Разработка системы автоматизации теплового пункта жилого дома. Индивидуальный тепловой пункт для многоквартирного дома: схемы и решения

С. Дейнеко

Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) — комплекс устройств, состоящий из элементов, обеспечивающих присоединение системы отопления и горячего водоснабжения к централизованной тепловой сети. Основными элементами ИТП являются: теплообменники, насосы, клапаны, датчики, контроллеры, различные блоки управления и запорно-регулирующая арматура

Одновременно с ИТП в зданиях устанавливаются узлы учета тепловой энергии, позволяющие отслеживать реально потребленное зданием количество тепла на отопление, горячее водоснабжение или вентиляцию. Потребителю это дает возможность производить расчеты с теплоснабжающей организацией по показаниям счетчика, что, в с свою очередь, подталкивает к рациональному использованию энергоресурсов путем модернизации своих систем. Более подробную информацию об установке узлов учета тепловой энергии вы найдете в статье «Правильная установка счетчика тепла в многоквартирном доме ».

ИТП - важнейшая составляющая теплоснабжения зданий. От его характеристик во многом зависит регулирование отопления и ГВС, а также эффективность использования тепловой энергии. Поэтому ИТП уделяется большое внимание в ходе термомодернизаций зданий и на данный момент масштабные проекты по их обустройству в многоквартирных домах воплощаются в жизнь в различных регионах Украины.
В связи с массовой установкой ИТП изменяется и схема распределения тепловой энергии от источника тепла к потребителю (рис. 1).

Рис. 1. Схемы распределения тепловой энергии от источника тепла к потребителю

Современные решения позволяют подключать каждое здание напрямую к источнику тепла, минуя центральные тепловые пункты (ЦТП). Данная схема дает возможность в случае аварии или ремонта трубопровода отключать от системы только одного потребителя, а не всю группу, одновременно лишая отопления или горячей воды множество потребителей.

Температурный график работы тепловой сети определяет то, в каком режиме индивидуальный тепловой пункт будет работать в дальнейшем и какое оборудование необходимо в нем устанавливать. Различают несколько температурных графиков работы сети:

150/70°С;
130/70°С;
110/70°С;
95 (90)/70°С.

Если температура теплоносителя не превышает 95°С, то его остается только распределить по всей отопительной системе. В этом случае возможно применять только коллектор с балансировочными клапанами для гидравлической увязки циркуляционных колец. Если же температура теплоносителя превышает 95°С, его нельзя напрямую использовать в системе отопления без температурной регулировки. Именно в этом и заключается важная функция теплового пункта. При этом необходимо, чтобы температура теплоносителя изменялась в зависимости от температуры наружного воздуха.

В тепловых пунктах старого образца (рис. 2, 3) в качестве регулирующего устройства применялся элеваторный узел. Это позволяло существенно снизить стоимость оборудования, однако с помощью такого ТП было невозможно осуществлять точную регулировку температуры теплоносителя, особенно при переходных режимах работы системы, т.е. когда температура наружного воздуха колебалась в пределах от +5 до минус 5°С. Элеваторный узел обеспечивал только «качественную» регулировку, когда температура в системе отопления изменялась в зависимости от температуры теплоносителя, приходящего от централизованной тепловой сети. Это приводило к тому, что «регулировка» температуры воздуха в помещениях производилась потребителями при помощи открытого окна и с огромными тепловыми затратами, уходящими в никуда.

Рис. 2. Схема теплового пункта с элеваторным узлом:
1 - подающий трубопровод; 2 - обратный трубопровод; 3 - задвижки; 4 - водомер; 5 - грязевики; 6 - манометры; 7 - термометры; 8 - элеватор; 9 - нагревательные приборы

Поэтому минимальные изначальные капиталовложения выливались в финансовые потери в долгосрочной перспективе. Особенно низкая эффективность работы элеваторных узлов проявилась с ростом цен на энергоносители, а также с невозможностью работы централизованной тепловой сети по температурному или гидравлическому графику, на который были рассчитаны установленные ранее элеваторные узлы.

Рис. 3. Тепловой ввод в здание и элеваторный узел «советской» эпохи

Принцип работы элеватора заключается в том, чтобы смешивать теплоноситель из централизованной сети и воду из обратного трубопровода системы отопления до температуры, соответствующей нормативной для данной системы. Это происходит за счет принципа эжекции при использовании в конструкции элеватора сопла определенного диаметра (рис. 4). После элеваторного узла смешанный теплоноситель подается в систему отопления здания. Элеватор совмещает одновременно два устройства: циркуляционный насос и смесительное устройство. На эффективность смешения и циркуляции в системе отопления не влияют колебания теплового режима в тепловых сетях. Вся регулировка заключается в правильном подборе диаметра сопла, дроссельной шайбы и обеспечения необходимого коэффициента смешения (нормативный коэффициент 2,2). Для работы элеваторного узла не было необходимости подводить электрический ток.

Рис. 4. Принципиальная схема конструкции элеваторного узла

Однако имеются многочисленные недостатки, которые сводят на нет всю простоту и неприхотливость обслуживания данного устройства. На эффективность работы напрямую влияют колебания гидравлического режима в тепловых сетях. Так, для нормального смешения, перепад давлений в подающем и обратном трубопроводах необходимо поддерживать в пределах 0,8 - 2 бар; температура на выходе из элеватора не поддается регулировке и напрямую зависит только от изменения температуры внешней сети. В этом случае, если температура теплоносителя, поступающего из котельной, не соответствует температурному графику, то и температура на выходе из элеватора будет ниже необходимой, что напрямую повлияет на внутреннюю температуру воздуха в помещениях здания.

Подобные устройства получили широкое применение во многих типах зданий, подключенных к централизованной тепловой сети. Однако в настоящее время они не соответствуют требованиям по энергосбережению, в связи с чем подлежат замене на современные индивидуальные тепловые пункты. Их стоимость значительно выше и для работы обязательно требуется электропитание. Но, в то же время, эти устройства более экономны - позволяют снизить энергопотребление на 30 - 50%, что с учетом роста цен на энергоноситель позволит уменьшить срок окупаемости до 5 - 7 лет, а срок службы ИТП напрямую зависит от качества используемых элементов управления, материалов и уровня подготовки технического персонала при его обслуживании.

Современные ИТП

Энергосбережение достигается, в частности, за счет регулирования температуры теплоносителя с учетом поправки на изменение температуры наружного воздуха. Для этих целей в каждом ИТП применяют комплекс оборудования (рис. 5) для обеспечения необходимой циркуляции в системе отопления (циркуляционные насосы) и регулирования температуры теплоносителя (регулирующие клапаны с электрическими приводами, контроллеры с датчиками температуры).

Рис. 5. Принципиальная схема индивидуального теплового пункта с использованием контроллера , регулирующего клапана и циркуляционного насоса

Большинство индивидуальных тепловых пунктов имеет в своем составе также теплообменник для подключения к внутренней системе горячего водоснабжения (ГВС) с циркуляционным насосом (или без него, в зависимости от схемы ГВС). 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 модульных (рис. 6).

Рис. 6. Современный модульный индивидуальный тепловой пункт в сборе

Рассмотрим использование ИТП в зависимых и независимых схемах подключения отопления к централизованной тепловой сети (ЦТП).

В ИТП с зависимым присоединением системы отопления к внешним сетям циркуляция теплоносителя в отопительном контуре поддерживается циркуляционным насосом. Управление насосом осуществляется в автоматическом режиме от контроллера или от соответствующего блока управления. Контроллер также автоматически поддерживает необходимый температурный график в отопительном контуре. Производится это путем воздействия на регулирующий клапан, расположенный на подающем трубопроводе на стороне внешней тепловой сети («острой воде»). Между подающим и обратным трубопроводами установлена смесительная перемычка с обратным клапаном, за счет которой осуществляется подмес теплоносителя в подающий трубопровод из обратной линии системы отопления, с более низкими температурными параметрами (рис. 7).

Рис. 7. Принципиальная схема модульного теплового пункта, подключенного по зависимой схеме

В данной схеме работа системы отопления зависит от давлений в центральной тепловой сети. Поэтому во многих случаях потребуется установка регуляторов перепада давления, а, в случае необходимости, и регуляторов давления «после себя» или «до себя» на подающем или на обратном трубопроводах.

В независимой системе для присоединения к внешнему источнику тепла используется теплообменник (рис. 8). Циркуляция теплоносителя в системе отопления осуществляется циркуляционным насосом. Управление насосом производится в автоматическом режиме контролером или соответствующим блоком управления. Автоматическое поддержание необходимого температурного графика в нагреваемом контуре также осуществляется электронным регулятором (контроллером). Контроллер воздействует на регулируемый клапан, расположенный на подающем трубопроводе на стороне внешней тепловой сети («острой воде»).

Рис. 8. Принципиальная схема модульного теплового пункта, подключенного по независимой схеме:
1 - контроллер; 2 - двухходовой регулирующий клапан с электрическим приводом; 3 - датчики температуры теплоносителя; 4 - датчик температуры наружного воздуха; 5 - реле давления для защиты насосов от сухого хода; 6 - фильтры; 7 - задвижки; 8 - термометры; 9 - манометры; 10 - циркуляционные насосы для отопления; 11 - обратный клапан; 12 - блок управления циркуляционными насосами; 13 - теплообменник

Достоинством данной схемы является то, что отопительный контур независим от гидравлических режимов централизованной сети. Также система отопления не страдает от несоответствия качества входящего теплоносителя, поступающего из внешней сети (наличия продуктов коррозии, грязи, песка и т.д.), а также перепадов давления в ней. В то же время стоимость капитальных вложений при применении независимой схемы больше - по причине необходимости установки и последующего обслуживания теплообменника.

Как правило, в современных системах применяются разборные пластинчатые теплообменники (рис. 9), которые достаточно просты в обслуживании и ремонтопригодны: при потере герметичности или выходе из строя одной секции, теплообменник возможно разобрать, а секцию заменить. Также, при необходимости, можно повысить мощность путем увеличения количества пластин теплообменника. Кроме того, в независимых системах могут применяться паяные неразборные теплообменники.

Рис. 9. Разборные теплообменники для независимых систем отопления и ГВС

Согласно ДБН В.2.5-39:2008 «Инженерное оборудование зданий и сооружений. Внешние сети и сооружения. Тепловые сети», в общем случае предписано подсоединение систем отопления по зависимой схеме. Независимая схема предписана для жилых зданий с 12 и более этажами и других потребителей, если это обусловлено гидравлическим режимом работы системы или техническим заданием заказчика.

ГВС от индивидуального теплового пункта

Наиболее простой и распространенной является схема с одноступенчатым параллельным присоединением подогревателей горячего водоснабжения (рис. 10). Они присоединены к той же тепловой сети, что и системы отопления зданий. Вода из наружной водопроводной сети подается в подогреватель ГВС. В нем она нагревается сетевой водой, поступающей от источника тепла.

Рис. 10. Схема с зависимым присоединением системы отопления к внешней сети и одноступенчатым параллельным присоединением теплообменника ГВС

Охлажденная сетевая вода возвращается к источнику тепла. После подогревателя горячего водоснабжения нагретая водопроводная вода поступает в систему ГВС. Если приборы в этой системе закрыты (к примеру, в ночное время), то горячая вода по циркуляционному трубопроводу снова подается в теплообменник ГВС.

Кроме того, применяется двухступенчатая система подогрева воды в ГВС. В ней в зимний период холодная водопроводная вода сначала подогревается в теплообменнике первой ступени (с 5 до 30˚С) теплоносителем из обратного трубопровода системы отопления, а затем для окончательного догрева воды до необходимой температуры (60˚С) используется вода из подающего трубопровода внешней сети. Идея состоит в том, чтобы использовать для нагрева бросовую тепловую энергию обратной линии от системы отопления. При этом сокращается расход сетевой воды на подогрев воды в ГВС. В летний период нагрев происходит по одноступенчатой схеме.

Рис. 11. Схема индивидуального теплового пункта с независимым присоединением системы отопления к тепловой сети и параллельным подключением системы ГВС

Для многоэтажного высотного (более 20 этажей) жилищного строительства в основном применяются схемы с независимым присоединением системы отопления к тепловой сети и параллельным подключением ГВС (рис. 11). Данное решение позволяет разделить системы отопления и ГВС здания на несколько независимых гидравлических зон, когда один ИТП находится в подвальном помещении и обеспечивает работу нижней части здания, например, с 1 по 12 этаж, а на техническом этаже здания располагается точно такой же тепловой пункт для 13 - 24 этажей. В этом случае отопление и ГВС легче регулируются в случае изменения тепловой нагрузки, а также обладают меньшей инерционностью с точки зрения гидравлического режима и балансировки.

Альтернатива в регулировании ИТП

Последние несколько лет для регулирования расхода теплоносителя в ИТП начали применять комбинированные клапаны, сочетающие в одном корпусе регулятор перепада давления и регулирующий клапан.

Функционально можно представить комбинированный клапан как сопряжение между собой трех функциональных элементов (рис. 12): автоматического клапана-регулятора перепада давления (V2), регулирующего клапана (V1) и измерительной диафрагмы (V3).

Рис. 12. Принципиальная схема устройства комбинированного клапана

Автоматический клапан-регулятор перепада давления (V2) оснащен встроенным мембранным модулем, посредством которого осуществляется поддержание заданного перепада давления P1-P2 на участке между встроенной измерительной диафрагмой переменного сечения (V3) и регулирующим клапаном (V1). Таким образом осуществляется ограничение и поддержание на заданном уровне расхода теплоносителя через клапан. Для автоматического регулирования проходного сечения клапана (V1) на нем устанавливается электрический привод.

Рис. 13 а. Схема с зависимым присоединением системы отопления к внешней сети с применением комбинированного клапана

Регуляторы расхода и температуры успешно применяются в схемах с зависимым (рис. 13 а, 13 б) и независимым подключением потребителей к тепловым сетям, заменяя собой два отдельных устройства - регулятор перепада давления и регулирующий клапан с электроприводом.

Рис. 13 б. Схема с зависимым присоединением системы отопления к внешней сети с применением комбинированного клапана

В случае его применения в ИТП комбинированный клапан располагается вместо регулятора перепада давления и регулирующего клапан с электроприводом.

Требования к оборудованию ИТП

Согласно действующих норм, в ИТП должно быть размещено оборудование, арматура, устройства контроля, управления и автоматизации, с помощью которых осуществляют:

регулирование температуры теплоносителя по погодным условиям;
изменение и контроль параметров теплоносителя;
учет тепловых нагрузок, затрат теплоносителя и конденсата;
регулирование затрат теплоносителя;
защиту локальной системы от аварийного повышения параметров теплоносителя;
доочистку теплоносителя;
заполнение и подпитку систем отопления;
комбинированное теплообеспечение с использованием тепловой энергии от альтернативных источников.

Подсоединение потребителей к внешней сети должно осуществляться по схемам с минимальными затратами воды, а также экономией тепловой энергии за счет установки автоматических регуляторов теплового потока и ограничения затрат сетевой воды. Не допускается присоединение системы отопления к тепловой сети через элеватор вместе с автоматическим регулятором теплового потока.

Предписано использовать высокоэффективные теплообменники с высокими теплотехническими и эксплуатационными характеристиками и малыми габаритами. В наивысших точках трубопроводов ТП следует устанавливать воздухоотводчики, причем рекомендуется применять автоматические устройства с обратными клапанами. В нижних точках следует устанавливать штуцеры с запорными кранами для спуска воды и конденсата.

На вводе в индивидуальный тепловой пункт на подающем трубопроводе следует устанавливать грязевик, а перед насосами, теплообменниками, регулирующими клапанами и счетчиками воды - сетчатые фильтры. Кроме того, фильтр-грязевик необходимо устанавливать на обратной линии перед регулирующими устройствами и приборами учета. По обе стороны от фильтров следует предусмотреть манометры.

Для защиты каналов ГВС от накипи нормами предписано использовать устройства магнитной и ультразвуковой обработки воды. Принудительная вентиляция, которой необходимо обустраивать ИТП, рассчитывается на кратковременное действие и должна обеспечивать 10-кратный обмен с неорганизованным приливом свежего воздуха через входные двери.

Во избежание превышения уровня шума, ИТП не допускается располагать рядом, под или над помещениями жилых квартир, спален и комнат игр детсадов и т.д. Кроме того, регламентируется, что установленные насосы должны быть с допустимым низким уровнем шума.

Индивидуальный тепловой пункт следует оснащать средствами автоматизации, приборами теплотехнического контроля, учета и регулирования, которые устанавливают на месте или на щите управления.

Автоматизация ИТП должна обеспечивать:

регулирование затрат тепловой энергии в системе отопления и ограничение максимального расхода сетевой воды у потребителя;
заданную температуру в системе ГВС;
поддержание статического давления в системах потребителей теплоты при их независимом присоединении;
заданное давление в обратном трубопроводе или необходимый перепад давления воды в подающем и обратном трубопроводах тепловых сетей;
защиту систем теплопотребления от повышенного давления и температуры;
включение резервного насоса при отключении основного рабочего;
возможность интегрирования работы ИТП в единую систему регулирования и мониторинга (SCADA).

Современные индивидуальные тепловых пункты позволяют использовать удаленный доступ для управления теплопунктом. Это позволяет организовать централизованную систему диспетчеризации и осуществлять контроль за работой систем отопления и ГВС. Поставщиками оборудования для ИТП являются ведущие компании-производители соответствующего оборудования, например: автоматика - Honeywell (США); насосы - Grundfos (Дания), Wilo (Германия); теплообменники - Alfa Laval (Швеция), Tranter (Швеция) и др.

Стоит также отметить, что современные ИТП включают достаточно сложное оборудование, которое требует периодического технического и сервисного обслуживания, заключающегося, к примеру, в промывке сетчатых фильтров (не реже 4 раз в год), чистке теплообменников (минимум 1 раз в 5 лет) и т.д. При отсутствии надлежащего технического обслуживания оборудование теплового пункта может прийти в негодность или выйти из строя.

В то же время, существуют подводные камни при проектировании всего оборудования ИТП. Дело в том, что в отечественных условиях температура в подающем трубопроводе централизованной сети часто не соответствует нормируемой, которую указывает теплоснабжающая организация в технических условиях, выдаваемых для проектирования.

При этом разница в официальных и реальных данных может быть довольно существенной (например, в реальности поставляется теплоноситель с температурой не более 100˚С вместо указанных 150˚С, или наблюдается неравномерность температуры теплоносителя со стороны внешних сетей по времени суток), что соответственно, влияет на выбор оборудования, его последующую эффективность работы и, в итоге, на его стоимость. По этой причине рекомендуется при реконструкции ИТП на этапе проектирования, проводить замеры реальных параметров теплоснабжения на объекте и учитывать их в дальнейшем при расчетах и выборе оборудования. При этом из-за возможного несоответствия параметров, оборудование стоит проектировать с запасом в 5-20 %.

Реализация на практике индивидуального теплового пункта для многоквартирного дома

Первые современные энергоэффективные модульные ИТП в Украине были установлены в Киеве в период 2001 - 2005 гг. в рамках реализации проекта Всемирного банка «Энергосбережение в административных и общественных зданиях». Всего было смонтировано и запущено в работу 1 173 ИТП.

Видео. Реализованный проект с применением индивидуального теплового пункта в многоквартирном жилом доме, экономия до 30% на отоплении

Модернизация теплового пункта - одно из условий повышения энергоэффективности здания в целом. В настоящее время кредитованием внедрения данных проектов занимается ряд украинских банков, в том числе и в рамках государственных программ. Подробнее об этом можно прочитать в предыдущем номере нашего журнала в статье «Термомодернизация: что именно и за какие средства ».

На данный момент реализовано более десятка крупных проектов по установке ИТП во многих городах Украины с привлечением различных источников финансирования. Инсталляция и применение индивидуальных тепловых пунктов приводит не только к повышению эффективности использования тепловой энергии, но и к значительной его экономии, что в современных реалиях делает нашу страну более независимой от других государств-поставщиков энергоресурсов.

Читайте статьи и новости в Telegram-канале AW-Therm . Подписывайтесь на YouTube-канал .

Просмотрено: 206 742

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.
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 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.

Автоматизированная система управления индивидуальным тепловым пунктом (ИТП) предназначена для управления процессом теплоснабжения и горячего водоснабжения жилого многоэтажного дома.

Цели внедрения

Повышение надежности, качества и экономичности теплоснабжения и горячего водоснабжения жилого дома за счет:

оптимизации температурного режима теплоснабжения

предотвращения аварий и снижения ущерба от возможных аварий в тепловом пункте жилого дома вследствие автоматической диагностики аппаратных и программных средств системы, перехода к «безлюдной» технологии управления, уменьшения влияния «человеческого» фактора.

Функции системы

Измерение сигналов с аналоговых и дискретных датчиков ИТП, формирование управляющих дискретных сигналов на исполнительные механизмы ИТП (насосы, регулирующие клапаны)

Автоматическое управление насосами циркуляции отопительной воды на жилые и офисные помещения, циркуляционными насосами ГВС, насосом подпитки системы отопления:

защита насосов от «сухого хода»

автоматический ввод резервного насоса

попеременная работа основного и резервного насоса для обеспечения равномерной выработки их ресурсов

включение и отключение насоса подпитки системы отопления по дискретным сигналам датчика – реле давления (низкое/высокое давление в системе отопления)

включение и отключение насосов по программе

управление регулирующими клапанами с кнопочного поста управления, размещаемого на лицевой панели шкафа автоматики

Автоматическое регулирование температур отопительной воды на жилые и нежилые помещения дома с коррекцией по температуре наружного воздуха

Автоматическое регулирование температуры системы горячего водоснабжения

Вывод (отображение) на жидкокристаллическом экране панели оператора шкафа автоматики измеряемых и настроечных аналоговых и дискретных параметров, сигнализаций, виртуальных кнопок управления оборудованием ИТП.

Архитектура

1-й уровень включает в себя аналоговые и дискретные датчики (датчики температуры, давления, датчики положения и состояния оборудования ИТП), исполнительные механизмы (регулирующие клапаны, насосы) 2- уровень представлен шкафом автоматики ИТП на базе микропроцессорного контроллера DevLink ® -C1000 и модулей ввода/вывода аналоговых и дискретных сигналов.

Структурная схема АСУ ТП ИТП жилого дома

Компоненты системы

Аналоговые (датчики температуры и давления) и дискретные датчики («сухой контакт»)

Исполнительные механизмы (насосы, регулирующие клапаны)

Шкаф автоматики ИТП с микропроцессорным контроллером DevLink-C1000 и MDS-модулями ввода/вывода аналоговых и дискретных сигналов

Программное обеспечение контроллера.

Информационная мощность системы

аналоговых измерительных каналов – 10

дискретных измерительных каналов – 45

контуров регулирования – 3

каналов управления насосами – 7.

Отличительные особенности

реализация информационно-вычислительных и управляющих функций с применением типовых проектных решений фирмы «КРУГ» для объектов ЖКХ

применение серийно выпускаемого микропроцессорного контроллера DevLink ® -C1000 .

Система функционирует в г. Раменское Московской области в домах №26-№30 по ул. Чугунова. Внедрение системы обеспечило надежное, качественное и экономичное теплоснабжение и горячее водоснабжение жилого дома за счет автоматизации функций контроля и управления технологическими процессами и перехода к «безлюдной» технологии управления.

На базе средств автоматизации ОВЕН специалистами компании «Приборы контроля и Привод» разработана автоматизированная система управления индивидуальными тепловыми пунктами жилого комплекса в Перми. Подача горячей и холодной воды в четыре 25-этажные высотки контролируется с помощью таких приборов , как программируемый логический контроллер , модули ввода-вывода , панели оператора .

Особенности автоматизации ИТП

Индивидуальные тепловые пункты – это сложные технологические объекты со множеством контролируемых и измеряемых параметров, а также различными контурами регулирования. За ними необходимо постоянно наблюдать, а силами одного обслуживающего персонала, без соответствующей автоматики, за всем уследить сложно. Ведь зачастую на аварийную ситуацию оператор реагирует с большим опозданием. В результате масштабы аварии могут оказаться весьма значительными, да и разобраться в ее причинах в таких случаях очень сложно. Все это причиняет ущерб делу, оборачивается неоправданно большими материальными затратами для обслуживающей организации. Например, превышение давления может привести к разрыву трубопровода, превышение температуры – к увеличению расходов на теплоносители, авария насоса в зимнее время – к замерзанию трубопровода.

Только создание автоматизированной системы управления позволяет обеспечить на индивидуальных тепловых пунктах безопасную работу оборудования, дает возможность оперативно выявлять аварийные и предаварийные ситуации, сулит экономическую выгоду благодаря значительному сокращению затрат на обслуживание и использование трудовых ресурсов.

Перечислим главные цели создания АСУ:

Оперативное и достоверное получение информации об объекте в режиме реального времени;

Контроль состояния технологического оборудования;

Оперативное выявление аварийных и предаварийных ситуаций;

Возможность контроля всех технологических параметров объектов из диспетчерского пункта благодаря удаленной диспетчеризации.

При этом к создаваемой системе предъявляется ряд достаточно жестких требований. АСУ должна:

Работать круглосуточно в режиме реального времени в соответствии с режимом работы технологического оборудования;

Быть наращиваемой, то есть в случае необходимости позволять подключать дополнительные параметры и объекты;

Быть простой и удобной для производственного персонала;

Обладать возможностями для развития и модернизации.

В качестве примера рассмотрим автоматизированную систему индивидуальных тепловых пунктов, которая была разработана и реализована специалистами компании ООО «Приборы контроля и Привод» в одном из жилых комплексов города Перми. Жилой комплекс состоит из четырех 25-этажных домов и двух индивидуальных тепловых пунктов – из расчета один ИТП на два дома. Блок-схема системы представлена на рис. 1.

Рис. 1. Блок-схема АСУ ИТП

В каждом индивидуальном тепловом пункте контролируются следующие параметры:

Температура и давление ГВС и ХВС в подающем и обратном трубопроводах;

Температура и давление воды на нижней и верхней зонах отопления;

Наличие напряжения;

Состояние циркуляционных, подпиточных и пожарных насосов (вкл./выкл./авария);

Управление насосами ХВС.

Выбор средств автоматизации

Сегодняшний рынок программно-технических средств автоматизации настолько обширен и богат, что в большинстве случаев оптимально выбрать необходимое оборудование довольно сложно. Но, как всегда, главным остается вопрос соотношения цены и качества. И в этом плане продукция российского производителя выглядит наиболее привлекательно, ведь цены на российские изделия значительно ниже, чем на зарубежные. работает на рынке средств автоматизации более двадцати лет и зарекомендовала себя как поставщик надежной и высокотехнологичной продукции, которая применяется в самых разных распределительных системах – от наиболее простых до весьма сложных. Немаловажно и то, что компания имеет свои представительства, сервисные и инженерные центры во всех регионах России, где можно в любой момент, как по телефону, так и явочным порядком, получить исчерпывающие консультации по установке, программированию и наладке оборудования.

Поэтому в основу автоматизированной системы управления ИТП были положены главным образом средства автоматизации ОВЕН, а именно: программируемый логический контроллер , модули ввода/вывода , панели оператора , блоки питания. Среди оборудования других производителей назовем GSM модем – Siemens mc35i, датчики давления СДВ.

Программное обеспечение разработано с использованием SCADA-системы MasterScada. Видеокадр главной мнемосхемы представлен на рис. 2. В SCADA-системе реализована сигнализация отклонения параметров от нормы с записью в архивный журнал сообщений, архивирование параметров системы с возможностью просмотра трендов по каждому измерительному каналу, управление технологическим оборудованием.

Рис. 2. АРМ оператора. Мнемосхема ИТП

Во втором ИТП установлена панель оператора производства ОВЕН. В панели реализованы те же функции, что и на автоматизированном рабочем месте оператора: мониторинг технологических параметров, управление насосами ХВС, просмотр трендов технологических параметров, ведение журнала аварий.

Наладка автоматической системы

В 2011 году была запущена автоматизированная система первого индивидуального теплового пункта, в результате чего отпала необходимость в постоянном присутствии обслуживающего персонала. Вся информация об авариях или отклонениях системы доставляется обслуживающей организации с помощью СМС и звонков. Кроме того, можно контролировать технологические параметры с помощью СМС-запросов или удаленно с другого рабочего места. Например, если требуется запустить или остановить насосы, оператор включает или отключает их с помощью СМС или с АРМ оператора. Появилась возможность архивирования технологических параметров, анализа данных и работы оборудования.

Опыт успешной работы по внедрению АСУ позволил в начале 2012 года осуществить ее расширение, а именно подключить второй ИТП. Так как система обладает возможностью модернизации и наращивания, то подключение второго индивидуального теплового пункта было выполнено быстро и оперативно.