Рассмотрим пример запуска и местной качественно-количественной эксплуатационной регулировки отопления в пятиэтажном шестиподъездном МКД, подключенном по открытой зависимой схеме (с классическим водоструйным элеватором, без теплообменников и насосного оборудования). Система отопления вертикальная однотрубная с нижним розливом.

Стоит отметить, что с поворотом задвижки в узле управления не всегда происходит чудо: все отопительные приборы не становятся мигом равномерно нагретыми по ряду причин:

• переходный период (обычно длящийся около месяца), в течение которого происходит балансировка котельных по мере включения отопления в объектах нежилого и жилого фонда;
• некачественно выполненная промывка системы отопления, физический износ отопительных приборов;
• наличие воздушных пробок вследствие производства ремонтных работ на внутридомовых сетях отопления, гидро-пневматической промывки;
• замена остывшего теплоносителя в системе нагретым, установление стабильной его циркуляции занимает время от одного до трех дней (в зависимости от объема здания).

В переходный период нередко температура теплоносителя может отличаться от температурного графика; также могут иметь место колебания давления и расхода поступающего из теплотрассы теплоносителя. 

Проблема воздушных пробок решается относительно просто с помощью кранов Маевского в квартирах, «перепускания» стояков и лежаков в подвале (при нижнем розливе). При верхнем розливе воздух из системы можно аккуратно удалить из трубопроводов, расположенных в чердачном помещении.

В отличие от котельной, в узле управления МКД, подключенного по открытой зависимой схеме, возможна местная качественно-количественная регулировка параметров теплоносителя (расход, давление, температура) с учетом:

• технических условий на подключение объекта (присоединяемая мощность (нагрузка) и расчетный (договорной) расход теплоносителя, характеристики теплоносителя, требования к измерительным приборам, рабочие давления в точке подключения в отопительный и летний период и др.); 
• необходимости соблюдения требований санитарно-гигиенических норм к температуре воздуха в жилых помещениях (п. 128 СаНПиН 2.1.3684–21, п.88- 92 СаНПиН 1.2.3685–21).

Здесь сразу стоит отметить, что количественное регулирование теплоносителя с помощью задвижек и шаровых кранов запрещено. В инструкции к шаровому крану обыкновенно данное условие так и обозначено (цитата ниже взята из паспорта крана шарового цельносварного марки LD): 
«Запорные краны LD должны применяться на трубопроводах в качестве запорного устройства. То есть в процессе эксплуатации должны быть полностью открыты или полностью закрыты. При эксплуатации кранов запрещается использование запорных кранов LD в качестве регулирующих устройств…».

Использование шаровых кранов и задвижек в качестве регулирующих устройств приводит к преждевременному их износу и выходу из строя. Нередко практикуемой способ регулировки отопления «поджатием» стояков в конечном итоге может привести к нехорошим последствиям.

Местное качественно-количественное регулирование отопления возможно с помощью дроссельных шайб (диафрагм) и варьирования диаметра сопла водоструйного элеватора. Изменение диаметра сопла на практике часто производится посредством рассверливания или заваркой с последующей шлифовкой. Представляется, что наилучшим вариантом является наличие комплекта сопел, подобранного с учетом величины коэффициента смешения и расчетного расхода. Либо использование водоструйного элеватора с регулируемым соплом, в котором изменение диаметра сопла происходит за счет продольного перемещения дроссельной иглы внутри него. Перемещение иглы может производиться как в ручном режиме, так и автоматически. У водоструйного элеватора с регулируемым соплом также есть свои недостатки: влияние наличия иглы внутри конусного сопла приводит к снижению коэффициента скорости сопла и входного участка камеры смешения элеватора, наличие механических примесей в теплофикационной воде негативно влияет на надежность работы элеватора, перед таким элеватором нельзя устанавливать шайбы, необходимо наличие располагаемого напора 3–4 кгс/см².

Дроссельные шайбы устанавливаются, как правило, во фланцевых соединениях, на участках, имеющих двустороннее отключение (при установке и извлечении шайбы спуск теплоносителя из системы будет незначительным). Дроссельные шайбы могут быть установлены на подающем или обратном трубопроводе, либо на обоих. При этом установка шайбы не должна приводить к нарушению нормального гидравлического режима. К примеру, если давление в подающем трубопроводе значительно, то постановка шайбы на обратном трубопроводе может привести к аварийной ситуации. В особенности это опасно, если во внутридомовой системе отопления имеются участки из разнородных материалов: сталь, полипропилен, металлопластик. В случае если давление в обратном трубопроводе невелико, постановка шайбы на подающем трубопроводе может привести к опорожнению верхней части системы теплопотребления. Шайба на обратном трубопроводе может быть установлена, если статическое давление в нем менее высоты здания. Дроссельные шайбы рассчитывают на срабатывание всего избыточного напора, под которым подразумевается разность между располагаемым напором перед системой и падением напора в системе при расчетном расходе теплоносителя.

Диаметр дроссельной шайбы можно определить по формуле:

, где:

G_р – расчетный расход, т/ч
Н – напор, гасимый дроссельной шайбой, м

Вернемся к примеру. В пятиэтажном шестиподъездном МКД в самом конце 2014 г. был оборудован узел коммерческого учета расхода тепловой энергии и теплоносителя. Узел смешения – водоструйный элеватор №6. Температурный график 130–70°С, со срезкой 110–70°С. Максимальный расход в подающем/обратном трубопроводе – 7,89 т/ч (189,36 т/сут.), максимальный расход воды в подающем трубопроводе ГВС – 2,60 т/ч (62,4 т/сут.). Соответственно, расход на отопление – 5,198 т/ч (124,75 т/сут,). Рабочее давление в точке подключения в отопительный сезон: в подающем трубопроводе – 7,0 кгс/см², в обратном трубопроводе – 4,0 кгс/см²; в летнее время – 6,0 кгс/см² и 4,0 кгс/см² соответственно.

На фото ниже представлен фрагмент подающего трубопровода. После второго фланца входной задвижки установлена шайба с диаметром отверстия 15 мм. Заметно падение давления после шайбы по показаниям технических манометров. На соседнем фото представлен водоструйный элеватор №6; диаметр отверстия сопла (11 мм) надписан на корпусе элеватора:

Безусловно, имеют место некоторые расхождения с техническими условиями (расчетными условиями). Имеющиеся в наличии распечатки показаний приборов учета, начиная с января 2015 г., позволяют провести небольшой анализ данных в отношении изменений параметров теплоносителя. Давления и расхода в частности.

Так, до середины мая 2015 г. средний расход теплоносителя на подаче составлял около 7,42 т/ч, давление – 5,9 кгс/см². В середине мая 2015г. давление на подаче стало 4,30–4,70 кгс/см², что дает основания полагать об установке шайбы на входной задвижке. При том что давление сетевой воды до входной задвижки составляло 6 кг/см². Впоследствии это и подтвердилось: наличие шайбы с отверстием 15 мм. Расход же на подаче отопления составлял 4,80 т/ч, что дает основания полагать о наличии еще одной, второй, шайбы. Что впоследствии и подтвердилось: наличие шайбы с диаметром отверстия 13 мм. В холодном январе 2016г. недостаток расхода (энергосбережение) дал о себе знать: в квартирах было очень холодно: +16°С. После многочисленных жалоб на холод, шайбу извлекли и, соответственно, расход увеличился на 1 т – до 5,8т/ч (на 11,5% больше расчетного). В квартирах ощутимо потеплело.

Количество тепловой энергии, потребленной на отопление МКД, оборудованного приборами учета, можно с довольно высокой точностью подсчитать по формуле (и проверить данные отчетов о потреблении тепловой энергии и теплоносителя), заменив массовый расход (М_i) и энтальпию воды (h_i):

Q_от = М₁ (h₁ – h_хв) – М₂ (h₂ – h_хв) ~ Q_от = [(G₁ (t₁ – t_хв)) – (G₂ (t₂ – t_хв))] 10^-3 Гкал, где:
G₁ ‒ измеренный расход воды в подающем трубопроводе, т
G₂ ‒ измеренный расход воды в обратном трубопроводе, т
t₁ ‒ измеренная температура в подающем трубопроводе, °С
t₂ ‒ измеренная тепмература в обратном трубопроводе, °С
t_хв ‒ температура холодной воды (принимают 5°С)

Из зависимости видно, что количество потребленной тепловой энергии зависит от расхода воды и температуры (перепада температур).

Следующая манипуляция с качественно-количественным регулированием заключалась в изменении диаметра сопла водоструйного элеватора. В ноябре 2020 г. на 1 мм увеличили диаметр выходного отверстия сопла. Стандартный диаметр сопла для водоструйного элеватора №6 – 10мм, возможный интервал диаметра – 10–18мм. На фото ниже приведены дроссельная шайба и сопло водоструйного элеватора после очистки.

Водоструйный элеватор (он же струйный насос) представляет собой смесительную установку, которая применяется в системе отопления для снижения температуры теплофикационной воды, поступающей из теплотрассы, до температуры, допустимой в системе отопления (tД = 95°С, СП 60.13330.2020). Понижение температуры происходит за счет смешения подаваемой из теплотрассы воды с «охлажденной» обратной водой из местной (внутридомовой) системы отопления. Нагретая теплофикационная вода, соответственно, подается на вводе в МКД под давлением в теплотрассе, созданном работой сетевого циркуляционного насоса котельной.

Основная расчетная характеристика водоструйного элеватора – это коэффициент смешения (инжекции):

, где:

G_П ‒ расход подмешиваемой (инжектируемой) обратной воды, т/ч;
G_С – расход нагретой сетевой (из теплотрассы) воды, т/ч;
t₁ – температура нагретой сетевой (из теплотрассы) воды, °С
t₂ – температура обратной воды в местной (внутридомовой) системе отопления, °С;
t₃ – температура смешанной воды, поступающей в систему отопления после элеватора, °С

Если принять t₃ = t_Д, то при температурном графике 130–70°С, получим:

, т.е. на каждую единицу массы нагретой воды из теплотрассы с внутридомовой обратки должно подмешиваться 1,4 единицы «охлажденной» воды.

При ином температурном графике, например, 110–70°С, u = 0,6.

Отсюда видно, что фактически смешение происходит за счет совместной работы сетевого циркуляционного насоса котельной и водоструйного элеватора в отапливаемом МКД.

Однако коэффициент инжекции u зависит и от диаметра выходного сечения сопла d водоструйного элеватора, т.к. величина отверстия влияет, в свою очередь, на величину расхода сетевой воды. Это значит, что для одного и того же водоструйного элеватора, работающего в отопительном контуре конкретного данного МКД, для получения нового коэффициента инжекции u¹ необходимо установить новое сопло с диаметром d¹: .

Посему при небольшой величине отопительной нагрузки или ее снижении (осень, весна), логично провести замену сопла – на меньший диаметр. При установке сопла с меньшим диаметром (или применении регулируемого сопла) будет происходить уменьшение расхода сетевой воды G_П и увеличение скорости ее потока. Коэффициент инжекции возрастет, а расход воды через отопительную систему G_П=G_С (1 +u) будет уменьшаться медленнее, чем расход сетевой воды через сопло.

Возвращаясь к примеру, отметим, что увеличение диаметра выходного отверстия сопла с 11 мм до 12 мм сначала привело к увеличению расхода теплоносителя с 4,67 т/ч до 6,71 т/ч (на 29,1% больше расчетного). Впоследствии величина расхода составляла уже 5,10 т/ч (на 1,9% меньше расчетного), т.к. установили дроссельную шайбу с диаметром отверстия 13 мм перед водоструйным элеватором, сократив тем самым расход теплоносителя. 

Здесь также стоит отметить тот факт, что расход сетевой воды может увеличиваться или уменьшаться и при наличии установленных шайб и практически неизменных цифрах давления по причине изменения расхода в теплотрассе. Например, 16.12.2022 расход на отопление составлял 6,07т/ч, давление в подающем трубопроводе – 4,19 кгс/см², в обратном – 3,00 кгс/см²; а 16.12.2023, расход на отопление составлял 7,66 т/ч, давление в подающем трубопроводе – 4,01 кгс/см², в обратном – 2,11 кгс/см². Данная тенденция появилась с конца 2022 г. и сохраняется по сию пору. Так, при старте отопительного сезона в октябре 2024 г., расход в подающем трубопроводе на отопление составлял 10,44 т/ч (при снятых обеих шайбах, диаметре выходного отверстия сопла 12 мм), т.е. в 2 раза превышал расчетный. В квартирах было очень жарко: до +26°С. Установкой шайбы с диаметром отверстия 13 мм перед элеватором расход был снижен до 7 т/ч, что немного улучшило положение. Таким образом, в идеале, в начале и конце отопительного сезона (осень и весна) лучше было бы использовать сопло с диаметром 11 мм.

Резюмируя, можно отметить следующее:

• с одной стороны, вертикальные однотрубные системы обладают тепловой устойчивостью, т.е. способностью изменять теплоотдачу отопительных приборов при изменении температуры и расхода теплоносителя (количественно-качественное регулирование);
• с другой стороны, при изменении давления и расхода воды, не предусмотренных расчетом, возможна разбалансировка системы отопления: при заметном сокращении расхода наиболее удаленные от узла управления с элеватором и расположенные на первых этажах отопительные приборы станут остывать быстрее;
• разбалансировка будет проявляться заметнее при наличии самовольного переустройства в квартирах (применение отопительных приборов разного типа, изменение количества секций радиаторов, установка дополнительной запорной арматуры), заужении диаметров стояков, отводов;
• зависимая система с водоструйным элеватором в целом отличается простотой обслуживания и надежностью работы, независимостью от электроэнергии;
• применение регуляторов расхода (автоматических устройств или постоянных сопротивлений – шайб) позволяет стабилизировать гидравлический режим.

Для оптимальной реализации качественно-количественного регулирования необходим постоянный мониторинг параметров системы отопления, например, в настоящее время технические возможности позволяют получать данные от тепловычислителя и выводить их на экран смартфона.

Другие популярные материалы автора:
➜ Естественная вентиляция в многоквартирных домах: как она работает и что может пойти не так
➜ Могут ли коврики и остекление балконов привести к разрушению балконных плит
➜ Причины повреждения канализационных выпусков
➜ Скатные крыши МКД: какие бывают, как устроены, нарушения эксплуатации
➜ Как восстановить балконную плиту: обзор современных решений и рекомендации

Сообщение Запуск и регулировка системы отопления (открытая схема) на примере появились сначала на ЖКХ Ньюс.