Эффективность погодозависимого регулирования системы отопления


Введение

Применение погодозависимой автоматики регулирования для системы отопления позволяет обеспечить удобство и комфорт: отказаться от необходимости ручной настройки температуры теплоносителя при изменении уличной температуры воздуха и сократить денежные затраты на отопление. Несмотря эти преимущества и заявления изготовителей погодозависимых устройств автоматики, в сети Интернет также можно найти и противоположную информацию в виде статей и видео-роликов, в которых голословно утверждается об отсутствии каких-либо положительных качеств погодозависимого регулирования системы отопления. С целью окончательного ответа на этот вопрос и определения возможной оценочной эффективности погодозависимого регулирования системы отопления, нами проводился комплекс экспериментальных исследований, некоторые результаты которых с краткими выводами изложены ниже. Обращаем внимание уважаемого читателя, что результаты исследований получены и действительны только для системы отопления, рассчитанной и смонтированной инженерами с применением российского погодозависимого контроллера ТРЦ-03, и поэтому не могут быть просто распространены или перенесены на другие устройства автоматики прочих изготовителей.

Объект исследования

Объектом исследования являлось здание и его двухтрубная радиаторная система отопления. Здание с удовлетворительным утеплением имеет общую площадь отопления около 133 квадратных метра. Характерная для объекта исследования достаточно высокая тепловая инерционность обеспечивается толщиной каменных стен около 600 мм и объёмом теплоносителя системы отопления около 400 литров. Контур радиаторной системы отопления содержит высокоэффективный циркуляционный насос Grundfos Alpha и трехходовой смесительный кран с электрическим сервоприводом, который управляется с помощью российского погодозависимого регулятора температуры ТРЦ-03. Исследования и замеры параметров проводились при полностью прогретом здании на установившихся режимах работы системы отопления с октября до середины декабря. Предполагалось условие автоматического поддержания средней температуры воздуха внутри помещений здания около +20 градуса Цельсия по выбранной ранее погодозависимой кривой отопления.

Цели и задачи исследований

Цели экспериментальных исследований:

  • определение зависимости расхода природного газа от среднесуточной температуры уличного воздуха;
  • уточнение суммарных тепловых потерь здания при изменении среднесуточной температуры уличного воздуха;
  • определение возможной суточной экономии природного газа при работе системы отопления с контроллером ТРЦ-03.

Задачи исследований:

  • накопление статистических данных по изменению температуры уличного воздуха, температуры теплоносителя и температуры воздуха внутри здания, а также других параметров;
  • обработка этих данных на основе инженерных знаний с помощью разработанной методики и специализированного программного обеспечения;
  • получение результатов и публикация некоторых из них для общедоступного ознакомления.

Средства измерения и контроля параметров

Средствами измерения и контроля параметров являлись:

  • спиртовой, биметаллический и цифровой термометры для измерения температуры уличного воздуха;
  • спиртовой, биметаллический и цифровой термометры для измерения температур воздуха в разных помещениях здания;
  • биметаллический и цифровой термометры для измерения температуры теплоносителя системы отопления;
  • цифровой бесконтактный лазерный прибор для измерения температуры поверхности радиаторов системы отопления;
  • механические и электронные часы для замера временных интервалов;
  • цифровой прибор с термопарой для замера температуры выпускных газов котла, работающего на природном газе;
  • сертифицированный тягонапоромер для контроля разряжения в дымоходе;
  • сертифицированный механический счётчик газа типа ВК G4-T с температурной компенсацией для замера расхода природного газа.

Некоторые результаты исследований

В результате проведенной исследовательской работы был получен достаточно большой объём практических данных, которые впоследствии использовались для их обработки и достижения поставленных целей. Публикация всех полученных экспериментальных данных, к сожалению, не возможна и не целесообразна, как по причине их объёма для обработки и представления в удобном для чтения виде, так и в результате ограниченности времени и ресурсов, поэтому ниже будут представлены лишь некоторые из полученных обработанных параметров и основные результаты исследований. В частности, на графиках ниже значения параметров с 9:00 утра 01 декабря по 9:00 утра 02 декабря сокращены вследствие ограниченности времени и ресурсов на их публикацию. 

температура уличного воздуха за период с 30 ноября по 02 декабря
средняя суточная температура уличного воздуха с 30 ноября по 02 декабря
температура теплоносителя с 30 ноября по 02 декабря
средняя температура воздуха внутри здания с 30 ноября по 02 декабря
расход природного газа за 12 часовой период с 30 ноября по 02 декабря

Расход природного газа при работе системы отопления

График зависимости расхода природного газа за 12 часов от средней температуры уличного воздуха за этот же интервал времени для системы отопления в работе с погодозависимым контроллером ТРЦ-03 приведен ниже. При средней температуре уличного воздуха -3 градуса Цельсия котел сжигает около 9 кубических метров природного газа за 12 часов работы, с падением средней температуры уличного воздуха до -19 градусов Цельсия потребление голубого топлива возрастает до 14,3 кубических метров за 12 часов работы оборудования; при этом регулятор температуры ТРЦ-03 автоматически поддерживает температуру воздуха внутри здания в диапазоне от +19,5 до +21 градуса Цельсия.

расход природного газа в зависимости от среднесуточной температуры уличного воздуха

Экспериментальное определение тепловых потерь здания

Уточнённый график суммарных тепловых потерь здания в зависимости от средней суточной температуры уличного воздуха приведен ниже. По результатам экспериментальных исследований тепловые потери объекта наблюдения составляют около 7,7 кВт за час при среднесуточной температуре уличного воздуха -3,2 градуса Цельсия и возрастают до 11,1 кВт с падением среднесуточной температуре уличного воздуха до -19 градусов Цельсия. Полученные экспериментальные данные о тепловых потерях подтверждают предположения об удовлетворительном утеплении здания.

суммарные тепловые потери здания в зависимости от температуры уличного воздуха

Экономия природного газа при погодозависимом регулировании

Экспериментальная зависимость экономии природного газа при работе системы отопления с погодозависимым регулированием от контроллера ТРЦ-03 представлена на графике ниже. Примечательно, что при суточном перепаде температуры уличного воздуха около 6 градусов достигается экономия газа около 4,3 процента за сутки, при суточном перепаде температуры уличного воздуха порядка 13 градусов экономия голубого топлива за этот же период наблюдения составляет порядка 14 процентов.

экономия природного газа при использовании погодозависимого контроллера ТРЦ-03

Выводы

  • Проведена исследовательская работа в результате которой были достигнуты цели и решены поставленные задачи.
  • Экспериментально доказана эффективность системы отопления с погодозависимым регулированием: в диапазоне изменения температур уличного воздуха от +3 до -20 градусов Цельсия, средняя температура воздуха внутри помещений здания автоматически поддерживается на необходимом уровне с её колебаниями около 1,5 градусов.
  • Для радиаторной системы отопления с автоматикой регулирования на основе российского погодозависимого контроллера ТРЦ-03 получена экспериментальная зависимость суточной экономии природного газа от перепада температуры уличного воздуха за этот же период времени.

Вернуться назад