Јавно предузеће за стамбене услуге и топлификацију снабдева топлотном енергијом 4966 стамбених јединица укупне грејне запремине 685.849,83 м3 и пословни простор грејне запремине 141.053,12 м3. Од овог броја 91.006,51 м3 се односи на буџетске кориснике – две основне школе, једна средња, два вртића, Центар за културу.
НАШ ЗАДАТАК
Задатак централног грејања је пре свега да у затвореним просторијама, независно од спољне температуре, одржи сталну, нормама прописану температуру. Осим овог, основног задатка, постоји и низ других не мање важних задатака централног грејања:
– равномерна расподела температуре у просторији,
– већи степен чистоће ваздуха,
– грејна тела мањих габарита а веће ефикасности,
– лако и једноставно одржавање, итд..
Међутим, у данашње време, постављају се све строжији захтеви везани за повећање ефикасности система централног грејања. Ово има за циљ превасходно смањење енергије потребне за грејање, самим тим и потрошње горива, односно посредно и смањење трошкова централног грејања. То се може постићи између осталог следећим мерама:
– побољшањем регулације централног грејања у котларницама и топлотним подстаницама,
– регулацијом температуре просторије,
– регулацијом и мерењем утрошене топлотне енергије за грејање по објектима,
– регулацијом и мерењем утрошене топлотне енергије по становима.
Ови захтеви се делимично могу остварити интерванцијама на постојећим системима централног грејања, али комплетно решење повећања ефикасности система централног грејања би се једино остварило пројектовањем и извођењем система грејања код којих је могуће остварити све набројане захтеве.
КАРАКТЕРИСТИКЕ ПОСТОЈЕЋИХ СИСТЕМА ГРЕЈАЊА
Основна карактеристика централног грејања је да се топлотна енергија за грејање просторија у једном објекту обезбеђује на једном, централном месту, које се налази на најнижој етажи објекта, најчешће у подруму. Топлотна енергија се централно производи у котлу или добија преко размењивача топлоте из градског топловода. Од извора топлоте се топлотна енергија по објекту разводи системом цеви, а преко грејних тела предаје просторијама које се греју.
Према начину развода топле воде разликујемо двоцевне и једноцевне системе са горњим и доњим разводом.
Анализа постојећих система централног грејања у зградама показује да се најчешће изводе двоцевни системи централног грејања са доњим разводом и једноцевни системи са хоризонталним цевним разводом.
Двоцевни систем централног грејања је најчешћи систем развођења топлоте до потрошача. Свако грејно тело се прикључује на одвојени разводни и повратни вод и добија топлу воду приближно исте температуре из разводног вода. Регулација топлотног капацитета појединог грејног тела се врши помоћу регулационог вентила пригушивањем протока воде. Као што је речено разликује се доњи и горњи развод топле воде за грејање.
Код доњег развода, који је најчешће у примени (слика 1), разводни и повратни водоови постављају се испод таванице најниже етаже (подрума или сутерена). Вода за грејање одатле, преко разводних успонских водова струји у грејна тела и затим се преко повратних вертикалних водова враћа до хоризонталног развода и преко њега до топлотне подстанице.
Пумпно топловодно грејање са доњим разводом
Једноцевни систем централног грејања подразумева редно укључивање грејних тела, при чему грејна вода проструји кроз цело струјно коло свих грејних тела (слика 2). Основни недостатак овог система је што грејни капацитет појединих грејних тела не може локално да се регулише. Температура воде се снижава са сваким прострујаним грејним телом тако да свако наредно грејно тело мора да има већу грејну површину за исто одавање топлоте у односу на двоцевни систем грејања.
У циљу бољег регулисања протока воде кроз грејно тело једноцевног система централног грејања постављају се посебни вентили за једноцевно грејање, који олакшавају како прорачун једноцевног система грејања, тако и његову регулацију при извођењу.
У већим зградама може да се примени једноцевни систем грејања али са више грејних циркулационих кола, при чему свако струјно коло снабдева топлотом по један део зграде (најчешће по једана стан). При томе за сваки зонски грејни круг се предвиђа посебан, зонски вентил, којим управља термостат.
Једноцевни систем топловодног грејања
ПОВЕЋАЊЕ ЕНЕРГЕТСКЕ ЕЕФИКАСНОСТИ ЦЕНТРАЛНОГ ГРЕЈАЊА
Количина топлоте за грејање једне просторије није увек иста у току дана. Она зависи у највећој мери од спољашне температуре али и од брзине ветра, интензитета сунчевог зрачења, унутрашњих извора топлоте, као и низа дрзгих утицаја. Стална регулација учинка грејних тела и параметара секундарне мреже у топлотној подстаници према променљивој потреби за топлотном енергијом може се на адекватан начин решити само аутоматском регулацијом. При том се вредност температуре у просторији добија као оптимално решење између потребе угодности и жељене уштеде. То значи да систем регулације температуре у просторији треба да смањи или искључи довод топлоте до грејног тела у зависности од спољашње температуре и од времена.
Узевши све ово у обзир задаци повећања енергетске ефикасности система централног грејања би могли бити остварени уколико се обезбеди регулација:
• система централног грејања с обзиром на температуру спољашњег ваздуха,
• система централног грејања с обзиром на акумулациону способност објекта,
• температуре полазне воде зонског система грејања,
• мерења утрошене топлотне енергије у свакој зони,
• минималног протока грејног флуида сваке зоне,
• температуре ваздуха у свакој грејаној просторији.
Регулација система централног грејања може се извести на више начина у зависности од постављених захтева.
Најопштији случај је регулисање система централног грејања према спољашњој температури. Оно се изводи регулацијом температуре разводног вода у зависности од спољашње температуре.
Температурни давач за спољну температуру, који се налази на спољашњем ваздуху даје своју мерну вредност централном регулационом уређају. Овде подешена карактеристична крива грејања (управљачки елемент) даје везу између спољашње температуре и температуре у разводном воду за довођење топлоте које је прилагођено тој згради. Подешавањем протока воде у примару одржава се температура у разводном воду. Сасвим је јасно да при оваквом регулисању не могу све просторије да имају апсолутно једнаку темпертауру. Да би се, на пример, за породичне зграде бар једна просторија одржала на неком температурном нивоу и искористила топлота са стране, требало би за ту просторију инсталирати допунски собни термостат. Собни термостат би регулисао вредност температуре разводног вода у зависности од собне температуре (каскадно укључивање)
Нешто бољи систем регулације од овог је регулација система централног грејања према унутрашњој температури тест-просторије.
У одговарајућој просторији зграде, тест-просторији, поставља се собни термостат који одржава температуру у просторији константном независно од потребе за топлотном енергијом осталих просторија. Топлотни учинак грејних тела у осталим просторијама прилагођава се ономе у тест-просторији. Код већих зграда са већим разликама потребне количине топлоте за грејање у појединим деловима зграде овај систем регулације није подесан.
Регулисање температуре у сваком стану према температури тест просторији тог стана би повећало квалитет регулације система грејања.
Најефикаснији систем регулације система централног грејања би био ако би постојала могућност регулације температуре у свакој просторији. Овај систем регулације интегрише у себи претходне системе с тим да постоји могућност регулације одавања топлоте сваког грејног тела у стану. То се постиже постављањем термостатских вентила на свако грејно тело.
МЕРЕЊЕ УТРОШЕНЕ ТОПЛОТНЕ ЕНЕРГИЈЕ ЗА ГРЕЈАЊЕ СТАНА
Уколико се систем централне регулације централног грејања једног стана и просторија у њему допуни могућношћу мерења утрошене топлотне енергије може се значајно повећати енергетска ефикасност тог система. Мерење утрошене топлотне енергије сваког стана омогућава да се добије права слика потрошње топлотне енергије објекта. На основу праћења промене потрошње топоте са временом, у току дана и у току целог грејног периода може се доћи до података о стварним енергетским потребама једног објекта. То подразумева да постоји могућност да се прати промена потрошње топлотне енергије у зависности од свих релевантних параметара као што су: спољашња темпертура, брзина ветра, интензитет сунчевог зрачења, као и од степана запоседнутости станова.
Систем регулације централног грејања у том случају требало би да интегише следеће функције (слика 3):
• регулисање собне температуре и трошкова грејања у зависности од потрошње помоћу вентила за регулисање и вентила за расподелу грејних трошкова, као и помоћу собног уређаја укључујући давач температуре ваздуха у просторији
• обухватање импулса додатних бројила, на пример за воду и гас
• централно управљање температуром полазне воде у зависности од потребне топлоте појединих станова
Интегрисана регулација централног грејања
Међутим, савремени системи за регулисање у стамбеним зградама не би требало да обухвате само регулисање протока или температуре воде у више струјних кола већ би требало да обезбеде временски оптимални погон система. Комуникација човек – регулациони уређај врши се преко уређаја за даљинско управљање и очитавање вредности температура у становима и потрошње топлотне енергије. Из овог односа дошло би се до оптималног погона система централног грејања.
Оптимални погон грејања би подразумевао следеће могућности:
• снижење температуре у простроији у најкраћем могућем времену
• одржавање оптималне ноћне температуре у просторијама
• продужење погона са сниженом температуром на максимално могућ временски период, тј. поновно укључење грејања ујутру у крајњем допуштеном времену
• загревање у што краћем временском периоду са максималним распложивим грејном капацитетом.
Регулациони уређаји поред стандардних опција за регулацију требло би да омогуће и адаптацију карактеристичне криве грејања и параметара оптимизације.
Да би се обезбедила функција регулационих и мерних уређаја потребан је одговарајући систем централног грејања. Тај систем би требало да омогући:
• регулацију полазне температуре воде за грејање
• мерење укупно утрошене топлотне енергије за грејање објекта
• мерење утрошене топлотне енергије за грејање сваког стана
• регулацију полазне темпертатуре воде за грејање сваког стана
• регулацију унутрашње температуре у свакој просторији.
Шема једног од система који би одговорио овим захтевима приказана је на слици 4.
Систем централног грејања са мерењем утрошене топлотне енергије
У топлотној подстаници би се вршила регулација температуре полазне воде у зависности од постављених параметара, као и мерење укупно утрошене топлотне енергије за грејање објекта. Централни разводни и повратни вод би се водили кроз степенишни простор. На свакој етажи би се постављали ормари са уређајима за мерење утрошене топлотне енергије за сваки стан те етаже. У становима би се налазили ормарићи са разделником и сабирником који би обезбеђивали независну циркулацију воде у кругу сваког грејног тела, као и регулацију температуре полазне воде за тај стан. Регулација унутрашње температуре просторија би се вршила преко термостатских вентила.
ЗАКЉУЧАК
Све већи захтеви за повећањем енергетске ефикасности система централног грејања могу се успешно спровести искљућиво интегрисањем савремених концепција система централног грејања са системима за њихову регулацију и мерење утрошене топлотне енергије. Савремени уређаји за производњу топлотне енергије, пумпе за циркулације воде и грејна тела и арматура то омогућавају. Још је већи тренд развоја уређаја за регулацију и управљање грејним системима. Посебна пажња се мора посветити оптимизацији система централног грејања сваког објекта, односно доћи до параметара објекта које би основа за програмирање уређаја за регулацију.