ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Основные задачи модернизации – организация учета теплопотребления абонентом и сокращение потребления тепловой энергии при улучшении уровня теплового комфорта в обслуживаемых помещениях. Для этого, как минимум, на абонентском вводе устанавливают прибор учета и автоматический регулятор теплового потока, корректирующий отпуск теплоты по погодным условиям. Такое применение оборудования называют местным либо абонентским автоматическим регулированием. При этом не осуществляют изменений конструктивного характера в системе отопления, но предусматривают эту возможность в будущем.
Индивидуальные тепловые пункты (ИТП) — для присоединения систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических теплоиспользующих установок одного здания или его части;
Центральные тепловые пункты (ЦТП) — для присоединения систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических теплоиспользующих установок двух зданий или более.
Узлы подключения системы к источнику тепловой энергии бывают двух типов:
- Одноконтурные;
- Двухконтурные.
Одноконтурный тепловой пункт
Одноконтурный тепловой пункт – это наиболее распространенный тип подключения потребителя к источнику тепловой энергии. В этом случае для системы отопления дома используется непосредственное соединение с магистралью горячего водоснабжения.
Одноконтурный тепловой пункт имеет одну характерную деталь – его схема предусматривает трубопровод, соединяющий прямую и обратную магистрали, который называется элеватор. Назначение элеватора в системе отопления стоит рассмотреть подробнее.
У котельных системы отопления есть три стандартных режима работы, различающихся температурой теплоносителя (прямого/обратного):
- 150/70;
- 130/70;
- 90–95/70.
Использование перегретого пара в качестве теплоносителя для системы отопления жилого дома не допускается. Поэтому, если по погодным условиям котельная поставляет горячую воду температурой в 150°C, ее требуется охладить перед подачей в стояки отопления жилого дома. Для этого используется элеватор, через который «обратка» попадает в прямую магистраль.
Элеватор открывается ручным или электрическим (автоматическим) приводом. В его магистраль может быть включен дополнительный циркуляционный насос, но обычно это устройство делают особой формы – с участком резкого сужения магистрали, после которой идет конусообразное расширение. За счет этого оно работает как инжекторный насос, закачивая воду из обратки.
Двухконтурный тепловой пункт
В этом случае теплоносители двух контуров системы не смешиваются. Для передачи тепла от одного контура другому используется теплообменник, обычно пластинчатый. Схема двухконтурного теплового пункта приведена ниже.
Пластинчатый теплообменник – это устройство, состоящее из ряда полых пластин, по одним из которых прокачивается нагревающая жидкость, а по другим – нагреваемая. У них очень высокий коэффициент полезного действия, они надежны и неприхотливы. Количество отбираемого тепла регулируется изменением числа взаимодействующих друг с другом пластин, поэтому забор охлажденной воды из обратной магистрали не требуется.
Варианты модернизации ИТП
Альтернативным вариантом модернизации тепловых пунктов по отношении к рассмотренным малобюджетным предложениям является внедрение полноценных систем автоматического погодного регулирования (далее — САПР) на основе апробированных проектных решений, надежной элементной базы, микропроцессорного управления, отлаженного программного обеспечения и наличия специалистов для обслуживания действующего оборудования. ИТП, оборудованный САПР, далее будем называть автоматизированным ИТП (АИТП).
АИТП на основе двухходового клапана.
Условные обозначения на рисунке:
Р1- манометр прямопоказывающий;
Т1-Т5- кран шаровый;
К1 — двухвходовой регулирующий клапан;
РС — регулятор перепада давления;
М1 -циркуляционный насос.
В исходном состоянии двухходовой регулирующий клапан находится в состоянии, соответствующем температуре наружного воздуха (Тн) и настройкам контроллера. Теплоноситель из теплосети поступает в систему отопления МКД. Температура теплоносителя (смеси) после линии подмеса (Т5) измеряется внутренним температурным датчиком. Пересчет необходимой температуры смеси осуществляется контроллером на основе сведений о наружной температуре. На этапе пуско-наладки в контроллер вводятся необходимые настроечные данные, на основании которых рассчитывается температура смеси в зависимости от температуры наружного воздуха. Циркуляция теплоносителя в системе обеспечивается циркуляционным насосом М1.
По всем МКД, в которых установлено оборудование АИТП, были зарегистрированы значения годового потребления тепловой энергии на нужды отопления ниже нормативного. Соседние МКД без АИТП в основном имели значения годового потребления выше нормативного. Среднее значение экономии или перерасхода составляет -25% для МКД с АИТП и +5% для элеваторных ИТП.
Смесительные узлы автоматического погодного регулирования СУАПР.
СУАПР монтируется вместо водоструйных элеваторов соответствующего типоразмера
В настоящее время хорошо зарекомендовал себя еще один подход к модернизации ИТП, который позволяет в полной мере использовать технические преимущества АИТП и, в то же время, приводит к значительному сокращению затрат при выполнении монтажных и пуско-наладочных работ.
СУАПР представляет собой компактный автоматизированный смесительный узел, который обеспечивает управление параметрами теплоносителя в системе отопления в зависимости от температуры наружного воздуха и условий эксплуатации здания. Он предназначен для автоматического регулирования параметров теплоносителя (температуры), поступающего в систему отопления. Управление параметрами выполняется регулятором (контроллером), который в соответствии с заданным алгоритмом и температурой наружного воздуха формирует управляющие воздействия на регулирующий клапан и насос. При понижении температуры наружного воздуха температура теплоносителя, поступающего в систему отопления, увеличивается и наоборот.
Конструкция СУАПР обеспечивает замену элеваторов водоструйных №1-№7 конструкции ВТИ Мосэнерго.
СУАПР представляет собой блок заводской готовности, полностью собранный и готовый к установке на объекте, который обеспечивает:
насосную циркуляцию теплоносителя в системе отопления;
контроль выполнения требуемого температурного графика как подающего, так и обратного теплоносителя (предотвращение перетопов и переохлаждения зданий);
визуальный контроль параметров температуры на входе и выходе системы отопления.
СУАПР монтируется вместо водоструйных элеваторов соответствующего типоразмера.
На основании приведенных материалов можно сделать следующие выводы:
Одной из основных причин сверхнормативного потребления тепловой энергии на нужды отопления является несоответствие режимов работы теплового пункта договорной тепловой нагрузке.
Эксплуатируемые ИТП с использованием элеваторных узлов смешивания морально и технологически устарели и не могут обеспечить рациональное и эффективное потребление тепловой энергии.
Попытки внедрения автоматизированных схем управления параметрами теплоносителя в элеваторных узлах смешивания не приводят к эффективному погодному регулированию.
Наиболее эффективным решением рационального потребления тепловой энергии являются полноценные АИТП с погодным регулированием. Но их внедрение в настоящий момент сдерживается достаточно высокими ценовыми показателями.
Наиболее рациональным решением, сочетающим технические преимущества АИТП и сравнительно невысокую стоимость внедрения, является использование СУАПР.
Функции СУАПР аналогичны функциям полноценной системы автоматического погодного регулирования. В свою очередь, использование данных изделий позволяет резко сократить затраты на внедрение. Это вызвано тем, что при невысокой стоимости закупаемого оборудования потребитель еще получает весьма существенную экономию средств при проведении монтажа системы, так как минимизированы или полностью отсутствуют сварочные работы.
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОДАТЕЛЬНЫЕ АКТЫ
— Федеральный закон от 27.07.2010 N 190-ФЗ «О теплоснабжении»;
— СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов»;
— СТО 70238424.27.060.003-2008 Тепловые пункты тепловых сетей. Условия создания. Нормы и требования;
— СП 334.1325800.2017 Квартирные тепловые пункты в многоквартирных жилых домах. Правила проектирования;
— Р НП «АВОК» 3.3.1-2009 Рекомендации АВОК. Автоматизированные индивидуальные тепловые пункты в зданиях взамен центральных тепловых пунктов. Нормы проектирования;