Схема отопления и горячего водоснабжения частного дома: Система отопления и горячего водоснабжения (ГВС) частного дома

Схема системы отопления и горячего водоснабжения :: HighExpert.RU

Современную жизнь в личном доме или коттедже сегодня трудно представить без применения устройств автоматики для системы отопления и горячего водоснабжения (далее ГВС). Такие устройства позволяют обеспечить не только необходимый уровень комфорта для проживания, но и высокую энергоэффективность [снижение эксплуатационных затрат может достигать до 20%], а также существенную экономию времени, т.к. способны работать автономно — практически без вмешательства человека.

Расчет системы отопления и количества радиаторных секций онлайн.

Для общего представления возможностей применения предлагаемой нами автоматики приведена одна из возможных схем системы отопления и горячего водоснабжения загородного дома [см. Рисунок].

Рисунок. Возможная схема системы отопления и горячего водоснабжения загородного дома.

Схема системы отопления содержит:

• котел [газовый котел или котел на твёрдом топливе] с группой безопасности;
• отопительный контур котла с тепловым аккумулятором;
• контур радиаторной системы отопления с трехходовым краном, сервоприводом и погодозависимой автоматикой на основе терморегулятора ТРЦ-03;
• контур системы горячего водоснабжения с дифференциальным регулятором температуры ТРЦ-02;
• дополнительный контур горячего водоснабжения от солнечного коллектора со специальным терморегулятором ТРЦ-XX СК [перспективная разработка];
• необходимые устройства для подпитки системы и т. д.

---

---

Котел с группой безопасности

В данной системе отопления может быть применён газовый котел, либо котел, работающий на твердом топливе, что не принципиально. Группа безопасности котла содержит манометр, устройство для выпуска воздуха из контура системы отопления, а также сбросной клапан [обычно настроенный на давление 1,5 Бар].

Контур котла с тепловым аккумулятором

Этот контур системы замыкается на аккумуляторе тепла (АТ) [тепловом аккумуляторе], в качестве которого используется специальная замкнутая утеплённая ёмкость объёмом обычно от 100 литров и до 500 литров, а иногда и большего объёма, содержащая несколько резьбовых отверстий (или отводов) для подключения к ним других контуров системы отопления или горячего водоснабжения. Кроме того, отопительный контур котла содержит, обратный клапан, циркуляционный насос, термостатический клапан [настроенный на температуру открытия около +55 градусов Цельсия], нержавеющий сетчатый фильтр грубой очистки, необходимые шаровые краны и термометры. При работе котла и температуры теплоносителя в контуре котла ниже примерно +50 градусов Цельсия термостатический клапан не пускает теплоноситель в тепловой аккумулятор, благодаря чему котел достаточно быстро прогревается, а также практически устраняются возможные последствия выпадения конденсата на его стенках. После прогрева котла и теплоносителя до температуры равной или выше +55 градусов Цельсия, термостатический клапан открывается и теплоноситель начинает прогревать емкость с АТ. В аккумулятор тепла установлен ТЭН мощностью до 3,6 кВт, который управляется от цифрового терморегулятора ТРЦ-01 [его датчик температуры установлен в гильзе АТ], который не допускает падения температуры теплоносителя в зимний период ниже +7 градусов Цельсия; также этот регулятор температуры может управлять ТЭН для дополнительного подвода тепловой энергии в систему отопления дома.

Контур радиаторной системы отопления с погодозависимой автоматикой регулирования

Контур радиаторной системы начинается от патрубка и крана, выходящего с аккумулятора тепла; содержит трехходовой смесительный кран [смесительный клапан], сервопривод, который приводит в действие этот кран, циркуляционный насос, обратный клапан, трубопроводы и радиаторы системы отопления, необходимые шаровые краны, термометры. ..и замыкается в нижней точке теплового аккумулятора. Погодозависимая автоматика радиаторной системы отопления дома содержит контроллер ТРЦ-03, который управляет сервоприводом смесительного крана по заданному алгоритму — в зависимости от температуры теплоносителя [поступающего к радиаторам системы отопления дома] и от температуры воздуха на улице. Погодозависимый контроллер ТРЦ-03 поддерживает необходимую температуру теплоносителя в радиаторной системе отопления дома по заданной пользователем погодозависимой кривой регулирования, управляя открытием или закрытием смесительного клапана. Благодаря предлагаемой нами погодозависимой автоматике регулирования температуры для системы отопления обеспечивается необходимый уровень комфорта в доме, экономия личного времени, а также снижение эксплуатационных затрат на отопление.

---

---

Контур системы горячего водоснабжения с дифференциальным регулятором температуры

Контур системы ГВС начинается от патрубка и крана, выходящего из теплового аккумулятора; содержит сетчатый нержавеющий фильтр грубой очистки, циркуляционный насос ГВС, обратный клапан, бойлер косвенного нагрева с хорошей теплоизоляцией, термостатический смесительный клапан на выходе из бойлера для потребления горячей воды, необходимые шаровые краны, манометр, термометры. .. и замыкается в нижней точке аккумулятора тепла. Дифференциальный регулятор температуры ТРЦ-02 на основе показаний термодачиков в аккумуляторе тепла и внутри бойлера ГВС управляет по заданному алгоритму циркуляционным насосом ГВС и ТЭН, расположенный внутри бойлера ГВС. Таким образом, при работе системы отопления от котла или когда он отключен, система обеспечивает необходимую потребность в горячей воде. Термостатический смесительный клапан [расположенный на выходе бойлера для потребления горячей воды], настроенный, например, на температуру +45…+50 градусов Цельсия, ограничивает температуру горячей воды этим диапазоном и, тем самым, не допускает возможность ошпаривания.

Дополнительный контур горячего водоснабжения от солнечного коллектора со специальным терморегулятором

Этот контур является вспомогательным для предыдущего контура системы горячего водоснабжения, упомянутого выше. Дополнительный контур ГВС начинается с выхода патрубка и крана от АТ, содержит сетчатый нержавеющий фильтр грубой очистки, циркуляционный насос, обратный клапан, солнечный коллектор с группой безопасности, необходимые шаровые краны. .. и замыкается через обратный клапан на вход змеевика бойлера косвенного нагрева. Дополнительный контур горячего водоснабжения управляется специальным контроллером ТРЦ-XX СК [наша перспективная разработка], управлению подлежат: электропривод солнечного коллектора для его открытия или затенения с помощью специальных жалюзей, занавеса или рольставней; циркуляционный насос солнечного коллектора. Управление этими устройствами осуществляется перспективным контроллером по специальному алгоритму на основе анализа температур от термодатчиков, расположенных на выходе из солнечного коллектора и внутри теплового аккумулятора. Возможный перегрев системы с солнечным коллектором не допускается за счёт автоматического затенения его рабочей поверхности.

28.03.2023

Горячее водоснабжение и отопление дома, газовое водоснабжение и котлы для частного дома

Переезжая в частный дом или наведываясь туда периодически в течение года, любому хозяину хочется иметь все условия для комфортной жизни, а именно — отопление и горячее водоснабжение.  

Содержание:

• Виды котлов
• Основные схемы отопления
  • Простейшая система
  • Однотрубная система
  • Двухтрубная система
• Оборудование для ГВС
  • Проточный водонагреватель
  • Накопительный водонагреватель

Виды котлов

Изначально стоит определиться с видом котла, поскольку это основной элемент системы. В первую очередь котлы делятся по типу топлива. Именно по этому принципу их и стоит выбирать:

• твердотопливный. Котел работает на дровах, угле, брикетах, пеллетах.
• жидкотопливный. Котел работает на дизельном топливе.
• электрический. Котел работает на электроэнергии.
• газовый. Котел работает на природном или сжиженном газе.

 

Если ваш частный дом располагается в газифицированном участке, то рекомендуем вам организовать систему водоснабжения и отопления при помощи двухконтурного газового котла. На сегодняшний день подобные системы достаточно автоматизированы и полностью безопасны.

Основные схемы отопления 

Перед тем как будет установлен котел, а также проложены трубы, составляется схема горячего водоснабжения и отопления дома. На этой схеме будет видно: возможна ли установка системы с естественной циркуляцией, либо необходим монтаж насосов. 

Простейшая система 

Система подобного (ГВС) горячего водоснабжения в доме представляет собой одиночный контур, по которому вода циркулирует естественным образом. По другому установку называют — гравитационная, поскольку вода перемещается по трубопроводу под воздействием собственной массы. Подобные решения применяют там, где часто отсутствует электроэнергия для насосов. Бывает, что насос все-таки установлен, но если возникает аварийная ситуация (насос отключается), то движение теплоносителя не прекращается. То есть система продолжает работать даже при отключении электроэнергии. 

Плюсы системы:

1. простой монтаж.
2. простая эксплуатация.
3. ввиду отсутствия насоса — отсутствие шума при работе системы.
4. автономность.
5. износостойкость.
6. долговечность.

 

Минусы установки:

1. габариты загородного дома не должны быть больше 100 кв.м.
2. одиночный контур в горизонтальной плоскости не должен превышать в длину 30 м. 
3. возможно замерзание воды. Из-за этого трубы, которые находятся в факторе риска, следует серьезно утеплять. 
4. нет возможности сделать систему в загородном доме, если там отсутствует чердак, поскольку именно там размещают расширительный бак. 

 

Однотрубная система

Работа системы однотрубной разводки происходит по следующему принципу: присутствует единственный трубопровод, который является замкнутым. По этому трубопроводу и циркулирует теплоноситель. Теплоноситель нагревается, когда проходит через котел. Далее теплоноситель передает тепло радиаторам. И когда он уже остыл, снова возвращается в котел.  

Однотрубная система имеет единственный стояк. Расположен он в зависимости от вида строения. Если это многоэтажное здание, то это вертикальное расположение. Если — одноэтажное, то расположение, соответственно, горизонтальное. Для того чтобы теплоноситель функционировал по вертикальному стояку, может понадобиться насос. 

Плюсы:

1. простой монтаж.
2. быстрый монтаж.
3. небольшие затраты на материалы и оборудование.
4. устойчивая гидродинамика.
5. минимальный риск аварии.

 

Минусы:

1. проходя через все радиаторы в контуре, вода постепенно теряет первоначальную температуру.
2. отопительные элементы нагреваются неравномерно.
3. количество радиаторов, которое может быть размещено на одном стояке, ограничено.

 

Двухтрубная система

Двухтрубная система от двух предыдущих, соответственно, отличается наличием двух контуров, которые отвечают за то, чтобы теплоноситель распространялся по загородному дому. По первому контуру теплоноситель попадает к радиаторам, а по второму контуру, уже отдав все тепло, теплоноситель следует обратно к котлу. Благодаря этому циклу теплоноситель перманентно движется по трубам, пока работает котел отопления. 

Плюсы:

1. имеются терморегуляторы, которые дают возможность регулировать температуру для каждого помещения индивидуально.
2. в систему можно добавить дополнительные элементы, даже если вы уже ее собрали и ввели в эксплуатацию.
3. систему легко можно продлить и горизонтально, и вертикально. Если вы вдруг решили, например, достроить дом, то продлить установку не составит труда.
4. на систему не сильно влияет разморозка.

 

Минусы:

1. относится к затратным вариантам.
2. сложный монтаж.
3. необходимо больше материала.
4. монтаж непростой.
5. монтаж небыстрый.

 

Оборудование для ГВС

Также необходимо определиться и с типом водонагревателя — проточный (нагревает воду, пока она течет через нагревательный прибор) или накопительный (греет воду заблаговременно и поддерживает температуру в огромной емкости).  

Проточный водонагреватель

Применяют такие виды нагревателей:

• электрический.
• газовая колонка.
• греющий контур котла.
• пластинчатый теплообменник, который подключен к контуру отопления.

 

В основном электрические установки пользуются популярностью в системах водоснабжения многоквартирных домов или в небольших частных строениях. Так как для полноценного обеспечения дома горячей водой понадобится несколько электрических проточных нагревателей. Поэтому хозяева габаритных коттеджей отдают предпочтение газовым колонкам, поскольку это экономически выгоднее.  

Плюсы:

1. небольшие размеры, если это электрический водонагреватель.
2. низкая стоимость.
3. моментальный нагрев воды.
4. легкий монтаж и подключение.

 

Минусы:

1. если необходимо сделать горячее жидкость во втором кране, то в первом кране меняется температура и напор жидкости. То есть эксплуатировать систему одновременно в двух точках проблематично.
2. если расход воды небольшой, то установка не сработает. То есть для того, чтобы произошел нагрев воды, необходимо увеличить расход потребляемой жидкости.
3. если вода отличается жесткостью, накипь будет присоединяться достаточно быстро к внутренним элементам системы. Поэтому установку необходимо периодически чистить.

 

Накопительный водонагреватель

Особенностью накопительной модели является наличие бака объемом от 15 до 200 л. Именно там нагревается вода и поддерживается ее температура на требуемом уровне. Вода греется при помощи нескольких или одного ТЭНа, включаемых и отключаемых по сигналам с термостата. На термостате предварительно выставляется температура от 35 до 90 градусов. Требуемый объем воды нагревается в системе от получаса до трех часов, далее установка поддерживает требуемую температуру.

Плюсы:

1. получение больших объемов горячей жидкости.
2. возможность подключения нескольких точек.
3. небольшая нагрузка на электросеть.
4. температура воды в течение эксплуатации не меняется.

 

Минусы:

1. система габаритна и обладает большой массой.
2. сложный монтаж.
3. после включения вода долго нагревается.

Котлы, чиллеры | Консультации — инженер-специалист

Котлы используются в коммерческих зданиях для нагрева воды и систем, использующих горячую воду, таких как системы отопления. Чиллеры используются для производства охлажденной воды или для охлаждения здания.

Котлы, чиллеры Артикул

Просмотреть еще Котлы, чиллеры Артикул

Основы водогрейных котлов

Водогрейные котлы широко используются в жилых, коммерческих и административных зданиях

BY Ян Марчант и Эйприл Рикеттс

Цели обучения

• Узнать о влиянии насосных схем и оптимизации установок систем охлажденной воды.
• Узнайте, как и когда использовать экономайзер на берегу.
• Узнайте, как и когда использовать чиллер с рекуперацией тепла.

Во многих зданиях система охлажденной воды обеспечивает огромный потенциал для экономии энергии. Однако из-за той роли, которую система охлажденной воды играет в обеспечении теплового комфорта людей, находящихся в здании, эти потенциальные стратегии энергосбережения не всегда отдаются предпочтение традиционным подходам. Можно спроектировать системы охлажденной воды, отвечающие требованиям теплового комфорта здания и обеспечивающие эксплуатационную и энергетическую эффективность, что может значительно снизить текущие эксплуатационные расходы.

Распределение охлажденной воды

Система распределения охлажденной воды должна быть оценена до того, как будет завершен проект новой холодильной установки или модернизация существующей холодильной установки. Необходимо учитывать несколько факторов, в том числе:

• Существующая или предлагаемая проектная дельта Т или более низкие температуры возвратной воды.
• Максимальная и минимальная температура подачи охлажденной воды.
• Тип устанавливаемых или предлагаемых регулирующих клапанов системы охлажденной воды (трехходовые или двухходовые клапаны).
• Значительные перепады давления в распределительных контурах трубопроводов охлажденной воды.
• Терминальное оборудование, предлагаемое или установленное.

Влияние этих критериев будет определять решения по производству охлажденной воды и наиболее эффективное расположение насосов.

Наиболее распространенными типами насосных установок холодильных установок являются системы с постоянным расходом, первично-вторичные системы с переменным расходом и системы с переменным первичным расходом. Для подавляющего большинства установок с охлажденной водой энергоэффективность установки может быть максимизирована за счет изменения производительности насосов в соответствии с требуемой тепловой нагрузкой. Когда производительность насоса соответствует тепловой нагрузке, увеличивается разница температур между температурой подачи охлажденной воды и температурой возврата охлажденной воды.

Это известно как дельта T системы охлажденной воды, и чем выше дельта T, тем меньше энергии насоса, необходимой для системы. Увеличение разницы температур между подачей и обраткой охлажденной воды позволяет в полной мере использовать общую мощность чиллеров; Системы с переменным первичным потоком обычно имеют более низкую начальную стоимость, чем первично-вторичные системы с переменным потоком.

Модернизация существующей установки охлажденной воды с постоянным или первично-вторичным потоком до установки с переменным расходом первичной охлажденной воды, которая подключена к распределительной системе с трехходовыми клапанами, приведет к созданию системы постоянного расхода с низким значением дельта Т для большой диапазон работы установки охлажденной воды. Предоставление установки с переменным расходом охлажденной воды, которая подключена к сети трубопроводов распределения охлажденной воды с двумя или более существенно отличающимися перепадами давления, может привести к значительно меньшей экономии энергии насосов и потенциальной протечке существующих регулирующих клапанов в охлажденной воде с более низким перепадом давления. петля.

Внесение изменений в существующую распределительную систему требуется при модернизации многих холодильных установок, и их нельзя упускать из виду при правильном проектировании модернизируемой установки. Замена трехходовых регулирующих клапанов на двухходовые регулирующие клапаны и оценка использования двухходовых регулирующих клапанов, не зависящих от давления, решит многие из этих проблем распределения. Существующие змеевики с охлажденной водой, вероятно, не были выбраны для соответствия стандарту ASHRAE Standard 90.1 2019 года: Энергетический стандарт для зданий, за исключением малоэтажных жилых зданий, требующий разницы температур в 15 ° F между температурой воды на входе и на выходе.

Оценка существующих змеевиков с охлажденной водой при различных температурах подачи охлажденной воды необходима для определения необходимости замены змеевиков и определения разницы температур с существующими змеевиками (см. рис. 1).

Насосное оборудование

Когда параметры распределения охлажденной воды будут известны, можно будет спроектировать насосное устройство охлажденной воды. Насосная система с переменным первичным потоком обычно является наиболее энергоэффективной системой и обеспечивает преимущество меньшего количества насосов в системе. Параллельная работа регулируемых первичных насосов для достижения точки оптимального КПД на кривой системы распределения охлажденной воды является эффективным способом минимизации энергии насосов системы.

Некоторые производители насосов предлагают насосы без датчиков со встроенными частотно-регулируемыми приводами, характеристики работы которых встроены в частотно-регулируемый привод насоса, и которые могут управлять одним или несколькими насосами в наиболее эффективной точке системной характеристики. Эти насосы представляют собой очень экономичный способ ограничить количество датчиков и средств управления, устанавливаемых на месте, при минимизации энергопотребления насоса.

Конденсаторные водяные системы с переменным расходом также позволяют снизить общую энергию, потребляемую насосами на установках охлаждения воды. Необходимо соблюдать осторожность при уменьшении расхода воды в конденсаторной системе, чтобы избежать осаждения взвешенных твердых частиц в системе. В градирнях важно поддерживать минимальную скорость потока, чтобы обеспечить полное увлажнение наполнителя градирни. Минимальные скорости потока также должны поддерживаться в секции конденсатора чиллера. Даже несмотря на потенциальные проблемы, переменный расход в системе водяного охлаждения конденсатора по-прежнему является жизнеспособным вариантом и может еще больше снизить общее количество киловатт на тонну охлаждающей воды, производимой во всем диапазоне работы установки.

Оптимизация холодильной установки

Оптимизация – это действие по наилучшему или наиболее эффективному использованию ситуации или ресурса. В соответствии со стандартом ASHRAE 90.1 и Международным кодексом энергосбережения это означает, что для установки охлаждения воды это означает управление соответствующим оборудованием, новым или существующим, чтобы оно работало максимально эффективно и, в конечном счете, потребляло наименьшее количество энергии при соблюдении здание нуждается. В настоящее время в отрасли применяются различные уровни оптимизации, начиная от простого определения последовательности работы оборудования и заканчивая установкой счетчиков потребления электроэнергии, позволяющих корректировать систему в режиме реального времени с помощью программного обеспечения.

В настоящее время некоторые производители систем управления интегрируют оптимизацию предприятия в свои стандартные пакеты управления. Обычно это ограничивается вводом данных о производительности оборудования для конкретного проекта в управляющее программное обеспечение, которое, в свою очередь, определяет последовательность определенного количества чиллеров, градирен и насосов на основе рабочих «зон наилучшего восприятия» для удовлетворения нагрузки здания. Это может также включать использование последовательностей управления, таких как сброс перепада давления в насосе и оптимальное управление запуском для систем, использующих управление понижением.

Следующий уровень оптимизации — это автономные программные пакеты, которые работают в фоновом режиме с использованием собственных алгоритмов и работают вместе с системой управления зданием. Обычно это включает в себя установку счетчиков потребления электроэнергии для сбора данных в режиме реального времени при определении последовательности работы оборудования, а также выполнение прогнозирующих действий на основе программных алгоритмов.

Производители оборудования также начинают включать аспекты оптимизации в свои бортовые средства управления. Например, центробежный охладитель с несколькими компрессорами, способный включать и выключать их в зависимости от работы с минимально возможной мощностью киловатт на тонну.

С точки зрения владельца, внедрение той или иной формы оптимизации установки охлажденной воды может быть привлекательным по нескольким причинам. Например, ссылаясь на стратегии ASHRAE 90.1, это может означать использование насосов со встроенными частотно-регулируемыми приводами для системы с переменным расходом или использование сброса охлажденной воды в системе со встроенным экономайзером на стороне воды, как описано в разделе ниже. Наблюдается очевидное снижение энергопотребления, что напрямую выражается в экономии долларов на коммунальных предприятиях.

Оптимизация привлекательна еще и тем, что способствует продлению срока службы установленного оборудования. Чтобы по-настоящему понять преимущества оптимизации холодильной установки, рекомендуется выполнить базовый анализ существующей системы или новой установки, чтобы подтвердить преимущества для производительности системы. Установление базового уровня является важным аспектом этого процесса, особенно в том, что касается окупаемости инвестиций, поскольку существует надбавка, связанная с оптимизацией установки охлажденной воды.

Важным аспектом, на который следует обратить внимание, является согласие владельца и оператора установки на программное обеспечение, позволяющее ему работать по назначению. Например, в сценарии, где работают два чиллера, программное обеспечение может запустить в работу три насоса охлажденной воды, тогда как обычно их может быть только два. Это может произойти потому, что три насоса, работающих на более низкой частоте, могут потреблять меньше энергии, чем два насоса, работающих на частоте 60 Гц. Подобные сценарии могут быть трудны для операторов после многих лет работы традиционным способом.

Наилучшие результаты оптимизации достигаются, когда размеры всего системного оборудования соответствуют фактической потребности в охлажденной воде, а не завышены или занижены. Обычно оборудование на старых установках охлажденной воды выбиралось на основе пиковой нагрузки, а не общего рабочего диапазона установки. Эти заводы часто проектировались как системы постоянного объема, поэтому перед определением размера модернизации и/или замены завода рекомендуется провести исследование нагрузки, учитывающее фактическую программу здания.

Исследование нагрузки для нового здания выполнить проще. Понимание фактической нагрузки на здание, чтобы можно было правильно подобрать оборудование, имеет решающее значение. Это позволяет программному обеспечению упорядочивать оборудование, чтобы оно могло работать наиболее эффективно в течение более длительных периодов времени в течение года, что обеспечивает большее общее процентное снижение энергопотребления.

Экономайзер на берегу

Экономайзер на берегу использует испарительную охлаждающую способность градирни для производства холодной воды, которая обменивается через теплообменник для получения охлажденной воды, что компенсирует потребность в механическом охлаждении. В климатических зонах без значительной круглогодичной высокой относительной влажности встроенные водяные экономайзеры могут обеспечить значительную экономию энергии за счет сокращения часов работы чиллеров и снижения нагрузки на чиллеры в часы, когда 100% экономайзер невозможен.

Преимущества водяных экономайзеров увеличиваются с повышением температуры подачи охлажденной воды, поэтому они особенно хорошо сочетаются с водяными системами, такими как радиационное охлаждение, охлаждающие балки и специальные фанкойлы для систем наружного воздуха, где экономайзеры на стороне воздуха либо неприменимы, либо не применимы. достижимый.

В других сценариях, где традиционные экономайзеры на стороне воздуха не идеальны, например, в климатических зонах, где экономайзер наружного воздуха создает слишком большую нагрузку по осушению, или в критически важных центрах обработки данных, где избыток наружного воздуха может снизить относительную влажность внутри помещения до слишком низкого уровня, экономайзеры на стороне воды можно использовать для достижения значительной экономии. Как и при любом выборе систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, важно понимать влияние на все системы вместе, включая ограждение здания, массу здания, профиль нагрузки и ожидаемый комфорт жильцов.

Когда экономайзеры на берегу оптимизированы вместе с каждой из этих влияющих систем, потенциальные преимущества экономии на берегу только увеличиваются (см. рис. 2).

Традиционные системы с охлажденной водой

Традиционные системы с охлажденной водой, производящие охлажденную воду с температурой от 42°F до 44°F, будут ограничены в том, сколько часов они могут использовать преимущества 100% водяного экономайзера, особенно если инженер определил традиционный подход градирни от 6°F до 7°F и требовал пластинчато-рамного теплообменника с подходом от 1°F до 2°F. Это может привести к тому, что система сможет работать в режиме экономайзера на 100 % только тогда, когда температура по влажному термометру равна или ниже 36°F. Традиционный подход к проектированию охлажденной воды в здании с высокими внутренними нагрузками, таком как офисное здание, приводит к низкому проценту часов работы, которые можно использовать в 100% режиме экономайзера.

Несмотря на то, что стоимость градирни увеличивается по мере уменьшения расстояния между градирнями, каждая проектная группа должна провести анализ затрат и выгод, чтобы выбрать градирни с близким подходом в диапазоне от 2°F до 3°F. Это увеличивает количество полных часов работы экономайзера и еще больше сокращает часы работы чиллеров и соответствующее потребление ими энергии.

Системы водяного охлаждения умеренной температуры

Настоящая красота водяных экономайзеров проявляется в сочетании с системами водяного охлаждения умеренной температуры. Вместо того, чтобы работать в диапазоне от 42 ° F до 44 ° F, эти системы, как правило, работают при температуре от 54 ° F до 58 ° F и обеспечивают системы лучистого охлаждения, охлаждающие балки или только разумные фанкойлы DOAS. Как правило, эти системы работают параллельно с системой DOAS, которая обеспечивает осушение с помощью системы прямого расширения или автономного низкотемпературного змеевика с охлажденной водой, питаемого отдельной системой.

Поскольку излучающие системы, охлаждающие балки и фанкойлы DOAS предназначены только для физического охлаждения, им не требуется низкотемпературная охлажденная вода и фактически не требуется температура охлажденной подаваемой воды, которая может привести к конденсации. Таким образом, повышенная температура охлажденной воды идеальна. Эти повышенные температуры подаваемой воды значительно увеличивают количество часов, доступных для 100% водяного экономайзера, показывая часы работы экономайзера с градирней традиционного подхода (см. Рисунок 3).

Когда вы соедините эти системы с близко подходящими башнями, вы увидите резкое увеличение часов работы в режиме полного экономайзера. Таким образом, в Окленде, штат Калифорния, общее количество часов, доступных для полного экономайзера, превышает 80% часов (см. рис. 4).

Усовершенствованные стратегии водяного экономайзера

Помимо выбора близко расположенных градирен, существует несколько других стратегий, которые можно использовать для увеличения времени работы водяного экономайзера, сокращения времени работы чиллера и, возможно, полного устранения необходимости в охлаждении компрессора. Первая стратегия — это последовательность управления сбросом температуры подачи охлажденной воды (ASHRAE 9).0.1-2019 Часть 6.5.4.4), которые должны быть развернуты на всех системах водяного экономайзера.

В этом сценарии BMS контролирует все положения охлаждающих клапанов. Как только все клапаны охлажденной воды будут открыты менее чем на 100 %, BMS будет линейно повышать температуру подачи охлажденной воды до тех пор, пока первый клапан не откроется на 100 %, чтобы удовлетворить местную нагрузку. Это может привести к значительному увеличению часов работы при полном экономайзере, особенно в зданиях с высокопроизводительными ограждениями и в большинстве зданий в межсезонье, когда нагрузки на ограждающие конструкции невелики.

Кроме того, водяные экономайзеры хорошо сочетаются с системами накопления тепловой энергии, особенно с системами с умеренными температурами, обслуживающими разумные системы охлаждения. Системы хранения тепловой энергии максимально используют ночную зарядку резервуаров для хранения, когда наружная температура по влажному термометру самая низкая, что позволяет производить недорогую охлажденную воду с использованием ночных непиковых тарифов на электроэнергию. Если здание было спроектировано как низконагруженное и высокопроизводительное здание, бригады могут установить достаточный накопитель тепла, чтобы полностью устранить потребность в чиллерах для удовлетворения разумной нагрузки здания.

Хотя типичным теплоаккумулирующим средством является вода (или лед для низкотемпературных систем водяного охлаждения), недавние исследования Калифорнийского университета и Центра антропогенной среды Беркли показали значительную гибкость систем охлаждения с массовым излучением для поддержки переключения нагрузки только посредством управляющих манипуляций и собственной тепловой массы плиты. Эта гибкость показала, что в некоторых случаях активное охлаждение в плите может смещаться более чем на 12 часов от времени пиковой нагрузки в помещении, сохраняя при этом рабочую температуру в помещении в пределах комфортного диапазона, ожидаемого стандартом ASHRAE 55: Тепловые условия окружающей среды. Условия пребывания человека.

Добавление в помещение потолочных вентиляторов, которые при умеренной скорости воздушного потока поддерживают температурный комфорт даже при заданных значениях температуры в помещении до 78°F, может еще больше повысить гибкость переключения нагрузки, потенциально позволяя обеспечить 100% часов охлаждения с помощью экономайзера, работающего на стороне воды.

Чиллеры с рекуперацией тепла

Чиллеры с рекуперацией тепла могут обеспечить экономию энергии в помещениях, где требуется одновременное отопление и охлаждение, таких как гостиничные и медицинские учреждения. В то время как доступны шеститрубные чиллеры с рекуперацией тепла с двумя конденсаторами, в данном обсуждении основное внимание уделяется применению чиллеров с рекуперацией тепла с четырьмя трубами и одним конденсатором.

Стандартный чиллер с водяным охлаждением отводит тепло из контура охлажденной воды и передает это тепло в водяной контур конденсатора. Затем тепло от водяного контура конденсатора отводится наружу с помощью градирни. Отработанное тепло, которое обычно выбрасывается наружу, может быть утилизировано и использовано в приложениях, где требуется тепло, например, для нагрева воды для бытовых нужд или для вторичного нагрева.

Чиллер с рекуперацией тепла предназначен для нагрева горячей и охлажденной воды. Отработанное тепло, удаляемое из контура охлажденной воды, улавливается в контуре горячей воды, который используется для отопления. При определении чиллера с рекуперацией тепла важно учитывать базовые профили нагрузки на отопление и охлаждение здания, чтобы правильно подобрать чиллер с рекуперацией тепла.

При рассмотрении вопроса о рекуперации тепла всегда выбирайте самую низкую практическую температуру нагрева, соответствующую потребностям. Системы отопления помещений обычно рассчитаны на температуру подаваемой воды 140°F. Как правило, чиллеры с рекуперацией тепла предназначены для подачи горячей воды для отопления помещений с температурой от 105°F до 110°F. Чтобы приспособиться к этой более низкой температуре воды, системы повторного нагрева терминала могут быть спроектированы для работы с водой с температурой 110 ° F, если указано с более высокой производительностью, многорядными нагревательными змеевиками.

Другое применение, такое как предварительный нагрев технической воды, обычно использует температуру рекуперационной воды от 85°F до 95°F. Выбор самой низкой практической температуры нагрева снижает подъем чиллера и приводит к тому, что чиллер работает более эффективно.

Чиллеры с рекуперацией тепла могут быть очень эффективными в медицинских учреждениях. В больницах обычно имеются большие вентиляционные установки с переменным объемом воздуха, которые обеспечивают охлаждение и осушение и подают воздух с температурой приблизительно 55°F. Чтобы помочь в инфекционном контроле, медицинские помещения в медицинских учреждениях должны иметь минимальную скорость воздухообмена. В результате минимальной скорости воздухообмена помещения часто получают больше воздуха, чем необходимо для охлаждения помещения. Для противодействия этому переохлаждению требуется терминальный перегрев. В результате повторное нагревание энергии исторически было одним из крупнейших видов конечного использования энергии в больнице, на долю которого приходилось от 25% до 30% от общего годового потребления энергии в зависимости от климатической зоны.

Охладитель с рекуперацией тепла, рассчитанный на обеспечение конечной нагрузки по промежуточному нагреву в летний период, может полностью компенсировать нагрузку на промежуточный нагрев, а также обеспечивать охлажденную воду и снижать нагрузку на основную холодильную установку. Во время зимней эксплуатации чиллер с рекуперацией тепла может работать для удовлетворения технологических потребностей больницы в охлаждении, а также обеспечивать горячую воду для снижения нагрузки на котельную. По сути, владелец здания получает тепловую энергию практически бесплатно, поскольку она является побочным продуктом процесса охлаждения.

Проектирование чиллерной установки может существенно повлиять на текущие эксплуатационные расходы здания. Такие стратегии, как оптимизация чиллерной установки, водяной экономайзер и чиллеры с рекуперацией тепла, могут дать положительные результаты за счет повышения общей эффективности установки и снижения затрат на электроэнергию. Тип здания, климат и профиль нагрузки влияют на то, следует ли рассматривать одну или все эти стратегии.

Котлы, чиллеры Часто задаваемые вопросы

• Бойлеры и чиллеры одно и то же?

  Нет, бойлеры и чиллеры не одно и то же. Оба типа механических систем служат разным целям и используют разные технологии.

  Котел — это устройство, которое нагревает воду для создания пара для производства тепла. Затем тепло распределяется по всему зданию через сеть труб и радиаторов. Котлы обычно используются для систем отопления в зданиях, а также используются в некоторых промышленных процессах.

  Чиллер, с другой стороны, представляет собой устройство, которое отводит тепло от жидкости, обычно воды или водно-гликолевой смеси, для производства охлажденной воды или хладагента. Охлажденная вода или хладагент затем распределяются по всему зданию для охлаждения воздуха или обеспечения охлаждения для промышленных процессов. Чиллеры обычно используются для систем кондиционирования воздуха в зданиях, а также в некоторых промышленных процессах.

• Как работает система охлаждения котла?

  Система бойлер-чиллер представляет собой тип механической системы, которая сочетает в себе бойлер и чиллер для обеспечения отопления и охлаждения здания или объекта. Система обычно работает следующим образом:

  В отопительный сезон котел нагревает воду и распределяет ее по всему зданию через сеть труб и радиаторов для обеспечения тепла.

  В сезон охлаждения чиллер отводит тепло от жидкости, обычно воды или водно-гликолевой смеси, для производства охлажденной воды или хладагента. Охлажденная вода или хладагент затем распределяются по всему зданию через сеть труб и змеевиков для обеспечения охлаждения.

  Температура воды или хладагента контролируется термостатами, настроенными на поддержание заданной температуры в здании.

  Система также имеет систему управления, которая отслеживает и регулирует температуру, влажность и качество воздуха в здании, а также контролирует работу котла и чиллера.

  Система охлаждения котла может быть либо центральной системой, в которой все оборудование расположено в центральном техническом помещении, либо децентрализованной системой, в которой оборудование расположено в нескольких местах по всему зданию.

  Система чиллера с бойлером может быть либо одноблочной системой, в которой котел и чиллер объединены в один блок, либо многоблочной системой, в которой котел и чиллер являются отдельными блоками.

  Система бойлер-чиллер может быть либо стандартной системой, в которой котел и чиллер работают отдельно, либо комбинированной системой, в которой котел и чиллер работают вместе для обеспечения как нагрева, так и охлаждения.

• Для чего в больших зданиях используются бойлеры и охладители?

  Бойлеры и охладители используются в больших зданиях, поскольку они обеспечивают эффективный и экономичный способ обогрева и охлаждения здания. Некоторые причины, по которым котлы и чиллеры используются в больших зданиях, включают:

  • Большие нагрузки по отоплению и охлаждению: большие здания, такие как офисные здания, гостиницы, больницы и школы, имеют высокую потребность в отоплении и охлаждении, которую можно удовлетворить с помощью центрального бойлера и системы охлаждения.
  • Энергоэффективность: Котлы и охладители спроектированы так, чтобы быть энергоэффективными, что может помочь снизить затраты на электроэнергию для здания.
  • Гибкость: Котлы и чиллеры могут работать по отдельности или вместе, что обеспечивает гибкость в способах обогрева и охлаждения здания.
  • Зональное управление: Системы котлов и чиллеров могут быть спроектированы так, чтобы обеспечить зональное управление, что позволяет нагревать или охлаждать различные зоны здания до разных температур.
  • Комфорт: Системы котлов и чиллеров могут обеспечить комфортную внутреннюю среду для жителей здания, контролируя температуру, влажность и качество воздуха в здании.
  • Низкое техническое обслуживание: Котлы и чиллеры спроектированы так, чтобы не требовать особого обслуживания, что может помочь снизить эксплуатационные расходы здания.
  • Безопасность: Котлы и чиллеры спроектированы так, чтобы быть безопасными, и они должны быть спроектированы, установлены, испытаны и обслуживаться в соответствии с нормами и стандартами для обеспечения безопасности людей, находящихся в здании.
  • Экологичность: системы котлов и чиллеров могут быть спроектированы для использования альтернативных источников энергии, таких как геотермальная энергия, или могут быть спроектированы так, чтобы быть энергоэффективными и использовать топливо с низким содержанием углерода для снижения воздействия на окружающую среду.

• Можно ли использовать чиллеры для отопления?

  При определенных обстоятельствах чиллеры могут использоваться для обогрева, но это не является их основной функцией. Чиллеры предназначены для отвода тепла от жидкости, обычно воды или водно-гликолевой смеси, для производства охлажденной воды или хладагента. Затем эта охлажденная вода или хладагент распределяются по всему зданию для обеспечения охлаждения.

  Однако некоторые чиллеры оснащены функцией, называемой «обратный цикл» или «рекуперация тепла», которая позволяет им также обеспечивать нагрев. Это достигается за счет использования тепла, выделяемого хладагентом в процессе охлаждения, для нагрева смеси воды или гликоля, которая затем распределяется по системе отопления здания.

  Важно отметить, что чиллеры, как правило, не так эффективны для отопления, как бойлеры, и не рассчитаны на те же тепловые нагрузки, что и бойлеры. Было бы более эффективно и экономично использовать котел для нагрева и чиллер для охлаждения.

  Кроме того, чиллеры, предназначенные для обогрева с помощью реверсивного цикла или рекуперации тепла, как правило, дороже стандартных чиллеров. Они также требуют специального управления и трубопроводов для работы в режиме обогрева.

Часть часто задаваемых вопросов была составлена ​​с помощью ChatGPT. Из-за ограничений инструментов искусственного интеллекта весь контент был отредактирован и проверен нашей командой по контенту.

Что такое коммунальное отопление?

Мы обычно находим коммунальные системы отопления в многоквартирных домах, поскольку они могут быть разумным вариантом для домовладельцев по целому ряду причин. Часто коммунальные системы отопления работают на природном газе, отапливая все имущество через одну и ту же сеть. Итак, является ли коммунальное отопление хорошей идеей для вашей собственности? Здесь мы более подробно рассмотрим все ключевые аспекты, преимущества и недостатки систем коммунального отопления, а также типы зданий и объектов, наиболее подходящие для этих систем отопления.

Коммунальные системы отопления: что это такое?

Коммунальные системы отопления широко используются в многоквартирных домах, обычно с подключением к сети природного газа для обогрева помещения. Часто арендодатель выбирает систему общего отопления, поскольку это практичный способ обеспечить надежное теплоснабжение всех жильцов многоквартирного дома.

Что такое коммунальное отопление?

Как вы, наверное, уже поняли из названия, коммунальные системы отопления — это системы отопления, которые используются несколькими домами. Так, если в вашем многоквартирном доме установлена ​​система коммунального отопления, ваш дом будет отапливаться от той же системы, которая обеспечивает теплом и ваших соседей по дому.

Коммунальные системы отопления обычно работают с использованием коммунального котла, подключенного к сети природного газа, обеспечивающего отопление всей собственности. С помощью этих систем легко обеспечить всех, кто живет в здании, упрощенной настройкой отопления, разделив расходы на обслуживание и техническое обслуживание между всеми. Для арендодателя это может быть намного проще, чем обслуживать отдельные котлы и системы отопления в каждой квартире в доме.

Как работают коммунальные системы отопления?

Обычно установка для коммунальной системы отопления находится в подвале здания. Часто это включает в себя один или несколько генераторов тепла, например, котел или тепловой насос. Коммунальные системы отопления часто обеспечивают горячей водой для бытовых нужд всех жителей здания, а также обогревают само здание.

В коммунальных системах отопления тепло может распределяться между всеми домами в здании несколькими способами:

• Двухтрубная распределительная сеть : это наиболее распространенная схема распределения в коммунальных системах отопления. Горячая вода от общего котла циркулирует по трубам к отопительным приборам в каждой отдельной квартире в доме. После того, как горячая вода остынет, она возвращается к коммунальному отопительному прибору по той же сети трубопроводов.

• Однотрубная распределительная сеть : это менее эффективная система общего отопления, которую вы, скорее всего, найдете в старом здании. Однотрубные системы могут означать, что отопление неравномерно по всему зданию.

• Индивидуальная централизованная сеть отопления : эти системы предлагают каждому отдельному жилому дому индивидуальную настройку распределения тепла.

Что происходит, когда отопление достигает каждой квартиры в здании?

После того, как система отопления дома распределяет тепло, вступают в действие отопительные приборы в вашем индивидуальном жилище. Это могут быть радиаторы, системы теплого пола или другие устройства для обогрева дома.

Коммунальные системы отопления: как обогрев всего здания влияет на процесс выставления счетов?

Прежде чем мы углубимся в преимущества и недостатки коммунальных систем отопления, мы сначала проясним распространенное заблуждение об этих типах систем отопления. Когда жильцы дома узнают, что они будут получать отопление от коммунальной системы, они иногда обеспокоены тем, что в конечном итоге им придется платить за отопление, основанное на потреблении тепла их соседями.

Тем не менее, по-прежнему вполне возможно индивидуализировать выставление счетов в рамках коммунальных систем отопления. Это означает, что вы будете получать счета только за отопление, которое вы используете в своем доме, а не за то, что используют все остальные в здании! В настоящее время точные счетчики и полезные правила выставления счетов означают, что вы можете быть уверены, что будете платить только за отопление, которое используете, даже если вы живете в доме с общим отоплением.

Ваш счет будет основан на ваших данных о потреблении тепла, основанных на точных показаниях счетчиков. Эта сумма будет составлять большую часть вашего счета — около 70%, а оставшиеся 30% — это общая плата за коммунальную систему отопления вашего дома. Сюда могут входить техническое обслуживание системы (например, ремонт коммунального котла) и стоимость топлива, используемого для питания коммунальной системы отопления (например, природный газ из сети).

Ключевые преимущества и недостатки систем коммунального отопления

Системы коммунального отопления имеют несколько практических преимуществ для объекта: бойлер, занимающий место в вашей квартире

• Расходы на техническое обслуживание распределяются между всеми жителями дома, что снижает нагрузку на вас как на индивидуального пользователя точным замером

• Арендодатель вашего дома часто будет управлять всем управлением коммунальным отоплением

Однако у коммунальных систем отопления есть некоторые недостатки:

• начало и окончание сезонного отопления устанавливается для всего здания

• Пока ваш счет основан на постоянном учете, вы не сможете точно контролировать свою личную энергоэффективность в коммунальной системе отопления

• Если в вашем доме используется устаревшая однотрубная отопительная сеть, вы можете обнаружить, что некоторые жилые помещения в собственности отапливаются лучше, чем другие

Если в вашем доме есть общая система отопления, вы можете контролировать отопление в вашей отдельной квартире с головками интеллектуального термостата Netatmo! Просто установите их на радиаторы вашего дома или другие отопительные устройства и управляйте отоплением удаленно со своего смартфона.