По обслуживанию оборудования ЦТП (ИТП). Автоматизированный тепловой пункт: виды, особенности, процесс установки
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.
Индивидуальный тепловой пункт предназначен для экономии тепла, регулирования параметров снабжения. Это комплекс, располагающийся в отдельном помещении. Может эксплуатироваться в частном или многоквартирном доме. ИТП (индивидуальный тепловой пункт), что это такое, как устроен и функционирует, рассмотрим подробнее.
ИТП: задачи, функции, назначение
По определению ИТП — тепловой пункт, обогревающий здания полностью или отчасти. Комплекс получает энергию из сети (ЦТП, центрального теплового пункта или котельной) и распределяет ее до потребителей:
- ГВС (горячего водоснабжения);
- отопления;
- вентиляции.
При этом имеется возможность регуляции, так как режим обогрева в жилой комнате, подвале, на складе, отличается. На ИТП возлагаются следующие основные задачи.
- Учет расхода тепла.
- Защита от аварий, контроль за параметрами для безопасности.
- Отключение системы потребления.
- Равномерное распределение тепла.
- Регулировка характеристик, управление температурными и другими параметрами.
- Преобразование теплоносителя.
Для установки ИТП здания модернизируются, что обходится недешево, но несет в себе выгоды. Пункт располагают в отдельном техническом или подвальном помещении, пристройке к дому или отдельно расположенном рядом сооружении.
Преимущества наличия ИТП
Значительные расходы на создание ИТП допускаются в связи с преимуществами, которые следуют из наличия пункта в здании.
- Экономичность (по потреблению — на 30%).
- Снижение затрат на эксплуатацию до 60%.
- Расход тепла контролируется и учитывается.
- Оптимизация режимов снижает потери до 15%. Учитывается время суток, выходные дни, погода.
- Тепло распределяется соответственно условиям потребления.
- Расход можно регулировать.
- Вид теплоносителя подлежит изменению в случае необходимости.
- Низкая аварийность, высокая безопасность эксплуатации.
- Полная автоматизация процесса.
- Бесшумность.
- Компактность, зависимость габаритов от нагрузки. Пункт можно разместить в подвале.
- Обслуживание тепловых пунктов не требует многочисленного персонала.
- Обеспечивает комфорт.
- Оборудование комплектуется под заказ.
Управляемый расход тепла, возможность влияния на показатели привлекает в плане экономии, рационального расхода ресурса. Поэтому считается, что затраты окупаются в приемлемый период.
Виды ТП
Различие ТП — в количестве и видах систем потребления. Особенности типа потребителя предопределяют схему и характеристики требуемого оборудования. Отличается способ монтажа и расстановки комплекса в помещении. Выделяют следующие виды.
- ИТП для единственного здания или его части, расположенный в подвале, техническом помещении или рядом стоящем сооружении.
- ЦТП — центральный ТП обслуживает группу зданий или объектов. Располагается в одном из подвалов или отдельном сооружении.
- БТП — блочный тепловой пункт. Включает один или несколько блоков, изготовленных и поставленных на производстве. Отличается компактным монтажом, применяется для экономии места. Может выполнять функцию ИТП или ЦТП.
Принцип работы
Схема конструкции зависит от источника энергии и специфики потребления. Наиболее популярная — независимая, для закрытой системы ГВС. Принцип работы ИТП следующий.
- Носитель тепла приходит в пункт по трубопроводу, отдавая температуру подогревателям отопления, ГВС и вентиляции.
- Теплоноситель идет в обратный трубопровод на теплогенерирующее предприятие. Используется повторно, но часть может быть израсходована потребителем.
- Потери тепла восполняются подпитками, имеющимися в ТЭЦ и котельных (подготовка воды).
- В тепловую установку поступает водопроводная вода, проходя через насос для холодного водоснабжения. Часть ее идет потребителю, остальное нагревается подогревателем 1 ступени, направляясь в контур ГВС.
- Насос ГВС перемещает воду по кругу, проходя через ТП, потребителя, возвращается с частичным расходом.
- Подогреватель 2 ступени действует регулярно при потере жидкостью тепла.
Теплоноситель (в данном случае — вода) движется по контуру, чему способствуют 2 циркуляционных насоса. Возможны его утечки, которые восполняет подпитка из первичной тепловой сети.
Принципиальная схема
Та или иная схема ИТП имеет особенности, зависящие от потребителя. Важен центральный поставщик тепла. Самый распространенный вариант — закрытая система ГВС с независимым присоединением отопления. В ТП по трубопроводу поступает носитель тепла, реализуется при подогреве воды для систем и возвращается. Для возврата имеется обратный трубопровод, идущий к магистрали на центральный пункт — предприятие по генерации тепла.
Отопление и ГВС устроено в виде контуров, по которым с помощью насосов перемещается носитель тепла. Первый принято проектировать, как замкнутый цикл с возможными утечками, восполняемыми из первичной сети. А второй контур — циркулярный, снабженный насосами для ГВС, подающий воду к потребителю для расходования. При потере тепла нагрев осуществляется второй нагревательной ступенью.
ИТП для разных целей потребления
Будучи оборудованным для отопления, ИТП имеет независимую схему, в которой установлен пластинчатый теплообменник со 100% нагрузкой. Потери давления предотвращается установкой сдвоенного насоса. Подпитка осуществляется от обратного трубопровода в тепловых сетях. Дополнительно ТП комплектуется приборами учета, блоком ГВС при наличии других необходимых узлов.
ИТП, предназначенный для ГВС — это независимая схема. Кроме того, она параллельная и одноступенчатая, укомплектованная двумя пластинчатыми теплообменниками, нагруженными по 50%. Есть насосы, компенсирующие снижение давления, приборы учета. Предполагается наличие других узлов. Подобные теплопункты функционируют по независимой схеме.
Это интересно! Принцип осуществления теплофикации для отопительной системы может быть основан на пластинчатом теплообменнике со 100% нагрузкой. А ГВС имеет двухступенчатую схему с двумя аналогичными устройствами, нагруженными на 1/2 каждый. Насосы различного назначения компенсируют снижающееся давление и подпитывают систему из трубопровода.
Для вентиляции применяют пластинчатый теплообменник со 100% нагрузкой. ГВС обеспечивается двумя такими устройствам, нагруженными на 50%. Посредством работы нескольких насосов компенсируется уровень давления и делается подпитка. Дополнение — устройство учета.
Этапы установки
ТП здания или объекта при установке проходит поэтапную процедуру. Одного лишь желания жильцов в многоквартирном здании недостаточно.
- Получение согласия собственников помещений жилого здания.
- Заявка теплоснабжающим компаниям на проектирование в конкретном доме, разработка техзадания.
- Выдача технических условий.
- Обследование жилого либо иного объекта под проект, определение наличия и состояния оборудования.
- Автоматический ТП будут проектировать, разрабатывать и утверждать.
- Заключается договор.
- Проект ИТП жилого дома либо иного объекта реализуется, проводятся испытания.
Внимание! Все этапы можно реализовать за пару месяцев. Забота возлагается на ответственную специализированную организацию. Для успеха компания должна быть хорошо зарекомендована.
Безопасность эксплуатации
Автоматический теплопункт имеет обслуживание с работниками должной квалификации. Персонал знакомят с правилами. Есть и запреты: автоматика не запускается при отсутствии воды в системе, насосы не включают, если на вводе перекрыта запорная арматура.
Требуется контролировать:
- параметры давления;
- шумы;
- уровень вибрации;
- нагрев двигателя.
Регулирующий клапан нельзя подвергать чрезмерному усилию. Если система под давлением, регуляторы не разбирают. Перед пуском промывают трубопроводы.
Допуск к эксплуатации
Эксплуатация комплексов АИТП (автоматизированных ИТП) требует оформления допуска, для чего в Энергонадзор предоставляется документация. Это техусловия подключения и справка об их исполнении. Нужны:
- согласованная проектная документация;
- акт ответственности по эксплуатированию, балансу принадлежности от сторон;
- акт готовности;
- теплопункты должны иметь паспорт с параметрами теплоснабжения;
- готовность устройства учета тепловой энергии — документ;
- справка о наличии договора с энергокомпанией по обеспечению теплоснабжения;
- акт приемки работ от компании, производящей монтаж;
- Приказ, назначающий ответственного за техобслуживание, исправность, ремонт и безопасность АТП (автоматизированного теплового пункта);
- список лиц, отвечающих за обслуживание установок АИТП и их ремонт;
- копия документа о квалификации сварщика, сертификаты на электроды и трубы;
- акты по иным действиям, исполнительная схема объекта автоматизированный теплопункт, включающая трубопроводы, арматуру;
- акт по опрессовке, промывке отопления, ГВС, которые включает автоматизированный пункт;
- инструктаж.
Составляется акт допуска, заводятся журналы: оперативный, по инструктажу, выдаче нарядов, обнаружению дефектов.
ИТП многоквартирного дома
Автоматизированный индивидуальный тепловой пункт в многоэтажном жилом здании транспортирует тепло от ЦТП, котельных или ТЭЦ (теплоэлектроцентраль) к отоплению, ГВС и вентиляции. Подобные новшества (автоматический тепловой пункт) сберегают до 40% и более тепловой энергии.
Внимание! Система использует источник — тепловые сети, к которым подключается. Необходимости согласования с этими организациями.
Множество данных требуется для расчетов режимов, нагрузки и результатов экономии для оплаты в ЖКХ. Без этой информации проект не будет выполнен. Без согласования ИТП не выдадут допуск к эксплуатации. Жильцы приобретают следующие выгоды.
- Большая точность работы аппаратов по поддержанию температуры.
- Подогрев производится с расчетом, включающим состояние наружного воздуха.
- Снижаются суммы за услуги по счетам ЖКХ.
- Автоматизация упрощает обслуживание объектов.
- Снижаются затраты на ремонт, численность персонала.
- Экономятся финансы на потребление тепловой энергии от централизованного поставщика (котельных, ТЭЦ, ЦТП).
Итог: как происходит экономия
Тепловой пункт системы отопления снабжают узлом учета при вводе, что является залогом экономии. С приборов снимают показания по расходу тепла. Сам учет не снижает расходы. Источник экономии — возможность смены режимов и отсутствие завышения показателей со стороны энергоснабжающих компаний, точное их определение. Невозможно будет списать на подобного потребителя дополнительные издержки, утечки, расходы. Окупаемость происходит в сроки 5 месяцев, как среднее значение с экономией до 30%.
Автоматизирована подача теплоносителя от централизованного поставщика — теплотрассы. Монтаж современного узла отопления и вентиляции позволяет учитывать при эксплуатации сезонные и суточные температурные изменения. Режим коррекции — автоматический. Теплопотребление уменьшается на 30% при окупаемости от 2 до 5 лет.
Описание
Завод ГазСинтез проектирует и производит центральные тепловые пункты , которые устанавливаются в качестве связующего звена между городскими магистралями и распределительными сетями. Основная функция центральных тепловых сетей ЦТП - это передача и распределение тепловой энергии от ТЭЦ к потребителям для отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. ЦТП обслуживают более двух объектов (домов), комплекс зданий и сооружений, группу промышленных и производственных зданий, микрорайоны, кварталы, поселки, деревни и др.
Назначение центральных тепловых пунктов
Пункты ЦТП не просто распределяют тепловую энергию между Потребителями. ЦТП осуществляют контроль, управление и регулирование всех технических параметров работы пункта: поддерживают необходимый температурный режим, регулируют давление на выходе из теплового пункта в зависимости от входного давления воды, защищают оборудование Потребителей от гидроударов из-за превышения давления воды у теплоисточника.
Устройство центральных тепловых пунктов
Завод ГазСинтез поставляет отдельно стоящие центральные тепловые пункты. Внутри ЦТП располагается все необходимое технологическое оборудование. Состав оборудования подбирается индивидуально на основании требований Заказчика к производительности/мощности, площади обслуживаемого объекта, схемы имеющегося теплоснабжения (открытой/закрытой), технических условий эксплуатации.
Зависимая и независимая схемы подключения системы отопления
При использовании воды в качестве теплоносителя в системе отопления центральные тепловые пункты могут иметь зависимую и независимую схему подключения оборудования. При зависимой схеме подключения (одноконтурной) вода от магистральной сети поступает непосредственно Потребителю в систему теплоснабжения. При такой схеме нет необходимости в промежуточных тепловых пунктах, теплообменниках и другом смесительном оборудовании. Поэтому в пунктах ЦТП не может быть использована зависимая схема подключения системы теплоснабжения. Недостатком такой схемы является невозможность регулирования температурного режима.
При независимой схеме подключения (двухконтурной) теплоноситель от магистральных сетей (первый контур) нагревает теплоноситель, который уже будет циркулировать в системе отопления Потребителей (второй контур). Преимуществами данной схемы является возможность регулирования и управления температурным режимом и давлением теплоносителя обоих контуров.
Открытая и закрытая схемы подключения системы ГВС
Открытая схема подключения системы горячего водоснабжения характеризуется непосредственным забором воды для нужд Потребителя непосредственно из тепловой магистральной сети. Закрытая схема подключения системы горячего водоснабжения - это подогрев воды до нужной температуры теплоносителем, забранным из магистральной теплосети.
Принцип работы центрального теплового пункта
Теплоноситель из магистральных сетей поступает по подающему трубопроводу в теплообменник центрального теплового пункта , где используется для подогрева воды для системы ГВС и отопления. После подогрева воды в теплообменнике, вода возвращается по обратному трубопроводу в магистральную сеть.
Нагреваемая вода для системы ГВС и отопления поступает в тепловой пункт из магистрального водопровода, проходит через насос и поступает в теплообменник для подогрева. Затем после достижения необходимой температуры поступает в циркуляционную систему горячего водоснабжения. В результате отбора горячей воды Потребителями, температура воды понижается. Для поддержания ее на заданном уровне, устанавливается подогреватель второй ступени ГВС.
В результате нормальной работы теплового пункта ЦТП может происходить естественная утечка воды, которая восполняется системой подпитки из магистральной сети.
Состав оборудования центральных тепловых пунктов
В состав пунктов ЦТП входит следующее теплоэнергетическое оборудование и вспомогательное оборудование:
- теплообменник для нагрева воды теплоносителем из магистральных сетей
- насосы (циркуляционные насосы ГВС и системы отопления, насос подпитки, смесительный, резервный/аварийный)
- регулирующая арматура
- запорно-предохранительное оборудование (краны, задвижки, клапаны)
- контрольно-измерительные приборы (счетчики, приборы учета тепла, манометры и др.)
- система автоматизированного контроля, управления и регулирования гидравлическим и тепловым режимами
- система водоподготовки и деаэрации воды
- расширительный бак для компенсации расширения теплоносителя в системе отопления
Компоновочная схема центрального теплового пункта ЦТП мощностью 4,28 МВт производства Завода ГазСинтез
(размещение оборудования, габаритные размеры даны для справки и могут отличаться)
Преимущества центральных тепловых пунктов производства Завода ГазСинтез
На Заводе ГазСинтез центральные тепловые пункты комплектуются всем необходимым и качественным оборудованием для надежной безаварийной и долговечной эксплуатации ЦТП. Точный расчет необходимого оборудования обеспечит Вам нормальное функционирование системы, а также позволит экономить теплоэнергию.
Мы проектируем и производим ЦТП в соответствии с требованиями государственных стандартов:
- СП 41-101-95 "Проектирование тепловых пунктов"
- СТО 17330282.27.060.003-2008 "Тепловые пункты тепловых сетей"
- СП 124.13330.2012 "Тепловые сети. Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003"
Изготавливаемые на Заводе тепловые пункты имеют высокое качество, подтвержденное Сертификатами соответствия и разрешительными документами государственного образца. Наши тепловые пункты мы комплектуем оборудованием только ведущих производителей.
Как в Вашем городе заказать центральный тепловой пункт на Заводе ГазСинтез?
Для расчета стоимости изготовления центральных тепловых пунктов на Заводе ГазСинтез и расчета стоимости доставки до места эксплуатации:
- звоните по телефону 8-800-555-4784
- заполняйте Опросный лист и присылайте на электронную почту
- указывайте контактную информацию в форме " ", и наш специалист свяжется с Вами
Наши специалисты предлагают весь комплекс услуг (проектирование, изготовление, монтаж, пуско-наладку ЦТП), что существенно отразится на Вашей экономической выгоде при заказе на Заводе ГазСинтез, а также на сроках производства, монтажа и пуско-наладки.
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.
Рис.4.35. Графики расхода теплоносителя: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.