Отопление жилых зданий: Отопление жилых зданий

Содержание

Системы отопления жилых зданий — «ЕвроХолод»

Инженерные системы › Отопление › Какой у вас объект?

Отопление жилого здания «ЕвроХолод» реализует с монтажом «под ключ». По вопросам, связанным с отоплением, звоните по телефону +7(495) 745-01-41.

Чтобы получить коммерческое предложение, напишите запрос на e-mail [email protected] или отправьте быструю заявку

Чем отличается отопление многоквартирного дома от аналогичной автономной системы частного коттеджа или дачи? Прежде всего – наличием сложной схемы разводки трубопроводов и радиаторов нагрева. Помимо этого в систему входят уникальные устройства контроля и безопасности работы. Рассмотрим подробнее, чем характеризуется отопление жилых домов: нормы, стандарты, расчет и промывка.

Общие нормативные документы для отопления

Для проектирования отопления жилого многоквартирного дома необходимо знать текущие нормы. Они подробно изложены в соответствующих документах – ГОСТах, СНиПах. Без них невозможен ввод в эксплуатацию любого жилого здания.

Существуют определенные нормативы отопления жилых помещений, которые обязательно необходимо знать при проектировании теплоснабжения. В них указываются критические уровни температуры в жилых помещениях, определяются погрешности в зависимости от погодных условий и времени суток. Определяющими документами для организации отопления жилых домов являются:

СНиП 2301-99. В нем описывается уровень нагрева воздуха в квартирах, жилых и нежилых помещениях;
СНиП 4101-2003. Информация о нормах вентиляции и теплоснабжения в зависимости от типа здания;
СНиП 2302-2003. Указываются данные о требуемой степени теплоизоляции. Без этой информации невозможен корректный расчет отопления жилого помещения;
СНиП 4102-2003. Нормы и требования к централизованному отоплению.

Помимо этих документов нужно учитывать содержание и других, которые относятся к конкретным отопительным приборам. В частности – установка и подключение газового оборудования, организации котельной и т. д.

Но для потребителей важно знать те параметры, которыми должна обладать система отопления многоквартирного жилого дома. Суммируя все требования из вышеописанных документов можно выделить основные характеристики теплоснабжения жилых зданий.

Тип помещения	Оптимальная температура, °С	Критическая температура, °С
Жилая комната	20-22	18-24
Кухня и туалет	19-21	18-26
Ванная	24-26	18-26
Коридор межквартирный	18-20	16-22
Лестничная площадка, кладовые	16-18	14-20

Чаще всего страдает отопление лестничных клеток жилых домов. Именно в них из-за больших тепловых потерь температура в зимний период практически всегда ниже нормы. Поэтому жильцы дома вправе пожаловаться в управляющую компанию для исправления ситуации.

Проведение контрольных замеров температуры в помещениях обязаны выполнять представители УК по первому обращению жильцов дома.

Воздушное отопление зданий

Воздух нагревается непосредственно от источника тепла без использования промежуточного жидкого или газообразного теплоносителя. Системы применяют для обогрева частных домов небольшой площади (до 100 м.кв.). Установка отопления этого типа возможна как при возведении здания, так и при реконструкции уже существующего. В качестве источника тепла служит котел, ТЭН или газовая горелка. Особенность системы заключается в том, что она является не только отопительной, но и вентиляционной, поскольку нагревается внутренний воздух в помещении и свежий, поступающий снаружи. Воздушные потоки поступают через специальную заборную решетку, фильтруются, нагреваются в теплообменнике, после чего проходят через воздуховоды и распределяются в помещении.

Регулировка температуры и степени вентиляции осуществляется с помощью термостатов. Современные термостаты позволяют заранее задавать программу изменений температуры в зависимости от времени суток. Системы функционируют и в режиме кондиционирования. В этом случае воздушные потоки направляются через охладители. Если нет необходимости в обогреве или охлаждении помещения, система работает как вентиляционная.

Установка воздушного отопления обходится относительно дорого, но его преимущество в том, что нет необходимости прогревать промежуточный теплоноситель и радиаторы, за счет чего экономия топлива составляет не менее 15%.

Система не замерзает, быстро реагирует на изменения температурного режима и прогревает помещения. Благодаря фильтрам воздух в помещения поступает уже очищенным, что снижает количество болезнетворных бактерий и способствует созданию оптимальных условий для поддержания здоровья проживающих в доме людей.

Недостаток воздушного отопления – пересушивание воздуха, выжигание кислорода. Проблема легко решается, если установить специальный увлажнитель. Система может быть усовершенствована с целью экономии и создания более комфортного микроклимата. Так, рекуператор подогревает поступающий воздух, за счет выводимого наружу. Это позволяет сократить энергозатраты на его подогрев. Возможна дополнительная очистка и дезинфекция воздуха. Для этого, помимо механического фильтра, входящего в комплектацию, устанавливают электростатические фильтры тонкой очистки и ультрафиолетовые лампы.

Водяное отопление

Это замкнутая система отопления, в качестве теплоносителя в ней используется вода или антифриз. Вода подается по трубам от источника тепла к радиаторам отопления. В централизованных системах температура регулируется на тепловом пункте, а в индивидуальных – автоматически (с помощью термостатов) или вручную (кранами).

В однотрубных системах подключение отопительных приборов последовательное. Чтобы компенсировать потерю тепла, которая происходит при последовательном прохождении воды из одного радиатора в другой, применяют отопительные приборы с различной поверхностью теплоотдачи. Например, могут быть использованы чугунные батареи с большим количеством секций. В двухтрубных применяют схему параллельного подключения, что позволяет устанавливать одинаковые радиаторы.

Гидравлический режим может быть постоянным и изменяемым. В бифилярных системах отопительные приборы соединены последовательно, как в однотрубных, но условия теплопередачи радиаторов такие же, как в двухтрубных. В качестве отопительных приборов используются конвекторы, стальные или чугунные радиаторы.

Преимущества и недостатки

Водяной обогрев широко распространен благодаря доступности теплоносителя. Еще одно преимущество – возможность обустроить систему отопления своими руками, что немаловажно для наших соотечественников, привыкших полагаться только на собственные силы. Впрочем, если бюджет позволяет не экономить, проектирование и монтаж отопления лучше доверить специалистам.

Это избавит от многих проблем в будущем – протечек, прорывов и т.п. Недостатки – замерзание системы при отключении, длительное время прогрева помещений. Особые требования предъявляют к теплоносителю. Вода в системах должна быть без посторонних примесей, с минимальным содержанием солей.

Для разогрева теплоносителя может использоваться котел любого типа: на твердом, жидком топливе, газе или электричестве. Чаще всего используют газовые котлы, что предполагает подключение к магистрали. Если такой возможности нет, то обычно устанавливают твердотопливные котлы. Они более экономичны, чем конструкции, работающие на электричестве или жидком топливе.

Больше всего распространено водяное отопление, как одно из самых адаптированных к различным типам строений – жилых, административных и производственных. При его проектировании нужно учитывать такие особенности:

Скорость остывания теплоносителя. Для однотрубной системы степень нагрева радиаторов, находящихся на последних участках схемы будет значительно ниже, чем у первых;
Гидравлическое сопротивление. Чем сложнее магистраль, тем большее сопротивление встречает горячая вода при прохождении по трубам. Поэтому необходима мощная насосная станция для создания циркуляции.
Эксплуатационные свойства воды, труб и радиаторов. В частности — необходима промывка системы отопления жилого дома для сохранения текущих параметров теплоснабжения.

До недавнего времени единственным вариантом организации отопления являлась централизованная система распределения горячей воды. Она ею же остается и до сих пор.

Для уменьшения степени нагрева радиаторов устанавливаются терморегуляторы. В однотрубных системах дополнительно монтируются байпасы.

Электрическое отопление

Это надежный и наиболее простой в эксплуатации вид отопления. Если площадь дома не более 100 м, электричество – неплохой вариант, однако обогрев большей площади экономически не выгоден.

Электрическое отопление может использоваться как дополнительное на случай отключения или ремонта основной системы. Также это хорошее решение для загородных домов, в которых владельцы проживают лишь периодически. Как дополнительные источники тепла применяются электрические тепловентиляторы, инфракрасные и масляные обогреватели.

В качестве отопительных приборов используются конвекторы, электрокамины, электрокотлы, силовые кабели теплого пола. Каждый тип имеет свои ограничения. Так, конвекторы неравномерно прогревают помещения. Электрокамины больше пригодны в качестве декоративного элемента, а работа электрокотлов требует значительных энергозатрат. Теплый пол монтируют с заблаговременным учетом плана расстановки мебели, потому что при ее перемещении возможно повреждение силового кабеля.

Централизованное отопление здания

Суть центрального распределения теплоносителя по нескольким домам заключается в создании схемы: котельная-распределительные узлы-потребители. Для нее важно учитывать описанные стандарты отопления жилых помещений, так как высока вероятность тепловых потерь при прохождении горячей воды по коммуникациям.

Для подобного отопления жилого многоквартирного дома свойственны как преимущества, так и недостатки. Последних, увы, больше. Поэтому стараются переходить на индивидуальные схемы теплоснабжения. Но сделать это в настоящее время проблематично из-за сложностей на законодательном уровне.

Анализируя централизованное отопление жилых домов можно выявить ряд особенностей эксплуатации:

Потребитель не может напрямую влиять на степень нагрева воды. Максимум, что он может сделать – уменьшить ее приток в конкретный радиатор;

Затруднения в монтаже приборов учета тепла. В каждой квартире может быть от 2-х до 5-ти распределительных стояков, на которые необходимо установить счетчики;
Даты включения и отключения отопления и охлаждения жилых помещений. На практике они не зависят от текущих погодных условий.

Нужно учитывать, что для качественного отопления лестничных клеток жилых домов необходимо обеспечить должный уровень теплоизоляции. За это ответственный ЖЭК или аналогичная ей организация. Поэтому для создания по-настоящему эффективного теплоснабжения в многоквартирном доме иногда жильцам приходится прилагать массу усилий.

Альтернативной тепловым счетчикам в каждой квартире является установка общедомового учетчика тепловой энергии.

Автономное теплоснабжение

Можно ли сделать отопление жилого дома своими руками? На первый взгляд эта задача является сложной. В особенности это касается зданий старого типа, у которых в проектной документации предусмотрено централизованное теплоснабжение.

Однако постепенно ситуация изменяется и система индивидуального отопления жилого дома уже не является большой редкостью. Он отличается от традиционной большим выбором способов отопления, снижением расходов на энергоноситель и возможностью включения (выключения) в зависимости от внешних факторов.

При проектировании подобных систем учитываются нормативы отопления жилых помещений, о которых было сказано выше. Это необходимо при сдаче дома в эксплуатацию. Также следование этим нормам дает гарантию создания комфортных условий проживания для жильцов дома.

Есть несколько вариантов отопления жилого дома своими руками:

Водяное теплоснабжение. В качестве источника нагрева воды могут служить газовые, электрические или твёрдотопливные котлы. Последние применяются редко в системе индивидуального отопления жилого дома, так как для них нужно обустраивать отдельную котельную;

Воздушное. Оно совмещается с отоплением и охлаждением жилых квартир и помещений. Для этого требуется специальная климатическая установка, которая подключается к системе воздуховодов. Один из лучших вариантов для промышленных помещений;
Паровое. Используется крайне редко в системах отопления многоквартирного жилого дома. Несмотря на дорогостоящее оборудование его КПД является одним из самых высоких среди рассмотренных.

Однако при этом надо правильно выбрать схему промывки системы отопления жилого дома. Если в централизованной она осуществляется в основном гидродинамическим способом, то в данном случае можно применить и химический. Важным моментом является безопасность воздействия химических препаратов на отопительные компоненты – трубы и радиаторы.

В целях экономии в автономном отоплении жилого многоквартирного здания рекомендуется установка теплового аккумулятора. Обязательно предварительно выполняется расчет его емкости.

Мы — профессиональная инжиниринговая проектно-монтажная компания. На нашем сайте Вы можете получить коммерческое предложение и найти необходимую информацию.

См. далее

Системы отопления. Теплоснабжение зданий
Какой у вас объект?

Получить коммерческое предложение

Получите коммерческое предложение по вашему объекту, отправив сейчас быструю заявку.

Опишите кратко суть задачи:

Группа компаний «ЕвроХолод» готова реализовать комплексные решения по устройству внутренних инженерных систем и сетей зданий. Мы предоставляем гарантию на купленную у нас технику и все монтажные работы!

Ждем Вашего звонка по телефону: +7(495) 745-01-41

Наш email: [email protected]

О компании , Отзывы , Наши объекты , Контакты

Системы отопления зданий: виды, типы, расчеты, обследования

Создание эффективной системы отопления больших зданий существенно отличается от аналогичных автономных схем коттеджей. Разница заключается в сложности распределения и контроля параметров теплоносителя. Поэтому следует ответственно отнестись к выбору системы отопления зданий: виды, типы, расчеты, обследования. Все эти нюансы учитываются еще на стадии проектирования сооружения.

Содержание

Требования к отоплению жилых и административных зданий
Виды систем отопления зданий
Типы расчета теплоснабжения зданий
Вычисление тепловых потерь зданий
Расчет мощности оборудования для отопления зданий
Обслуживание системы отопления зданий

Требования к отоплению жилых и административных зданий

Схема теплоснабжения многоквартирного дома

Следует сразу отметить, что проект отопления административного здания должен выполняться соответствующим бюро. Специалисты оценивают параметры будущего здания и согласно требованиям нормативных документов выбирают оптимальную схему теплоснабжения.

Независимо от выбранных видов систем отопления зданий, к ним предъявляются жесткие требования. Они базируются на обеспечении безопасности функционирования теплоснабжения, а также эффективности работы системы:

Санитарно-гигиенические. К ним относятся равномерное распределение температуры во всех помещениях дома. Для этого предварительно выполняется расчет тепла на отопление здания;
Строительные. Работа отопительных приборов не должна ухудшаться из-за особенностей конструктивных элементов здания как внутри, так и снаружи его;
Монтажные. При выборе технологических схем установки рекомендовано выбирать унифицированные узлы, которые можно будет оперативно заменить на аналогичные в случае выхода из строя;
Эксплуатационные. Максимальная автоматизация работы теплоснабжения. Это является первичной задачей наряду с теплотехническим расчетом отопления здания.

На практике используют проверенные схемы проектирования, выбор которых зависит от типа отопления. Это является определяющим фактором для всех последующих этапов работы по обустройству отопления административного или жилого здания.

При сдаче в эксплуатацию нового дома жильцы вправе потребовать копии всей технической документации, в том числе и системы отопления.

Виды систем отопления зданий

Водяное отопление дома

Как правильно подобрать определенный тип теплоснабжения здания? Прежде всего учитывается вид энергоносителя. Исходя из этого можно планировать последующие этапы проектирования.

Существуют определенные виды систем отопления зданий, отличающиеся как принципом работы, так и эксплуатационными качествами. Наиболее распространенным является водяное отопления, так как оно обладает уникальными качествами и может быть относительно легко адаптировано к любому типу здания. Выполнив расчет количества тепла на отопление здания можно выбрать следующие типы теплоснабжения:

Автономное водяное. Характеризуется большой инертностью нагрева воздуха. Однако наряду с этим является наиболее популярным типом систем отопления зданий из-за большого разнообразия компонентов и низкими затратами на обслуживание;
Центральное водяное. В этом случае вода является оптимальным типом теплоносителя для ее транспортировки на большие расстояние – от котельной к потребителям;
Воздушное. В последнее время оно применяется в качестве общей системы климатического контроля в домах. Является одной из самых дорогостоящих, что сказывается на обследовании системы отопления здания;
Электрическое. Несмотря на небольшие затраты по первичной закупке оборудования, электрическое отопление является самым дорогостоящим в обслуживании. В случае его установки следует максимально точно выполнить расчет отопления по объему здания, чтобы снизить планируемые затраты.

Что рекомендуется выбирать в качестве теплоснабжения дома – электрическое, водяное или воздушное отопление? Прежде всего нужно выполнить расчет тепловой энергии на отопление здания и другие виды проектных работ. На основе полученных данных и подбирается оптимальная отопительная схема.

Для частного дома лучший способ теплоснабжения – установка газового оборудования в совокупности с водяной отопительной системой.

Типы расчета теплоснабжения зданий

Тепловые потери в доме

На первом этапе необходимо выполнить расчет тепловой энергии на отопление здания. Суть этих вычислений состоит в определении тепловых потерь дома, подборе мощности оборудования и теплового режима работы отопления.

Для корректного выполнения этих вычислений следует знать параметры здания, учитывать климатические особенности региона. До появления специализированных программных комплексов все расчеты количества тепла на отопление здания выполнялись вручную. При этом была высока вероятность ошибки. Теперь же, применяя современные методы вычислений, можно получить следующие характеристики для составления проекта отопления административного здания:

Оптимальная нагрузка на теплоснабжение в зависимости от внешних факторов – температуры на улице и требуемой степени нагрева воздуха в каждой комнате дома;
Правильный подбор компонентов для комплектации отопления, минимизация затрат на его приобретение;
Возможность в дальнейшем провести обновление теплоснабжения. Реконструкция системы отопления здания выполняется только после согласования старой и новой схем.

Делая проект отопления административного или жилого здания нужно руководствоваться определенным алгоритмом вычислений.

Характеристики системы теплоснабжения должны отвечать действующим нормативным документам. Их перечень можно взять в государственной архитектурной организации.

Вычисление тепловых потерь зданий

Теплопроводность различных строительных материалов

Определяющим показателем отопительной системы является оптимальное количество вырабатываемой энергии. Она же определяется тепловыми потерями в здании. Т.е. фактически работа теплоснабжения призвана компенсировать это явление и поддерживать температуру на уровне комфортной.

Для корректного расчета тепла на отопление здания необходимо знать материал изготовления наружных стен. Именно через них происходит большая часть потерь. Основной характеристикой является коэффициент теплопроводности строительных материалов – количество энергии, проходящей через 1 м² стены.

Технология расчета тепловой энергии на отопление здания заключается в следующих этапах:

Определение материала изготовления и коэффициента теплопроводности.
Зная толщину стены можно рассчитать сопротивление теплопередачи. Это величина обратная теплопроводности.
Затем выбирается несколько режимов работы отопления. Это разница между температурой в подающей и обратной трубе.
Деля получившеюся величину на сопротивление теплопередачи получаем тепловые потери на 1 м² стены.

Коэффициент сопротивления теплопередачи стен

Для такой методики нужно знать, что стена состоит не только из кирпича или ж/б блоков. При расчете мощности котла отопления и теплопотерь здания обязательно учитываются теплоизоляция и другие материалы. Общий коэффициент сопротивления телепередачи стены не должен быть меньше нормированного.

Только после этого можно приступать к вычислению мощности отопительных приборов.

Для всех полученных данных для расчета отопления по объему здания рекомендуется прибавить поправочный коэффициент 1,1.

Расчет мощности оборудования для отопления зданий

Котельная многоквартирного дома

Для вычисления оптимальной мощности теплоснабжения следует начала определиться с его типом. Чаще всего затруднения возникают при расчете водяного отопления. Для корректного вычисления мощности котла отопления и тепловых потерь в доме учитывается не только его площадь, но и объем.

Самый простой вариант – это принять соотношение, что для обогрева 1 м³ помещения потребуется 41 Вт энергии. Однако такое вычисление количества тепла на отопление здания будет не совсем корректно. Оно не учитывает тепловые потери, а также климатические особенности конкретного региона. Поэтому лучше всего воспользоваться методикой, описанной выше.

Для расчета теплоснабжения по объему здания важно знать номинальную мощность котла. Для этого необходимо знать следующую формулу:

W=S*K

Где W – мощность котла, S – площадь дома, К — поправочный коэффициент.

Последний является справочной величиной и зависит от региона проживания. Данные о нем можно взять из таблицы.

Зона климата	Поправочный коэффициент
Центральная часть	От 0,1 до 0,15
Северные регионы	От 0,15 до 0,2
Южная часть России	От 0,07 до 0,1

Такая технология позволяет выполнить точный теплотехнический расчет отопления здания. Одновременно выполняется проверка мощности теплоснабжения относительно тепловых потерь в здании. Кроме этого учитывают назначение помещений. Для жилых комнат уровень температуры должен составлять от +18°С до +22°С. Минимальный уровень нагрева площадок и бытовых комнат равен +16°С.

Выбор режима работы отопления практически не зависит от этих параметров. Он определит будущую нагрузку на систему в зависимости от погодных условий. Для многоквартирных домов расчет тепловой энергии на отопление делается с учетом всех нюансов и согласно нормативной технологии. В автономном теплоснабжении подобных действий выполнять не нужно. Важно, чтобы суммарная тепловая энергия компенсировала все тепловые потери в доме.

Для уменьшения затрат на автономное отопление рекомендуется при расчете по объему здания использовать низкотемпературный режим. Но тогда следует увеличить общую площадь радиаторов, чтобы повысить тепловую отдачу.

Обслуживание системы отопления зданий

Тепловизор – прибор для контроля работы отопления

После корректного теплотехнического расчета теплоснабжения здания необходимо знать обязательный перечень нормативных документов на ее обслуживание. Это нужно знать для своевременного контроля работы системы, а также минимизации появления аварийных ситуаций.

Составление акта осмотра системы отопления здания происходит только представителями ответственной компании. При этом учитывается специфика теплоснабжения, его вид и текущее состояние. Во время обследования системы отопления здания должны заполняться следующие пункты документа:

Местонахождение дома, его точный адрес.
Ссылка на договор о поставке тепла.
Количество и местонахождение приборов теплоснабжения – радиаторов и батарей.
Замер температуры в помещениях.
Коэффициент изменения нагрузки в зависимости от текущих погодных условий.

Для инициации обследования отопительной системы дома необходимо подать заявление в управляющую компания. В нем обязательно указывается причина — плохая работа теплоснабжения, аварийная ситуация или несоответствие текущих параметров системы нормам.

Акт осмотра системы отопления

Согласно текущих норм во время аварии представители управляющей компании должны в течение максимум 6 часов ликвидировать ее последствия. Также после этого составляется документ о причиненном ущербе собственникам квартир из-за аварии. Если причиной является неудовлетворительное состояние – УК должна за свой счет восстановить квартиры или выплатить компенсацию.

Нередко во время реконструкции системы отопления здания необходимо выполнить замену некоторых ее элементов на более современные. Затраты определяются фактом – на чьем балансе состоит отопительная система. Восстановлением трубопроводов и других компонентов, не находящихся в квартирах должна заниматься управляющая компания.

Если же собственник помещения захотел поменять старые чугунные батареи на современные — следует предпринять такие действия:

В управляющую компанию составляется заявление, в котором указывается план квартиры и характеристики будущих отопительных приборов.
По истечении 6 дней УК обязана предоставить технические условия.
Согласно им выполняется подбор оборудования.
Монтаж осуществляется за счет собственника квартиры. Но при этом должны присутствовать представители УК.

Для автономного теплоснабжения частного дома ничего этого делать не нужно. Обязанности по обустройству и поддержанию отопления на должном уровне полностью относятся к собственнику дома. Исключения составляют технические проекты электрического и газового отопления помещений. Для них обязательно нужно получить согласие УК, а также выполнить подбор и монтаж оборудования согласно условиям технического задания.

В видеоматериале рассказывается об особенностях радиаторного отопления:

Изменения в жилищном поведении ведут к сокращению потребления энергии для отопления и охлаждения к 2030 году – анализ

IEA (2022), Изменения в жилищном поведении ведут к сокращению потребления энергии для отопления и охлаждения к 2030 г. -сокращение-потребления-энергии-отопления-и-охлаждения-к-2030 году, Лицензия: CC BY 4.0

Поделиться в Твиттере Твиттер
Поделиться на Facebook Facebook
Поделиться в LinkedIn LinkedIn
Поделиться по электронной почте Электронная почта

Выложить в печать Распечатать

Основные моменты

Изменения в поведении и участие граждан могут стать частью рентабельного решения для поддержки масштабной трансформации энергетических систем, в том числе в секторе зданий. Поведенческие изменения связаны с тем, что люди делают выбор в пользу низкоуглеродных продуктов при покупке продуктов или в повседневной деятельности, которая снижает выбросы углерода (например, вид транспорта, диета, заданные значения температуры). В секторе зданий одно из наиболее значительных изменений в поведении связано с регулировкой температуры обогрева и охлаждения помещений. Понижение уставки нагрева и повышение температуры охлаждения может значительно сэкономить энергию и выбросы углерода, а также варьирование нагрева или охлаждения в разных частях здания (зональный контроль). Исследования в занятых зданиях показывают, что любые такие изменения зависят от контекста и должны учитывать технические, экономические, социальные и физиологические факторы в ситуациях и окружающей среде людей.

Ключевая глобальная веха для изменения поведения в строительном секторе в сценарии нулевых выбросов к 2050 году (сценарий NZE) требует, чтобы температура обогрева помещений была ограничена 19-20°C, а температура охлаждения помещений — 24-25°C к 2030 году, одновременно со снижением температуры горячей воды.

В настоящее время высокие цены на энергоносители концентрируют внимание жильцов зданий на возобновляемых ресурсах, мерах по повышению эффективности и изменении поведения, которые могли бы экономить энергию. Это подкрепляется сообщениями правительств об энергосберегающем поведении. Моделирование МЭА предполагает, что изменение заданного значения термостата может немедленно снизить потребление энергии зданиями, что даст время, необходимое для принятия чистых и эффективных мер.

Актуальность

Поведенческие изменения являются одним из самых быстрых и экономически эффективных способов снижения потребления энергии в зданиях. Они также поддерживают внедрение низкоуглеродных технологий и могут сдерживать рост спроса на энергию.

Энергетическое поведение людей определяется дизайном физических и информационных технологий, от планирования городов до интерфейса с интеллектуальными элементами управления отоплением. Например, хорошо спроектированные здания смешанного типа на обсаженных деревьями улицах обеспечивают больший комфорт и удовлетворение жильцов, позволяя лучше контролировать климат за счет открывания окон и регулировки вентиляторов и жалюзи. Когда здания позволяют эффективно контролировать температуру, предоставляя людям власть и ответственность за их тепловую среду, это снижает их тепловую чувствительность, расширяя температурный диапазон, в котором им комфортно.

В период до 2030 года, согласно проектам моделирования МЭА, глобальная площадь зданий будет увеличиваться вместе с ростом населения и экономики, особенно в регионах, где спрос на охлаждение также быстро растет (в первую очередь в развивающихся странах). В этом десятилетии поведенческие изменения будут играть ключевую роль в содействии сокращению спроса и создании времени для освоения рынком низкоуглеродных технологий.

В то время как некоторые люди, находящиеся в зданиях с механическим отоплением или кондиционированием воздуха, нагреваются до температуры ниже 19-20˚C или выше целевого значения NZE 24-25˚C, во многих зданиях используются более узкие диапазоны уставок. По мере того, как распространенность кондиционирования помещений увеличивается во всем мире, обеспечение изменений в потребностях в отоплении и охлаждении будет особенно зависеть от расширения уставок термостатов в развитых странах. Для этого необходимо изменить поведение. Это создает возможности как для сокращения энергопотребления, так и для увеличения отклика на спрос со стороны искусственной среды.

Текущее состояние

Технологии, ориентированные на пользователя, облегчают поведенческие изменения в зданиях. Что касается изменения заданного значения температуры, одним из наиболее многообещающих подходов является локальное отопление и охлаждение людей, находящихся в помещении, поддерживаемое персональными системами контроля окружающей среды (PECS). PECS, такие как использование вентиляторов и поверхностей с подогревом, обеспечивают обогрев и охлаждение непосредственно каждому пассажиру и используются в дополнение к основной системе кондиционирования, позволяя каждому пользователю настроить свой микроклимат в соответствии со своими личными потребностями. Напротив, кондиционирование фонового пространства изменяется в более широком диапазоне температур. PECS обеспечивает комфорт более эффективно, чем обычные системы кондиционирования, за счет расширения заданных значений нагрева и охлаждения для фонового обогрева помещений. Дополнительная экономия энергии может быть достигнута за счет интегрированного интеллектуального управления системами PECS и HVAC, которые могут изучать предпочтения пользователей и обеспечивать комфорт при меньшем потреблении энергии, представляя в первую очередь варианты с наименьшим энергопотреблением, что упрощает их поиск и повышает вероятность их выбора. Стандарты для них в настоящее время разрабатываются различными органами по стандартизации во всем мире, включая Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE).

Благодаря применению выводов науки о поведении, таких как более широкое использование значений по умолчанию, при создании программ модернизации они могут быть разработаны для поддержки поведения, направленного на защиту окружающей среды. Например, использование инструментов поведенческой науки для разработки политик и программ, формирующих ожидаемое поведение, может привести к лучшим результатам. Существует также опыт национальной политики поддержки расширения некондиционируемых температурных диапазонов. Японские программы «Cool Biz» (прохлада до 28°C) и «Warm Biz» (нагрев до 20°C) дали социальное разрешение обитателям зданий на принятие более широкого разнообразия дресс-кодов в соответствии с различной температурой в офисе. Несмотря на то, что были выдвинуты различные политические инициативы, связанные со снижением температуры в зданиях, эффективность таких мер оценивалась мало.

Проблемы

Поведенческие изменения тесно связаны с личными обстоятельствами, предпочтениями и социальным контекстом, что затрудняет прогнозирование результатов в отдельных случаях. Готовность жильцов мириться с колебаниями температуры в значительной степени определяется целым рядом физиологических, психологических, социальных, экологических и технических факторов. Согласно стандарту 55 ANSI/ASHRAE, «тепловой комфорт — это состояние души» и, как таковой, отражает субъективный опыт жильцов в их социальном, техническом и экологическом контексте. Анализ недавно выпущенной глобальной базы данных ASHRAE о тепловом комфорте показывает значительные различия в тепловых ощущениях в зависимости от пола, возраста, индекса массы тела, технологии кондиционирования окружающей среды, дохода страны, климата и типа здания. Кроме того, чувствительность к тепловым колебаниям различается в зависимости от места. Когда люди обладают большей автономией и ответственностью за свою тепловую среду, они сообщают, что удовлетворены более широким диапазоном температур.

Из них одно из наиболее заметных различий заключается в типе здания. В то время как жители жилых и коммерческих зданий имеют одинаковые предпочтительные нейтральные температуры, обитатели жилых зданий будут мириться с температурными отклонениями от тепловой нейтральности в четыре-пять раз выше, чем в коммерческих зданиях, оставаясь при этом комфортными. Причины этого до конца не изучены, но считается, что они кроются в воспринимаемом контроле жильцов над своей средой. Если потребление энергии должно быть сокращено, а реакция на спрос в зданиях увеличена, жильцы должны будут смириться с более низкой / более высокой температурой окружающей среды и иметь возможность адаптироваться, меняя одежду и местную среду, чтобы оставаться комфортными. Эту адаптацию можно облегчить, предоставив пользователям контроль над тем, как они одеваются, насколько они активны и как они управляют своей локальной средой. Этому могут способствовать интуитивно понятные, удобные в использовании интеллектуальные устройства.

Также остаются технические проблемы, связанные с интеграцией управления PECS с HVAC на уровне здания. Лабораторные полевые испытания показывают, что PECS хорошо работает в плане энергосбережения и комфорта жильцов, но доступность на рынке и коммерческое масштабирование по-прежнему затруднены. В дополнение к стандартам необходимо адаптировать строительные нормы и правила, проектирование инженерных сетей и системы управления зданием. По этой причине в существующих условиях широкое внедрение PECS в жилых и коммерческих зданиях вряд ли будет быстрым. Для достижения снижения потребности в энергии для отопления и охлаждения на 12 % за счет изменения уставки температуры необходимо изменить поведение в том, как мы живем и работаем, и чтобы это поддерживалось жильцами здания, владельцами, управляющими объектами и руководством компании.

В настоящее время многим умным бытовым приборам не хватает удобства в использовании, и они скорее расстраивают, чем поддерживают потребности пользователей. По-прежнему существует значительный разрыв между представлениями энергетического сектора и реальным опытом домашних пользователей в области автоматизации спроса, а также отсутствием прозрачности в отношении того, кто получает выгоду от таких программ. Это может негативно сказаться на общественном признании и доверии пользователей, в результате чего некоторые социальные группы, в том числе уязвимые потребители, с меньшей вероятностью приобретут интеллектуальные устройства — в дополнение к их высоким первоначальным затратам. Для того чтобы добиться улучшения энергии, здоровья и благополучия, обеспечиваемого такими технологиями, необходимо решить эти проблемы.

Политика управления температурным режимом в зданиях должна предусматривать как минимальные температурные стандарты для обеспечения благополучия жильцов, так и управление гигротермией, а также расширять диапазон некондиционируемых температур зданий для минимизации энергопотребления и максимальной гибкости спроса. Достижение обеих целей будет сложной задачей, требующей скоординированных действий в области политики, регулирования, строительных норм и правил, стандартов, развития технологий, строительства и управления объектами.

Инновационные темы, охватываемые ПТС МЭА

Установление критериев проектирования и рекомендаций по эксплуатации PECS, количественная оценка преимуществ для здоровья, комфорта и энергоэффективности, а также интеграция управления PECS с системами HVAC.
Определение области применения подходов машинного обучения для определения возможностей энергосбережения в зданиях. Например, обучающий термостат Nest «нацелен на экономию энергии за счет сокращения часов нагрева и температуры в моменты времени, приемлемые для жильца».
Работа над пониманием и согласованием стимулов строительной отрасли для предоставления решений PECS в масштабе.
Исследование возможностей неформальных систем личного комфорта, помогающих жильцам находить собственные решения для более широких диапазонов некондиционируемых температур за счет неконтролируемого использования вентиляторов, обогревателей и разнообразия одежды, может способствовать более быстрому и широкому внедрению, хотя и в более узких некондиционируемых диапазонах и с более низким общим энергосбережение.

Анализ

Весь анализкруг-стрелка

Обзорная статья — Интеграция тепловых насосов в существующие жилые дома

The 2022 REPowerEU [1] рассматривает электрификацию сектора отопления и охлаждения как один из стратегических путей сокращения импорта природного газа. Реверсивные тепловые насосы могут покрывать потребности зданий в отоплении, охлаждении помещений и горячем водоснабжении без местных выбросов загрязняющих веществ и могут использовать возобновляемое тепло из воздуха, воды и земли. Они могут стать одной из основных вспомогательных технологий, причем не только в условиях мягкого климата. T Комиссия поставила перед сектором амбициозную цель по установке 10 миллионов новых тепловых насосов в течение 5 лет в странах ЕС .

В то время как установка тепловых насосов стала в наши дни основным решением в новых жилых и третичных зданиях, установка в модернизированных зданиях завоевывает долю рынка, чему способствуют как правила энергоэффективности, так и схемы добровольной сертификации.

При рассмотрении вопроса о реконструкции зданий как у конечных пользователей, так и у операторов (таких как специалисты по планированию энергопотребления и установщики) обычно сохраняются опасения относительно того, будет ли новый тепловой насос должным образом работать в распределительной системе, которая была спроектирована и настроена для работы с высокотемпературный котел, работающий на ископаемом топливе, возможный дополнительный шум, ожидаемая производительность систем и эксплуатационные расходы в целом.

С этой точки зрения, объединение тепловых насосов с местным производством фотоэлектрической энергии, хотя и не является необходимым для эффективной работы системы, предлагает очевидные возможности с точки зрения сокращения потребления электроэнергии из сети, следовательно, сокращения счетов за электроэнергию, с одной стороны, и с другой стороны, увеличение содержания возобновляемой энергии в тепле и холоде, подаваемых в здание.

Обзор применения тепловых насосов в существующих жилых домах
Системы тепловых насосов — готовые решения для рынка
Несмотря на то, что системы тепловых насосов являются зрелой на рынке технологией, они по своей сути отличаются более высокими первоначальными инвестиционными затратами по сравнению с обычными газовыми котлами, поскольку они представляют собой эталон рынка; следовательно, объемы производства несопоставимы. По этой причине в государствах-членах ЕС действуют правила энергоэффективности и общественные стимулы, пытающиеся установить равные условия между технологиями , достигшими разных уровней промышленной зрелости, тем самым облегчая и ускоряя переход от решений, основанных на ископаемом топливе. .
При этом рост объема продаж приводит к снижению производственных затрат; экономия за счет масштаба материализуется на уровне компонентов и систем. Системы тепловых насосов являются экономически устойчивыми решениями без стимулов во многих областях применения: в недавно построенных жилых помещениях системы тепловых насосов достигли стадии устоявшегося рынка. В секторе, где энергоэффективность считается первоочередной задачей для всех заинтересованных сторон, от домовладельцев до лиц, принимающих решения, системы тепловых насосов действительно способствуют значительному увеличению доли ВИЭ, используемых для покрытия как электрических, так и тепловых нагрузок, с одной стороны; с другой стороны, они позволяют использовать для отопления и охлаждения одну уникальную генерирующую установку. В этом контексте дополнительные затраты на систему теплового насоса незначительны по сравнению с обычным газовым котлом и сплит-системой, а эксплуатационные расходы значительно ниже.
В 2021 году рынок малых тепловых насосов для бытового и третичного применения продемонстрировал рост на 34% по сравнению с предыдущим годом, при этом в ЕС было установлено почти 2,2 миллиона единиц. На развитых рынках, таких как скандинавские страны, тепловые насосы охватывают более 90% теплогенераторов, продаваемых в жилом и третичном секторах, благодаря строгому законодательству, запрещающему установку котлов, работающих на ископаемом топливе. На крупных и быстро развивающихся рынках такие значения рыночных долей варьируются примерно от 16% в Германии и Польше, 23-25% в Италии и Испании и 32% во Франции и Австрии. Всего в 2021 году тепловые насосы занимали около 21-22% рынка малых теплогенераторов в ЕС [2].
Препятствия для более быстрого перехода
Большая часть рынка связана с недавно построенными домами на одну семью, в то время как тепловые насосы, установленные в многоквартирных домах, составляют менее 10% от общего количества установленных блоков. Рынок ремонта зданий все еще находится на ранней стадии развития, и эта технология привлекает внимание производителей, поскольку большая часть строительного рынка в строительном секторе связана с модернизацией 120 миллионов домов с более или менее жесткими мерами. Рынок глубокой модернизации относится только к 1–1,5% фонда зданий каждый год (т. е. 1,2–1,8 млн зданий ежегодно), в то время как в целом скорость изменения котлов, работающих на ископаемом топливе, находится в диапазоне 4%. , (т. е. 4,8 млн единиц в год).
Несмотря на огромный потенциал, основные барьеры для более быстрого внедрения в основном связаны с культурой и структурой строительного рынка; строительный сектор имеет тенденцию быть консервативным и медленно меняться. Получение знаний со стороны спроса (владельцы зданий, управляющие объектами, застройщики) и повышение квалификации заинтересованных сторон со стороны предложения (производители, проектировщики, монтажники) для решения, которое не является традиционным, является одним из основных видов деятельности, на котором сосредоточен сектор тепловых насосов. на.
Самое большое препятствие в этом смысле связано с решением систем отопления помещений с использованием радиаторов. В домах, построенных до 1980-х годов, радиаторы имели размеры и работали при температуре подаваемой воды в диапазоне от 70°C до 80°C; распространено мнение, что такие решения не могут покрыть тепловые нагрузки с необходимым комфортом для жителей при эксплуатации при более низких температурах.
Несколько кампаний по мониторингу[3] показали, как завышаются температуры подачи к радиаторам, поскольку нормы требуют определения размеров на основе минимальных наблюдаемых температур за последние 20 лет. Хотя они колеблются в диапазоне от -8 ° C до -15 ° C в Центральной Европе, они материализуются крайне редко. Кроме того, системы отопления чаще всего включаются в самые холодные часы ночи. Таким образом, количество очень холодных часов в течение всей работы системы отопления ограничено, и она может работать при максимальной температуре подачи, обычно в диапазоне 50-55°C, что полностью совместимо с работой обычного теплового насоса.
Чтобы покрыть пиковые тепловые нагрузки, производители разработали несколько стратегий, включая интеграцию резервного электрического сопротивления в блок теплового насоса и разработку пакетов, объединяющих как тепловой насос, так и котел, работающий на ископаемом топливе (т. е. гибридные тепловые насосы). Кроме того, некоторые производители в настоящее время движутся в направлении разработки высокотемпературных тепловых насосов с температурой подачи до 65°C, использующих природные хладагенты.
В то время как эксплуатация тепловых насосов при минимально возможных температурах в целом рекомендуется для минимизации потребляемой электроэнергии, использование резервных систем неэффективно, а иногда и нецелесообразно. Принятие больших электрических сопротивлений обходится дорого в некоторых государствах-членах из-за налогообложения установленной электрической мощности; сохранение подключения к газовой сети ради покрытия пиковых нагрузок по отоплению также может быть бессмысленно затратным.
По этим причинам установка системы теплового насоса наиболее эффективна в сочетании с энергетической модернизацией ограждающих конструкций . Кампании по мониторингу еще раз показали, что глубокая модернизация здания, включая замену радиаторов теплыми полами или потолками, идеально подходит для минимизации потребления электроэнергии. Однако удовлетворительные энергетические характеристики с коэффициентом сезонной производительности системы в диапазоне от 2,5 до 3,0 могут быть достигнуты с помощью более скромных мер, таких как замена окон, изоляция крыш и балансировка гидравлического распределения, если они позволяют системе выдерживать пиковые нагрузки. с температурами подачи к радиаторам, которые подходят для традиционных технологий тепловых насосов (т. е. до 55°C), и разумным регулированием той же температуры во времени.
Кроме того, установка систем тепловых насосов в модернизированных зданиях требует модификации существующего технического помещения и дополнительных установок по сравнению с простой заменой существующего котла, работающего на ископаемом топливе, новым. Таким образом, строительные компании и домовладельцы часто выбирают самый простой и дешевый способ, даже если он явно намного менее энергоэффективен. Для решения этой проблемы поставщиков технологий и исследователей работают над разработкой и маркетингом решений, которые постепенно упрощают установку и эксплуатацию в модернизированных зданиях, обеспечивая при этом домовладельцев высокой энергоэффективностью и дополнительными удобствами (например, космическое охлаждение).
Системы тепловых насосов созданы для модернизации зданий
Что касается инноваций, новые системы находятся в стадии разработки и приближаются к выходу на рынок, разработанные как решение водяного контура на двух уровнях. Микротепловые насосы вода-воздух с тепловой мощностью от 2 до 5 кВт устанавливаются в каждой комнате жилого помещения, заменяя существующие радиаторы и позволяя системе покрывать как потребности в отоплении, так и охлаждении помещений. С этой целью отдельные распределенные блоки управляются контуром низкотемпературной воды, при этом температура подачи регулируется в диапазоне от 15°C до 30°C, чтобы оптимизировать производительность системы в течение дня и времени года. Система центральных тепловых насосов «воздух-вода» и резервуаров-аккумуляторов уравновешивает тепловую нагрузку на низкотемпературный водяной контур.
Обоснование этого решения для системы отопления и охлаждения многообразно. Использование микротепловых насосов вода-воздух в каждой комнате позволяет очень подробно учитывать как тепловые, так и охлаждающие нагрузки . Работа с охлаждающими нагрузками не требует установки специальных трубопроводов, так как вода, текущая в существующих стояках, всегда поддерживается выше точки росы, что позволяет избежать образования конденсата на поверхности. Кроме того, такая рассеянная конфигурация позволяет покрывать современные нагрузки на отопление и охлаждение различных частей здания. Отработанное тепло, рекуперируемое при охлаждении помещений в здании, может частично сбалансировать использование энергии для приготовления горячей воды летом.
Европейские и национальные проекты
FP7 – INSPiRe – проект iNSPiRe был направлен на системную модернизацию жилых и третичных зданий с использованием технологий ограждающих конструкций и ОВКВ. Было проведено обширное исследование для оценки энергоэффективности и затрат, связанных с реконструкцией зданий с использованием коммерческих технологий, включая тепловые насосы.
h3020 – BuildHeat – проект BuildHeat направлен на глубокую модернизацию многоквартирных домов как с использованием инновационных, так и коммерческих технологий. Четыре демонстрационных здания были модернизированы с использованием ряда технологий тепловых насосов. Доступны планы модернизации вместе с информацией о внедренных технологиях.
BMWi-03ET1272A – W ärmepumpen im Bestandgebäuden – этот проект направлен на мониторинг энергетических характеристик 56 систем тепловых насосов, установленных в существующих односемейных и рядных домах, которые используются как для отопления помещений, так и для подготовки горячей воды для бытовых нужд. В рамках проекта оценивались сезонные коэффициенты энергоэффективности каждой установки и связывались с состоянием ограждающих конструкций здания и системой выбросов, установленной на объекте.
h3020 – 4RinEU – проект направлен на глубокую модернизацию многоквартирных домов как с использованием инновационных, так и коммерческих технологий. Четыре демонстрационных здания были модернизированы с использованием ряда технологий тепловых насосов. Доступны планы вместе с анализом данных мониторинга.
h3020 — ПРОИСХОДЯЩЕЕ . На трех демонстрационных площадках (Австрия, Италия и Испания) проект продемонстрирует очень универсальный, масштабируемый и воспроизводимый пакет решений для модернизации энергосистемы зданий, позволяющий сократить долю возобновляемой энергии на 70-75%, экономию электроэнергии и парниковых газов на 30-50%. сокращение времени планирования на 50% и времени установки/эксплуатации на 30%, а срок окупаемости для ЭСКО и инвесторов составляет менее 8 лет по сравнению с лучшим доступным решением, существующим сегодня.
h3020 – HP4All объединяет ведущих экспертов по всей Европе для развития потенциала и навыков в секторе тепловых насосов и обеспечения повышения энергоэффективности, обеспечиваемого тепловыми насосами. HP4All будет работать как со стороной предложения (производители, малые и средние предприятия, монтажники и т. д.), так и со стороной спроса (владельцы зданий, государственный сектор и т. д.).
Электрификация сектора отопления и охлаждения обязательно требует использования неиспользованного потенциала жилого фонда. Несмотря на технические трудности, связанные с этой проблемой, и жесткую конкуренцию с традиционными решениями для отопления на ископаемом топливе, 9Системы тепловых насосов 0073 продемонстрировали правильную и эффективную работу в модернизированных зданиях .
Обмен знаниями и повышение квалификации специалистов является одной из основных проблем, с которыми сталкивается сектор, когда речь идет об установках в существующих зданиях, с акцентом на определение правильных граничных условий, позволяющих системе теплового насоса функционировать с надлежащими энергетическими характеристиками. в течение года, а также следить за правильной настройкой и эксплуатацией систем.

Стратегии	Политические рекомендации
Создание рынка и стандарты
Расширение заданных значений при поддержке более широкого распространения PECS	Правила. Ускорение интеграции PECS потребует изменения строительных стандартов, кодексов профессиональной практики, разработки интерфейсов прикладных программ (API) и функциональной совместимости систем PECS и HVAC, аккредитации PECS в системах экологического бенчмаркинга и согласования многочисленных преимуществ PECS с комфортом и здоровьем. .
Программы для снижения температуры нагрева и повышения температуры охлаждения в качестве параметров по умолчанию	Программирование по умолчанию. Предварительно заданные значения температуры, чтобы подтолкнуть потребителей энергии к принятию таких температур в качестве автоматического выбора. Правильный вариант по умолчанию может привести к существенным изменениям среди потребителей.
Инструменты, основанные на сотрудничестве
Обмен передовым международным опытом	Лучшие практики. Следует поощрять обмен уроками, полученными в результате оценки и обзора политик, поддерживающих расширение уставок термостата. Оценка и обзор политики должны быть хорошо финансируемыми, независимыми и рецензируемыми. Уроки, извлеченные из испытаний, следует фиксировать и распространять между странами.
Привилегированный доступ к данным коммунальных услуг	Информационные базы данных с открытым исходным кодом. Включить совместное использование данных коммунальных служб как один из элементов оценки влияния поведенческих показателей.
Государственная поддержка НИОКР
НИОКР для общественного признания колебаний температуры	Выделить финансирование. Поддержите исследования того, насколько температурные колебания приемлемы в конкретном социальном контексте, и стимулируйте политику, направленную на увеличение температурных колебаний.
Исследования и разработки в области пользы для здоровья от температурной изменчивости	Выделить финансирование. Поддержите исследование влияния температурных колебаний на здоровье пассажиров в разбивке по демографическим группам.
НИОКР по стратегиям модернизации, которые поддерживают зональный контроль температуры и контроль жильцов над локальным отоплением и охлаждением	Выделить финансирование. Поддержите полевые испытания стратегий модернизации, которые максимизируют способность жильцов обогревать и охлаждать себя или отдельные комнаты, а не брать на себя управление всем зданием.
Образование и обучение
Информационные кампании	Повышение осведомленности. Благодаря экспериментальному расширению уставок термостатов школы и общественные здания предоставляют возможности для разработки передовых методов управления объектами, а население может убедиться, что изменения в поведении возможны. Это может создать косвенные выгоды в жилом секторе.
Промышленное обучение	Отраслевое обучение. Обучение инженера ОВиК, электрика и сантехника внедрению локального и зонального управления отоплением и охлаждением.