Рисунок 1 – Схема блочного индивидуального теплового пункта
Авторы: Чельтер Л.А.,Ниженец Т.В
Источник:ХVII Международная научно–техническая конференция
«Автоматизация технологических объектов и процессов. Поиск молодых» 2017 г.
Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) - это важнейшая составляющая систем теплоснабжения зданий. От его характеристик во многом зависит регулирование систем отопления и горячего водоснабжения, а также эффективность использования тепловой энергии. ИТП располагают в обособленном помещении, и он состоит из элементов, обеспечивающих присоединение системы отопления и горячего водоснабжения к централизованной тепловой сети. По подающему трубопроводу осуществляется подача теплоносителя в здание. С помощью второго обратного трубопровода в котельную попадает уже охлажденный теплоноситель из системы [1, 2].
В стандартной комплектации ИТП состоит из двух модулей – системы отопления и системы горячего водоснабжения. Модуль системы отопления включает в себя пластинчатый теплообменник, трубопроводы обвязки, арматуру, циркуляционный и, если требуется, подпиточный насос. Циркуляционные насосы устанавливаются, как правило, один рабочий и один резервный. Модуль горячего водоснабжения в своем составе имеет пластинчатые теплообменники 1-й и 2-й ступени подогрева горячей воды, которые могут быть автономными или монтироваться как единое целое, т.е. как один теплообменник на одной несущей балке с неподвижной и одной прижимной плитой (для разных типов схем комплектация может отличатся). Кроме того, устанавливаются циркуляционные (основной и резервный) насосы, арматура и блок управления.
Набор оборудования зависит от конкретных задач и исходных данных. Именно поэтому, из-за различных возможных вариантов конструкции, а также своей компактности и транспортабельности, современные ИТП получили название блочных (рис. 1).
Рисунок 1 – Схема блочного индивидуального теплового пункта
Подобные проекты позволяют снизить издержки, повысить надежность обслуживания и улучшить качество теплоты [1, 2].
В тепловых пунктах старого образца в качестве регулирующего устройства применялся элеваторный узел. Принцип работы элеватора заключается в том, чтобы смешивать теплоноситель из централизованной тепловой сети и воду из обратного трубопровода системы отопления до температуры, соответствующей нормативной для данной системы. Элеваторный узел обеспечивал только «качественную» регулировку теплоносителя, когда температура в системе отопления изменяется в зависимости от температуры теплоносителя, приходящего от централизованной тепловой сети. Подобная «регулировка» происходила с большими тепловыми затратами [1, 2].
В современных ИТП энергосбережение достигается, в частности, за счет регулирования температуры теплоносителя с учетом поправки на изменение температуры наружного воздуха. Преимущества автоматизированных индивидуальных тепловых пунктов по отношению к традиционным с элеваторными узлами приготовления теплоносителя:
Для этих целей в тепловом пункте применяют комплекс оборудования (рис. 2) для обеспечения необходимой циркуляции в системе отопления (циркуляционные насосы) и регулирования температуры теплоносителя (регулирующие клапаны с электрическими приводами, контроллеры с датчиками температуры) [1].
Рисунок 2 – Схема индивидуального теплового пункта с контроллером, регулирующим клапаном и циркуляционным насосом
При относительно высоких температурах наружного воздуха температура воды в тепловых сетях поддерживается на более высоком уровне, чем это требуется собственно для нужд отопления. Объясняется это тем, что тепловые сети регулируются по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения (ГВС). Температура воды в системе ГВС должна быть 55-60 °С, поэтому температура воды в тепловых сетях не может быть опущена ниже этого уровня. Вследствие этого при регулировании только на источнике теплоты наблюдается так называемый «перетоп» зданий, системы автоматического управления на абонентских вводах позволят исключить это, здесь разумно применить импульсный режим отопления зданий. Однако, если здание оснащено автономным источником теплоты, то проблемы «перетопа» обычно не возникает, так как состав используемого основного оборудования, средств автоматизации и тепловая схема системы теплоснабжения обеспечивают достаточную независимость контуров ГВС и отопления. При этом в системах ГВС применяются САУ с обратной связью по температуре воды, подаваемой к потребителям[2].
В случае успешного решения поставленных задач размер выигрыша в части энергосбережения будет достаточно весомым, т.к. в настоящее время ИТП зданий, как правило, не автоматизированы, некая автоматика имеется только на центральных тепловых пунктах и на источниках теплоты, ориентирована она на управление группой зданий и поэтому в принципе не может достаточно удовлетворительно решить поставленные задачи
Важнейшей характеристикой современного теплового пункта является наличие приборов учета тепловой энергии, что в обязательном порядке предусмотрено государственными строительными нормами. В тепловом пункте должно быть размещено оборудование, арматура, устройства контроля, управления и автоматизации, с помощью которых осуществляют [1]:
1. В современных условиях все актуальнее становятся вопросы энергосбережения. В первую очередь интересует экономическая сторона – величина платы за отопление зданий ипомещений.
2. В автоматизированном индивидуальном тепловом пункте узел управления системой отопления обеспечивает постоянный расход теплоносителя в системы отопления здания засчет применения циркуляционных насосов.
3. Только системы автоматизации, учитывающая конкретные характеристики конкретных зданий, их систем отопления и непрерывно отслеживающая их изменение, а также содержащая в своем составе оптимально сконструированные локальные контура автоматического регулирования отдельных переменных процесса теплоснабжения, способны определить именно то количество теплоты, которое фактически необходимо для поддержания требуемого температурного режима в здании.