Решения за нискотемпературно отопление

При употребата на нискотемпературно централно отопление е особено важно да се постигне правилно управление на потребителско ниво, за да може да се гарантира и точната степен на охлаждане на топлоподаването. Ниската температура на подаване сама по себе си не представлява голям проблем за термостатичното управление на радиатора.

Що се отнася до битовата гореща вода, ниската входяща температура може да се превърне в проблем в контекста на развитието на легионела. Затова е особено важно в битова среда да се използват уреди за подгряване на водата, които да създават минимален риск от развитие на легионела.

За да се предотврати това, най-практичният подход е да се намали максимално обемът на битовия уред за подгряване на водата и самото подгряване да се извършва на момента, в който е необходимо. Когато става въпрос за еднофамилни къщи, това лесно може да бъде постигнато чрез съответна настройка на уреда и разполагането му по такъв начин, че отстоянието между него и мястото, откъдето излиза водата, да е максимално късо, а обемът му да е не повече от три литра.

Когато става дума за многофамилни сгради обаче, е по-трудно да се постигне такава оптимизация, тъй като много често подгряването на водата става централно и след това се разпределя между домакинствата. В такива случаи температурата на отопляемия обем вода се поддържа на 50-55°C, за да се предотврати развитието на легионела.

Този метод за битово подгряване поставя под въпрос това доколко нискотемпературното подгряване може да се използва за нуждите на инсталациите за централно отопление или от други децентрализирани топлинни източници.

За да може да се намали възможно най-много температурата на подаване, се появява необходимост от преместване на системата за подгряване на вода за битови цели максимално близо до точката на използването й. Това може да се постигане чрез поставяне на абонатни станции на всеки етаж вместо само една, разположена в сутерена или мазето.

Какво представлява нискотемпературното отопление
При нискотемпературна инсталация разпределителната температура на водата или въздуха в инсталация е близка до стайната, където, както при традиционната разпределителна радиаторна инсталация, температурата на циркулиращата вода е между +50 и +80°C.

Ако разпределението на топлината се управлява чрез нискотемпературна подова отоплителна инсталация, температурата на водата е само около +25 до +35°C. Когато топлината се разпределя по цялата подова площ, температурата на водата може да бъде много по-ниска от тази, която се изисква за обикновените нагреватели.

Топлинният носител в нормална охлаждаща система се охлажда до приблизително +10°С. При нискотемпературната инсталация тази температура може да достигне до +20°C, което е близо до желаната стайна температура. Нискотемпературните инсталации успешно съчетават както традиционните, така и иновативните методи за отопление. Обикновено топлината се пренася в помещението чрез инсталации за циркулация на въздух или течност и обикновено една и съща инсталация може да се използва както за отопление, така и за охлаждане.

Централно отопление
Общоприето е, че сградите на бъдещето трябва да бъдат построени по по-устойчив и екологосъобразен начин. Нискотемпературните системи за отопление и охлаждане представляват устойчив избор, тъй като те са енергийно ефективни, могат да използват възобновяеми енергийни източници и да осигурят комфортен и здравословен вътрешен климат.

През последните няколко години районни инсталации за енергоснабдяване заемат все по-голямо място в правителствените и регионалните планове за енергийно развитие, като се смята, че то е основен фактор за намаляване на емисиите от въглероден диоксид и разкриване на широкомащабни възможности за приложение на ВЕИ.

В исторически план, що се отнася до инсталациите за централно отопление, температурата на подаване непрекъснато намалява. С нарастването на дела на енергоефективните сгради осигуряването на енергийно ефективни инсталации за централно отопление се превръща от тенденция в необходимо условие.

По-ниската температура на подаване означава не само намаляване на топлинните загуби по мрежата на централното отопление, но и по-висока ефективност на използвания топлинен източник и по-лесно управление на нискокачествени възобновяеми източници. От всичко това става ясно, че ниската температура на доставената енергия води до по-голяма рентабилност и дава по-добри възможности за оползотворяване на нискокачествената отпадъчна топлина.

И въпреки че по-ниските температури на подаване оказват положително влияние върху енергийната ефективност при производство и разпространение на топлинна енергия, съществува и друг фактор, който трябва да се има предвид, когато става въпрос за отопление на жилища. По принцип отоплителните инсталации се изграждат в съответствие с текущите норми.

Това в повечето случаи означава, че колкото по-стара е сградата, толкова по-висока е температурата на подаване, за която са проектирани отоплителните тела. Това води до потенциално несъответствие между нискотемпературното централно отопление и инсталираните в самите сгради отоплителни тела. Въпреки всичко, това потенциално несъответствие между параметрите може да има ефект само през отоплителния сезон. През останалото време нискотемпературното подаване би трябвало да задоволява нуждата от топлоподаване.

Принципи на свързване на локалните инсталации
Съществуват три принципа на свързване на локалната отоплителна инсталация с мрежата за централно отопление: непряко свързана, пряко свързана със смесителна верига и пряко свързана. При многофамилните сгради същите принципи важат и за етажните абонатни станции. Ако налягането в мрежата е по-високо от PN10, то тогава могат да се използват само непреки връзки.

Като цяло, най-препоръчително е използването на непряко свързване поради наличието на хидравлично разделяне между топлофикационната мрежа и локалната инсталация за отопление на помещенията. Ако става въпрос за пряко свързана система, то смесителната верига е препоръчителната алтернатива на непрякото свързване. Ако се използва подово отопление, то могат да бъдат използвани само първите два варианта.

Топлоизлъчващи устройства
Когато се използва нискотемпературно централно отопление, много важно е локалната система за отопление на помещенията да е проектирана да работи с нискотемпературно захранване. Вариантите на топлоизлъчващи устройства в сградите са подово отопление или радиатори.

Подовото отопление обикновено изисква температури, по-ниски от +40 °C поради големите си нагряващи повърхности. Радиаторите обаче имат нужда от по-високи температури на подаване, за да постигнат необходимото нагряване поради малките си нагряващи повърхности. Това означава, че подовите отоплителни системи поначало отговарят на изискванията за нискотемпературно централно отопление.

Радиатори
Проучванията показват, че радиаторите в сгради, строени през 70-те години на миналия век, обикновено са по-големи от необходимото и могат да работят при нискотемпературно захранване през по-голямата част от годината и без нужда от съществени преработки на системите за отопление на сградата.

Дори в нереновирани сгради отоплителната система може да работи с температура на захранване до +50°C през 79% от годината и в редки случаи се нуждае от топлоподаване над +60°C.

Управление на отоплението в помещенията от радиатори
Въпреки че принципът на управление на отоплението в помещенията при инсталациите с нискотемпературно централно отопление често е същият, както и при традиционните инсталации за централно отопление, съществуват и някои разлики. Заради ниските температури на топлоподаване много важно е да се осъществява прецизно управление с цел да се контролира дебитът и да се постигне заложеното охлаждане на топлоподаването.

За да се сведе до минимум рискът от препълване на радиаторите, трябва да се използват термостатични радиаторни вентили (TRV) с функция за предварителна настройка. Целта на термостатната функция е да регулира потока, за да се постигне желаната стайна температура. Целта на предварителната настройка е да се ограничи максималният поток през клапана до проектната стойност.

При правилна предварително зададена стойност значително се увеличава хидравличното равновесие в отоплителната верига.
За да се осигурят нормални работни условия на термостатичните радиаторни вентили е много важно да се монтира регулатор на диференциалното налягане. Регулаторът на диференциално налягане осигурява стабилно диференциално налягане на необходимите нива за отоплителната инсталация.

За да се ограничат последствията от грешна предварителна настройка на термостатичните радиаторни вентили, на изходите на радиатора може да се монтира ограничител на връщащата тръба.

Системи за подгряване на вода за битови нужди
При инсталациите за нискотемпературно централно отопление трябва да се постави специален акцент върху изграждането и свързването на система за подгряване на водата за битови нужди. Поради ниската температура на подаване се изисква моментално подгряване на водата, съчетано с оптимално проектиране на инсталацията по отношение на обема и разположението на тръбите.
При температури на подаване над +50 °C могат да се използват решения за моментно битово подгряване, включващи високоефективни топлообменници. Препоръчително при управлението на такива системи за битово подгряване е използването на пропорционален регулатор на дебита с регулатор на диференциално налягане, температурен датчик и вградена функция за празен ход.

Пропорционалната функция на регулатора на дебита дава възможност за бърза първоначална реакция при пускане на кранчето и гарантира, че вентилът е или напълно затворен, или е с функцията за празен ход. Функцията за празен ход се използва за намаляване на температурата в моментите, когато водата не е пусната. Моментните решения могат да се прилагат със или без резервоар.

Разликата между двете е, че ако се използва резервоар за отделно съхранение, е възможно да се намали капацитетът на свързване, което води до намаляване на размерите на сервизните тръби. Въпреки това допълнителните топлинни загуби от резервоара за съхранение трябва да се имат предвид, когато се разглеждат намалените топлинни загуби в сервизните тръби. Като цяло общите топлинни загуби са по-ниски и комфортът е по-висок при моментното решение без резервоар за съхранение.

Функция за празен ход
Когато става въпрос за подгряването на водата, важен фактор при системите за битово подгряване е да се намали времето за изчакване на горещата вода. Обичайно използваните решения за намаляване на времето за изчакване са: свеждане до минимум на разстоянията и размерите на тръбите от бойлера до кранчетата и поддържане на тръбите, а в някои случаи и на топлообменника, топли в периодите, когато не се пуска водата.

Заплаха от развиване на бактерии
Добре известно е, че топлата вода осигурява благоприятни условия за развитие на бактерии. В инсталациите за подгряване на водата най-често се срещат бактериите легионела. Развитието й е най-вероятно в застоели води и обемни резервоари при температури между +30°C и +45°C.

Препоръчителният подход при нискотемпературните инсталации за централно отопление за предотвратяване на риска от развитие на легионела, както бе посочено, е да се сведе до минимум обемът на уредите за подгряване на водата, оптимално до под 3 литра, и да се подгрява прясна студена вода, само когато се пусне кранчето, т. е. да не се допуска задържане на гореща вода в тръбите.

По този начин се избягва застояването на водни количества и при всяко пускане на кранчето наличната вода се подменя с прясна. Между отделните пускания на водата, подгрятата вода в инсталацията се охлажда до стайна температура.

Чрез определяне на температурните стойности на подаване към нискотемпературните инсталации за централно отопление може да се постигне значително намаляване на топлинните загуби, което води до по-ефективно разпределение.

Допълнителните ползи от намалените температури на подаване са, че увеличават потенциала за използване на местни ниско топлинни възобновяеми топлинни източници и повишават ефективността на съществуващите топлинни източници.