Тепловые пункты: устройство, работа, схема, оборудование

Тепловой пункт представляет собой комплекс технологического оборудования, которое используется в процессе теплоснабжения, вентиляции и горячего водоснабжения потребителей (жилых и производственных зданий, строительных площадок, объектов социального назначения). Главное назначение тепловых пунктов - это распределение тепловой энергии от тепловой сети между конечными потребителями.

Преимущества установки тепловых пунктов в системе теплоснабжения потребителей

Среди преимуществ тепловых пунктов можно назвать следующие:

• минимизация тепловых потерь
• сравнительно низкие эксплуатационные затраты, экономичность
• возможность выбора режима теплоснабжения и теплопотребления в зависимости от времени суток и сезона
• бесшумная работа, малые габариты (по сравнению с другим оборудованием системы теплообеспечения)
• автоматизация и диспетчеризация процесса эксплуатации
• возможность изготовления по индивидуальному заказу

Тепловые пункты могут иметь разные тепловые схемы, типы систем теплопотребления и характеристики используемого оборудования, что зависит от индивидуальных требований Заказчика. Комплектация ТП определяется на основе технических параметров тепловой сети:

• тепловые нагрузки на сеть
• температурный режим холодной и горячей воды
• давление систем тепло- и водоснабжения
• возможные потери давления
• климатические условия и т.д.

Виды тепловых пунктов

Вид необходимого теплового пункта зависит от его назначения, количества подводящих теплосистем, количества потребителей, способу размещения и монтажа и выполняемых пунктом функций. В зависимости от вида теплового пункта выбирается его технологическая схема и комплектация.

Тепловые пункты бывают следующих видов:

• индивидуальные тепловые пункты ИТП
• центральные тепловые пункты ЦТП
• блочные тепловые пункты БТП

Открытые и закрытые системы тепловых пунктов. Зависимые и независимые схемы подключения тепловых пунктов

В открытой системе теплоснабжения вода для работы теплового пункта поступает непосредственно из теплосетей. Водозабор может быть полным или частичным. Объем воды, забранный для нужд теплового пункта, восполняется поступлением воды в теплосеть. Следует отметить, что водоподготовка в таких системах осуществляется только на входе в теплосеть. Из-за этого качество воды, поступающей потребителю, оставляет желать лучшего.

Открытые системы, в свою очередь, могут быть зависимыми и независимыми.

В зависимой схеме подключения теплового пункта к тепловой сети теплоноситель из теплосетей попадает непосредственно в систему отопления. Такая система достаточно проста, так как в ней отсутствует необходимость установки дополнительного оборудования. Хотя эта же особенность ведет к существенному недостатку, а, именно, к невозможности регулирования подачи тепла потребителю.

Независимые схемы подключения теплового пункта характеризуются экономической выгодой (до 40%), так как в них между оборудованием конечных потребителей и источником теплоэнергии установлены теплообменники тепловых пунктов, которые регулируют количество подаваемого тепла. Также неоспоримым преимуществом является повышение качества подаваемой воды.

В связи с энергоэффективностью независимых систем многие тепловые компании реконструируют и модернизируют свое оборудование из зависимых систем в независимые.

Закрытая система теплоснабжения является полностью изолированной системой и использует циркулирующую воду в трубопроводе без забора ее из тепловых сетей. Такая система использует воду только в качестве теплоносителя. Утечка теплоносителя возможна, но вода восполняется автоматически при помощи регулятора подпитки.

Количество теплоносителя в закрытой системе остается постоянным, а выработка и распределение тепла потребителю регулируется температурой теплоносителя. Закрытая система характеризуется высоким качеством водоподготовки и высокой энергоэффективностью.

Способы обеспечения потребителей тепловой энергией

По способу обеспечения потребителей тепловой энергией различают одноступенчатые и многоступенчатые тепловые пункты.

Одноступенчатая система характеризуются непосредственным присоединение потребителей к тепловым сетям. Место присоединение называется абонентским вводом. Для каждого объекта теплопотребления должен быть предусмотрен свое технологическое оборудование (подогреватели, элеваторы, насосы, арматура, оборудование КИПиА и др.).

Недостатком одноступенчатой системы подключения является ограничение предела допустимого максимального давления в теплосетях из-за опасности высокого давления для радиаторов отопления. В связи с этим такие системы, в основном, используют для небольшого количества потребителей и для тепловых сетей небольшой длины.

Многоступенчатые системы подключения характеризуются наличием тепловых пунктов между источником тепла и потребителем.

Индивидуальные тепловые пункты

Индивидуальные тепловые пункты обслуживают одного мелкого потребителя (дом, небольшое строение или здание), который уже подключен к системе центрального теплоснабжения. Задача такого ИТП - обеспечение потребителя горячей водой и отоплением (до 40 кВт). Существуют крупные индивидуальные пункты, мощность которых может достигать 2 МВт. Традиционно ИТП размещают в подвале или техническом помещении здания, реже их располагают в отдельно стоящих помещениях. К ИТП подключают только теплоноситель и осуществляют подвод водопроводной воды.

ИТП состоят из двух контуров: первый контур - это контур отопления для поддержания заданной температуры в отапливаемом помещении при помощи датчика температуры; второй контур - это контур горячего водоснабжения.

Центральные тепловые пункты

Центральные тепловые пункты ЦТП применяют для теплообеспечения группы зданий и сооружений. ЦТП выполняют функцию обеспечения потребителей ГВС, ХВС и теплом. Степень автоматизации и диспетчеризации центральных тепловых пунктов (только контроль за параметрами или контроль/управление параметрами ЦТП) определяется Заказчиком и технологическими нуждами. ЦТП могут иметь как зависимую, так и независимую схему подключения к тепловой сети. При зависимой схеме подключения теплоноситель в самом тепловой пункте разделяется на систему отопления и систему горячего водоснабжения. В независимой схеме подключения теплоноситель нагревается во втором контуре теплового пункта поступающей водой из тепловой сети.

Они поставляются на монтажную площадку в полной заводской готовности. На месте последующей эксплуатации осуществляется только подключение к теплосетям и настройка оборудования.

Оборудование центрального теплового пункта (ЦТП) включает в себя следующие элементы:

• подогреватели (теплообменники) - секционные, многоходовые, блочного типа, пластинчатые - в зависимости от проекта, для горячего водоснабжения, поддерживающие нужную температуру и напор воды у водоразборных точек
• циркуляционные хозяйственные, противопожарные, отопительные и резервные насосы
• смесительные устройства
• тепловые и водомерные узлы
• контрольно-измерительные приборы КИП и автоматики
• запорно-регулирующая арматура
• расширительный мембранный бак

Блочные тепловые пункты (модульные тепловые пункты)

Блочный (модульный) тепловой пункт БТП имеет блочное исполнение. БТП может состоять из более, чем одного блока (модуля), смонтированных, зачастую, на одной объединенной раме. Каждый модуль является независимым и законченным пунктом. При этом регулирование работой общее. Блоснче тепловые пункты могут иметь как локальную систему управления и регулирования, так и дистанционное управление и диспетчеризацию.

В состав блочного теплового пункта могут входить как индивидуальные тепловые пункты, так и центральные тепловые пункты.

Основные системы теплоснабжения потребителей в составе теплового пункта

• система горячего водоснабжения (открытая или закрытая схема подключения)
• система отопления (зависимая или независимая схема подключения)
• система вентиляции

Типовые схемы подключения систем в тепловых пунктах

Типовая схема подключения системы ГВС
Типовая схема подключения системы отопления
Типовая схема подключения системы ГВС и отопления
Типовая схема подключения системы ГВС, отопления и вентиляции

В состав теплового пункта также входит система холодного водоснабжения, но она не является потребителем тепловой энергии.

Принцип работы тепловых пунктов

Тепловая энергия поступает на тепловые пункты от теплогенерирующих предприятий посредством тепловых сетей - первичных магистрельных теплосетей. Вторичные, или разводящие, теплосети соединяют ТП уже с конечным потребителем.

Магистральные теплосети обычно имеют большую протяженность, соединяя источник тепла и непосредственно тепловой пункт, и диаметр (до 1400 мм). Зачастую магистральные тепловые сети могут объединять несколько теплогенерирующих предприятий, что увеличивает надежность обеспечения потребителей энергией.

Перед поступление в магистральные сети вода проходит водоподготовку, которая приводит химические показатели воды (жесткость, рН, содержание кислорода, железа) в соответствии с нормативными требованиями. Это необходимо для того, чтобы снижать уровень коррозионного влияния воды на внутреннюю поверхность труб.

Разводящие трубопроводы имеют сравнительно малую протяженность (до 500 м), соединяя тепловой пункт и уже конечного потребителя.

Теплоноситель (холодная вода) поступает по подающему трубопроводу в тепловой пункт, где проходит через насосы системы холодного водоснабжения. Далее он (теплоноситель) использует первичные подогреватели ГВС и подается в циркуляционный контур системы горячего водоснабжения, откуда поступает уже к конечному потребителю и обратно в ТП, постоянно циркулируя. Для поддержания необходимой температуры теплоносителя, он постоянно подогревается в подогревателе второй ступени ГВС.

Система отопления - это такой же замкнутый контур, как и система ГВС. В случае возникновения утечек теплоносителя, его объем восполняется из системы подпитки теплового пункта.

Затем теплоноситель поступает в обратный трубопровод и поступает опять на теплогенерирующее предприятие по магистральным трубопроводам.

Типовая комплектация тепловых пунктов

Для обеспечения надежной эксплуатации тепловых пунктов они поставляются со следующим минимальным технологическим оборудованием:

• два пластинчатых теплообменника (паяные или разборные) для системы отопления и системы ГВС
• насосная станция для перекачки теплоносителя к потребителю, а именно - к отопительным приборам здания или сооружения
• система автоматического регулирования количества и температуры теплоносителя (датчики, контроллеры, расходомеры) для контроля параметров теплоносителя, учета тепловых нагрузок и регулирования расхода
• система водоподготовки
• технологическое оборудование - запорная арматура, обратные клапаны, контрольно-измерительные приборы, регуляторы

Следует отметить, что комплектация теплового пункта технологическим оборудованием во многом зависит от схемы подключения системы горячего водоснабжения и схемы подключения системы отопления.

Так, например, в закрытых системах устанавливаются теплообменники, насосы и оборудование водоподготовки для дальнейшего распределения теплоносителя между системой ГВС и системой отопления. А в открытых системах устанавливаются смесительные насосы (для смешения горячей и холодной воды в нужной пропорции) и регуляторы температуры.

Наши специалисты оказывают весь комплекс услуг, начиная с проектирования, производства, поставки, и заканчивая монтажом и пуско-наладкой тепловых пунктов различной комплектации.

При централизованном теплоснабжении тепловой пункт может бытьместным - индивидуальным (ИТП) для теплопотребляющих систем конкретного здания игрупповым - центральным (ЦТП) для систем группы зданий. ИТП размещается в специальном помещении здания, ЦТП чаще всего представляет собой отдельно стоящее одноэтажное строение. Проектирование тепловых пунктов ведётся в соответствии с нормативными правилами.
Роль теплогенератора при независимой схеме присоединения теплопотребляющих систем к наружной тепловой сети выполняет водяной теплообменник.
В настоящее время применяют так называемые скоростные теплообменники различных типов. Кожухотрубный водяной теплообменник состоит из стандартных секций длиной до 4 м. Каждая секция представляет собой стальную трубу диаметром до 300 мм, внутрь которой помещены несколько латунных трубок. В независимой схеме системы отопления или вентиляции греющая вода из наружного теплопровода пропускается по латунным трубкам, нагреваемая - противотоком в межтрубном пространстве, в системе горячего водоснабжения нагреваемая водопроводная вода пропускается по трубкам, а греющая вода из тепловой сети - в межтрубном пространстве. Более совершенный и значительно более компактный, пластинчатый теплообменник, набирается из определённого количества стальных профилированных пластин. Греющая и нагреваемая вода протекает между пластинами противотоком или перекрёстно. Длину и число секций кожухотрубного теплообменника или размеры и число пластин в пластинчатом теплообменнике определяют в результате специального теплового расчета.
Для нагревания воды в системах горячего водоснабжения, особенно в индивидуальном жилом доме, больше подходит не скоростной, а емкостной водонагреватель. Его объём определяется исходя из расчётного количества одновременно работающих точек водоразбора и предполагаемых индивидуальных особенностей водопотребления в доме.
Общим для всех схем, является применение насоса для искусственного побуждения движения воды в теплопотребляющих системах. В зависимых схемах насос помещают на тепловой станции, и он создаёт давление, необходимое для циркуляции воды, как в наружных теплопроводах, так и в местных теплопотребляющих системах.
Насос, действующий в замкнутых кольцах систем, заполненных водой, не поднимает, а только перемещает воду, создавая циркуляцию, и поэтому называется циркуляционным. В отличие от циркуляционного насоса насос в системе водоснабжения перемещает воду, поднимая её к точкам разбора. При таком использовании насос называют повысительным.
В процессах заполнения и возмещения потери (утечки) воды в системе отопления циркуляционный насос не участвует. Заполнение происходит под воздействием давления в наружных теплопроводах, в водопроводе или, если этого давления недостаточно, с помощью специального подпиточного насоса.
До последнего времени циркуляционный насос включался, как правило, в обратную магистраль системы отопления для увеличения срока службы деталей, взаимодействующих с горячей водой. Вообще же для создания циркуляции воды в замкнутых кольцах местоположение циркуляционного насоса безразлично. При необходимости несколько понизить гидравлическое давление в теплообменнике или котле насос может быть включён и в подающую магистраль системы отопления, если его конструкция рассчитана на перемещение более горячей воды. Все современные насосы обладают этим свойством и устанавливаются чаще всего после теплогенератора (теплообменника). Электрическая мощность циркуляционного насоса определяется количеством перемещаемой воды и развиваемым при этом давлением.
В инженерных системах, как правило, применяют специальные бесфундаментные циркуляционные насосы, перемещающие значительное количество воды и развивающие сравнительно небольшое давление. Это бесшумные насосы, соединённые в единый блок с электродвигателями и закрепляемые непосредственно на трубах. В систему включают два одинаковых насоса, действующих попеременно: при работе одного из них второй находится в резерве. Запорная арматура (задвижки или краны) до и после обоих насосов (действующего и бездействующего) постоянно открыты, особенно, если предусмотрено автоматическое их переключение. Обратный клапан в схеме препятствует циркуляции воды через бездействующий насос. Легко монтируемые бесфундаментные насосы иногда устанавливают в системах по одному. При этом резервный насос хранят на складе.
Понижение температуры воды в зависимой схеме со смешением до допустимой происходит при смешении высокотемпературной воды с обратной (охлаждённой до заданной температуры) водой местной системы. Снижение температуры теплоносителя осуществляется путем смешения обратной воды от инженерных систем при помощи смесительного аппарата - насоса или водоструйного элеватора. Насосная смесительная установка имеет преимущество перед элеваторной. Ее КПД выше, в случае аварийного повреждения наружных теплопроводов возможно, как и при независимой схеме присоединения, сохранение циркуляции воды в системах. Смесительный насос можно применять в системах со значительным гидравлическим сопротивлением, тогда как при использовании элеватора потери давления в теплопотребляющей системе должны быть сравнительно небольшими. Водоструйные элеваторы получили широкое распространение благодаря безотказному и бесшумному действию.
Внутреннее пространство всех элементов теплопотребляющих систем (труб, отопительных приборов, арматуры, оборудования и т. д.) заполнено водой. Объём воды в процессе эксплуатации систем претерпевает изменения: при повышении температуры воды он увеличивается, при понижении температуры - уменьшается. Соответственно изменяется внутреннее гидростатическое давление. Эти изменения не должны отражаться на работоспособности систем и, прежде всего, не должны приводить к превышению предела прочности любых их элементов. Поэтому в систему вводится дополнительный элемент - расширительный бак.
Расширительный бак может бытьоткрытым, сообщающимся с атмосферой, и закрытым, находящимся под переменным, но строго ограниченным избыточным давлением. Основное назначение расширительного бака - приём прироста объёма воды в системе, образующегося при её нагревании. При этом в системе поддерживается определённое гидравлическое давление. Кроме того, бак предназначен для восполнения убыли объёма воды в системе при небольшой утечке и при понижении её температуры, для сигнализации об уровне воды в системе и управления действием подпиточных устройств. Через открытый бак удаляется вода в водосток при переполнении системы. В отдельных случаях открытый бак может служить воздухоотводчиком из системы.
Открытый расширительный бак размещают над верхней точкой системы (на расстоянии не менее 1 м) в чердачном помещении или в лестничной клетке и покрывают тепловой изоляцией. Иногда (например, при отсутствии чердака) устанавливают неизолированный бак в специальном утепленном боксе (будке) на крыше здания.
Современная конструкция закрытого расширительного бака представляет собой стальной цилиндрический сосуд, разделённый на две части резиновой мембраной. Одна часть предназначена для воды системы, вторая заполнена в заводских условиях инертным газом (обычно азотом) под давлением. Бак может быть установлен непосредственно на пол котельной или теплового пункта, а также закреплён на стене (например, при стеснённых условиях в помещении).
В крупных теплопотребляющих системах группы зданий расширительные баки не устанавливаются, а гидравлическое давление регулируется при помощи постоянно действующих подпиточных насосов. Эти насосы также возмещают обычно имеющие место потери воды через неплотные соединения труб, в арматуре, приборах и других местах систем.
Помимо рассмотренного выше оборудования в котельной или тепловом пункте размещаются устройства автоматического регулирования, запорно-регулирующая арматура и контрольно-измерительные приборы, с помощью которых обеспечивается текущая эксплуатация системы теплоснабжения. Используемая при этом арматура, а также материал и способы прокладки теплопроводов рассмотрены в разделе "Отопление зданий".

Правильность функционирования обору­дования теплового пункта определяет эконо­мичность использования и подаваемой потре­бителю теплоты, и самого теплоносителя. Тепловой пункт является юридической грани­цей, что предполагает необходимость его оборудования набором контрольно-измерительных приборов, позволяющих определить взаимную ответственность сторон. Схемы и оборудование тепловых пунктов необходимо определять в соответствии не только с тех­ническими характеристиками местных систем теплопотребления, но и обязательно с харак­теристиками внешней тепловой сети, режимом работы ее и теплоисточника.

В разделе 2 рассмотрены схемы присоеди­нения всех трех основных видов местных систем. Рассматривались они раздельно, т. е. считалось, что они присоединены как бы к общему коллектору, давление теплоносите­ля в котором постоянно и не зависит от расхода. Суммарный расход теплоносителя в коллекторе в этом случае равен сумме расходов в ветвях.

Однако тепловые пункты присоединяют­ся не к коллектору теплоисточника, а к тепловой сети, и в этом случае изменение расхода теплоносителя в одной из систем неизбежно отразится на расходе теплоноси­теля в другой.

а - при подключении потребителей непосредст­венно к коллектору теплоисточника; б - при под­ключении потребителей к тепловой сети

На рис. 4.35 графически показано изме­нение расходов теплоносителя в обоих слу­чаях: на схеме рис. 4.35, а системы отопле­ния и горячего водоснабжения присоеди­нены к коллекторам теплоисточника раздель­но, на схеме рис. 4.35,б те же системы (и с тем же расчетным расходом тепло­носителя) присоединены к наружной тепловой сети, имеющей значительные потери давления. Если в первом случае суммарный расход теплоносителя растет синхронно с расходом на горячее водоснабжение (режимы I , II, III ), то во втором, хотя и имеет место рост расхода теплоносителя, одновременно авто­матически снижается расход на отопление, в результате чего суммарный расход тепло­носителя (в данном примере) составляет при применении схемы рис. 4.35,б 80% расхода при применении схемы рис. 4.35,а. Степень сокращения расхода воды определяет соотно­шение располагаемых напоров: чем больше соотношение, тем больше снижение суммар­ного расхода.

Магистральные тепловые сети рассчиты­ваются на среднесуточную тепловую нагруз­ку, что существенно снижает их диаметры, а следовательно, затраты средств и металла. При применении в сетях повышенных гра­фиков температур воды возможно и дальней­шее снижение расчетного расхода воды в теп­ловой сети и расчет ее диаметров только на нагрузку отопления и приточной венти­ляции.

Максимум горячего водоснабжения мо­жет быть покрыт с помощью аккумулято­ров горячей воды либо путем использо­вания аккумулирующей способности отапливаемых зданий. Поскольку применение акку­муляторов неизбежно вызывает дополнитель­ные капитальные и эксплуатационные затра­ты, то их применение пока ограничено. Тем не менее в ряде случаев применение крупных аккумуляторов в сетях и при групповых тепловых пунктах (ГТП) может быть эффективно.

При использовании аккумулирующей способности отапливаемых зданий имеют место колебания температуры воздуха в по­мещениях (квартирах). Необходимо, чтобы эти колебания не превышали допустимого предела, в качестве которого можно, напри­мер, принять +0,5°С. Температурный режим помещений определяется рядом факторов и поэтому трудно поддается расчету. Наиболее надежным в данном случае является метод эксперимента. В условиях средней полосы РФ длительная эксплуатация показывает возможность применения этого способа по­крытия максимума для подавляющего боль­шинства эксплуатируемых жилых зданий.

Фактическое использование аккумули­рующей способности отапливаемых (в основ­ном жилых) зданий началось с появления в тепловых сетях первых подогревателей горячего водоснабжения. Так, регулировка теплового пункта при параллельной схеме включения подогревателей горячего водо­снабжения (рис. 4.36) производилась таким образом, что в часы максимума водоразбора некоторая часть сетевой воды недодавалась в систему отопления. По этому же принципу работают тепловые пункты при открытом водоразборе. Как при открытой, так и закрытой системе теплоснабжения наиболь­шее снижение расхода в отопительной системе имеет место при температуре сете­вой воды 70 °С (60 °С) и наименьшее (нуле­вое) - при 150°С.

Рис. 4.36. Схема теплового пункта жилого дома с параллельным включением подогре­вателя горячего водоснабжения:

1 - подогреватель горячего водоснабжения; 2 - эле­ватор; 3 4 - цир­куляционный насос; 5 - регулятор температуры от датчика наружной температуры воздуха

Возможность организованного и заранее рассчитанного использования аккумулирую­щей способности жилых зданий реализо­вана в схеме теплового пункта с так называемым предвключенным подогревате­лем горячего водоснабжения (рис. 4.37).

Рис. 4.37. Схема теплового пункта жилого дома с предвключенным подогревателем го­рячего водоснабжения:

1 - подогреватель; 2 - элеватор; 3 - регулятор температуры воды; 4 - регулятор расхода; 5 - циркуляционный насос

Преимуществом предвключенной схемы является возможность работы теплового пункта жилого дома (при отопительном графике в тепловой сети) на постоянном расходе теплоносителя в течение всего отопи­тельного сезона, что делает гидравлический режим тепловой сети стабильным.

При отсутствии автоматического регули­рования в тепловых пунктах стабильность гидравлического режима явилась убедитель­ным аргументом в пользу применения двухступенчатой последовательной схемы включения подогревателей горячего водо­снабжения. Возможности применения этой схемы (рис. 4.38) по сравнению с предвклю­ченной возрастают из-за покрытия определен­ной доли нагрузки горячего водоснабжения за счет использования теплоты обратной воды. Однако применение данной схемы в основном связано с внедрением в тепловых сетях так называемого повышенного графика температур, с помощью которого и может достигаться примерное постоянство расходов теплоносителя на тепловом (например, для жилого дома) пункте.

Рис. 4.38. Схема теплового пункта жилого дома с двухступенчатым последовательным включением подогревателей горячего водо­снабжения:

1,2 - 3 - элеватор; 4 - регулятор температуры воды; 5 - регулятор расхода; 6 - перемычка для переклю­чения на смешанную схему; 7 - циркуляционный насос; 8 - смесительный насос

Как в схеме с предвключенным подогре­вателем, так и в двухступенчатой схеме с последовательным включением подогрева­телей имеет место тесная связь между отпуском теплоты на отопление и горячее водоснабжение, причем приоритет обычно отдается второму.

Более универсальной в этом отношении является двухступенчатая смешанная схема (рис. 4.39), которая может применяться как при нормальном, так и при повышенном отопительном графике и для всех потреби­телей независимо от соотношения нагрузок горячего водоснабжения и отопления. Обяза­тельным элементом обеих схем являются смесительные насосы.

Рис. 4.39. Схема теплового пункта жилого дома с двухступенчатым смешанным вклю­чением подогревателей горячего водоснабже­ния:

1,2 - подогреватели первой и второй ступеней; 3 - элеватор; 4 - регулятор температуры воды; 5 - циркуляционный насос; 6 - смесительный на­сос; 7 - регулятор температуры

Минимальная температура подаваемой воды в тепловой сети со смешанной тепло­вой нагрузкой составляет около 70 °С, что требует ограничения подачи теплоносителя на отопление в периоды высоких темпе­ратур наружного воздуха. В условиях средней полосы РФ эти периоды достаточно продолжительны (до 1000 ч и более) и пере­расход теплоты на отопление (по отноше­нию к годовому) из-за этого может достигать до 3 % и более. Так как современные системы отопления достаточно чувствитель­ны к изменению температурно-гидравлического режима, то для исключения пере­расхода теплоты и соблюдения нормальных санитарных условий в отапливаемых поме­щениях необходимо дополнение всех упомя­нутых схем тепловых пунктов устройствами для регулирования температуры воды, посту­пающей в системы отопления, путем установки смесительного насоса, что обычно и при­меняется в групповых тепловых пунктах. В местных тепловых пунктах при отсутст­вии бесшумных насосов как промежуточное решение может применяться также элеватор с регулируемым соплом. При этом надо учитывать, что такое решение неприемлемо при двухступенчатой последовательной схеме. Необходимость в установке смесительных насосов отпадает при присоединении систем отопления через подогреватели, так как их роль в этом случае выполняют циркуля­ционные насосы, обеспечивающие постоянст­во расхода воды в отопительной сети.

При проектировании схем тепловых пунк­тов в жилых микрорайонах при закрытой системе теплоснабжения основным вопросом является выбор схемы присоединения по­догревателей горячего водоснабжения. Вы­бранная схема определяет расчетные расходы теплоносителя, режим регулирования и пр.

Выбор схемы присоединения прежде всего определяется принятым температурным режи­мом тепловой сети. При работе тепловой сети по отопительному графику выбор схемы присоединения следует производить на основе технико-экономического расчета - путем сравнения параллельной и смешан­ной схем.

Смешанная схема может обеспечить более низкую температуру обратной воды в целом от теплового пункта по сравне­нию с параллельной, что помимо снижения расчетного расхода воды для тепловой сети обеспечивает более экономичную выработку электроэнергии на ТЭЦ. Исходя из этого в практике проектирования при теплоснаб­жении от ТЭЦ (а также при совместной работе котельных с ТЭЦ), предпочтение при отопительном графике температур от­дается смешанной схеме. При коротких тепло­вых сетях от котельных (и поэтому отно­сительно дешевых) результаты технико-экономического сравнения могут быть и дру­гими, т. е. в пользу применения более простой схемы.

При повышенном графике температур в закрытых системах теплоснабжения схема присоединения может быть смешанной или последовательной двухступенчатой.

Сравнение, выполненное различными ор­ганизациями на примерах автоматизации центральных тепловых пунктов, показывает, что обе схемы в условиях нормальной работы источника теплоснабжения примерно равноэкономичны.

Небольшим преимуществом последова­тельной схемы является возможность работы без смесительного насоса в течение 75 % продолжительности отопительного сезона, что давало прежде некоторые обоснования отказаться от насосов; при смешанной схеме насос должен работать весь сезон.

Преимуществом смешанной схемы яв­ляется возможность полного автоматического выключения систем отопления, что невоз­можно получить в последовательной схеме, так как вода из подогревателя второй сту­пени попадает в систему отопления. Оба указанных обстоятельства не являются ре­шающими. Важным показателем схем являет­ся их работа в критических ситуациях.

Такими ситуациями могут быть снижение температуры воды в ТЭЦ против графика (например, из-за временного недостатка топ­лива) либо повреждение одного из участ­ков магистральной тепловой сети при нали­чии резервирующих перемычек.

В первом случае схемы могут реагиро­вать примерно одинаково, во втором - по-разному. Имеется возможность 100%-го резервирования потребителей до t н = –15 °С без увеличения диаметров тепловых магистралей и перемы­чек между ними. Для этого при сокра­щении подачи теплоносителя на ТЭЦ одно­временно соответственно повышается темпе­ратура подаваемой воды. Автоматизирован­ные смешанные схемы (при обязательном наличии смесительных насосов) на это прореагируют сокращением расхода сетевой воды, что и обеспечит восстановление нор­мального гидравлического режима во всей сети. Такая компенсация одного параметра другим полезна и в других случаях, так как позволяет в определенных пределах проводить, например, ремонтные работы на тепловых магистралях в отопительный сезон, а также локализовать известные несоот­ветствия температуры подаваемой воды по­требителям, расположенным в разном удале­нии от ТЭЦ.

Если автоматизация регулирования схем с последовательным включением подогре­вателей горячего водоснабжения предусмат­ривает постоянство расхода теплоносителя из тепловой сети, возможность компен­сации расхода теплоносителя его темпера­турой в этом случае исключается. Не приходится доказывать всю целесообразность (в проектировании, монтаже и особенно в эксплуатации) применения единообразной схе­мы присоединения. С этой точки зрения несомненное преимущество имеет двухступен­чатая смешанная схема, которая может применяться независимо от графика температур в тепловой сети и соотношения нагрузок горячего водоснабжения и отопления.

Рис. 4.40. Схема теплового пункта жилого дома при открытой системе теплоснабжения:

1 - регулятор (смеситель) температуры воды; 2 - элеватор; 3 - обратный клапан; 4 - дроссельная шайба

Схемы присоединения жилых зданий при открытой системе теплоснабжения значи­тельно проще описанных (рис. 4.40). Эконо­мичная и надежная работа таких пунктов может быть обеспечена лишь при наличии и надежной работе авторегулятора темпера­туры воды, ручное переключение потреби­телей к подающей или обратной линии не обеспечивает необходимой температуры воды. К тому же система горячего водо­снабжения, подключенная к подающей линии и отключенная от обратной, работает под давлением подающего теплопровода. При­веденные соображения о выборе схем тепло­вых пунктов в одинаковой степени относятся как к местным тепловым пунктам (МТП) в зда­ниях, так и к групповым, которые могут обеспечивать теплоснабжение целых микро­районов.

Чем больше мощность теплоисточника и радиус действия тепловых сетей, тем прин­ципиально более сложными должны стано­виться схемы МТП, поскольку вырастают абсолютные давления, усложняется гидравли­ческий режим, начинает сказываться тран­спортное запаздывание. Так, в схемах МТП появляется необходимость применения на­сосов, средств защиты и сложной аппара­туры авторегулирования. Все это не только удорожает сооружение МТП, но и услож­няет их обслуживание. Наиболее рациональ­ным способом упрощения схем МТП является сооружение групповых тепловых пунктов (в виде ГТП), в которых и должно разме­щаться дополнительное сложное оборудова­ние и приборы. Этот способ наиболее применим в жилых микрорайонах, в которых характеристики систем отопления и горячего водоснабжения и, следовательно, схемы МТП однотипны.

Тепловой пункт или сокращенно ТП это комплекс оборудования расположенный в отдельном помещении обеспечивающий отопление и горячее водоснабжение здания или группы зданий. Основное отличие ТП от котельной заключается в том, что в котельной происходит нагрев теплоносителя за счет сгорания топлива, а тепловой пункт работает с нагретым теплоносителем, поступающим из централизованной системы. Нагрев теплоносителя для ТП производят теплогенерирующие предприятия - промышленные котельные и ТЭЦ. ЦТП это тепловой пункт обслуживающий группу зданий , например, микрорайон, поселок городского типа, промышленное предприятие и т.д. Необходимость в ЦТП определяется индивидуально для каждого района на основании технических и экономических расчетов, как правило, возводят один центральный тепловой пункт для группы объектов с расходом теплоты 12-35 МВт

Центральный тепловой пункт в зависимости от назначения состоит из 5-8 блоков. Теплоноситель - перегретая вода до 150°С. ЦТП, состоящие из 5-7 блоков, рассчитаны на тепловую нагрузку от 1,5 до 11,5 Гкал/ч. Блоки изготавливаются по типовым альбомам, разработанным АО "Моспроект-1" выпуски с 1 (1982 г) по 14 (1999 г.) "Центральные тепловые пункты систем теплоснабжения", "Блоки заводского изготовления", "Блоки инженерного оборудования заводского изготовления для индивидуальных и центральных тепловых пунктов", а также по индивидуальным проектам. В зависимости от вида и количества подогревателей, диаметра трубопроводов, обвязки и запорно-регулирующей арматуры блоки имеют различные массы и габаритные размеры.

Для лучшего понимания функций и принципов работы ЦТП дадим краткую характеристику тепловым сетям. Тепловые сети состоят из трубопроводов и обеспечивают транспортировку теплоносителя. Они бывают первичные, соединяющие теплогенерирующие предприятия с тепловыми пунктами и вторичные, соединяющие ЦТП с конечными потребителями. Из этого определения можно сделать вывод, что ЦТП являются посредником между первичными и вторичными тепловыми сетями или теплогенерирующими предприятиями и конечными потребителями. Далее подробно опишем основные функции ЦТП.

4.2.2 Задачи, решаемые тепловыми пунктами

Подробнее распишем задачи, решаемые центральными тепловыми пунктами:

преобразование теплоносителя, например, превращение пара в перегретую воду

изменение различных параметров теплоносителя, таких как давление, температура и т. д.

управление расходом теплоносителя

распределение теплоносителя по системам отопления и горячего водоснабжения

водоподготовка для ГВС

защита вторичных тепловых сетей от повышения параметров теплоносителя

обеспечение отключения отопления или горячего водоснабжения в случае необходимости

контроль расхода теплоносителя и других параметров системы, автоматизация и управление

4.2.3 Устройство тепловых пунктов

Ниже приведена принципиальная схема теплового пункта

Схема ТП зависит, с одной стороны, от особенностей потребителей тепловой энергии, обслуживаемых тепловым пунктом, с другой стороны, от особенностей источника, снабжающего ТП тепловой энергией. Далее, как наиболее распространённый, рассматривается ТП с закрытой системой горячего водоснабжения и независимой схемой присоединения системы отопления.

Теплоноситель, поступающий в ТП по подающему трубопроводу теплового ввода, отдает свое тепло в подогревателях систем горячего водоснабжения (ГВС) и отопления, а также поступает в систему вентиляции потребителей, после чего возвращается в обратный трубопровод теплового ввода и по магистральным сетям отправляется обратно на теплогенерирующее предприятие для повторного использования. Часть теплоносителя может расходоваться потребителем. Для восполнения потерь в первичных тепловых сетях на котельных и ТЭЦ существуют системы подпитки, источниками теплоносителя для которых являются системы водоподготовки этих предприятий.

Водопроводная вода, поступающая в ТП, проходит через насосы ХВС, после чего часть холодной воды отправляется потребителям, а другая часть нагревается в подогревателе первой ступени ГВС и поступает в циркуляционный контур системы ГВС. В циркуляционном контуре вода при помощи циркуляционных насосов горячего водоснабжения движется по кругу от ТП к потребителям и обратно, а потребители отбирают воду из контура по мере необходимости. При циркуляции по контуру вода постепенно отдает своё тепло и для того, чтобы поддерживать температуру воды на заданном уровне, её постоянно подогревают в подогревателе второй ступени ГВС.

Система отопления также представляет замкнутый контур, по которому теплоноситель движется при помощи циркуляционных насосов отопления от ТП к системе отопления зданий и обратно. По мере эксплуатации возможно возникновение утечек теплоносителя из контура системы отопления. Для восполнения потерь служитсистема подпитки теплового пункта, использующая в качестве источника теплоносителя первичные тепловые сети.

Автоматизированный тепловой пункт является важным узлом в тепловой системе. Именно благодаря ему тепло из центральных сетей поступает в жилые дома. Тепловые пункты бывают индивидуальные (ИТП), обслуживающие МКД и центральные. Из последних тепло поступает в целые микрорайоны, поселки или различные группы объектов. В статье мы подробно остановимся на принципе работы тепловых пунктов, расскажем, как их монтируют, и остановимся на тонкостях в функционировании устройств.

Как работает автоматизированный центральный тепловой пункт

Что делают тепловые пункты? В первую очередь, принимают электроэнергию от центральной сети и распределяют ее по объектам. Как было отмечено выше, существует автоматизированный центральный тепловой пункт, принцип работы которого заключаются в распределении тепловой энергии в необходимом соотношении. Это нужно для того, чтобы все объекты получали воду оптимальной температуры с достаточным напором. Что касается индивидуальных тепловых пунктов, они, прежде всего, рационально распределяют тепло между квартирами в МКД.

Зачем нужны ИТП, если системой теплоснабжения уже предусмотрены районные тепловые узлы? Если рассматривать МКД, где довольно много пользователей коммунальных услуг, слабый напор и низкая температура воды в них не редкость. Индивидуальные тепловые пункты успешно решают эти проблемы. Для обеспечения комфорта жителей МКД устанавливаются теплообменники, дополнительные насосы и иное оборудование.

Центральная сеть - источник водоснабжения. Именно оттуда, через вводный трубопровод со стальной задвижкой, под определенным напором идет горячая вода. На входе давление воды намного выше, чем нужно внутренней системе. В связи с этим в тепловом пункте должен быть установлен специальный прибор - регулятор давления. Чтобы обеспечить получение потребителем чистой воды оптимальной температуры и с необходимым уровнем давления, тепловые пункты оснащают всевозможными приборами:

• автоматикой и датчиками температуры;
• манометрами и термометрами;
• приводами и регулирующими клапанами;
• насосами с частотным регулированием;
• предохранительными клапанами.

Автоматизированный центральный тепловой пункт работает по аналогичной схеме. ЦТП могут быть оснащены наиболее мощным оборудованием, дополнительными регуляторами и насосами, что объясняется объемами перерабатываемой ими энергии. В автоматизированный центральный тепловой пункт также должны быть включены современные системы автоматического контроля и регулировки для эффективного теплоснабжения объектов.

Теплопункт пропускает через себя обработанную воду, после чего она вновь уходит в систему, но уже по пути другого трубопровода. Автоматизированные системы тепловых пунктов с грамотно установленным оборудованием стабильно подают тепло, в них не возникает аварийных ситуаций, а энергопотребление становится более эффективным.

Источники тепла для ТП - предприятия, генерирующие тепло. Речь идет о теплоэлектроцентралях, котельных. Тепловые пункты соединяются с источниками и потребителями теплоэнергии при помощи теплосетей. Они, в свою очередь, бывают первичными (магистральными), которые объединяют ТП и предприятия, генерирующие тепло, и вторичными (разводящими), объединяющими тепловые пункты и конечных потребителей. Тепловой ввод является участком теплосети, который соединяет тепловые пункты и магистральные тепловые сети.

Тепловые пункты включают в себя ряд систем, благодаря которым пользователи получают теплоэнергию.

• Система ГВС. Она необходима, чтобы абоненты получали горячую водопроводную воду. Нередко потребители пользуются теплом из системы горячего водоснабжения, чтобы частично отапливать помещения, к примеру, ванные комнаты в МКД.
• Отопительная система нужна, чтобы обогревать помещения и поддерживать в них заданную температуру. Схемы присоединения отопительных систем бывают зависимыми и независимыми.
• Вентиляционная система требуется для подогрева воздуха, который поступает в вентиляцию объектов извне. Система также может быть использована, чтобы присоединять друг к другу зависимые отопительные системы пользователей.
• Система ХВС. Не является частью систем, которые потребляют теплоэнергию. При этом система есть во всех тепловых пунктах, которые обслуживают МКД. Система холодного водоснабжения существует, чтобы обеспечивать необходимый уровень давления в системе водоснабжения.

Схема автоматизированного теплового пункта зависит как от особенностей пользователей теплоэнергии, которых обслуживает тепловой пункт, так и особенностей источника, который снабжает ТП тепловой энергией. Самым распространенным является автоматизированный тепловой пункт, у которого закрытая система ГВС и независимая схема присоединения отопительной системы.

Носитель тепла (к примеру, вода с температурным графиком 150/70), поступающий в тепловой пункт по подающей трубе теплового ввода, отдает тепло в подогревателях систем ГВС, где температурный график равен 60/40, и отопления с температурным графиком 95/70, а также поступает в вентиляционную систему пользователей. Далее теплоноситель возвращается в обратный трубопровод теплового ввода и по магистральным сетям направляется обратно на предприятие, генерирующее тепло, где используется вновь. Определенный процент теплового носителя может расходовать потребитель. Чтобы восполнять потери в первичных теплосетях на котельных и ТЭЦ, специалисты пользуются системами подпитки, источниками теплового носителя для которых являются системы водоподготовки данных предприятий.

Водопроводная вода, поступающая в тепловой пункт, минует насосы ХВС. После насосов определенную долю холодной воды получают потребители, а другую часть нагревает подогреватель первой ступени ГВС. Далее вода направляется в циркуляционный контур системы ГВС.

В циркуляционном контуре работают циркуляционные насосы ГВС, которые заставляют воду двигаться по кругу: от тепловых пунктов к пользователям и обратно. Пользователи же отбирают воду из контура, когда это необходимо. В ходе циркуляции по контуру вода постепенно охлаждается, и чтобы ее температура всегда была оптимальной, нужен ее постоянный подогрев в подогревателе второй ступени ГВС.

Отопительная система является замкнутым контуром, по которому тепловой носитель двигается от тепловых пунктов к отопительной системе зданий и в обратном направлении. Такому движению способствуют циркуляционные насосы отопления. Со временем не исключены утечки теплоносителя из контура отопительной системы. Чтобы восполнять потери, специалисты пользуются системой подпитки теплового пункта, в которой применяют первичные теплосети как источники теплового носителя.

Какие преимущества имеет автоматизированный тепловой пункт

• Протяженность труб теплосети в целом сокращается вдвое.
• На 20–25 % снижаются финансовые вложения в теплосети и затраты на материалы для строительства и теплоизоляции.
• Электрической энергии на перекачку теплового носителя требуется на 20–40 % меньше.
• Наблюдается до 15 % экономии тепловой энергии на отопление, так как поступление тепла определенному абоненту регулируется в автоматическом режиме.
• Происходит снижение потери тепловой энергии при транспортировке ГВС в 2 раза.
• Аварийность сетей существенно сокращается, особенно благодаря исключению из тепловой сети труб ГВС.
• Поскольку для работы автоматизированных теплопунктов не требуется непрерывно находящегося там персонала, в привлечении большого количества квалифицированных специалистов нет необходимости.
• Поддержание комфортных условий проживания благодаря контролю параметров тепловых носителей происходит в автоматическом режиме. В частности, поддерживается температура и давление сетевой воды, воды в отопительной системе, воды из водопровода, а также воздуха в отапливаемых помещениях.
• Каждое здание оплачивает потребленное по факту тепло. Вести подсчеты использованных ресурсов удобно благодаря счетчикам.
• Удается экономить тепло, а благодаря полному заводскому исполнению снижаются расходы на монтаж.

Мнение эксперта

Выгода автоматического регулирования теплоснабжения

К. Е. Логинова,

специалист компании Enerdgy Transfer

Почти любая система централизованного теплоснабжения имеет основную проблему, связанную с наладкой и регулировкой гидравлического режима. Если не уделять внимания данным опциям, помещение или не нагревается до конца, или перегревается. Для решения проблемы можно использовать автоматизированный индивидуальный тепловой пункт (АИТП), предоставляющий пользователю теплоэнергию в том количестве, в котором нужно.

Автоматизированный индивидуальный тепловой пункт ограничивает расход сетевой воды в отопительных системах пользователей, которые находятся рядом с центральным тепловым пунктом. Благодаря АИТП эта сетевая вода перераспределяется к удаленным потребителям. Кроме того, за счет АИТП энергия расходуется в оптимальном количестве, а температурный режим в квартирах всегда остается комфортным, вне зависимости от погодных условий.

Автоматизированный индивидуальный тепловой пункт дает возможность снизить сумму оплаты за тепло и потребление ГВС где-то на 25 %. Если температура на улице превышает минус 3 градуса, собственникам квартир в МКД начинает грозить переплата за отопление. Лишь благодаря АИТП тепловая энергия расходуется в доме в том количестве, в котором нужно для поддержания комфортной среды. Именно в связи с этим множество «холодных» домов устанавливают автоматизированные индивидуальные тепловые пункты, дабы избежать низкой некомфортной температуры.

Из рисунка видно, как два корпуса общежитий потребляют теплоэнергию. В корпусе 1 установлен автоматизированный индивидуальный тепловой пункт, в корпусе 2 его нет.

Потребление тепловой энергии двумя корпусами общежитий с АИТП (корпус 1) и без него (корпус 2)

АИТП устанавливают на вводе системы теплоснабжения здания, в подвальном помещении. Генерация тепла не является функцией тепловых пунктов, в отличие от котельных. Тепловые пункты работают с подогретым носителем тепла, который поставляет централизованная теплосеть.

Стоит отметить, что в АИТП применяется частотная регулировка насосов. Благодаря системе оборудование работает более надежно, не происходят провалы и гидроудары, а уровень потребления электрической энергии существенно понижается.

Что включают в себя автоматизированные тепловые пункты? Экономия в АИТП воды и тепла осуществляется благодаря тому, что параметры теплового носителя в системе теплоснабжения оперативно меняются с учетом изменяющихся погодных условий или потребления определенной услуги, к примеру, горячей воды. Это достигается за счет того, что используется компактное экономичное оборудование. Речь в данном случае идет о циркуляционных насосах с низким уровнем шума, компактных теплообменниках, современных электронных приборах автоматической регулировки подачи и учета тепловой энергии и иных вспомогательных элементах (фото).

Основные и вспомогательные элементы АИТП:

1 - щит управления; 2 - бак-аккумулятор; 3 - манометр; 4 - биметаллический термометр; 5 - коллектор подающего трубопровода системы отопления; 6 - коллектор обратного трубопровода системы отопления; 7 - теплообменник; 8 - циркуляционные насосы; 9 - датчик давления; 10 - механический фильтр

Обслуживание автоматизированных тепловых пунктов необходимо осуществлять каждый день, каждую неделю, раз в месяц или раз в год. Все зависит от регламента.

В рамках ежедневного обслуживания оборудование и узлы теплопункта тщательно осматривают, выявляя неполадки и оперативно устраняя их; контролируют, как работает отопительная система и ГВС; проверяют, соответствуют ли показания контрольных приборов режимным картам, отражают параметры работы в журнале АИТП.

Обслуживание автоматизированных тепловых пунктов раз в неделю подразумевает проведение определенных мероприятий. В частности, специалисты осматривают измерительные и приборы автоматического контроля, выявляя возможные неполадки; проверяют, как работает автоматика, смотрят на резервное питание, подшипники, запорно-регулирующую арматуру насосного оборудования, уровень масла в гильзах термометров; чистят насосное оборудование.

В рамках ежемесячного обслуживания специалисты проверяют, как работает насосное оборудование, имитируя аварии; проверяют, как закреплены насосы, в каком состоянии находятся электродвигатели, контакторы, магнитные пускатели, контакты и предохранители; продувают и проверяют манометры, контролируют автоматику узлов отпуска тепла на отопление и горячее водоснабжение, тестируют работу в разных режимах, контролируют узел подпитки отопления, снимают показания расхода тепловой энергии со счетчика с целью передать их организации, поставляющей тепло.

Обслуживание автоматизированных тепловых пунктов раз в год подразумевает их осмотр и диагностику. Специалисты проверяют открытую электрическую проводку, предохранители, изоляцию, заземление, отключающие автоматы; осматривают и меняют теплоизоляцию трубопроводов и водонагревателей, смазывают подшипники электродвигателей, насосов, зубчатых колес, клапанов регулировки, гильз манометров; проверяют, насколько герметичны соединения и трубопроводы; смотрят на болтовые соединения, укомплектованность теплопункта оборудованием, меняют сломанные составляющие, промывают грязевик, очищают или меняют сетчатые фильтры, чистят поверхности нагрева ГВС и системы отопления, опрессовывают давлением; сдают подготовленный к сезону автоматизированный индивидуальный тепловой пункт, оформляя ведомость о пригодности его использования в зимний период.

Основное оборудование можно применять в течение 5–7 лет. По истечении этого срока выполняют его капитальный ремонт или меняют некоторые элементы. Основным деталям АИТП поверка не нужна. Ей подлежат КИП, узел учета, датчики. Поверка, как правило, проводится с периодичностью раз в 3 года.

В среднем цена регулирующего клапана составляет на рынке от 50 до 75 тыс. руб., насоса - от 30 до 100 тыс. руб., теплообменника - от 70 до 250 тыс. руб., тепловой автоматики - от 75 до 200 тыс. руб.

Автоматизированные блочные тепловые пункты

Автоматизированные блочные тепловые пункты, или БТП, производятся на заводах. Для монтажных работ их поставляют готовыми блоками. Для создания теплового пункта данного типа может использоваться один блок или несколько. Блочное оборудование монтируют компактно, обычно на одной раме. Как правило, его используют, чтобы экономить место, если условия достаточно тесные.

Автоматизированные блочные тепловые пункты упрощают решение даже сложных экономических и производственных задач. Если мы говорим об отрасли экономики, здесь следует затронуть следующие моменты:

• оборудование начинает работать более надежно, соответственно, аварии происходят реже, а денег на ликвидацию требуется меньше;
• регулировать тепловую сеть удается максимально точно;
• сокращаются расходы на водоподготовку;
• уменьшаются ремонтные участки;
• можно достигать высокой степени архивирования и диспетчеризации.

В сферах ЖКХ, МУП, УО (управляющих организациях):

• обслуживающий персонал требуется в меньшем количестве;
• оплата за использованную по факту теплоэнергию осуществляется без финансовых издержек;
• снижаются потери на подпитку системы;
• освобождаются свободные площади;
• удается достичь долговечности и высокого уровня ремонтопригодности;
• управлять тепловой нагрузкой становится комфортнее и легче;
• не требуется постоянное операторское и сантехническое вмешательство в работу теплового пункта.

Что касается проектных организаций, здесь можно говорить о:

• строгом соответствии техзаданию;
• широком выборе схемных решений;
• высоком уровне автоматизации;
• большом выборе инженерного оборудования для комплектации теплопунктов;
• высокой энергоэффективности.

Для компаний, работающих в промышленной сфере, - это:

• резервирование в высокой степени, что особенно важно, если технологические процессы ведутся непрерывно;
• четкое следование высокотехнологическим процессам и их учет;
• возможность использовать конденсат, если есть, технологический пар;
• регулировка температуры по цехам;
• регулировка отбора ГВС и пара;
• снижение подпитки и т. д.

В ТП большей части объектов обычно есть кожухотрубные теплообменники и гидравлические регуляторы прямого давления. Чаще всего ресурсы у данного оборудования уже исчерпались, кроме того оно работает в режимах, не советующих расчетным. Последний момент вызван тем, что сейчас поддержание тепловых нагрузок ведется на уровне значительно более низком, чем это предусмотрено проектом. У регулирующей аппаратуры есть свои функции, которые, однако, в случае существенных отклонений от расчетного режима она не осуществляет.

Если автоматизированные системы тепловых пунктов подлежат реконструкции, лучше пользоваться современным компактным оборудованием, позволяющим работать автоматически и экономить порядка 30 % энергии в сравнении с оборудованием, которое использовали в 60–70 гг. В данный момент тепловые пункты оснащены, как правило, независимой схемой подключения отопительных систем и ГВС, базой для которых служат разборные пластинчатые теплообменники.

Чтобы управлять тепловыми процессами, обычно пользуются специализированными контроллерами и электронными регуляторами. Вес и габариты современных пластинчатых теплообменников значительно меньше кожухотрубных с соответствующей мощностью. Пластинчатые теплообменники компактны и легки, а значит их несложно монтировать, просто обслуживать и ремонтировать.

Важно!

Основу расчета теплообменников пластинчатого типа составляет система критериальных управлений. Перед расчетом теплообменника проводят расчет оптимального распределения нагрузки ГВС между ступенями подогревателей и температурного режима всех ступеней в отдельности, учитывая метод регулировки отпуска тепла от теплового источника и схем присоединения подогревателей ГВС.

Индивидуальный автоматизированный тепловой пункт

ИТП является целым комплексом устройств, который находится на территории отдельного помещения и состоит, в том числе, из элементов теплооборудования. Благодаря индивидуальному АТП данные установки подключаются к теплосети, трансформируются, происходит управление режимами потребления тепла, осуществляется работоспособность, выполняется распределение по типам потребления теплового носителя, регулируются его параметры.

Тепловая установка, обслуживающая объект или отдельные его части, - это ИТП, или индивидуальный тепловой пункт. Установка необходима, чтобы поставлять в дома, объекты ЖКХ и производственные комплексы ГВС, вентиляцию и тепло. Для работы ИТП необходимо подключить его к системе водо-, тепло- и электроснабжения, чтобы активировать циркуляционное насосное оборудование.

ИТП малого размера может успешно применяться в доме, где проживает одна семья. Данный вариант также подходит малогабаритным строениям, напрямую подключенным к централизованной сети теплоснабжения. Оборудование данного типа предназначено, чтобы отапливать помещения и подогревать воду. ИТП больших габаритов мощностью 50 кВт–2 МВт обслуживают большие или многоквартирные здания.

Классическая схема автоматизированного теплового пункта индивидуального типа состоит из следующих узлов:

• ввод теплосети;
• счетчик;
• подключение вентиляционной системы;
• подключение отопления;
• подключение ГВС;
• согласование давлений между системами теплопотребления и теплоснабжения;
• подпитка систем отопления и вентиляции, подключенных по независимой схеме.

Когда разрабатывается проект ТП, следует помнить, что обязательные узлы - это:

• счетчик;
• согласование давлений;
• ввод теплосети.

Тепловой пункт можно оснащать и другими узлами. Их количество определяется проектным решением в каждом отдельном случае.

Допуск в эксплуатацию ИТП

Для подготовки ИТП к использованию в МКД требуется подача в Энергонадзор следующей документации:

• Техусловия для подключения, которые действуют в данный момент, и справка о том, что они выполнены. Справку выдает энергоснабжающее предприятие.
• Проектные документы, где есть все необходимые согласования.
• Акт об ответственности сторон за использование и разделение балансовой принадлежности, который составили потребитель и представитель энергоснабжающего предприятия.
• Акт о том, что абонентское ответвление ТП готово к постоянному или временному использованию.
• Паспорт индивидуального теплового пункта, где кратко перечислены характеристики систем теплоснабжения.
• Справка о том, что счетчик теплоэнергии готов к эксплуатации.
• Справка, что договор на снабжение тепловой энергией с энергоснабжающим предприятием заключен.
• Акт о приемке проведенных работ между пользователем и монтажным предприятием. В документе должен быть указан номер лицензии и дата, когда она выдана.
• Приказ о назначении ответственного специалиста за безопасное использование и нормальное техническое состояние теплосетей и тепловых установок.
• Перечень, где отражены оперативные и оперативно-ремонтные ответственные лица по обслуживаю теплосетей и тепловых установок.
• Копия свидетельства сварщика.
• Сертификаты на трубопроводы и электроды, используемые в работе.
• Акты на проведение скрытых работ, исполнительную схему теплового пункта, где указана нумерация арматуры, а также схемы запорной арматуры и трубопроводов.
• Акт на промывку и опрессовку систем (теплосети, отопление, ГВС).
• Должностные инструкции, а также инструкции по технике безопасности и правила поведения при пожаре.
• Инструкции по эксплуатации.
• Акт о том, что сети и установки допущены к использованию.
• Журнал учета КИПиА, выдачи нарядов-допусков, оперативного учета обнаруженных дефектов в ходе осмотра установок и сетей, проверке зданий и инструкций.
• Наряд из теплосетей на подключение.

Специалисты, производящие обслуживание автоматизированных тепловых пунктов, должны обладать соответствующей квалификацией. Кроме того, ответственные лица обязаны сразу же знакомиться с техническими документами, где обозначено, как использовать ТП.

Типы ИТП

Схема ИТП для отопления независимая. В соответствии с ней устанавливают пластинчатый теплообменник, рассчитанный на стопроцентную нагрузку. Предусмотрен также монтаж сдвоенного насоса, который компенсирует потери уровня давления. Отопительную систему подпитывает обратный трубопровод теплосетей. ТП данного типа можно оснастить блоком ГВС, счетчиком и иными необходимыми узлами и блоками.

Схема автоматизированного теплового пункта индивидуального типа для ГВС также независима. Она бывает параллельной и одноступенчатой. Такой ИТП содержит 2 пластинчатых теплообменника, и каждый должен работать с нагрузкой 50 %. Комплектация теплового пункта также предусматривает группу насосов, которые предназначены, чтобы компенсировать понижение давления. В ТП также иногда устанавливают блок системы отопления, счетчик и другие блоки и узлы.

ИТП для отопления и ГВС. Организация автоматизированного теплового пункта в этом случае организуется по независимой схеме. Для системы отопления предусмотрен пластинчатый теплообменник, рассчитанный на стопроцентную нагрузку. Схема ГВС является двухступенчатой, независимой. В ней два пластинчатых теплообменника. Чтобы компенсировать понижение уровня давления, схема автоматизированного теплового пункта предполагает установку группы насосов. Для подпитки системы отопления предусмотрено соответствующее насосное оборудование из обратного трубопровода теплосетей. ГВС подпитывает система ХВС.

Помимо этого в ИТП (индивидуальном тепловом пункте) есть счетчик.

ИТП для отопления, горячего водоснабжения и вентиляции . Тепловая установка подключается по независимой схеме. Для системы отопления и вентиляции используют пластинчатый теплообменник, выдерживающий нагрузку в 100 %. Схему ГВС можно обозначить как одноступенчатую, независимую и параллельную. В ней есть два пластинчатых теплообменника, каждый из которых рассчитан на нагрузку 50 %.

Понижение уровня давления компенсируется группой насосов. Отопительная система подпитывается благодаря обратному трубопроводу теплосетей. ГВС подпитывается из ХВС. ИТП в МКД можно дополнительно оснащать счетчиком.

Расчет тепловых нагрузок здания для выбора оборудования для автоматизированного теплового пункта

Тепловая нагрузка на отопление - это объем тепла, которое отдают все обогревающие устройства в целом, установленные в доме или на территории другого объекта. Отметим, перед монтажом всех технических средств необходимо все тщательно просчитать, чтобы обезопасить себя от непредвиденных ситуаций и ненужных денежных расходов. Если грамотно рассчитать тепловые нагрузки на систему отопления, можно достичь эффективной и бесперебойной работы системы обогрева жилого дома или иного здания. Расчет способствует оперативному выполнению абсолютно всех задач, связанных с теплоснабжением, и обеспечению их работы в соответствии с требованиями и нормами СНиП.

В общую тепловую нагрузку на современную отопительную систему включены определенные параметры нагрузок:

• на общую центральную отопительную систему;
• на систему напольного отопления (если она есть в помещении) - теплого пола;
• систему вентиляции (естественной и принудительной);
• систему ГВС;
• на различные нужды технологического характера: бассейны, бани и иные похожие конструкции.

• Вид и предназначение зданий. При расчетах важно учитывать, к какому типу относится недвижимость - квартира это, административная постройка или здание нежилого назначения. Кроме того, вид постройки влияет на норму нагрузки, которую, в свою очередь, определяют организации, поставляющие тепло. Сумма оплаты за услуги отопления также зависит также именно от этого.
• Архитектурную составляющую. При расчетах важно знать габариты различных наружных конструкций, к которым относятся стены, полы, крыши и другие ограждения; масштабы проемов - балконов, лоджий, окон и дверей. Учитывают также, сколько этажей в здании, есть ли в нем подвалы, чердаки, какими особенностями они обладают.
• Температурный режим для всех объектов в здании с учетом требований. Здесь речь идет о температурных режимах в отношении всех комнат в жилом доме или зон административной постройки.
• Конструкцию и особенности ограждений снаружи, включая вид материалов, толщину и наличие прослоек для утепления.
• Предназначение объекта. Обычно применяется к производственным объектам, в цехе или на участке которых предполагается создание определенных температурных условий.
• Наличие и характеристики помещений специального назначения (речь идет о бассейнах, саунах и иных объектах).
• Уровня техобслуживания (есть ли в помещении ГВС, вентиляционные системы и кондиционер, какое там централизованное отопление).
• Общее число точек, из которых берется горячая вода . На этот параметр стоит смотреть в первую очередь. Чем больше точек забора, тем больше тепловой нагрузки ложится на всю отопительную систему.
• Количество жителей дома или людей, пребывающих на территории объекта. Показатель влияет на требования к температуре и влажности. Данные параметры являются факторами, которые содержит в себе формула расчета тепловой нагрузки.
• Другие показатели. Если мы говорим об объекте промышленности, здесь важно количество смен, работников в одну смену и рабочих дней в году. Применительно к частному домовладению важно, сколько в нем жильцов, количество санузлов, комнат и т. д.

Способы определения тепловых нагрузок

1. Укрупненным методом расчета на отопительную систему пользуются в случае отсутствия информации о проектах или несоответствии подобных сведений реальным показателям. Укрупненный расчет тепловой нагрузки отопительной системы производится по довольно простой формуле:

Qmax от. = α*V*q0*(tв-tн.р.)*10 – 6,

где α - поправочный коэффициент, учитывающий климат в регионе, в котором располагается объект (его используют, если расчетная температура отличается от минус 30 градусов); q0 является удельной характеристикой отопительной системы, которую выбирают в зависимости от температуры самой холодной недели за год; V - наружный объем постройки.

2. В рамках комплексного теплотехнического метода обследования обязательно термографируют все конструкции - стены, двери, перекрытия, окна. Отметим, благодаря подобным процедурам возможно определение и фиксация факторов, существенно влияющих на тепловые потери на объекте.

Результаты тепловизионной диагностики позволят получить представление о реальном перепаде температуры при прохождении определенного количества тепла через 1 м 2 конструкций ограждения. Кроме того, это дает возможность узнать о расходе тепловой энергии в случае определенного температурного перепада.

При расчетах особое внимание уделяют практическим измерениям, которые являются неотъемлемой частью работы. Благодаря им можно узнать о тепловой нагрузке и потерях тепла, которые будут происходить на конкретном объекте в течение определенного срока. Благодаря практичному расчету получают информацию о показателях, которые не освещает теория, а если точнее, узнают об «узких местах» каждого из сооружений.

Установка автоматизированного теплового пункта

Предположим, в рамках общего собрания владельцы помещений в МКД решили, что организация автоматизированного теплового пункта все-таки нужна. Сегодня такое оборудование представлено в широком ассортименте, однако не каждый автоматизированный тепловой пункт может подойти именно вашему домовладению.

Это интересно!

99 % пользователей не имеют понятия о том, что главное - это первоначальное проведение технико-экономического исследования в МКД. Только после обследования нужно подбирать автоматизированный индивидуальный тепловой пункт, состоящий или из блоков и модулей прямо с завода, или собрать оборудование в подвале вашего дома, применив для этого отдельные запчасти.

АИТП, выпущенные на заводе, более легкие и быстрые в монтаже. Требуется лишь крепление модульных блоков к фланцам с последующим подключением прибора к розетке. В связи с этим большая часть монтажных компаний отдает предпочтение именно таким автоматизированным тепловым пунктам.

Если собран на заводе автоматизированный тепловой пункт, цена на него всегда выше, но это компенсируется хорошим качеством. Автоматизированные тепловые пункты выпускают заводы двух категорий. В первую входят крупные предприятия, где производят серийную сборку ТП, во вторую - компании среднего и крупного масштаба, изготавливающие тепловые пункты из блоков в соответствии с индивидуальными проектами.

Серийным производством автоматизированных тепловых пунктов в России занимаются всего несколько компаний. Такие ТП собраны очень качественно, из надежных деталей. Однако серийное производство имеет и существенный недостаток - невозможность изменения габаритных размеров блоков. Замена одного производителя запчастей на другого невозможна. Технологическая схема автоматизированного теплового пункта также не поддается изменениям, и адаптировать ее под ваши потребности нельзя.

Этих недостатков не имеют автоматизированные блочные тепловые пункты, для которых разрабатывают индивидуальные проекты. Такие тепловые пункты производят в каждом мегаполисе. Однако здесь есть свои риски. В частности, можно столкнуться с недобросовестным производителем, собирающим ТП, грубо говоря, «в гараже», или же наткнуться на ошибки в проектировании.

В ходе демонтажа проемов дверей и реконструкции стен нередко наблюдается увеличение работ по монтажу в 2–3 раза. При этом никто не может дать гарантии, что производители не допустили ошибку случайно при замере проемов и отправили на производство верные габариты.

Организация автоматизированного теплового пункта сборного типа всегда возможна в доме, даже при нехватке места в подвале. Такой ТП может включать в себя блоки по типу заводских. Автоматизированный тепловой пункт, цена которого гораздо ниже, также имеет недостатки.

Заводы всегда сотрудничают с проверенными поставщиками и приобретают запчасти у них. Кроме того, есть заводская гарантия. Автоматизированные блочные тепловые пункты проходят процедуру опрессовки, то есть их сразу проверяют на протечки еще в заводских условиях. Для окраски их труб используется краска высокого качества.

Контроль за бригадами рабочих, производящих монтаж - достаточно сложное мероприятие. В каком месте и каким образом закупаются манометры, шаровые краны? Эти детали успешно подделывают в азиатских странах, и если данные комплектующие стоят недорого, то лишь из-за того, что при их изготовлении была использована некачественная сталь. Кроме того, нужно смотреть на сварочные швы, их качество. УК многоквартирных домов, как правило, не располагают необходимым оборудованием. Вам непременно следует требовать от подрядчиков гарантии на монтаж, а сотрудничать, конечно, лучше с компаниями, проверенными временем. У специализированных предприятий в наличии всегда есть необходимое оборудование. Эти организации располагают ультразвуковыми и рентгеновскими дефектоскопами.

Монтажная компания должна быть членом СРО. Не меньшее значение приобретает и сумма страховых выплат. Экономия на страховых взносах не является отличительной чертой крупных предприятий, поскольку им важно рекламировать свои услуги и быть уверенными в том, что клиент спокоен. Непременно следует смотреть на то, какая сумма уставного капитала у монтажного предприятия. Минимальный размер - 10 тыс. руб. Если вам попалась организация примерно с таким капиталом, скорее всего, вы наткнулись на шабашников.

Ключевые технические решения, используемые в АИТП, можно распределить по двум группам:

• схема соединения с теплосетью независимая - в этом случае тепловой носитель контура отопления в доме отделен от теплосети бойлером (теплообменником) и циркулирует по замкнутому циклу непосредственно внутри объекта;
• схема соединения с теплосетью зависимая - тепловой носитель районной теплосети применяется в радиаторах отоплений нескольких объектов.

На рисунках ниже указаны самые распространенные схемы соединения тепловых сетей и тепловых пунктов.

При независимых схемах соединения используются пластинчатые или кожухотрубные теплообменные агрегаты. Они бывают разных видов, со своими плюсами и минусами. При зависимых схемах соединения с теплосетью используют узлы подмеса или элеваторы с управляемым соплом. Если говорить о наиболее оптимальном варианте, это - автоматизированные тепловые пункты, схема присоединения у которых зависимая. Такой автоматизированный тепловой пункт, цена которого существенно ниже, более надежен. Обслуживание автоматизированных тепловых пунктов такого типа также можно назвать качественным.

Увы, если необходимо организовать теплоснабжение на объектах со множеством этажей, используют исключительно независимую схему присоединения для соблюдения соответствующих технологических правил.

Есть множество способов, как скомпоновать автоматизированный тепловой пункт для определенного объекта с использованием качественных запчастей, выпущенных мировыми или отечественными производителями. Руководство УК вынуждено полагаться на проектировщиков, однако они обычно аффилированы с конкретным производителем ТП или компанией, производящей монтаж.

Мнение эксперта

В России не хватает энергосервисных компаний - адвокатов потребителей

А. И. Маркелов,

генеральный директор компании «Энерджи Трансфер»

На рынке теплосберегающих технологий сейчас отсутствует баланс. Нет механизма, благодаря которому потребитель может грамотно и компетентно выбирать специалистов по проектированию, монтажу, а также компании по производству АИТП. Все это приводит к тому, что организация автоматизированного теплового пункта не приносит желаемых результатов.

Как правило, в ходе монтажа АИТП не производится наладка (гидравлическая балансировка) отопительной системы объекта. Однако она нужна, поскольку качество отопления в подъездах разное. В одном подъезде дома может быть очень холодно, в другом жарко.

При монтаже автоматизированного теплового пункта можно пользоваться пофасадным регулированием, когда регулировка одной стороны МКД не зависит от другой. Благодаря всем этим процедурам монтаж АИТП становится более эффективным.

Развитые страны Европы достаточно успешно пользуются энергосервисом. Энергосервисные компании существуют, для того чтобы отстаивать интересы потребителей. Благодаря им пользователям никогда не приходится напрямую разбираться с продавцами. При отсутствии экономии, достаточной для окупаемости расходов, энергосервисному предприятию может грозить банкротство, так как его прибыль зависит от экономии пользователя.

Остается надеяться на появление в России адекватных правовых механизмов, за счет которых удастся достичь экономии при оплате КУ.