Пример эффективности применения теплых полов

Пример эффективности применения теплых полов

В качестве примера рассмотрим эффективность применения системы отопления водяной теплый пол, выполненной на одном из объектов, по которому имеются необходимые статистические данные.

Данные по объекту:

  • Объект: Административное здание;
  • Местонахождение объекта: г. Санкт-Петербург;
  • Размещение и застройка: отдельно стоящее;
  • Тип: многоэтажное, (4 этажа);
  • Конструктивное решение: монолит с многослойными наружными стенами;
  • Площадь: 4495 кв.м;
  • Объем: 15308 куб.м.;
  • Расчетная температура внутреннего воздуха: +20С;
  • Расчетная температура наружного воздуха: -26С;
  • Продолжительность отопительного периода: 220 суток;
  • Источник тепла: центральное отопление;
  • Теплоноситель: вода;
  • Расчетная тепловая нагрузка системы: 175 кВт;
  • Потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный период: 924000 кВт;
  • Удельный расход тепловой энергии на отопление здания: 38,93 Вт/м2;
  • Система отопления: водяной теплый пол, как основная система отопления;
  • Особенности при проектировании: фасадные части выполнены с большой площадью остекления однокамерными стеклопакетами (коэффициент остекленности фасада здания p =0,157).
Фактический расход природного газа на отопление водяными теплыми полами бизнес-центра в 2007 году (представлены Заказчиком):
Таблица 1.
№ п/п
Дата
Фактический
расход газа (м3)

Потребленная
тепловая
энергия (кВт)

Стоимость
топлива (руб)

Примечания
1
январь
8447
79824,15
14438,88
Цены в соответствие
c примечанием 1




2
февраль
12907
121971,20
22062,58
3
март
6144
58060,80
10502,24
4
апрель
5807
54876,15
9926,19
5
май
2225
21026,25
3803,30
6
июнь
480
4536,00
820,48
7
июль
60
567,00
102,56
8
август
42
396,90
71,79
9
сентябрь
1203
11368,35
2056,34
10
октябрь
3717
35125,65
6353,65
11
ноябрь
7407
69996,15
12661,15
12
декабрь
6715
63456,75
11478,28
ИТОГО за год

55154

521205,35

87384,29

Примечание 1: цены приведены в соответствие с распоряжением от 14 ноября 2006 г. N 109-р комитета по тарифам г. Санкт-Петербурга «О розничных ценах на природний газ, реализуемый акционерным обществом «Петербургрегионгаз» исполнителям коммунальных услуг по газоснабжению на территории г. Санкт-Петербург на 2007 год.

Примечание 2: при заполнении графы «полученная тепловая энергия», учитывалось, что при сгорании одного кубического метра природного топлива выделялось 34,02 МДж или 9,45 кВт*ч тепловой энергии (1МДж=0,278 кВт/ч).

Энергосберегающие мероприятия:
Выполнены следующие энергосберегающие мероприятия:

  • увеличено сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций;
  • применен комплекс автоматизации теплоснабжения здания (в ИТП).

Увеличение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций достигнуто за счет за счет:

  • применения минераловатных плит в ограждающей конструкции на 0,62 кв.м*С/Вт (цокольный этаж) и 0,9 кв.м*С/Вт (типовые этажи).
  • установки двухкамерного стеклопакета на 0,07 кв.м*С/Вт.
  • применения теплоизоляция Rockwoll в слое кровли мансарды 1 на 1,35 кв.м*С/Вт.
  • применения теплоизоляция Rockwoll и мин ваты в слое кровли мансарды 2 на 3,96 кв.м*С/Вт.
  • применения теплоизоляция Rockwoll в ограждающей конструкции мансард на 2,08 кв.м*С/Вт.

Максимальная тепловая нагрузка на здание за счет увеличения сопротивления ограждающих конструкций снижается на 31,44 кВт/ч по сравнению с нормируемой. Среднегодовая экономия потребляемой тепловой энергии на отопление здания составит 71 169 кВт.

Комплекс автоматизации здания:
Автоматизация системы теплоснабжения здания включает в себя регулирование температуры теплоносителя по индивидуальному отопительному графику. Контроллер управления учитывает инерционность конструкции здания и расчитывает температуру теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха. Применение системы независимой двухтрубной разводки позволяет производить индивидуальную балансировку гидравлических контуров и устанавливать местную регулирующую арматуру.

Для встроенных и жилых помещений возможно применение ночного понижения температуры. Автоматическое включение-отключение циркуляционных насосов позволяет уменьшить потребление электроэнергии в среднем на 3%.
При комплексной автоматизации экономия составляет 10-15% тепловой энергии (в осенне-весенний период 50-60%).
Средний показатель экономии при комплексной автоматизации здания 10 051 кВт/год.
Общая усредненная экономия тепловой энергии по проектируемому объекту составляет 81 220 кВт/год (69,83 Гкал/год), что составляет 9,97 Т.У.Т. в год

Почему водяной теплый пол, а не электрический?

Почему водяной теплый пол, а не электрический?

Теоретически водяной теплый пол и электрический теплый пол могут реализовать одну и ту же задачу. Отопления помещения, здания, сооружения.
При этом теплые полы могут быть основной системой отопления или дополнительной (комфортной).
В данном разделе рассмотрим экономический и экологический аспекты применения той или иной системы отопления.

Постановка задачи:
1. Произвести устройство водяных и электрических теплых полов, как основной системы отопления, в условных помещениях площадью 10 м2, 50 м2, 100 м2 соответственно, с автоматическим регулированием температуры воздуха в помещении.
2. Произвести анализ затрат по устройству и эксплуатации водяных теплых полов и электрических теплых полов помещений 10 м2, 50 м2, 100 м2 за один год, за пять лет.

Данные по объекту:
Объект: коттедж;
Местонахождение объекта: Московская область;
Назначения помещений: жилые;
Размещение и застройка: отдельно стоящее;
Тип: малоэтажное, (3 этажа);
Этаж: второй этаж трехэтажного здания;
Площадь: 10; 50; 100 кв.м;
Расчетная температура внутреннего воздуха: +20С;
Расчетная температура наружного воздуха: -28С;
Источник тепла: электроэнергия и природный газ;
Система отопления: теплый пол, как основная система отопления;
Теплопотери помещений: 65 Вт/м2 в соответствие со СНиП 23-02-2003 « Тепловая защита зданий»;
Напольное покрытие: керамическая плитка;
Стоимость электроэнергии для населения Московской области на 2009 год: 256 коп/кВтч (утверждено Распоряжением Топливно-энергетического комитета Московской области от 19.11.2008 № 38-Р);
Стоимость газа на 1 квартал 2009 года для населения Московской области: 1,789 руб/м3 ( Утверждено Постановлением Правительства Московской области
№ 1238/53 от 30.12.2008 г.);
Продолжительность отопительного сезона 2009-2010 года для Московской области: 216 дней (5184 часа).

1. Экономический аспект.

Таблица 1. Затраты по системе отопления водяной теплый пол (руб)

№ п/п Площадь
помещений
(м2)
Стоимость системы
(руб)
Тепловая
нагрузка
(кВт)
Расход тепла (кВт*ч)
Расход газа (м3)
Стоимость газа (руб)
  1 год 1 год 1 год 5 лет
1
10
41585,00
0,65
3369,60
1782,85
3189,52
15947,64
2
50
97200,00
3,25
16848,00
8914,28
15947,64
79738,23
3
100
176200,00
6,50
33696,00
17828,57
31895,31
159476,55


Примечание 1: В расчетах использовано оборудование и материалы шведской компании ThermoTech Scandinavia AB.
Примечание 2: при заполнении графы 6 «расход газа», учитывалось, что при сгорании одного кубического метра природного топлива выделялось 34,02 МДж или 9,45 кВт*ч тепловой энергии (1МДж=0,278 кВт/ч).
Примечание 3: Данные графы 3«Цена системы» соответствуют стоимости инженерной системы «под ключ» в ценах по состоянию на 01 марта 2009 года, за исключением стоимости бетона и бетонных работ.

Таблица 2. Затраты по системе отопления электрический теплый пол (руб)

№ п/п

Площадь
помещений
(м2)

Стоимостьсистемы
(руб)
Тепловая
нагрузка
(кВт)

Расход электроэнергии
(кВт*ч)
Стоимость электроэнергии (руб)
 
1 год 1 год 5 лет        
1
10
22100,00
0,65
3369,60
8626,18
43130,88
2
50
89026,00
3,25
16848,00
43130,88
215654,40
3
100
147266,00
6,50
33696,00
86261,76
431308,80


Примечание 4: В расчетах использован кабель производства Nexans (Норвегия).
Примечание 5:
Необходимая присоединительная электрическая мощность для помещения 10м2-1,7 квт, помещения 50 м2,-7,6 квт, помещения 100 м2 -13,2 кВт;
Примечание 6: Данные графы 3«Стоимость системы» соответствуют стоимости инженерной системы под ключ в ценах по состоянию на 01 марта 2009 года, за исключением стоимости бетона и бетонных работ.

Таблица 3. Затраты по системам отопления теплыми полами за пять лет (руб)

№ п/п

S пом.
(м2)
Водяной теплый пол (руб)
    Электрический теплый пол (руб)    
    Стоим.
системы
Затраты
за 5 лет
Всего
за 5 лет
Стоим.
системы
Затраты
за 5 лет
Всего
за 5 лет
1
10
41585,00
15947,64
57532,64
22100,00
43130,88
65230,88
2
50
96300,00
79738,23
176038,23
89026,00
215654,40
304680,4
3
100
160020,00
159476,55
319496,55
147266,00
431308,80
578574,8

Выводы по разделу 1:

В таблице 3 «Затраты по системам отопления теплыми полами за пять лет»,видно, что, по сравнению с водяными теплыми полами устройство электрических теплых полов даже на малых площадях является экономически более затратным мероприятием (при максимально щадящем подходе в расчетах по затратам электроэнергии).

Т.е. первичные затраты по устройству водяных теплых полов или электрических полов менее важны, чем эксплуатационные затраты в последующем.
Таким образом, даже если электрические теплые полы в качестве подарка устанавливать заказчикам бесплатно, то их эксплуатационные расходы за пять лет превысят (и значительно!)стоимость первоначально более дорогих водяных теплых полов вместе с их эксплуатационными расходами за этот же период (строки 2,3 таблицы 3).

Строка 1 таблицы 3 показывает, что экономические составляющие электрических и водяных теплых полов на площади помещений 10 м2 примерно равны.
Возможно, помещения до 10 м2, это и есть оптимальная область применения систем отопления с применением электрических теплых полов.

2.Экологический аспект

В России действует СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях, на рабочих местах. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы», а также гигиенические нормативы ГДР (ПДУ) 5803-91 (ДНАОП 0.03-3.22-91) «Предельно допустимые уровни (ПДУ) воздействия электромагнитных полей (ЭМП)».

На основании действующих нормативных документов сделать заключение применительно к воздействию на организм человека электромагнитных полей от электрических теплых полов невозможно.

Современные представления о биологическом действии электромагнитных полей от радиотехнических приборов и систем, новых технологических процессов (это относится и к электрическим теплым полам) не позволяют прогнозировать и определять все неблагоприятные последствия их влияния на здоровье человека.
Многие аспекты воздействия электромагнитных полей не освещены в современной литературе и требуют дополнительных исследований.

В связи с этим, согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения, целесообразно придерживаться предупредительной политики, т.е. предпринимать шаги по «благоразумному предотвращению» влияния тех или иных приборов и технологий.

Почему водяной теплый пол, а не радиаторы?

Почему водяной теплый пол, а не радиаторы?

От костра в пещере первобытного человека до современных систем отопления прошел длинный исторический путь. Но самыми плодотворными в истории систем являются последние 150 лет. Началом значительных событий в развитии систем отопления следует считать появление чугунного водяного радиатора. Его изобретение и применение приписывают предприимчивому Францу Сан-Гали, российскому подданному немецкого происхождения. Первые образцы радиаторов впервые появились с Санкт-Петербурге в 1855 году и они разительно отличались от современных аналогов. Но несмотря на непрезентабельный вид, радиаторы начали пользоваться небывалым спросом, обогатив и его создателя и саму историю.

Производство радиаторов - это целая индустрия, продукты которой отвечают любым запросам потребителя. Но, со временем, одни радиаторы (чугунные) начали вытесняться другими (металлическими, алюминиевыми, биметаллическими). Наступил следующий период, когда с развитием жилищного строительства и появлением новых технологий, начали формироваться более высокие требования к качеству и эффективности систем отопления. Это вполне естественно. Чувствовать себя более комфортно. Особенно при российском климате, с холодной и долгой зимой. И радиаторы, все вместе взятые, начинают вытесняться теплыми полами. Сначала, благодаря активным маркетинговым продвижениям, это были электрические теплые полы, которые в конце 20 века начали вытесняться водяными теплыми полами.

Теперь уже о производстве оборудования и материалов для водяных теплых полов можно сказать, что это целая индустрия. Лицо которой определяют ведущие мировые производители арматуры и трубопроводов. Конечный продукт –это низкотемпературная и энергосберегающая система отопления водяной теплый пол. Таким образом система отопления водяной теплый пол является на сегодня последним достижением научно-технических изысканий в области отопления зданий и сооружений, обеспечивая идеальный микроклимат для местонахождения и проживания людей. Что будет далее, покажет история. А теперь…

Добро пожаловать в мир водяных теплых полов!

История систем напольного отопления

История систем напольного отопления

Напольное отопление, панельное отопление, подпольное отопление, теплые полы - эти словосочетания подразумевают систему отопления с использованием теплых полов. Системы водяной или электрической, с нагревательными элементами, встроенными в пол. Так кратко определяет ее нормативный документ СНиП 41-01-2003 «ОТОПЛЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ».

Интересен факт, что описание печного отопления в данном документе занимает значимо больше места, чем сам теплый пол.

Две тысячи лет назад нормативных документов не было, а теплый пол уже был.

Это подтверждают археологические и исторические исследования на территориях европейских государств. Нагретый воздух проходил по специальным каналам в каменном полу, нагревая пол и обогревая помещения.

Полагают, что такое отопление было изобретено в Греции, поскольку названо оно было греческим словом hypokauston, примерный перевод которого означает "отопление снизу". В Италии это отопление было широко распространено, и поэтому его еще называют "римским отоплением". В III в. н.э. в Римской империи насчитывалось около 800 общественных и небольших частных терм — бань с греющими полами. Таким отоплением были оборудованы также жилые дома в северных провинциях Италии и за ее пределами.

Следует отметить, что до начала ХХ века теплоносителем в теплых полах являлся исключительно нагретый воздух, позднее начали появляться теплые полы с использованием нагретой воды.

В России начало использования нагретых поверхностей для отопления помещений было положено военным инженером М. Фроловым, по проекту которого в 1874 г. была сооружена система отопления помещений крепостных сооружений. Пороховые склады и жилые казематы отапливались с помощью циркуляции нагретого воздуха в промежутке стеновых панелей.Эта оригинальная отопительная установка была запатентована в России, Англии и Германии.

1900—1903 гг. были периодом широкой изобретательской деятельности в области панельного отопления. Активное участие в этой работе принимали виднейшие специалисты отопительной техники нашей страны — В. М. Чаплин, В. Г. Залесский, Б. К. Правдин, В. Л. Максимович и др.

Большим вкладом в дело развития панельного отопления явилась разработанная и предложенная в 1905 г. инженером В. А. Яхимовичем «паро- и водобетонная» система отопления. Это панельное отопление с греющими металлическими трубами, устроенными в бетонный слой полов, стен,потолков, пилястр, колонн, лестничных перил. Впоследствии по этой системе (1905— 1914 гг.) было смонтировано более 70 установок отопления в Саратове, Казани, Самаре, Нижнем Новгороде, Ленинграде, Москве, Киеве, Ростове и других городах. В последующие 10 лет насчитывалось уже более 100 зданий, оборудованных панельным отоплением системы инженера Яхимовича.

Позднее такой способ обогрева зданий стал использоваться и в зарубежных странах, где его назвали лучистым отоплением.

Таким образом, зародившись в древние времена, как система комфорта,подогрев пола стал развиваться, как полноценная и самостоятельная система отопления, только с начала прошлого века. Позднее, применение этих систем отопления активизировалось, благодаря появлению пластиковых труб, развитию систем контроля и автоматизации управления температурой, широкому применению источников тепла на возобновляемых ресурсах.

С 60-х годов ХХ века в Скандинавии теплый пол начал стремительно вытеснять традиционные (прежде всего, радиаторные) системы отопления, и уже сегодня, в Швеции,например, является самой распространенной отопительной системой (более 85% нового жилья строятся именно с такими системами отопления).

Благодаря многочисленным техническим и эксплуатационным преимуществам по сравнению с высокотемпературными (воздушные, радиаторы, конвекторы и т.п.), системы, построенные на принципах водяного теплого пола все шире применяются и в других областях.

Это системы снеготаяния с разнообразным спектром применения (открытые площадки, кровли, подъездные путы, автостоянки, автомобильные дороги, спортивные площадки и прочее.

Это системы подогрева грунта футбольных полей с натуральным травяным покрытием, подогрева грунта в теплицах, оранжереях и прочее.

Учитывая стремительное развитие рынка систем отопления с применением водяных теплых полов в ХХI веке можно с уверенностью утверждать, что сегодня история развития систем отопления водяной теплый пол дополняется своими лучшими страницами.