Тепловой пункт индивидуальный (ИТП): схема, принцип работы, эксплуатация. Автоматизированный тепловой пункт: виды, особенности, процесс установки

Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) предназначен для распределения тепла с целью обеспечения отоплением и горячей водой жилого, коммерческого или производственного здания.

Основными узлами теплового пункта, подлежащими комплексной автоматизации, являются:

• узел холодного водоснабжения (ХВС);
• узел горячего водоснабжения (ГВС);
• узел отопления;
• узел подпитки контура отопления.

Узел холодного водоснабжения предназначен для обеспечения потребителей холодной водой с заданным давлением. Для точного поддержания давления обычно используется частотный преобразователь и датчик давления . Конфигурация узла ХВС может быть различной:

• (автоматический ввод резерва).

Узел ГВС обеспечивает потребителей горячей водой. Основной задачей является поддержание заданной температуры при изменяющемся расходе. Температура не должна быть слишком горячей или холодной. Обычно в контуре ГВС поддерживается температура 55 °С.

Теплоноситель, поступающий из теплосети, проходит через теплообменник и нагревает воду во внутреннем контуре, поступающую к потребителям. Регулирование температуры ГВС производится при помощи клапана с электроприводом. Клапан устанавливается на линии подачи теплоносителя и регулирует его расход с целью поддержания заданной температуры на выходе теплообменника.

Циркуляция во внутреннем контуре (после теплообменника) обеспечивается при помощи насосной группы. Чаще всего используются два насоса, которые работают поочередно для равномерного износа. При выходе из строя одного из насосов происходит переключение на резервный (автоматический ввод резерва - АВР).

Узел отопления предназначен для поддержания температуры в отопительной системе здания. Уставка температуры в контуре формируется в зависимости от температуры воздуха на улице (наружного воздуха). Чем холоднее на улице тем горячее должны быть батареи. Зависимость между температурой в контуре отопления и температурой наружного воздуха определяется отопительным графиком, который должен настраиваться в системе автоматики.

Кроме регулирования температуры, в контуре отопления должна быть реализована защита от превышения температуры воды, возвращаемой в теплосеть. Для этого используется график обратной воды.

Согласно требованиям тепловых сетей, температура обратной воды не должна превышать значений, заданных в графике обратной воды.

Температура обратной воды является показателем эффективности использования теплоносителя.

Кроме описанных выше параметров, существуют дополнительные методы повышения эффективности и экономичности теплового пункта. Ими являются:

• сдвиг графика отопления в ночное время;
• сдвиг графика в выходные дни.

Данные параметры позволяют оптимизировать процесс потребления тепловой энергии. Примером может служить коммерческое здание, работающее в будние дни с 8:00 до 20:00. Снизив температуру отопления ночью и выходные дни (когда организация не работает), можно добиться экономии на отоплении.

Контур отопления в ИТП может быть подключен к теплосети по зависимой схеме или независимой. При зависимой схеме вода из теплосети подается в батареи без использования теплообменника. При независимой схеме теплоноситель через теплообменник подогревает воду во внутреннем контуре отопления.

Регулирование температуры отопления производится при помощи клапана с электроприводом. Клапан устанавливается на линии подачи теплоносителя. При зависимой схеме клапан непосредственно регулирует количество подаваемого теплоносителя в батареи отопления. При независимой схеме клапан регулирует расход теплоносителя с целью поддержания заданной температуры на выходе теплообменника.

Циркуляция во внутреннем контуре обеспечивается при помощи насосной группы. Чаще всего используются два насоса, которые работают поочередно для равномерного износа. При выходе из строя одного из насосов происходит переключение на резервный (автоматический ввод резерва - АВР).

Узел подпитки контура отопления предназначен для поддержания требуемого давления в контуре отопления. Подпитка включается в случае падения давления в контуре отопления. Подпитка осуществляется при помощи клапана, либо насосов (одного или двух). Если используются два насоса, то для равномерного износа они чередуются по времени. При выходе из строя одного из насосов происходит переключение на резервный (автоматический ввод резерва - АВР).

Типовые примеры и описание

Индивидуальный представляет собой целый комплекс устройств, располагаемый в отдельном помещении, включающий в себя элементы теплового оборудования. Он обеспечивает подключение к тепловой сети этих установок, их трансформацию, управление режимами теплопотребления, работоспособность, распределение по типам потребления теплоносителя и регулирование его параметров.

Тепловой пункт индивидуальный

Тепловая установка, занимающаяся или отдельных его частей, является индивидуальным тепловым пунктом, или сокращенно ИТП. Предназначен он для обеспечения горячим водоснабжением, вентиляцией и теплом жилых домов, объектов жилищно-коммунального хозяйства, а также производственных комплексов.

Для его функционирования потребуется подключение к системе водо- и тепло-, а также электроснабжения, необходимого для активации циркуляционного насосного оборудования.

Малый тепловой пункт индивидуальный может использоваться в доме на одну семью или небольшом строении, подключенном непосредственно к централизованной сети теплоснабжения. Такое оборудование рассчитано на отопление помещений и подогрев воды.

Большой индивидуальный тепловой пункт занимается обслуживанием больших или многоквартирных строений. Мощность его находится в пределах от 50 кВт до 2 МВт.

Основные задачи

Тепловой пункт индивидуальный обеспечивает выполнение следующих задач:

• Учет расхода тепла и теплоносителя.
• Защита системы теплоснабжения от аварийного увеличения параметров теплоносителя.
• Отключение системы теплопотребления.
• Равномерное распределение теплоносителя по системе теплопотребления.
• Регулировка и контроль параметров циркулирующей жидкости.
• Преобразование вида теплоносителя.

Преимущества

• Высокая экономичность.
• Многолетняя эксплуатация индивидуального теплового пункта показала, что современное оборудование этого типа, в отличие от других неавтоматизированных процессов, потребляет на 30% меньше
• Эксплуатационные затраты снижаются примерно на 40-60%.
• Выбор оптимального режима теплопотребления и точная наладка позволят до 15% сократить потери тепловой энергии.
• Бесшумная работа.
• Компактность.
• Габаритные размеры современных тепловых пунктов напрямую связаны с тепловой нагрузкой. При компактном размещении индивидуальный тепловой пункт с нагрузкой до 2 Гкал/час занимает площадь в 25-30 м 2 .
• Возможность расположения данного устройства в подвальных малогабаритных помещениях (как в существующих, так и во вновь построенных зданиях).
• Процесс работы полностью автоматизирован.
• Для обслуживания этого теплового оборудования не требуется высококвалифицированный персонал.
• ИТП (индивидуальный тепловой пункт) обеспечивает в помещении комфорт и гарантирует эффективное энергосбережение.
• Возможность установки режима, ориентируясь на время суток, применения режима выходного и праздничного дня, а также проведения погодной компенсации.
• Индивидуальное изготовление в зависимости от требований заказчика.

Учет тепловой энергии

Основой энергосберегающих мероприятий является прибор учета. Требуется этот учет для выполнения расчетов за количество потребляемой тепловой энергии между теплоснабжающей компанией и абонентом. Ведь очень часто расчетное потребление значительно больше фактического по причине того, что при расчете нагрузки поставщики тепловой энергии завышают их значения, ссылаясь на дополнительные расходы. Подобных ситуаций позволит избежать установка приборов учета.

Назначение приборов учета

• Обеспечение между потребителями и поставщиками энергоресурсов справедливых финансовых взаиморасчетов.
• Документирование параметров системы теплоснабжения, таких как давление, температура и расход теплоносителя.
• Контроль за рациональным использованием энергосистемы.
• Контроль за гидравлическим и тепловым режимом работы системы теплопотребления и теплоснабжения.

Классическая схема прибора учета

• Счетчик тепловой энергии.
• Манометр.
• Термометр.
• Термический преобразователь в обратном и подающем трубопроводе.
• Первичный преобразователь расхода.
• Сетчато-магнитный фильтр.

Обслуживание

• Подключение считывающего устройства и последующее снятие показаний.
• Анализ ошибок и выяснение причин их появления.
• Проверка целостности пломб.
• Анализ результатов.
• Проверка технологических показателей, а также сравнение показаний термометров на подающем и обратном трубопроводе.
• Долив масла в гильзы, чистка фильтров, проверка контактов заземления.
• Удаление загрязнений и пыли.
• Рекомендации по правильной эксплуатации внутренних сетей теплоснабжения.

Схема теплового пункта

В классическую схему ИТП входят следующие узлы:

• Ввод тепловой сети.
• Прибор учета.
• Подключение системы вентиляции.
• Подключение отопительной системы.
• Подключение горячего водоснабжения.
• Согласование давлений между системами теплопотребления и теплоснабжения.
• Подпитка подключенных по независимой схеме отопительных и вентиляционных систем.

При разработке проекта теплового пункта обязательными узлами являются:

• Прибор учета.
• Согласование давлений.
• Ввод тепловой сети.

Комплектация другими узлами, а также их количество выбирается в зависимости от проектного решения.

Системы потребления

Стандартная схема индивидуального теплового пункта может иметь следующие системы обеспечения тепловой энергией потребителей:

• Отопление.
• Горячее водоснабжение.
• Отопление и горячее водоснабжение.
• Отопление, и вентиляция.

ИТП для отопления

ИТП (индивидуальный тепловой пункт) - схема независимая, с установкой пластинчатого теплообменника, который рассчитан на 100% нагрузку. Предусмотрена установка сдвоенного насоса, компенсирующего потери уровня давления. Подпитка отопительной системы предусмотрена от обратного трубопровода тепловых сетей.

Данный тепловой пункт может быть дополнительно укомплектован блоком горячего водоснабжения, прибором учета, а также другими необходимыми блоками и узлами.

ИТП для ГВС

ИТП (индивидуальный тепловой пункт) - схема независимая, параллельная и одноступенчатая. Комплектацией предусмотрены два теплообменника пластинчатого типа, работа каждого из них рассчитана на 50% нагрузки. Предусмотрена также группа насосов, предназначенных для компенсации понижения давления.

Дополнительно тепловой пункт может оснащаться блоком отопительной системы, прибором учета и другими необходимыми блоками и узлами.

ИТП для отопления и ГВС

В данном случае работа индивидуального теплового пункта (ИТП) организована по независимой схеме. Для отопительной системы предусмотрен теплообменник пластинчатый, который рассчитан на 100%-ную нагрузку. Схема горячего водоснабжения - независимая, двухступенчатая, с двумя теплообменниками пластинчатого типа. С целью компенсации снижения уровня давления предусмотрена установка группы насосов.

Подпитка отопительной системы происходит с помощью соответствующего насосного оборудования из обратного трубопровода тепловых сетей. Подпитка горячего водоснабжения выполняется от системы холодного водоснабжения.

Кроме того, ИТП (индивидуальный тепловой пункт) укомплектован прибором учета.

ИТП для отопления, горячего водоснабжения и вентиляции

Подключение тепловой установки выполняется по независимой схеме. Для отопительной и вентиляционной системы используется теплообменник пластинчатый, рассчитанный на 100%-ную нагрузку. Схема горячего водоснабжения - независимая, параллельная, одноступенчатая, с двумя пластинчатыми теплообменниками, рассчитанными на 50% нагрузки каждый. Компенсация понижения уровня давления осуществляется посредством группы насосов.

Подпитка отопительной системы происходит из обратного трубопровода тепловых сетей. Подпитка горячего водоснабжения выполняется из системы холодного водоснабжения.

Дополнительно индивидуальный тепловой пункт в многоквартирном доме может оборудоваться прибором учета.

Принцип работы

Схема теплового пункта напрямую зависит от особенностей источника, снабжающего энергией ИТП, а также от особенностей обслуживаемых им потребителей. Наиболее распространенной для данной тепловой установки является закрытая система горячего водоснабжения с подключением отопительной системы по независимой схеме.

Индивидуальный тепловой пункт принцип работы имеет такой:

• По подающему трубопроводу теплоноситель поступает в ИТП, отдает тепло подогревателям системы отопления и горячего водоснабжения, а также поступает в вентиляционную систему.
• Затем теплоноситель направляется в обратный трубопровод и по магистральной сети поступает обратно для повторного использования на теплогенерирующее предприятие.
• Некоторый объем теплоносителя может расходоваться потребителями. Для восполнения потерь на источнике тепла в ТЭЦ и котельных предусмотрены системы подпитки, которые в качестве источника тепла используют системы водоподготовки данных предприятий.
• Поступающая в тепловую установку водопроводная вода протекает через насосное оборудование системы холодного водоснабжения. Затем некоторый ее объем доставляется потребителям, другой нагревается в подогревателе горячего водоснабжения первой ступени, после этого направляется в циркуляционный контур горячего водоснабжения.
• Вода в циркуляционном контуре посредством циркуляционного насосного оборудования для горячего водоснабжения передвигается по кругу от теплового пункта к потребителям и обратно. При этом по мере необходимости потребители отбирают из контура воду.
• В процессе циркуляции жидкости по контуру она постепенно отдает собственное тепло. Для поддержания на оптимальном уровне температуры теплоносителя его регулярно нагревают во второй ступени подогревателя горячего водоснабжения.
• Отопительная система также является замкнутым контуром, по которому происходит движение теплоносителя с помощью циркуляционных насосов от теплового пункта к потребителям и обратно.
• В процессе эксплуатации могут возникать утечки теплоносителя из контура отопительной системы. Восполнением потерь занимается система подпитки ИТП, которая использует первичные тепловые сети в качестве источника тепла.

Допуск в эксплуатацию

Чтобы подготовить индивидуальный тепловой пункт в доме к допуску в эксплуатацию, необходимо представить в Энергонадзор следующий перечень документов:

• Действующие технические условия на подключение и справку об их выполнении от энергоснабжающей организации.
• Проектную документацию со всеми необходимыми согласованиями.
• Акт ответственности сторон за эксплуатацию и разделение балансовой принадлежности, составленный потребителем и представителями энергоснабжающей организации.
• Акт о готовности к постоянной или временной эксплуатации абонентского ответвления теплового пункта.
• Паспорт ИТП с краткой характеристикой систем теплоснабжения.
• Справку о готовности работы прибора учета тепловой энергии.
• Справку о заключении договора с энергоснабжающей организацией на теплоснабжение.
• Акт о приемке выполненных работ (с указанием номера лицензии и даты ее выдачи) между потребителем и монтажной организацией.
• лица за безопасную эксплуатацию и исправное состояние тепловых установок и тепловых сетей.
• Список оперативных и оперативно-ремонтных ответственных лиц по обслуживанию тепловых сетей и тепловых установок.
• Копию свидетельства сварщика.
• Сертификаты на используемые электроды и трубопроводы.
• Акты на скрытые работы, исполнительную схему теплового пункта с указанием нумерации арматуры, а также схемы трубопроводов и запорной арматуры.
• Акт на промывку и опрессовку систем (тепловые сети, отопительная система и система горячего водоснабжения).
• Должностные и технике безопасности.
• Инструкции по эксплуатации.
• Акт допуска в эксплуатацию сетей и установок.
• Журнал учета КИПа, выдачи нарядов-допусков, оперативный, учета выявленных при осмотре установок и сетей дефектов, проверки знаний, а также инструктажей.
• Наряд из тепловых сетей на подключение.

Меры безопасности и эксплуатация

У обслуживающего тепловой пункт персонала должна быть соответствующая квалификация, также ответственных лиц следует ознакомить с правилами эксплуатации, которые оговорены в Это обязательный принцип индивидуального теплового пункта, допущенного к эксплуатации.

Запрещено запускать в работу насосное оборудование при перекрытой запорной арматуре на вводе и при отсутствии в системе воды.

В процессе эксплуатации необходимо:

• Контролировать показатели давления на манометрах, установленных на подающем и обратном трубопроводе.
• Наблюдать за отсутствием постороннего шума, а также не допускать повышенной вибрации.
• Осуществлять контроль нагрева электрического двигателя.

Не допускается применять чрезмерное усилие в случае ручного управления клапаном, а также при наличии давления в системе нельзя разбирать регуляторы.

Перед запуском теплового пункта необходимо промыть систему теплопотребления и трубопроводы.

Централизованное теплоснабжение имеет ряд очевидных плюсов, равно как и минусов. Основная негативная черта централизованных систем - чрезвычайная громоздкость системы и отсутствие возможности подстроить параметры работы системы под конкретный дом. Не говоря уже о том, что проектирование инженерных систем подобного масштаба является крайне трудоемким процессом и не всегда позволяет достичь заданных параметров эффективности.

Что дают индивидуальные тепловые пункты

Для преодоления негативных характеристик центрального отопления используются индивидуальные тепловые пункты (ИТП). Их основные преимущества по сравнению с централизованными системами:

• Снижение аварийности за счет уменьшения масштабов системы и более широких возможностей обслуживания.
• Уменьшение расходов на теплоизоляцию и прочие материалы.
• Снижение затрат на строительство и содержание трубопроводов.
• Почти в 2 раза сокращаются потери тепла при транспортировке к потребителю.
• Возможность настроить подачу тепла в зависимости от пожеланий потребителей.
• Внедрение автоматических средств контроля теплоносителя позволяет снизить на 15-20 % затраты энергии, при сохранении заданных параметров системы.
• Более прозрачный механизм оплаты, без всяких средних значений, платы за обслуживание километров трубопроводов и устаревшего оборудования.

Типы ИТП

Проектирование инженерных систем ИПТ осуществляется исходя из максимальной мощности оборудования. Этот же критерий служит основой для базовой классификации ИТП:

• малые - до 40 кВт;
• средние - до 50 кВт;
• большие - до 2 МВт.

Первые два типа используются в частных домах и небольших коммерческих объектах (офисы, магазины). Третий тип ИТП применяется для многоквартирных домов и крупных промышленных объектов.

Как работает ИТП?

Обычный ИТП включает в себя следующие ключевые элементы:

• подключение к водопроводной сети;
• подключение к тепловой сети;
• система учета потребления энергоресурсов;
• пункт контроля и согласования систем теплоснабжения и потребления;
• система распределения ресурсов по потребителям;
• системы вентиляции и горячего водоснабжения;
• системы независимого питания (для отопления и вентиляции).

Принцип работы ИТП достаточно прост. Пункт принимает холодную воду из обычной городской сети водоснабжения. В дальнейшем, она разделяется на 2 потока: один идет сразу потребителям, второй подогревается. Второй поток - это замкнутый контур, который и является системой отопления. С помощью насосов, теплоноситель циркулирует от ИТП к потребителям, и обратно.

В процессе данного движения тепло, несомненно, теряется, поэтому теплоноситель постоянно подогревается. Кроме того, могут использоваться и центральные системы теплоснабжения, но исключительно в качестве дополнительной подпитки в периоды пиковых нагрузок.

Так же ИТП могут обеспечивать горячее водоснабжение, а так же управление вентиляцией.

Таким образом, ИТП обеспечивает качественную подготовку теплоносителя и контроль его параметров. С помощью ИТП рационализируется распределение теплоносителя по потребителям и повышается общая эффективность системы теплоснабжения. Так же ИТП позволяет организовать учет потребление теплоносителя «по факту», а не по расчетным значениям управляющих компаний.

БТП - Блочный тепловой пункт - 1вар. - это компактная тепломеханическая установка полной заводской готовности, расположенная (размещенная) в блок-контейнере, который представляет собой цельнометаллический несущий каркас с ограждениями из сэндвич-панелей.

ИТП в блок-контейнере применяется для присоединения систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических теплоиспользующих установок целого здания или его части.

БТП - Блочный тепловой пункт - 2вар. Изготавливается в заводских условиях и поставляется для монтажа в виде готовых блоков. Может состоять из одного или нескольких блоков. Оборудование блоков монтируется очень компактно, как правило, на одной раме. Обычно используется при необходимости экономии места, в стесненных условиях. По характеру и количеству подключенных потребителей БТП может относиться как к ИТП, так и к ЦТП. Поставка оборудования ИТП по спецификации - теплообменники, насосы, автоматика, запорно-регулирующая арматура, трубопроводы и т.д. - поставляется отдельными позициями.

БТП - это изделие полной заводской готовности, что дает возможность подключить реконструируемые или вновь строящиеся объекты к тепловым сетям в наиболее короткие сроки. Компактность БТП способствует минимизации площади размещения оборудования. Индивидуальный подход к проектированию и монтажу блочных индивидуальных тепловых пунктов позволяют учесть все пожелания клиента и воплотить их в готовый продукт. гарантия на БТП и все оборудование от одного производителя, один сервисный партнер на весь БТП. простота монтажа БТП на месте установки. Изготовление и проверка БТП в заводских условиях - качество. Так же стоит отметить, что при массовой, квартальной застройке или объемной реконструкции тепловых пунктов – применение БТП предпочтительнее по сравнению с ИТП. Так как в этом случае необходимо в короткий период времени смонтировать значительное количество тепловых пунктов. Такие масштабные проекты возможно реализовать в максимально короткие сроки применяя только типовые БТП заводской готовности.

ИТП (сборка) - возможность монтажа теплового пункта в стесненных условиях, нет необходимости осуществлять перевозку теплового пункта в сборе. Перевозка только отдельных компонентов. Срок поставки оборудования значительно меньше, чем БТП. Стомость ниже. -БТП - необходимость транспортировки БТП к месту монтажа (транспортные расходы), размеры проемов для проноса БТП накладывают ограничения на габаритные размеры БТП. Сроки поставки от 4-недель. Цена.

ИТП - гарантия на разные компоненты теплового пункта от разных производителей; несколько разных сервисных партнеров для различного оборудования, входящего в состав теплового пункта; выше стоимость монтажных работ, сроки монтажных работ,Т. е. при монтаже ИТП учитываются индивидуальные особенности конкретного помещения и «творческие» решения конкретного исполнителя работ, что с одной стороны упрощает организацию процесса, а с другой - может снизить качество. Ведь сварной шов, изгиб трубопровода и т. д. по «месту» качественно выполнить намного сложнее, чем в заводских условиях.

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.