а не полную тепловую нагрузку.
  • Если тепловая и холодильная нагрузки уравновешивают друг друга, и градирня, и котел могут оставаться выключенными.

Четырехтрубная система лишена этих возможностей: чиллер должен принимать на себя полную охлаждающую нагрузку, в то время как котел обеспечивает полную тепловую нагрузку — все тепло, поглощенное в контуре охлажденной воды, отводится градирней и не может быть использовано. для отопления помещений, поскольку водяные контуры независимы.

Системы

HVAC на основе водяных тепловых насосов чрезвычайно эффективны, хотя и дороги из-за того, что каждая зона должна быть оборудована отдельным тепловым насосом, помимо общего водяного контура, градирни и бойлера.

Вариант механической конструкции № 3: Система VRF с крышными конденсаторами и газовым котлом

VRF означает переменный поток хладагента, а системы VRF получили свое название от того факта, что хладагент используется для передачи тепла вместо воды:

  • Один или несколько удаленных конденсаторов обеспечивают поток хладагента для нескольких внутренних фанкойлов, а привод с регулируемой скоростью используется для регулирования потока в соответствии с нагрузкой. Агрегаты также могут обеспечивать собственное отопление.
  • Для дополнительного отопления в систему можно добавить газовый котел с периметральным излучением.
  • Двухтрубные системы VRF требуют, чтобы все фанкойлы работали в одном режиме, но с трехтрубными системами можно обеспечить одновременный обогрев и охлаждение для разных областей здания.

Помимо эксплуатационной гибкости, преимуществом этого варианта механической конструкции является простота установки: трубопроводы хладагента более компактны, чем трубопроводы для воды и воздуховоды. Эти системы по-прежнему занимают относительно небольшую долю рынка в США, но очень распространены в Японии, где они были разработаны, и в Европе.Согласно ASHRAE, системы VRF имеют тенденцию иметь сопоставимую стоимость со стоимостью систем на основе чиллеров, потенциально более высокую, если технологию необходимо импортировать.

Модульный характер систем VRF — еще один сильный аргумент в пользу этой технологии. Если будет расширение здания, можно расширить систему, просто добавив новый конденсатор и соответствующие внутренние испарители.


Ваше системное решение HVAC должно быть адаптировано к вашим потребностям, чтобы обеспечить максимальную энергоэффективность и минимизировать затраты на строительство в вашем жилом здании.


Механическая конструкция Вариант № 4: Агрегаты PTAC с электрическим резистивным нагревом

Блочные оконечные кондиционеры (PTAC) представляют собой компактные системы, очень похожие на старые кондиционеры оконного типа: система является автономной и не требует трубопроводов хладагента, водопровода или воздуховодов, что значительно снижает стоимость установки. Некоторые агрегаты PTAC оснащены резистивным нагревателем, что позволяет им работать как в режиме нагрева, так и в режиме охлаждения.

Блоки

PTAC обладают тем преимуществом, что являются автономными и независимыми друг от друга.Это дает им преимущество в проектах, которые будут строиться в несколько этапов, например, в многоквартирных домах, поскольку можно по мере необходимости увеличивать мощность HVAC, не имея общей системы, от которой зависят все блоки.

Основным ограничением этой механической системы является то, что они, как правило, превосходят другие системы с точки зрения эффективности, особенно в режиме нагрева. Резистивное нагревание имеет коэффициент полезного действия 1,0, что означает, что они должны потреблять один ватт электроэнергии на каждый ватт нагрева; с другой стороны, тепловые насосы обычно работают с COP 2.5 или более, или даже более 4,0, если выбран высокоэффективный тепловой насос.

Заключительные замечания

Существует широкий спектр технологий отопления и охлаждения для жилых домов, а также высокая степень гибкости в настройке всей системы. Ни одна система не может считаться лучше остальных при любых обстоятельствах — каждый проект предлагает уникальные условия, в которых одни технологии предпочтительнее других.

Какая механическая конструкция вам больше всего подошла? Дайте нам знать, комментируя ниже.Если вам нужна дополнительная помощь в выборе лучшей системы HVAC, нажмите здесь, чтобы узнать о наших услугах в области машиностроения.

Может ли мое здание выключить тепло в апреле?

Q: Руководство моего кооператива Kips Bay обычно переключает нашу систему отопления и охлаждения на кондиционирование за несколько недель до окончания отопительного сезона, установленного городом. Руководство утверждает, что изменение системы — дело сложное и дорогое, поэтому, если что-то изменится, пути назад уже не будет до следующего сезона.В прошлом году в здании было установлено кондиционирование в апреле. В результате, когда температура упала ранней весной, тепла не было, и многим жильцам стало холодно. Обогреватели неэффективны и вредны для наших счетов за электричество. Какие средства должны быть у арендаторов, чтобы заставить руководство здания соблюдать городские правила?

A: Городские правила требуют, чтобы владельцы жилых домов, включая арендаторов, кооперативов и кондоминиумов, отапливали свои здания с 1 октября по 31 мая. В течение этого периода, известного как сезон тепла, если температура наружного воздуха опускается ниже 55 градусов между 6 а.м. и 22:00 температура в помещении должна быть не ниже 68 градусов; и с 22:00 до 6 часов утра температура в помещении должна быть не ниже 62 градусов.

«Соблюдение этих требований является обязательным и безоговорочным», — сказал Эндрю Дж. Вагнер, юрист по недвижимости из манхэттенского офиса юридической фирмы Anderson Kill.

Правила не меняются только потому, что переключение с обогрева на кондиционирование обременительно или дорого. К зданию, в котором квартиры не отапливаются надлежащим образом, могут быть применены штрафы, пени и приказы о соблюдении.Жильцам не следует использовать обогреватели, которые не только тратят впустую электроэнергию, но и не особенно безопасны и эффективны.


Неспособность поддерживать тепло также нарушает гарантию пригодности для проживания — правило штата, которое применяется к кооперативам и арендаторам. Если этой весной в вашей квартире холодно, как и раньше, запишите, когда это произойдет, прикрепив термометр к стене и сделав снимок температуры с датой и временем. Запишите информацию в журнал.Сообщите эту информацию управляющему агенту и настаивайте на том, чтобы в здании соблюдались правила городского отопления. Ваши соседи должны поступить так же.

Если ничего не изменится, позвоните по номеру 311 и сообщите о состоянии или подайте жалобу через Интернет. Город должен выслать инспектора, который может констатировать нарушение. В конечном итоге арендатор может подать так называемое дело HP в жилищный суд, где судья может приказать зданию соответствовать правилам. Но есть надежда, что дом снова включит тепло по настоянию жильцов или города.

Чтобы получать еженедельные новости о жилой недвижимости по электронной почте, подпишитесь здесь. Следуйте за нами в Twitter: @nytrealestate.

(PDF) СРАВНЕНИЕ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ В ЖИЛОЙ ЗДАНИИ

Кроме того, при прерывистом солнечном обогреве и

в зону попадает

свободных приростов; системы отопления

могут не реагировать достаточно быстро, и температура поднимается на

выше заданного значения. Радиаторами легче управлять

, хотя они показывают колебания, когда температура

резко возрастает или когда в зоне излучается

свободного усиления, но это типично для пропорционального управления

(Ast, 1988).Следовательно, среднегодовая температура

в дневной зоне составляет

примерно на 0,6 градуса выше при использовании систем напольного отопления

, как показано в таблице 1.

LT-радиаторам требуется такое же количество энергии в распределении

. система как HT-радиаторы, хотя они

вводят больше энергии в зоны, которые нагреваются. Это

показывает, что дополнительные тепловые потери из трубопровода при высоких температурах

за пределами этих зон в основном рекуперируются.Тем не менее, продуктивный КПД

HT-системы ниже и не все потери тепла

в складское помещение, где находится котел

, рекуперируются. Дополнительные потери при высоких температурах

высоки для такой маленькой зоны и

, следовательно, средняя температура примерно на 1,6 ° C

выше, что приводит к дополнительным потерям в среде

.

При сравнении результатов модулирующих котлов с датчиком наружной температуры и

без управления датчиком наружной температуры

, первые работают немного лучше, отчасти из-за

повышения эффективности производства, поскольку более низкие температуры воды

вызывают меньшие потери в окружающую среду ,

и частично из-за лучшего контроля, который реализуется

при более низкой годовой средней температуре в здании

в таблице 1.Эффективность горелки вряд ли

зависит от переменной температуры котла.

Конденсационные котлы

Сравнение таблиц 2 и 1 показывает, что система распределения

реагирует одинаково, что логично

, поскольку модулирующие свойства обоих котлов

равны. Однако КПД горелки конденсационных котлов

намного выше при низких температурах

, как показано на рисунке 4 выше. Системы отопления Floor

в сочетании с конденсационными котлами

будут работать лучше, чем HT-радиаторы.Последний вариант

вряд ли улучшится, если установлен конденсационный котел

, потому что сгоревшие газы

не будут конденсироваться при таких высоких температурах. Более того, если учесть

дополнительных потерь электроэнергии от вентилятора

, то небольшая прибыль будет нейтрализована квази

.

LT-радиаторы по-прежнему превосходят панели теплого пола

по тем же причинам, что и модулирующие котлы,

, но введение датчика внешней температуры

имеет большее влияние, поскольку горелка

более зависима от температуры.Радиаторы HT-

работают даже на 5% лучше с таким регулятором

, потому что в теплообменнике может достигаться температура

, при которой появляется конденсат.

Зависимость температуры воздуха от рабочей

Система напольного отопления излучает примерно такое же количество энергии

, которое выделяет конвекция,

в зависимости от фактических температур пола, стен и воздуха

. Современные конвекто-радиаторы

использовали в нашем моделировании, однако гораздо больше полагаются на конвекцию

.Следовательно, рабочая температура

, средневзвешенная температура воздуха

и температура поверхности на

выше, чем температура воздуха для напольного отопления, и наоборот

для радиаторного отопления.

Подогрев пола, таким образом, выиграет от управления

в зависимости от рабочей температуры,

, что показано в таблице 3.

Без ночного режима

Таблица 4 показывает, что использование ночного режима с возвратом в дневную зону

имеет практически не влияет на потребление энергии

системы теплого пола.Напольное покрытие

с большим тепловым запаздыванием потребляет на 0,1% меньше, более легкая версия

— всего на 0,5%. Это контрастирует с

с разницей в 5% и 8% для HT и LT-радиаторного отопления

соответственно. Повышение средней температуры

в этих случаях также намного выше.

Изоляция вокруг трубопроводов

Небольшие различия в общем потреблении в таблице

5 и более высокое тепловыделение в зонах в случае изолированных труб

доказывают, что большая часть потерь

в соседних зонах компенсируется.Несколько более высокие температуры на

дают представление о рекуперируемых потерях, отличных от

. Двухконтурный котел и модулирующий котел

на высокую температуру кажутся эквивалентами

.

ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты нашего тематического исследования показывают, что радиаторы LT-

превосходят по своим характеристикам альтернативу напольному отоплению.

Только системы теплого пола, которые работают на конденсационном котле

и используются для поддержания постоянной температуры

, равной рабочей температуре

, которую производят LT-радиаторы, могут конкурировать с

этими радиаторами.

Проблемы возникают, когда желаемая температура не является постоянной

, а солнечная и свободная выгоды создают профиль прерывистой тепловой нагрузки

. Адаптивное управление с прогнозированием

могло бы улучшить управление этими системами

с таким большим тепловым запаздыванием. Еще одно решение

— ограничение обогрева пола

и использование его только в качестве основного обогрева.

Потери распределительной системы кажутся

почти полностью восстановленными в других зонах здания

, но это сильно зависит от здания (изоляция)

.Изучение этой связи будет нашим основным будущим исследованием

.

Здания, отапливаемые человеческим теплом

В палатах для пациентов должна поддерживаться температура 22 ° C (71,6F), что обеспечивается улучшенной теплоизоляцией. Поскольку окна с тройным остеклением не позволяют холодному воздуху проникать в здание, это снижает потребность в энергии, необходимой для обогрева здания. В больнице также используется система вентиляции, которая предварительно нагревает свежий воздух перед его поступлением в комнату, чтобы поддерживать температуру в помещении и предотвращать появление неприятных запахов.

Уютные дома

В то время как большие, загруженные здания, такие как больницы или станции, могут обогреваться множеством тел, индивидуальные жилища с небольшим количеством людей также могут получить выгоду от тепла тела. Эта форма дизайна, подогреваемого человеком, возникла несколько десятилетий назад. Немецкий архитектор Вольфганг Файст построил первое здание в 1990 году с тем, что он назвал «пассивным домом», который призван значительно снизить потери тепла.

«В конце 1970-х годов мы поняли, что более трети всей энергии, потребляемой в Европе, использовалось только для отопления зданий.На физическом факультете, где я проводил исследования, мы очень хорошо знали, что лучшая изоляция может спасти почти все это », — говорит Файст.

В зданиях с такой конструкцией большое внимание уделяется теплоизоляции, включая воздухонепроницаемую оболочку здания, двойное или тройное остекление, систему вентиляции с рекуперацией тепла и предотвращение так называемого «теплового моста». Тепловой мост — это область в оболочке здания, которая имеет более высокую теплопроводность, чем окружающие материалы, и может позволить теплу выходить из дома.

Сохраняя как можно больше тепла внутри, он может снизить потребность в отоплении в здании, которая затем может быть удовлетворена за счет «пассивных» источников, таких как солнечное излучение и тепло от людей внутри и технических устройств.

Тепло тела — это лишь один из многих элементов дизайна пассивного дома, но он очень важен. «Мой коллега из Дании однажды пошутил над этим:« The Weather Channel сказал, что на выходных похолодало. Может, пригласим друзей, чтобы в доме было тепло? », — смеется Файст.

Институт пассивных домов, основанный Файстом, утверждает, что такие здания потребляют примерно на 90% меньше тепловой энергии, чем обычные здания, и на 75% меньше энергии, чем средние новые постройки. По оценкам Файста, дополнительные затраты на такой дизайн для односемейного пассивного дома составляют до 8%.

Начиная с 1990-х годов, многие страны приняли дизайн пассивных домов. По состоянию на январь 2020 года институт зарегистрировал 25000 сертифицированных устройств по всему миру.

По словам Янсона, проект пассивного дома

— это не что иное, как способ строительства энергоэффективных зданий с хорошим микроклиматом в помещении круглый год.

«[Пассивный] дом спроектирован для поддержания хорошего климата в помещении круглый год, иначе это не пассивный дом. Он работает как термос, так же хорошо, как удерживает тепло внутри, — объясняет она.

Дизайн человека

Хотя тепло тела является инновационным и устойчивым источником энергии, оно имеет свои ограничения.

Littot из Paris Habitat говорит, что самая большая проблема для проектов, стремящихся использовать тепло от инфраструктуры, такой как вокзалы, — это найти пространство. «Этот тип проекта особенно подходит для некоторых новых построек рядом с расширением линии метро, ​​где первоначальное планирование может быть интегрировано с решением по восстановлению метро с самого начала», — говорит она. Но такое перспективное планирование — редкость, и ее компания не смогла найти другой реальной возможности реализовать аналогичный проект во Франции.

Зданий | Бесплатный полнотекстовый | Сравнение потребления энергии для обогрева жилых зданий на основе традиционных методов и методов, основанных на моделях

1. Введение

Мировое потребление энергии быстро растет, и высказываются опасения по поводу проблем с поставками, истощения энергетических ресурсов и серьезного воздействия на окружающую среду [1] . В то же время глобальный вклад зданий в потребление энергии регулярно увеличивал цифры на 20-40% в развитых странах [1].На строительный сектор в Европе приходилось почти 41% от общего потребления энергии в 2010 году [2]. На жилые дома в настоящее время уходит 30% среднего мирового потребления энергии и 25% среднего потребления энергии в Европейском Союзе [3]. Энергопотребление этих жилых зданий сильно зависит от климатических условий, физических характеристик, бытовых приборов, поведения жильцов и формы собственности [3]. До недавнего времени энергоэффективность зданий была относительно низким приоритетом.Однако с ростом и осознанием проблем использования энергии и достижений в области рентабельных технологий энергоэффективность становится серьезной проблемой для владельцев зданий как в коммерческом, так и в жилом секторах.

В этом исследовании основное внимание уделяется экономии энергии для отопления помещений отапливаемых жилых зданий в холодных климатических условиях, например в странах Северной Европы. Например, скандинавские страны, такие как Норвегия, обычно остаются в условиях холодного климата в течение одной трети года, что приводит к высокому потреблению энергии для отопления помещений.Чтобы обеспечить тепловой комфорт жильцов и избежать замерзания источников воды, важно отапливать здания. Кроме того, необходимо нагреть здание до определенной температуры, даже когда в нем нет людей, чтобы избежать воздействия на источники воды.

В зданиях используются различные методы управления системами отопления. Это могут быть либо классические контроллеры, такие как двухпозиционные и ПИД-регуляторы (пропорционально-интегрально-производные), либо контроллеры более продвинутого типа, интегрированные с математической моделью здания [4].Классические контроллеры имеют простую конструкцию и низкую начальную стоимость, что делает их наиболее часто используемыми контроллерами в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха как в коммерческих, так и в жилых зданиях [5]. Двухпозиционное регулирование — один из старейших методов, применяемых в зданиях с целью экономии энергии и теплового комфорта людей. Этот простой, быстрый и недорогой контроллер с обратной связью принимает только двоичные входы. Он до сих пор используется в жилых и коммерческих зданиях в качестве известного термостата [5].Хотя термостат простой и недорогой, он часто не может точно отслеживать заданное значение и, следовательно, может быть неэффективным. Кроме того, он не универсален и не эффективен в долгосрочной перспективе [6,7,8]. Так же, как двухпозиционное управление, ПИД-регулирование также является механизмом обратной связи, который не использует знания / модель интересующей системы. Он определяет отклонение и регулирует управляющий сигнал в соответствии с этим значением. В алгоритме ПИД-регулирования используются три отдельных метода управления: (i) пропорциональный; (ii) интегральная; и (iii) производная.Управляющий сигнал доставляется на основе взвешенной суммы этих трех действий. Динамика тепловых процессов в здании обычно медленно реагирует. Таким образом, пропорциональное регулирование может использоваться в управлении температурой в здании с хорошей стабильностью и разумным смещением [5]. Производный член борется с внезапными изменениями нагрузки. Тем не менее, небольшое количество шума измерения и процесса может вызвать большие отклонения в выходном сигнале из-за члена производной [5]. Несмотря на то, что ПИД-регулирование легко реализовать и имеет ряд преимуществ [5], он может быть не самым подходящим регулятором для управления зданием по нескольким причинам [9].Требуется настроить три параметра для каждой зоны здания, что занимает много времени, а повторная настройка может быть неудобной. ПИД-регуляторы не могут обрабатывать случайные возмущения, поэтому могут возникать большие отклонения от заданного значения. ПИД-регуляторы также могут иметь превышение регулирующего параметра, что может быть проблемой при регулировке температуры в здании. Стандартный ПИД-регулятор предполагает систему с одним входом и одним выходом, что может вызвать неприемлемые отклонения в строительных системах, которые имеют многопараметрическое поведение [9], поскольку они работают с низкой энергоэффективностью, которая может не подходить в течение длительного времени. запустить [9].Тепловая динамика здания имеет многопараметрическое поведение из-за теплового взаимодействия между различными зонами и системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC). Классические контроллеры в такой многопараметрической системе здания могут не обеспечивать такой высокий КПД, как ожидалось. Усовершенствованные контроллеры с математической моделью отопления здания могут устранить эти ограничения [9]. Эти алгоритмы строго разработаны для конкретного здания. Таким образом, усовершенствованные контроллеры с математической моделью отопления здания могут сэкономить больше тепловой энергии в зданиях, обеспечивая при этом лучший тепловой комфорт жильцов.Нежилые здания, такие как школы и офисы, периодически заполняются и имеют регулярные часы работы, что позволяет легко контролировать их обогрев. Кроме того, жилые дома также могут быть признаны помещениями с перерывами в заселении. В этих зданиях также можно настроить более низкие уставки температуры в периоды отсутствия людей и в ночное время. Комфортную температуру необходимо поддерживать только в рабочее время. На рисунке 1 показано изменение температуры типичного жилого дома в будний день.Когда люди находятся далеко или спят, температуру можно снизить до значения, которое не повлияет на источники воды внутри здания. Перед прибытием или пробуждением людей необходимо включить систему обогрева или повысить заданную температуру, чтобы комфортная температура была достигнута в нужное время. Если температура находится в комфортном диапазоне до заселения, энергия тратится впустую, и, наоборот, если температура достигает комфортного диапазона после заселения, это может быть неудобно для жителей.Следовательно, необходимо иметь «оптимальное время нагрева». Оценка времени нагрева для небольших зданий с использованием математических моделей, основанных на физике, объясняется далее в [10], в зависимости от меняющихся климатических условий и меняющихся тепловых нагрузок. Возможная экономия энергии в этих зданиях определяется падением температуры в периоды отсутствия людей и ночей, а также периодом восстановления температуры в системе отопления.

Цель данного исследования — продемонстрировать, сколько энергии для обогрева помещения можно сэкономить, используя динамическую модель здания (с оценкой времени нагрева) для управления.Как упоминалось ранее, передовые методы управления интегрируются с математической моделью интересующей системы. Когда дело доходит до управления зданиями на основе математических моделей, управление с прогнозированием моделей (MPC) стало одним из основных интересов. В литературе примеры экономии энергии на основе моделей можно найти в основном в направлении методов MPC. Некоторые примеры, демонстрирующие потенциал энергосбережения MPC и традиционных контроллеров, будут представлены здесь для сравнения.Тем не менее, это исследование не фокусируется на ПДК, а вместо этого представляет общий обзор потенциала энергосбережения при обогреве помещений в зданиях при использовании математических моделей.

Morosan et al. провели тематическое исследование и представили, что централизованные и распределенные стратегии управления с прогнозированием моделей (MPC) могут снизить потребление энергии на 13,4% по сравнению с традиционными стратегиями управления P (пропорциональное), PI (пропорционально-интегральное) и двухпозиционное управление для выбранных день в зависимости от занятости [11].В [12] дается оценка потенциала энергосбережения зданий с использованием ПДК, классического ПИ-регулирования и ПИ-регулирования с мертвой зоной. Разработана модель резисторно-конденсаторной сети для здания университета площадью 1500 м 2 . Общее годовое потребление энергии на квадратный метр отапливаемой / охлаждаемой площади оценивается в 87,16, 133,94 и 125,55 кВтч / м 2 для трех методов, соответственно. Чтобы оценить экономию энергии, в первую очередь необходимо: оценить энергопотребление здания на отопление.В прошлом для оценки использования энергии зданий для отопления / охлаждения помещений использовались различные типы математических моделей. Статистические подходы, такие как регрессия [13,14,15], искусственные нейронные сети [16] и машины опорных векторов [17], можно найти в литературе для прогнозирования энергии. В [18] использован комбинированный физико-статистический подход. Основанный на физике подход к прогнозированию энергопотребления зданий объяснен в [10], и этот метод в дальнейшем будет использоваться в этом исследовании для оценки потребления энергии для отопления помещений на основе различных подходов к отоплению для сравнения возможной экономии энергии от каждого из них. подход.

Остальная часть статьи построена так, чтобы представить испытательное здание, описание различных подходов к отоплению здания, разработку математической модели, результаты и обсуждение анализов, а также заключительные замечания.

2. Испытательное здание

Здание, использованное для исследования, представляет собой жилое здание, построенное в 1987 году и расположенное в южной части Норвегии недалеко от Лангесунда. Здание состоит из трех этажей: (i) чердак; (ii) основной этаж; и (iii) подвал. На чердаке и на первом этаже установлена ​​сбалансированная система вентиляции со встроенной системой рекуперации тепла с эффективностью 77%.Суммарная средняя скорость притока воздуха в здание составляет 0,027 м 3 / с. Здание в основном построено из дерева, а большая часть стен и пола в подвале построена из бетона. Размеры здания с размерами окон и дверей показаны на Рисунке 2, Рисунке 3 и Рисунке 4. Высота основного этажа и подвала составляет 240 см и 235 см соответственно. Чердак имеет треугольное поперечное сечение, его максимальная высота составляет 198 см, которая снижается до 0 см у боковых стенок.Толщина крыш и перекрытий по 30 см. На каждом этаже здания установлены электрические обогреватели. Суммарный отпуск тепла в здание электронагревателями составляет 6,95 кВтч. Кроме того, в подвале есть напольный обогреватель, который постоянно выдает 550 Вт. Кроме того, на чердаке работают четыре персональных компьютера, которые значительно обогревают территорию. Ориентировочная подача тепла от всех электроприборов составляет 630 Вт. В дополнение к электронагревателям на первом этаже используется дровяная печь для обогрева здания, особенно в условиях низких температур, что не моделируется в данной работе.Места, где расположены датчики температуры, относительной влажности и солнечного излучения, также показаны на рис. 2, рис. 3 и рис. 4. Эти датчики имеют частоту выборки 1 час.

Текущая система управления отоплением в здании основана на наборе беспроводных сетевых розеток с дистанционным управлением, которые включают и выключают электрические обогреватели по фиксированному графику. Используются стандартные электронагреватели с электрическим термостатом. Приложение используется для включения и выключения сетевых розеток с беспроводным дистанционным управлением по фиксированному расписанию, например:

Низкая заданная температура не указана для периодов простоя и сна.Вместо этого отключаются обогреватели.

4. Подход к моделированию

Математическая модель здания является основой для реализации расширенного контроллера. Математическая модель, используемая для оценки изменения температуры, времени нагрева и потребления энергии для обогрева помещений, представляет собой динамическую модель с непрерывным временем, разработанную для однозонного здания. Строительная единица считается контрольным объемом. Модель выражается в терминах переменных пространства состояний, и был использован подход с сосредоточенными параметрами.Подробное описание развития модели можно найти в [19]. Уравнения (1) — (10) представляют модель, а таблица 1 описывает все символы.

Баланс массы и энергии формулирует модель отопления для указанного испытательного здания. Уравнения баланса массы и энергии для воздуха внутри здания задаются уравнениями (1) и (2). Вентиляция играет ведущую роль в конвективном режиме теплопередачи в зданиях. Следовательно, применение баланса массы к воздушному потоку жизненно важно при моделировании вентилируемых помещений.В здании установлена ​​сбалансированная система вентиляции. Как чердак, так и основной этаж имеют механическую вентиляцию и интегрированы с системой рекуперации тепла. Когда дело доходит до моделирования вентиляции, инфильтрацией пренебрегают, поскольку это небольшая доля по сравнению с крупномасштабной механической вентиляцией. При разработке уравнения баланса энергии учитывается только внутренняя энергия воздуха, а кинетическая и потенциальная энергии не учитываются.

Дискретизированное уравнение переходной теплопроводности используется для моделирования стен, пола и крыши здания, представленного уравнениями (3) — (5).Эти компоненты состоят из нескольких слоев разнородных материалов, таких как дерево, бетон и изоляция. Однако для простоты слои сгруппированы в один элемент с однородными тепловыми свойствами, и, следовательно, j = 1. Следовательно, T s j + 1 и T s j представляют температуры внешней и внутренней поверхности каждого компонента. Тепловая масса домашней мебели представлена ​​в виде сферического объекта и смоделирована с использованием уравнения теплопроводности в сферических координатах после дискретизации с использованием метода конечных разностей (уравнение (6)).p, i − R / Mi) −Tiρidρidt

(2)

dTwdt = αw [Tj + 1, ws − 2Tw + Tj, ws (xw / 2) 2]

(3)

dTfdt = αf [Tj + 1, fs − 2Tf + Tj, fs (xf / 2) 2]

(4)

dTrdt = αr [Tj + 1, rs − 2Tr + Tj, rs (xr / 2) 2]

(5)

dTfurdt = αfur [Tj + 1, furs − 2Tfur + Tj, fursδr2fur + Tj + 1, furs − Tj, fursrδrfur]

(6)

Общий тепловой поток от других источников, кроме вентиляции (Q˙i), к строительной единице определяется уравнением (7), а уравнение (8) оценивает потери тепла через ограждающую конструкцию здания.p, α + Tα

(9)

5. Результаты и обсуждение

Вышеупомянутая математическая модель реализована в MATLAB для построения тестов и решена с помощью решателя ode15s. Модель состоит из шести переменных состояния, включая плотность в помещении, температуру в помещении и температуры компонентов здания. По результатам впервые представлен расход энергии на обогрев помещения в испытательном здании с 24 по 28 ноября 2014 года. Затем будут представлены оценки потребления энергии для обогрева помещений для каждого тематического исследования с соответствующим графиком изменения температуры.

Обычно комфортная температура внутри здания находится в пределах от 20 ° C до 22 ° C. Однако в следующих случаях заданная комфортная температура в здании принимается равной 17 ° C, чтобы соответствовать реальным колебаниям внутренней температуры здания во время периода испытаний.

Напольный обогреватель в подвале (550 Вт) постоянно работает, и он принимается во внимание только для оценки потребления энергии в период с 24 по 28 ноября 2014 года. Однако в остальных случаях предполагается, что этот напольный обогреватель работает. периодически, как и другие обогреватели.

5.1. Калибровка модели и анализ ошибок
Параметры модели необходимо настроить, чтобы результаты измерений хорошо совпадали с результатами моделирования. Существуют различные подходы к калибровке моделей отопления зданий, и они описаны в [20]. Модель MATLAB, используемая в этом исследовании, откалибрована вручную путем изменения наиболее неопределенных параметров, таких как общие коэффициенты теплопередачи и коэффициенты температуропроводности, чтобы иметь хорошее соответствие между прогнозируемыми и измеренными профилями внутренней температуры в период с 24 по 28 ноября. 2014 г.Норвежский строительный технический регламент (TEK10) устанавливает верхние / нижние пределы для этих параметров, относящихся к норвежским зданиям, что помогает при назначении значений параметров. Однако существуют проблемы при калибровке физических параметров относительно экспериментальных данных, которые могут привести к плохой физической интерпретации параметров. Более продвинутые методы, такие как фильтрация Калмана, могут быть интегрированы в модель, чтобы получить хорошее приближение параметров [21], что не является целью данной работы.Параметры, связанные с воздухом, ограждением здания и мебелью, использованными в моделировании, представлены в таблице 2. Приведенные параметры и входные переменные (рисунок 5) не зависят от номера корпуса. Прогнозируемое изменение температуры внутри испытательного здания для экспериментального Период, основанный на калиброванных параметрах и измерениях, представлен на Рисунке 7, который включает график активности нагревателя. Модель рассматривает все испытательное здание с тремя этажами как единое целое и представляет собой среднюю ситуацию внутри здания.В моделировании температура воздуха контролируется с помощью двухпозиционного контроллера для поддержания заданных значений температуры, что также является причиной частых колебаний в прогнозируемом профиле температуры. Прогнозы немного отличаются от реальных измерений в некоторые дни. Ошибка связана с любыми параметрами и приближениями модели, которые могут повлиять на вывод модели. Несмотря на то, что заданная температура составляет 17 ° C с 4:00 до 8:00, расчетная средняя температура в здании составляет около 16 ° C в течение этого периода.Три этажа здания имеют разные стратегии обогрева, и набор распределенных измерений используется для оценки среднего значения температуры и влажности на каждом этаже. Обычно самая низкая температура в подвале, что повлияло на среднюю температуру всего здания в этот период. Использование средней температуры также может вызвать отклонения в калибровке модели. Ошибка калибровки модели может быть уменьшена путем индивидуального моделирования каждого этажа здания вместо того, чтобы принимать их за одну единицу [22].Кроме того, на измерения температуры в первый день могли повлиять действия предыдущего дня, о которых модель не знала, и вызвали отклонения. Другие отклонения в прогнозах могут быть связаны с необнаруженным поведением обитателей, таким как использование дровяной печи, короткие открытия любых окон и / или дверей или изменение настроек обогревателя, чтобы упомянуть несколько возможностей. Вдобавок прогнозы модели кажутся более динамичными по сравнению с реальными измерениями.Это может произойти, когда смоделированная тепловая инерция ниже фактической тепловой инерции. Расчетное фактическое потребление энергии для отопления помещений составляет 249,4 кВтч, что в действительности может немного отличаться из-за вышеупомянутых недостатков моделирования.
5.2. Примеры из практики
На рис. 8 показано изменение внутренней температуры для случаев 1, 2, 3 и 4 соответственно. В случае 1 в течение пяти дней поддерживается постоянная внутренняя температура 17 ° C. Если график с фиксированной температурой представляет интерес, важно поддерживать комфортную температуру для пассажиров.Это увеличит потребление энергии для обогрева помещения, поскольку обогреватели работают даже в периоды отсутствия людей. Колебания температуры в Варианте 1 вызваны действием смоделированного двухпозиционного контроллера с рабочим диапазоном ± 0,25 ° C. Расчетное потребление энергии для отопления помещений для этого сценария составляет 291,9 кВтч.

Case 2 представляет собой пример системы управления по времени, которая сопоставима с существующей системой управления. Выбираются две уставки температуры: одна — комфортная температура (17 ° C), а другая — более низкая температура (12 ° C) с разницей в 5 ° C.Нагреватели настроены на переключение между этими уставками в заранее выбранное время дня. В этом эксперименте контроллер переключается на 17 ° C в 3:00 и 13:00 и на 12 ° C в 8:00 и 23:00. Контроллер переключается на более высокую уставку температуры за три часа до начала работы или пробуждения. Расчетный расход энергии на обогрев помещения составляет 261,4 кВтч.

Вместо переключения на более низкую уставку 12 ° C в случае 3 нагреватели переключаются на 5 ° C. Источники воды могут замерзнуть, если внутренняя температура опустится ниже 5 ° C.Поэтому очень важно зафиксировать нижнюю уставку минимум на 5 ° C вместо того, чтобы полностью отключать нагреватели. Это хорошая стратегия для экономии энергии, когда внешняя температура достаточно высока, чтобы поддерживать температуру в здании на уровне незамерзающих значений. Однако результаты, полученные для случаев 2 и 3, аналогичны в этом эксперименте, поскольку внешняя температура достаточно высока и не опускается ниже 0 ° C в течение рассматриваемого периода. Кроме того, тепловая масса здания может иметь высокое значение, что также поддерживает внутреннюю температуру выше предела 12 ° C в периоды отсутствия людей.Следовательно, как в случае 2, так и в случае 3 нагреватели не работают с 8:00 до 13:00 и с 23:00 до 3:00. Тем не менее, влияние наружной температуры можно наблюдать на графиках внутренней температуры для случаев 2 и 3, поскольку они достигают самой низкой внутренней температуры сразу через 3,5 дня. Такое же изменение можно увидеть в профиле наружной температуры, представленном на Рисунке 5.

И случай 2, и случай 3 основаны на предположении, что трехчасового времени предварительного нагрева достаточно для повышения температуры в помещении до комфортной температуры, начиная с меньшего значения.Он был выбран в качестве отправной точки, когда управление не основано на модели, и предполагалось, что он будет покрывать 80% погодных условий, не вызывая слишком больших потерь энергии. Эта гипотеза оказалась верной для испытательного здания при указанных погодных условиях. Однако в очень холодный день время предварительного нагрева может превышать 3 часа, и тепловой комфорт не будет достигнут к моменту прибытия людей. С другой стороны, когда внешняя температура заметно высока, время предварительного нагрева может быть короче 3 часов, что приводит к ненужным потерям энергии.Оба они являются недостатками традиционного метода управления с фиксированным временем предварительного нагрева. Эти недостатки можно устранить, используя управление на основе модели, связанное с оценкой времени нагрева. В таких системах модель оценивает время нагрева в зависимости от внутренних и внешних погодных условий и запускает нагрев в нужное время для достижения теплового комфорта и экономии энергии. Случай 4 предоставит пример такой системы, основанной на модели.

В случае 4 ожидается, что жильцы проснутся в 6:00 и уйдут на работу в 8:00.Далее они возвращаются домой в 16:00 и ложатся спать в 23:00. Таким образом, оккупанты используют здание 2 часа утром и 7 часов вечером. Только в течение этих 9 часов здание необходимо отапливать до комфортной температуры, а в остальное время заданное значение температуры может быть снижено. Случай 4 отличается от случаев 2 и 3 тем, что работа нагревателя зависит от времени нагрева здания. Обогреватели переключаются на заданное значение высокой температуры раньше указанного времени, которое эквивалентно расчетному времени нагрева, основанному на погодных условиях.Расчетное время нагрева с помощью математической модели здания показано на рисунке 9. Максимальное время нагрева составляет 2,65 часа, а минимальное время нагрева составляет 1,63 часа. Когда обогреватели работают на основе этого времени нагрева, расчетное потребление энергии для обогрева помещения составляет 252,5 кВтч. Электропитание от системы отопления в каждый момент времени в течение указанного периода для первых четырех случаев показано на Рисунке 10. В случае 1 , работа обогревателя очень интенсивная из-за постоянного поддержания высокой температуры внутри здания.Варианты 2 и 3 имеют эквивалентные схемы работы нагревателя, которые не такие строгие, как в случае 1. При внимательном рассмотрении случай 4 имеет наименьшую интенсивность по сравнению с тремя другими случаями. Однако картина полностью аналогична той, что в случаях 2 и 3. Изменения температуры для случаев 5 и 6 показаны на рисунке 11. В случае 5 предполагается, что люди находятся вдали от здания от 1,75 до 2,75 дней. (42-66 ч). Расчетное время обогрева до прибытия жильцов составляет 3 часа.2 часа, если температура поддерживается на уровне 12 ° C в течение однодневного периода без людей. Необходимо довести внутреннюю температуру до 17 ° C за 66 часов. Поэтому для достижения этого результата нагреватели переключаются на заданное значение высокой температуры через 62,8 ч. В остальное время нагреватель работает аналогично случаю 4. Расчетное потребление энергии на обогрев помещения составляет 234,5 кВтч. Если заданная температура составляет 5 ° C в течение этого однодневного периода, время нагрева составляет 4,25 часа, а потребление энергии составляет 229.3 кВтч, что составляет 5,2 кВтч экономии.

В случае 6 жильцы находятся вне здания от 1,75 до 3,75 дней (от 42 до 90 часов), то есть два дня, которые могут быть выходными. Время обогрева здания по прибытии жильцов оценивается в 3,24 и 5,4 часа для поддержания заданного значения отсутствия присутствия на уровне 12 ° C и 5 ° C, соответственно, в течение двухдневного периода. Потребление энергии для отопления помещений для этих двух стратегий составляет 208,5 и 178,1 кВтч. При более низком заданном значении 5 ° C можно сэкономить дополнительно 30,4 кВтч.

Эти два случая представляют температуру в здании во время праздников и выходных. Когда люди находятся вдали от здания в течение длительного времени, это хорошая возможность сэкономить энергию, снизив уставку отсутствия людей до значения, которое не влияет на внутренние источники воды. Если для управления обогревом используется традиционный метод, представленный в случаях 2 и 3, то обогреватели необходимо включить за 3 часа до прибытия людей. Однако расчетное время обогрева для этих двух случаев превышает 3 часа, что приводит к дискомфорту пассажиров во время прибытия.Эту проблему можно решить, используя метод управления на основе модели. Далее, по результатам стоит знать погодные условия, прежде чем принимать решение о работе обогревателя. Когда здание не используется, в нем обязательно должна поддерживаться температура выше нуля, от 5 до 10 ° C. Контроллер, интегрированный с математической моделью и прогнозом погоды, может привести обогреватели в требуемые условия после оценки возмущений.

Активность нагревателя для случаев 5 и 6 представлена ​​на рисунке 12 в течение пятидневного экспериментального периода.Согласно рисунку, когда заданное значение низкой температуры составляет 5 ° C, система отопления отключается, что помогает экономить электроэнергию.
5.3. Прогнозы энергопотребления
Полученная математическая модель предсказывает потребление энергии для обогрева помещений в течение смоделированного пятидневного периода. Сравнение энергопотребления помещения для каждого случая представлено на Рисунке 13 и в Таблице 3. Несмотря на то, что прогнозируемое фактическое потребление энергии приведено на графике, нецелесообразно сравнивать его с другими случаями, поскольку у него другая внутренняя температура. вариационный узор.Можно заметить, что поддержание фиксированной комфортной температуры в течение всего периода приводит к максимальному потреблению энергии (Случай 1). Случай 2 и случай 3 дают одинаковые результаты. Самый низкий расход энергии за пять дней работы наблюдается в случае 4 из первых четырех случаев. Поэтому стоит использовать математическую модель для оценки времени нагрева в соответствии со схемой использования здания в целях контроля. Такая система может принимать разумные решения по управлению на основе прогнозов погоды до того, как система столкнется с новой нестабильностью.

Возможная экономия энергии за счет установки уставки температуры на 5 ° C тривиальна для коротких периодов отсутствия, например, одного дня (Случай 5). Однако экономия составляет около 15%, когда это применяется для периодов более одного дня (Случай 6).

Если система отопления здания управляется с помощью математической модели, основанной на режиме использования и времени нагрева (Случай 4), вместо использования традиционной системы управления, как в случае 2, 8,9 кВтч можно сэкономить за пять дней, что составляет примерно 320 Экономия кВтч за шесть холодных месяцев в году.В большинстве жилых домов для управления нагревателями используются простые двухпозиционные контроллеры с фиксированной уставкой температуры, как в случае 1. Если они переведут имеющуюся систему на управление на основе модели, они смогут сэкономить до 1400 кВтч в год.

5.4. Улучшения
Одним из основных ограничений управления нагревом на основе модели является несоответствие между фактическими и смоделированными результатами, которое также можно обнаружить на Рисунке 7. Прежде чем использовать конкретную модель для целей управления, необходимо преодолеть этот недостаток для лучшего производительность системы.Использование хороших методов калибровки модели является основой для достижения минимального расхождения между измеренными и смоделированными результатами. Фильтрация Калмана и ее расширения широко используются сегодня для получения более точных оценок на основе моделей. Кроме того, адаптация модели (адаптивные модели с автоматической калибровкой) к реальной ситуации (реальным внутренним и внешним условиям) является хорошим способом минимизировать отклонения.

Многие измерительные системы, доступные сегодня, имеют датчик CO 2 для измерения качества внутреннего воздуха.Эти измерения также можно использовать для расширения системы с помощью модели шаблонов использования. Простая модель, основанная на значениях CO 2 , может использоваться для оценки того, когда здание используется, а когда не используется, чтобы оптимизировать график переключения на высокую заданную температуру.

В настоящем исследовании рассматривается потенциал экономии энергии при обогреве помещений с помощью системы управления, интегрированной с физической моделью. Однако для этой цели могут использоваться не только модели, основанные на физике, но также модели, управляемые данными или модели серого ящика с любым типом расширенного механизма управления, таким как управление с прогнозированием модели, адаптивное управление или оптимальные стратегии управления.Серые модели могут быть хорошим решением для достижения хорошей адаптации модели к реальным условиям (внутри и снаружи) здания.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *