VRF-система - универсальная система кондиционирования помещений с большими площадями, которая способна одновременно работать на нагрев и охлаждение.

Еще 15 лет назад в окнах любого советского учреждения торчали коробки кондиционеров – моноблоки. Работали они примитивно: в одну сторону выбрасывался холод, в другую – тепло. При этом моноблоки досаждали своим владельцам монотонным звуком.

Чтобы избавиться от лишнего шума, была разработана сплит-система. Моноблок разделили на две части - внутреннюю и внешнюю. Шумный (внешний) блок проектировщики поместили за пределами помещения и тем самым избавились от главного недостатка моноблока. Сплит-система рассчитана на кондиционирование одного сравнительно небольшого помещения. Существует, правда, исключение – "канальный сплит", - в котором часть воздуховодов перекидывается в соседнюю комнату. Недостаток такого кондиционера очевиден: задавать и отслеживать необходимые климатические параметры можно только в одном помещении.

Для удешевления кондиционирования нескольких помещений была создана мультисплит-система, состоящая из 2–7 внутренних блоков и одного внешнего. Мульти-устройства позволили регулировать климатические параметры в каждом помещении самостоятельно и попутно решили эстетическую проблему – со стен зданий почти исчезли малосимпатичные внешние блоки, однако появилась другая: система оказалась не способна обеспечить в соседних помещениях одновременно и нагрев, и охлаждение. К тому же каждый внутренний блок "привязан" к внешнему собственной системой проводов и трубок, что усложняет монтаж системы и ее обслуживание. Межблочные коммуникации мультисплит-систем ограничены до 25 м, это сопряжено с неудобствами при монтаже.

Возможно, VRF-система решила все эти проблемы? Что же такое VRF?

VRF-система предназначена для кондиционирования площадей от 150 до 500 м2. В ней отсутствует приток наружного воздуха, поэтому система не может обеспечить полный набор климатических параметров (исключение – системы с дополнительными вентиляционными блоками). В буквальном переводе VRF (Variable Refrigerant Flow) означает "переменный поток хладагента" и подчеркивает главную особенность VRF – единую систему трубопроводов хладагента (двух или трехтрубную). К этой системе присоединены внутренние блоки, в которые с помощью электронных терморегулирующих вентилей поступает необходимый объем хладагента.


Типичная схема VRF-системы

Под VRF понимают любую систему кондиционирования аналогичной конструкции в независимости от фирмы-производителя (SANYO, MITSUBISHI). Автором же центральной интеллектуальной системы кондиционирования, как называют ее сами разработчики, по праву считается фирма DAIKIN, которая именует свои системы VRV (Variable Refrigerant Volume), дословно: "переменный объем хладагента".

VRF/VRV-системы активно закупают банки, крупные офисы, административные здания, торговые центры, отели. Теоретически VRF-системы подходят для благоустройства частного жилья, так как считается, что они способны обеспечить самые комфортные условия для проживания. Но пока в России широкого применения в коттеджах и квартирах VRF-системы не получили из-за высокой стоимости на этапе установки, хотя эксплутационная стоимость VRF-систем сравнительно низкая.

Среди различных вариантов систем отопления, представленных сегодня на рынке, в особом ряду стоят системы лучистого отопления. Потолочные излучающие панели Zehnder – недорогая, экономичная и экологически безопасная отопительная система.

Принцип действия панелей – греть как солнце, то есть отдавать тепловую энергию в виде инфракрасного излучения. Преимущество теплоотдачи путем излучения заключается в немедленном эффекте нагрева поверхности объекта (пола, внутренних поверхностей, человеческого тела) без предварительного нагрева окружающего воздуха. Поскольку «ощущаемая» человеком температура является результирующей температурой воздуха и окружающих поверхностей, использование панелей лучистого отопления позволяет достичь такого же уровня комфорта, что и при использовании систем конвективного обогрева, но при меньшей температуре воздуха. Снижение температуры воздуха снижает энергозатраты. Так как помещение и воздух прогреваются равномерно, температура в рабочей зоне человека и под потолком отличается не более чем на 3 градуса.

Потолочные излучающие панели Zehnder используются для отопления помещений с большой высотой потолков - от 3 до 30 метров. Теплоносителем является вода или этиленгликоль.

Конструкция потолочных панелей включает в себя прямые водоносные трубы (от 2 до 8) диаметром от 15 до 28 мм, которые закреплены на стальном или нержавеющем профиле. Длина потолочных отдельных модулей - от 2 до 7,5 метров (с шагом 1 сантиметр). Между собой модули свариваются или соединяются с помощью пресс-фитингов или резьбовых соединений, входящих в комплект поставки панелей. Максимальная длина панели, состоящей из соединенных между собой модулей, составляет 120 метров. Потолочные излучающие панели имеют сверху теплоизоляционное покрытие толщиной 40 миллиметров с алюминиевым отражающим экраном. Рабочее давление панелей составляет от 8 до 12 атмосфер, максимальная температура теплоносителя - 120°C. По желанию заказчика панели могут быть окрашены в любой цвет палитры RAL. Крепление панелей предусматривает все виды конструкции потолков.

Панели могут также изготавливаться и по индивидуальным чертежам заказчика:

В этой статье рассмотрены вопросы, связанные с переходом систем централизованного теплоснабжения на децентрализованное. Рассмотрены положительные и отрицательные стороны обеих систем. Представлены результаты проведенного сопоставления этих систем.

Ориентация российской энергетики на теплофикацию и централизованное теплоснабжение как основной способ удовлетворения тепловых потребностей городов и промышленных центров технически и экономически себя оправдали. Однако в работе систем централизованного теплоснабжения и теплофикации имеется много недостатков, неудачных технических решений, неиспользованных резервов, которые снижают экономичность и надежность функционирования таких систем.

Производственный характер структуры систем централизованного теплоснабжения (СЦТ) с ТЭЦ и котельными, необоснованность масштабов подключения потребителей и практическая неуправляемость режимами работы СЦТ (источники - тепловые сети - потребители) во многом обесценили преимущества централизованного теплоснабжения. Если источники тепловой энергии еще сопоставимы с мировым уровнем, то анализ в целом СЦТ показывает, что:

• техническая оснащенность и уровень технологических решений при строительстве тепловых сетей соответствуют состоянию 1960-х годов, в то время как резко увеличились радиусы теплоснабжения, и произошел переход на новые типоразмеры диаметров труб;
• качество металла теплопроводов, теплоизоляция, запорная и регулировочная арматура, конструкции и прокладка теплопроводов значительно уступает зарубежным аналогам, что приводит к большим потерям тепловой энергии в сетях;
• плохие условия теплогидроизоляции теплопроводов и каналов тепловых сетей способствовали повышению повреждаемости подземных теплопроводов, что привело к серьезным проблемам замены оборудования тепловых сетей;
• отечественное оборудование крупных ТЭЦ соответствует среднему зарубежному уров ню 1980-х годов, и в настоящее время паротурбинные ТЭЦ характеризуются высокой аварийностью, так как практически половина установленной мощности турбин выработала расчетный ресурс;
• на действующих угольных ТЭЦ отсутствуют системы очистки дымовых газов от NOх и SOх, а эффективность улавливания твердых частиц часто не достигает требуемых значений;
• конкурентоспособность СЦТ на современном этапе можно обеспечить только внедрением специально новых технических решений, как по структуре систем, так и по схемам, оборудованию энергоисточников и тепловых сетей.

Кроме того, принимаемые на практике традиционные режимы работы централизованного теплоснабжения имеют следующие недостатки:

• практическое отсутствие регулирование отпуска теплоты на отопление зданий в переходные периоды, когда особенно большое влияние на тепловой режим отапливаемых помещений оказывают ветер, солнечная радиация, бытовые тепловыделения;
• перерасход топлива и перетоп зданий в теплые периоды отопительного сезона;
• большие потери теплоты при его транспортировке (около 10%), а во многих случаях - намного больше;
• нерациональный расход электроэнергии на перекачку теплоносителя, обусловленный самим принципом центрального качественного регулирования;
• длительная эксплуатация подающих трубопроводов теплосети в неблагоприятном режиме температур, характеризующимся нарастанием коррозионных процессов и др.

Современная система децентрализованного теплоснабжения представляет сложный комплекс функционально взаимосвязанного оборудования, включающего автономную теплогенерирующую установку и инженерные системы здания (горячее водоснабжение, системы отопления и вентиляции).

В последнее время многие регионы России проявляют интерес к внедрению энергоэффективной технологии поквартирного теплоснабжения многоэтажных домов, представляющего собой вид децентрализованного теплоснабжения, при котором каждая квартира в многоквартирном доме оборудуется автономной системой обеспечения теплотой и горячей водой. Основными элементами системы поквартирного отопления являются отопительный котел, отопительные приборы, системы подачи воздуха и отвода продуктов сгорания. Разводка выполняется с применением стальной трубы или современных теплопроводных систем - пластиковых или металлопластиковых.

Объективными предпосылками внедрения автономных (децентрализованных) систем теплоснабжения является:

• отсутствие в ряде случаев свободных мощностей на централизованных источниках;
• уплотнение застройки городских районов объектами жилья;
• кроме того, значительная часть застройки приходится на местности с неразвитой инженерной инфраструктурой;
• более низкие капиталовложения и возможность поэтапного покрытия тепловых нагрузок;
• возможность поддержания комфортных условий в квартире по своему собственному желанию, что в свою очередь является более привлекательным по сравнению с квартирами при централизованном теплоснабжении, температура в которых зависит от директивного решения о начале и окончании отопительного периода;
• появление на рынке большого количества различных модификаций отечественных и импортных (зарубежных) теплогенераторов малой мощности.

Теплогенераторы могут размещаться на кухне, в отдельном помещении на любом этаже (в том числе чердачном или подвальном) или в пристройке.

Наиболее распространенная схема автономного (децентрализованного) теплоснабжения включает в себя: одноконтурный или двухконтурный котел, циркуляционные насосы для отопления и горячего водоснабжения, обратные клапаны, закрытые расширительные баки, предохранительные клапаны. При одноконтурном котле для приготовления горячего водоснабжения применяется емкостной или пластинчатый теплообменник.

Достоинствами децентрализованного теплоснабжения являются:

• отсутствие необходимости отводов земли под тепловые сети и котельные;
• снижение потерь теплоты из-за отсутствия внешних тепловых сетей, снижение потерь сетевой воды, уменьшение затрат на водоподготовку;
• значительное снижение затрат на ремонт и обслуживание оборудование;
• полная автоматизация режимов потребления.

В автономных системах теплоснабжения не рекомендуется использовать неподготовленную воду из водопровода в виду ее агрессивного воздействия на элементы котла, что вызывает необходимость в фильтрах и других устройствах водоподготовки.

Среди экспериментальных зданий, построенных в российских регионах, есть как элитные дома, так и дома массовой застройки.

Квартиры в них стоят дороже аналогичного жилья с централизованным теплоснабжением. Однако уровень комфорта дает им преимущества на рынке недвижимости. Их владельцы получают возможность самостоятельно решить, сколько им нужно теплоты и горячей воды; исчезает проблема сезонных и других перебоев в теплоснабжении.

Децентрализованные системы любого вида позволяют исключить потери энергии при ее транспортировке (в результате снижается стоимость теплоты для конечного потребителя), повысить надежность систем отопления и горячего водоснабжения, вести жилищное строительство там, где нет развитых тепловых сетей.

При всех этих достоинствах децентрализованного теплоснабжения имеются и негативные стороны. У мелких котельных, в том числе и "крышных", высота дымовых труб, как правило, значительно ниже, чем у крупных. При суммарном равенстве тепловой мощности величины выбросов не изменяются, однако резко ухудшаются условия рассеивания. Кроме того, небольшие котельные располагаются, как правило, вблизи жилой зоны.

В пользу централизованного теплоснабжения следует также рассматривать комбинированную выработку тепловой и электрической энергии на ТЭЦ. Дело заключается в том, что рост количества автономных котельных однозначно не приведет к снижению потребления топлива на ТЭЦ (при условии неизменной выработки электроэнергии). Это говорит о том, что в целом по городу возрастает потребление топлива, и уровень загрязнения воздушного бассейна увеличивается.

При сравнении вариантов одними из основных показателей являются следующие виды затрат. Они наглядно представлены в таблице (см. выше). В качестве подтверждения вышеизложенного нами был произведен расчет двух вариантов систем с централизованным и децентрализованным теплоснабжением одного квартала.

Рассматриваемый квартал представляет собой четыре 3-х секционных 5-этажных жилых здания. На этаже каждой секции расположены по четыре квартиры общей площадью 70 м2.

Допустим, что данный район отапливается котельной с 3-я котлами КВГМ-4 на природном газе (I- вариант). В качестве II варианта - индивидуальный газовый котел со встроенным проточным теплообменником для приготовления горячей воды. Зависимость удельной стоимости котла (DM/кВт) от установленной мощности приведена на рис 1. При анализе зависимостей использовались данные для импортных котлов.


Рис.1. Зависимость удельной стоимости котлов от установленной мощности

Котлы российского производства на 20-40% дешевле, в зависимости от фирмы-производителя и фирмы посредника. При определении основных технико-экономических показателей для децентрализованных систем теплоснабжения необходимо учитывать расходы, связанные с увеличением величины диаметров газопроводов низкого давления, так как в этом случае возрастают потери газа. Но в этом есть положительный фактор, выступающий в пользу децентрализованного теплоснабжения - отпадает необходимость в прокладке тепловых сетей.


Рис.2. Годовой расход топлива при централизованном
(1- без тепловых потерь;
2-4 - соответственно при 10%-, 20%-, 30%-ных тепловых потерях)
и децентрализованном
(соответственно минимальные и максимальные тепловые потери)
теплоснабжении

Расчетные данные наглядно представлены на рис. 2 и 3, из которых видно, что:

• годовой расход топлива при децентрализованном теплоснабжении снижается в среднем на 40-50%;
• снижаются затраты на обслуживание примерно в 2,5-3 раза;
• затраты на электрическую энергию в 3 раза;
• эксплуатационные расходы при децентрализованном теплоснабжении также меньше, чем при централизованном теплоснабжении.

Применение поквартирной системы теплоснабжения многоэтажных жилых домов позволяет полностью исключить потери тепла в тепловых сетях и при распределении между потребителями, и значительно снизить потери на источнике. Позволит организовать индивидуальный учет и регулирование потребления теплоты в зависимости от экономических возможностей и физиологических потребностей. Поквартирное теплоснабжение приведет к снижению единовременных капитальных вложений и эксплуатационных затрат, а также позволяет экономить энергетические и сырьевые ресурсы на выработку тепловой энергии и как следствие этого, приводит к уменьшению нагрузки на экологическую обстановку.


Рис.3. Суммарные расходы при централизованном
(1- без тепловых потерь;
2-4 - соответственно при 10%-, 20%-, 30%-ных тепловых потерях)
и децентрализованном
(соответственно минимальные и максимальные тепловые потери)
теплоснабжении

Поквартирная система теплоснабжения является экономически, энергетически, экологически эффективным решением вопроса теплоснабжения для многоэтажных домов. И все-таки, необходимо проводить всесторонний анализ эффективности применения той или иной системы теплоснабжения, принимая во внимание множество факторов.

Этот аспект часто, порой на самом высоком и технически грамотном уровне, упускается из виду. Чтобы правильно оценить значение формы головки в работе дюбеля, необходимо ясно представлять, как "работает" дюбель: как он воспринимает и передает нагрузку в несущее основание. При рассмотрении взаимодействия головки дюбеля и кронштейна в системе фасадной системы с воздушным зазором особое внимание следует уделить влиянию формы головки на это взаимодействие.

Для надежной передачи нагрузки от кронштейна в несущее основание через распорный элемент очень важно, чтобы прилегание головки к кронштейну происходило по плоскости. К сожалению, на практике сплошь и рядом встречается применение так называемых рамных анкерных дюбелей для крепления кронштейнов. Рамные дюбели имеют конусообразную головку "впотай" и применяются для крепления оконных рам или деревянного бруса, они закрепляют элементы, имеющие конусообразное посадочное гнездо или небольшую прочность на сжатие, позволяющую сформировать это гнездо в процессе установки. При креплении рамными дюбелями стальных или алюминиевых кронштейнов, имеющих отверстие под анкерный дюбель, контакт головки дюбеля с кронштейном происходит в лучшем случае по линии, а в худшем (в случае овального отверстия) - в двух точках. В этом случае не приходится говорить о надежном и долговечном креплении, ведь полимерный материал гильзы дюбеля, разделяющий головку распорного элемента и кронштейн, будет попросту разрезан со временем острой кромкой отверстия кронштейна. Это приведет к появлению люфта и опасности разрушения соединения. Кроме того, появляется вероятность проникновения влаги и возникновения коррозии распорного элемента.