Внедрение систем автоматического регулирования отпуска тепла при зависимой системе отопления сарзсо
Обновлено: 18.05.2024
О возможностях регулирования элеваторных узлов систем отопления
В современных системах централизованного теплоснабжения (ЦТ) России принят метод центрального качественного регулирования. Этот метод применяется как на источнике тепла, так и непосредственно в отопительных системах и заключается в регулировании тепловой нагрузки изменением температуры подающей воды в зависимости от температуры наружного воздуха, т.е. поддержанием требуемого температурного графика.
Температурный график местных систем отопления обусловлен требованиями безопасности людей и принятыми особенностями присоединения отопительных приборов. При этом расход воды в системах отопления должен оставаться постоянным. Качество отопления для таких систем определяется точностью поддержания температурного графика.
График тепловых сетей от источника тепла обуславливается экономичностью выработки и транспортировки тепловой энергии. Он, как правило, выше графика в местных системах, и его поддержание производится в соответствии со средней температурой наружного воздуха за некоторый интервал регулирования. Это работа по так называемому диспетчерскому графику. Кроме того, регулирование отпуска тепла в системах ЦТ производится по суммарной нагрузке отопления и ГВС, что приводит к необходимости выдерживания излома температурного графика при положительных температурах наружного воздуха, связанного с необходимостью нагрева водопроводной воды.
Режимы работы систем теплоснабжения и способы автоматического регулирования подачи тепла на отопление при указанных условиях определяются схемами присоединения систем отопления к тепловым сетям.
При независимой схеме присоединения через теплообменник обеспечение поддержания температурного графика в отопительной системе производится достаточно просто, путем установки на подаче сетевой воды перед теплообменником регулятора температуры воды внутреннего контура отопления. Обеспечение внутреннего графика производится за счет изменения расхода сетевой воды, подаваемой на отопительный подогреватель.
Однако наиболее широкое распространение получили зависимые схемы присоединения систем отопления через элеваторы (струйные насосы) [1]. Объясняется это, главным образом, исключительной надежностью, простотой, и дешевизной элеватора как смесительного устройства, особенностью которого является независимость коэффициента смешения от располагаемого перепада давлений в точке его присоединения. Иными словами, коэффициент смешения элеватора не зависит от гидравлического режима во внешней тепловой сети.
В системах ЦТ установка элеваторов обуславливается также наличием значительных располагаемых напоров для потребителей. Такие избыточные напоры все равно принято снижать установкой дроссельных диафрагм, и применение элеваторов оказывается оправданным.
Как уже отмечалось, центральное качественное регулирование в системах ЦТ производится по суммарной нагрузке отопления и ГВС. При этом на тепловых пунктах предусматривается присоединение как систем отопления, так и подогревателей ГВС, оснащенных регуляторами температуры нагреваемой водопроводной воды. При таких условиях в тепловой сети имеет место переменный гидравлический режим и расход воды на отопление не остается постоянным. Стабилизировать расход воды на отопление возможно установкой перед элеваторами регуляторов расхода воды на отопление (перепада давлений на элеваторе).
При графике регулирования по суммарной нагрузке необходим также излом температурного графика при положительных температурах наружного воздуха и низких температурах сетевой воды, требуемых для отопления. Излом температурного графика обуславливается необходимостью нагрева водопроводной воды до требуемых по нормам значений 60-65 ОС. Отопительный температурный график 150/70 ОС с корректировкой по условиям регулирования для суммарной нагрузки приведен на рис. 1.
При изломе графика на элеваторные узлы подается вода с более высокой температурой, чем требуется для графика местной системы отопления, что при постоянном коэффициенте смешения приводит к повышению температуры внутри помещений и перерасходу тепла на отопление даже при установке в системе отопления регулятора постоянства расхода воды.
Кроме того, как показывают расчеты, определение параметров элеватора на один (расчетный) температурно-гидравлический режим не обеспечивает поддержания внутренней температуры также и в диапазоне температурного графика, соответствующего качественному регулированию отпуска тепла. Изменение температуры воздуха в отапливаемых помещениях в зависимости от температуры наружного воздуха при определении конструктивных параметров элеватора для расчетной температуры наружного воздуха приведено на рис. 2. Расчеты проводились для системы отопления с элеваторным смешением для расчетного режима, соответствующего tM=-28 ОС, что в Москве является расчетной температурой при проектировании систем отопления. Массовый расход сетевой воды на отопление принимался постоянным и равным расчетному значению.
Такое положение объясняется тем, что параметры элеватора (диаметры выходного сечения сопла и камеры смешения) рассчитываются для определенных условий (плотности сетевой воды и объемных расходов), и расчетный коэффициент смешения элеватора будет достигаться только при этих условиях. При отклонении значений температур и плотности прямой сетевой воды от расчетного для элеватора значения, изменятся расходы воды через сопло, линию подмешивания и диффузор элеватора. При этом расход воды через диффузор равен расходу воды в местной системе отопления. Таким образом, расчетный режим работы элеватора определяется температурой воды в подающей линии тепловой сети, а значит, температурой наружного воздуха.
Приведенный на рис. 2 график зависимости температуры внутреннего воздуха в помещениях от температуры наружного воздуха позволяет сделать вывод о том, что регулирование элеваторных узлов (узлов смешения) требуется не только на диапазоне излома температурного графика, но и на всем диапазоне изменения наружных температур.
Как показывают проведенные расчеты, перерасход тепла на отопление при зависимом присоединении на диапазоне излома температурного графика для различных климатических условий может составлять 5-13% годового отпуска тепла для этой нагрузки.
Радикальным решением проблемы регулирования подачи тепла на отопления в этих условиях является переход на независимую схему с установкой соответствующего отопительного теплообменника. Такое предложение позволяет повысить надежность теплоснабжения за счет упрощения гидравлического режима внешней тепловой сети и обеспечения защиты потребителей от гидравлического удара. Однако реализация рассматриваемой схемы требует значительных затрат и дополнительного расхода электроэнергии на насос отопления, а размещение необходимого оборудования и обвязки в существующих зданиях не всегда возможно.
С учетом последнего целесообразно рассмотреть другие варианты регулирования отпуска тепла на отопление.
Элеватор с регулятором расхода воды на отопление. Основным условием регулирования подачи тепла на отопление зданий является постоянство расхода воды через систему отопления.
Любое изменение расхода воды через систему отопления по сравнению с расчетным значением как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения неизбежно вызовет отклонение внутренней температуры в помещениях от требуемой. Кроме того, значительное снижение расхода воды через широко применяемую однотрубную систему отопления может вызвать вертикальную (поэтажную) разрегулировку системы.
Поэтому при наличии нагрузки ГВС и переменном гидравлическом режиме тепловой сети в случае центрального качественного регулирования отпуска теплоты элеваторные узлы необходимо оснащать хотя бы регулятором расхода воды в местной системе отопления. Схема такого узла смешения приведена на рис. 3.
Однако отпуск тепла при постоянном расходе воды на отопление зависит от температуры в подающей линии. Рассматриваемая схема регулирования не обеспечивает поддержания температуры после элеватора, что приводит к отклонению подачи тепла на отопление от расчетной величины при несоблюдении по разным причинам температурного графика, и особенно в диапазоне его излома.
Применение элеватора с регулируемым соплом. Некоторое время назад широко предлагался способ регулирования, заключающийся в изменении площади выходного сечения сопла элеватора посредством вдвигаемой в него иглы [1] (элеватор с изменяемым сечением сопла). Такие элеваторы предполагалось использовать для регулирования подачи тепла на отопление в диапазоне излома температурного графика. Схема узла смешения с элеватором, оснащенным регулятором с иглой, приведена на рис. 4.
Регулирование температуры после элеватора основано на том, что при вдвигании иглы в сопло площадь его выходного сечения уменьшается. Это ведет к возрастанию коэффициента инжекции (смешения) и снижению температуры смешанной воды за элеватором, скажем, до требуемой по отопительному графику величины. Однако при таком регулировании расход воды в местной системе не остается постоянным (снижается), поскольку при этом возрастает сопротивление сопла, а значит, и всего контура, образованного проточной частью элеватора и системой отопления, что при заданном значении перепада давления на вводе ведет к снижению расхода воды через указанный контур. Таким образом, отпуск теплоты станет меньше требуемого. Кроме того, при глубоком регулировании возможна поэтажная разрегулировка системы отопления.
Из сказанного следует, что применения только регулятора расхода или системы регулирования типа «сопло - игла» недостаточно для регулирования отпуска тепла на отопление в диапазоне излома температурного графика. Иными словами, одним регулятором, будь то регулятор расхода или регулятор температуры (в данном случае игла), не удается поддержать требуемый отпуск тепла на отопление.
Схема с корректирующим насосом. Другая схема регулирования тепловой нагрузки местной системы отопления в диапазоне излома графика предусматривает в дополнение к элеватору установку корректирующего центробежного насоса. При этом насос может устанавливаться на линии смешения элеватора или включаться в линию, параллельную линии смешения элеватора между обратной и подающей линиями [2] (рис. 5). В таких схемах корректирующий насос должен дополняться двумя регуляторами: регулятором температуры, обеспечивающим снижение температуры воды перед элеватором до требуемой по отопительному графику величины, и регулятором расхода в местной системе отопления.
При правильных подборе и настройке соответствующих авторегуляторов такая схема позволяет регулировать (снижать) отпуск тепла как в диапазоне излома, так и во всем диапазоне температур наружного воздуха. Кроме этого, она совмещает достоинства схем с элеваторным и насосным смешением. В частности, при останове внешней сети циркуляция воды в местной системе отопления может поддерживаться центробежным насосом. В то же время применение дополнительного смесительного насоса и регуляторов удорожает и усложняет схему, а необходимость подвода электроэнергии повышает эксплуатационные расходы. Исходя из последнего условия, включение корректирующего насоса производится только в диапазоне излома графика.
Схемы элеваторных узлов с двумя взаимосвязанными регуляторами. Известна также схема регулирования подачи тепла на отопление с элеваторным присоединением, предложенная в [3]. Решение состоит в применении двух взаимосвязанных регуляторов, один из которых устанавливается на подающей линии перед элеватором, а другой - на линии смешанной воды за элеватором. Предполагается синхронное срабатывание регулирующих клапанов по отклонению температуры воздуха в помещениях.
Если в точке подключения к тепловой сети имеется достаточный избыточный перепад давления, то при определенном соотношении сопротивлений регулирующих клапанов при заданной температуре наружного воздуха можно добиться требуемого коэффициента смешения при поддержании постоянства расхода воды в местной системе отопления (расхода смешанной воды). Диапазон изменения сопротивлений регулирующих клапанов и их начальные значения, соответствующие условиям для температуры начала излома графика, можно подобрать таким образом, что требуемый коэффициент смешения будет обеспечиваться на большей части диапазона излома при поддержании расчетного расхода воды в местной системе. Приведенная схема, на наш взгляд, имеет следующие серьезные недостатки.
Во-первых, регулирование осуществляется по отклонению температуры воздуха в помещении (помещениях) отапливаемого здания, что
связано с трудностями выбора представительного помещения (помещений).
Во-вторых, такая схема требует выработки двух взаимосвязанных синхронных сигналов на два исполнительных органа, обеспечивающих требуемое изменение температуры воды после элеватора при поддержании постоянства расхода в местной системе, что непросто реализовать в регулирующем приборе.
В-третьих, отсутствует прямой контроль за расходом воды в контуре отопления (в местной системе).
Схемы с двумя независимыми регуляторами. Более предпочтительной является разработанная в ОАО «ВТИ» схема автоматического регулирования отопительной нагрузки с элеваторным присоединением, включающая два независимых регулятора: расхода и температуры подающей воды после элеватора. При этом регулятор расхода устанавливается на подающей линии перед элеватором. Регулятор температуры может быть установлен как на перемычке, так и за диффузором элеватора [4]. Схема с установкой регулятора температуры на линии смешения приведена на рис. 6.
Регулятор расхода поддерживает заданный (расчетный) расход в местной системе отопления. Регулятор температуры поддерживает требуемое по температурному графику для системы отопления значение температуры смешанной воды за элеватором в зависимости от температуры наружного воздуха.
Изменение температуры смешанной воды за элеватором при заданных температурах в подающей и обратной линиях тепловой сети может быть осуществлено только за счет изменения коэффициента смешения элеватора. При постоянных гидравлических сопротивлениях сопла элеватора и местной системы отопления изменить коэффициент смешения элеватора можно, меняя сопротивление клапана регулятора температуры. Эта особенность и лежит в основе рассматриваемого принципа регулирования.
С уменьшением гидравлического сопротивления клапана регулятора температуры коэффициент смешения возрастает, поэтому по мере роста температуры наружного воздуха регулятор температуры открывается, а регулятор расхода прикрывается для поддержания постоянства расхода смешанной воды. На рис. 7 и 8 приведены зависимости сопротивления регуляторов температуры и расхода для следующих расчетных условий: перепад давления на местной системе отопления 0,4 м; перепад давления на вводе 60 м; перепад давления на регуляторе температуры 3 м.
Таким образом, регулирование отпуска теплоты местной системой отопления осуществляется независимым регулированием двух величин: расхода теплоносителя в местной системе отопления и температуры теплоносителя на входе в местную систему отопления. Тем не менее, такая схема может применяться лишь при значительных по величине соотношениях располагаемых напоров в точке присоединения к тепловой сети и расчетных перепадах давления на местных системах отопления. Это потребители вблизи источников тепла и/или с малыми нагрузками отопления. При недостаточной величине указанного соотношения не удается получить требуемое увеличение коэффициента смешения, и необходимое регулирование нагрузки отопления может производиться лишь на части диапазона излома графика.
Аналогичные ограничения по располагаемым напорам в сети и на системах отопления имеют место при использовании в качестве регулятора температуры элеватора с регулирующей иглой, которая при ее входе в сопло уменьшает его проходное сечение, увеличивая тем самым коэффициент смешения элеватора. Расход воды в системе отопления, так же как и для предыдущей схемы, поддерживается регулятором расхода в местной системе.
Схема с регулируемым элеватором и двумя независимыми регуляторами. Обеспечить регулирование отпуска тепла во всем диапазоне излома температурного графика тепловой сети при низких значениях располагаемых напоров в точке присоединения возможно, использовав дополнительно к регуляторам расхода и температуры элеватор с регулируемым сечением сопла (рис. 9). Вдвигаемая в сопло игла здесь будет воздействовать на коэффициент смешения элеватора так же, как и изменение сопротивления регулятора температуры.
Проведенные расчеты показывают, что такая схема позволяет достичь того же эффекта по обеспечению температурного графика, что и схема с двумя регуляторами, при значительно более низких располагаемых перепадах на вводе. Это объясняется однонаправленным действием регулятора температуры и вдвигаемой в сопло иглы, а также тем, что игла, вдвигаясь в сопло и увеличивая коэффициент смешения, одновременно снижает расход прямой сетевой воды через сопло, работая в дополнение к регулятору расхода.
Рассматриваемая схема позволяет обеспечить требуемые температуру и массовый расход сетевой воды на входе в местную систему отопления на всем протяжении отопительного периода при сравнительно небольших значениях располагаемого перепада давления на вводе. Например, при расчетном перепаде давления на местной системе отопления 1,5 м требуемый перепад давления на вводе (на элеваторе) составит около 45 м (рис. 10).
Это существенно расширяет область возможного применения предлагаемой схемы автоматизации элеваторных узлов по сравнению со схемой, оснащенной только двумя регуляторами, и делает технически возможным регулирование подачи тепла на отопление при его независимом присоединении.
1. В существующих системах теплоснабжения при центральном качественном регулировании по суммарной нагрузке отопления и ГВС и наличии зависимого присоединения систем отопления обеспечение регулирования подачи тепла на отопление позволяет получить значительную (до 5-13%) годовую экономию тепловой энергии, в основном в диапазоне излома температурного графика.
2. Существующие схемы регулирования элеваторных узлов не обеспечивают поддержания требуемого отпуска тепла на отопление или связаны с дополнительными затратами на оборудование, а также затратами электроэнергии на устанавливаемые насосы.
3. Приведены возможные способы (схемы) регулирования элеваторных узлов систем отопления без использования насоса смешения путем установки двух независимых регуляторов и оборудования элеваторов (при необходимости) соплом с регулирующей иглой. Такие схемы обеспечивают поддержание температурного графика в местных системах при постоянстве расхода воды на отопление.
1. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: учебник для вузов. - М.: Издательский дом МЭИ, 2006.
2. Громов Н.К. Абонентские устройства водяных тепловых сетей. - М.: Энергия, 1979.
Ошибки при внедрении автоматизированных узлов управления систем отопления в Москве (2008–2009 годы)
С принятием Федерального закона от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» возрастает значение энергосбережения в жилых зданиях, особенно мероприятий, позволяющих не только автоматизировать, но и снизить потребление тепловой энергии многоквартирными домами, а также оптимизировать распределение тепла между потребителями в доме. Такими мероприятиями являются установка автоматизированных узлов управления систем отопления (далее – АУУ) вместо тепловых или элеваторных узлов, установка балансировочных клапанов на стояках систем отопления и термостатических клапанов на подводках к отопительным приборам.
Предпосылки внедрения АУУ
Впервые понятие АУУ появилось еще в 1995 году, когда в МНИИТЭПе была разработана и утверждена концепция «Современные энергосберегающие системы теплоснабжения и отопления зданий в массовом строительстве Москвы» и программа ее реализации. В дальнейшем внедрение АУУ было прописано в новой редакции МГСН 2.01–99 «Энергосбережение в здании», затем 27 апреля 2002 года состоялось заседание Комплекса архитектуры города Москвы, на котором, кроме прочих, рассмотрели вопрос «О типовых технических решениях по оснащению строящихся жилых домов автоматизированными узлами управления систем отопления».
В 2008 году ГУП «МосжилНИИпроект» совместно с ООО «Данфосс» был составлен альбом «Автоматизированные узлы управления» с использованием технических решений типового проекта, а в мае 2008 года теплоснабжающая организация ОАО «МОЭК» провела два совещания с участием проектировочных и подрядных организаций по монтажу АУУ по вопросам проектирования и разработки технических условий для привязки типового проекта установки АУУ при капитальном ремонте жилых домов программы 2008–2014 годов.
С августа 2008 года началось массовое внедрение (монтаж) АУУ в жилых домах взамен элеваторных и тепловых узлов, и в настоящее время в Москве численность жилых домов с установленными АУУ достигает 1000 зданий, что составляет примерно 3 % жилых зданий города.
Принцип действия и преимущества применения АУУ
Что представляет из себя АУУ, устройство и принцип его действия описывались неоднократно в работах М. М. Грудзинского, С. И. Прижижецкого и В. Л. Грановского, в том числе в [1, 2]. Кроме того, аналогичный принцип работы оборудования используется в ЦТП ОАО «МОЭК» (ранее – в тепловых пунктах ГУП «Мосгортепло») в системе автоматического регулирования зависимой системы отопления (САРЗСО), но только для переходных режимов осенью и весной.
Если коротко, то АУУ – это совокупность устройств и оборудования, обеспечивающих автоматическое регулирование температуры и расхода теплоносителя на вводе в каждое здание точно в соответствии с заданным для этого здания температурным графиком или в соответствии с потребностями жителей.
К преимуществу АУУ в сравнении с тепловыми и элеваторными узлами, имеющими фиксированное сечение проходного отверстия (сопла элеватора, дроссельной диафрагмы), через которое теплоноситель поступает во внутридомовую систему отопления, относится возможность изменения количества подаваемого теплоносителя в зависимости от температуры воды в подающем и обратном трубопроводах системы отопления с коррекцией по температуре наружного воздуха в соответствии с температурным графиком.
В отличие от элеваторных узлов, устанавливаемых на каждой секции дома, АУУ монтируется, как правило, один на здание (если в доме 2 тепловых ввода, то устанавливаются 2 АУУ), при этом присоединение выполняется после узла учета тепловой энергии системы отопления (при его наличии).
Принципиальная схема и вид АУУ в аксонометрии представлена на рис. 1, 2 (по материалам ООО «Данфосс»). Возможны конструктивные варианты, обусловленные схемой присоединения к тепловой сети, гидравлическими режимами на тепловом вводе, конкретной конструкцией системы отопления здания и условиями эксплуатации (всего 12 типовых решений).
Примерная схема АУУ предусматривает: 1 – электронный блок (щит управления); 2 – датчик температуры наружного воздуха; 3 – датчики температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах; 4 – клапан регулятора расхода с редукторным приводом; 5 – клапан регулятора перепада давления; 6 – фильтр; 7 – циркуляционный насос; 8 – обратный клапан.
Как видно из схемы, АУУ принципиально состоит из трех частей: сетевой, циркуляционной и электронной.
Сетевая часть АУУ включает клапан регулятора расхода теплоносителя с редукторным приводом, клапан регулятора перепада давления с пружинным регулирующим элементом и фильтр.
Циркуляционная часть АУУ включает циркуляционный (смесительный) насос и обратный клапан. В качестве насосов смешения устанавливаются два насоса фирмы Grundfos (или другие типы насосов, удовлетворяющие требованиям АУУ), которые работают попеременно по таймеру с цикличностью 6 ч. Контроль за работой насосов осуществляется по сигналу датчика перепада давлений, установленного на насосах.
Электронная часть АУУ включает электронный блок (щит управления), обеспечивающий автоматическое управление тепломеханическим и насосным оборудованием с целью поддержания заданного температурного графика и гидравлического режима в системе отопления здания, карту ECL (предназначена для программирования контроллера теплового режима), датчик температуры наружного воздуха (устанавливается на северной стороне фасада здания), датчики температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах и редукторный электропривод клапана регулирования расхода теплоносителя в сетевой части АУУ.
Ошибки при внедрении АУУ
Основной темой данной статьи являются ошибки, допускаемые при планировании работ, проектировании и монтаже АУУ в Москве, которые свели на нет всю проделанную работу и не позволили получить запланированные показатели по энергоэффективности и энергосбережению. На протяжении полутора лет установленные АУУ практически не использовались по назначению либо использовались неэффективно, дорогостоящее оборудование зачастую простаивало в отключенном состоянии, а теплоноситель поступал во внутридомовые системы отопления через недемонтированные элеваторы.
Конечно, многие из ошибок в дальнейшем были исправлены, а работа АУУ налажена, однако ошибок можно было не допустить при правильной организации работ на всех стадиях процесса.
Так что же это были за ошибки?
1. На стадии планирования и организации работ.
При выборе технического решения, в нарушение требований МГСН 2.01–99 «Энергосбережение в зданиях» (п. 4.2.1.) не осуществлялось технико-экономическое сопоставление вариантов: 1) установка АУУ от распределительных сетей ЦТП или 2) устройство ИТП от городских магистральных теплопроводов и сетей водопровода. В результате при установке АУУ происходило дублирование функций оборудования, установленного в ЦТП, что противоречит «Правилам технической эксплуатации тепловых энергоустановок» Ростехнадзора РФ (п. 9.1.2.), а монтаж АУУ и балансировочных клапанов приводил к увеличению гидравлического сопротивления в системе и необходимости замены (реконструкции) тепломеханического оборудования ЦТП. Однако реконструкция ЦТП не предусматривалась, а АУУ внедрялись не кустовым методом, начиная с концевых домов, а некомплексно, только в отдельных зданиях в начале или середине привязки к ЦТП. Как следствие, некомплексная установка АУУ нарушала установившийся гидравлический и тепловой баланс во внутриквартальных тепловых сетях, приводила к ухудшению работы систем отопления большинства присоединенных строений и вызывала необходимость проведения дорогостоящей тепловой наладки (с расчетом диаметров сопел элеваторов и дроссельных диафрагм, их установкой на вводно-распределительных узлах и последующей корректировкой (заменой) в процессе эксплуатации в отопительный период.
2. На стадии проектирования:
– отсутствовали рабочие проекты, нередко вместо рабочих проектов использовались выкопировки из типового проекта без расчетов, подбора и привязки оборудования к местным условиям, что приводило к ошибочным решениям при выборе и установке оборудования и, как следствие, к нарушениям режимов теплоснабжения при его работе;
– выбранные схемы монтажа АУУ не соответствовали требуемым, что сразу негативно отражалось на теплоснабжении. Например, в трех жилых домах ЗАО в результате демонтажа элеваторного узла и применения в зависимой системе отопления схемы АУУ, предназначенной для независимых систем без узла смешения, был нарушен проектный температурный график работы системы (95–70 °С) и в отопительные приборы поступил первичный перегретый теплоноситель с температурным графиком (150/70 °С), что привело к перегреву ближайших по ходу теплоносителя жилых помещений и к нарушению циркуляции теплоносителя в концевых стояках (недогреву помещений, расположенных на концевых стояках). Эксплуатация системы в таком режиме была чревата ожогами жителей при прикосновении к приборам и трубопроводам. Только своевременное вмешательство помогло устранить эту ошибку до наступления холодов;
– выданные технические условия (ТУ) не соответствовали фактическим параметрам: например, в ТУ и проекте указывался график 150/70 °С вместо фактического 105/70 °С, что повлекло неправильный выбор схемы АУУ. Также при выдаче технических условий для АУУ не учитывалось то, что в ходе капитального ремонта системы отопления реконструировались (изменялись схемы с однотрубной на двухтрубную, диаметры разводящих трубопроводов и стояков, площади нагрева отопительных приборов и т. п.), при этом расчет АУУ производился для системы отопления до реконструкции.
3. На стадии монтажа и ввода в эксплуатацию:
– ошибочно было выбрано время для монтажа: АУУ зачастую монтировались уже в зимний период после окончания других работ, что приводило к жалобам жителей на несвоевременный пуск тепла, частые отключения отопления, к нарушениям температурного режима;
– напрасно отказывались от установки АУУ в случаях, когда в ходе капитального ремонта на стояках систем ЦО были установлены балансировочные клапаны. Их установка приводила к резкому увеличению гидравлического сопротивления в системах, а при отсутствии АУУ с насосным оборудованием и непроведении работ по замене насосов в ЦТП в таких жилых домах и соседних по привязке домах в отопительный период сразу возникали проблемы с теплоснабжением;
– датчики температуры наружного воздуха монтировались не на северной стороне здания, что приводило к некорректной настройке теплового режима из-за влияния солнечной радиации на датчик (его нагрев);
– работа АУУ осуществлялась во внештатном ручном режиме и не была переведена в автоматический режим;
– отсутствовали документы и карты ECL в связи с тем, что монтажная организация не передала их управляющей компании;
– отсутствовало резервное питание АУУ, что в случае отключения электроэнергии могло привести к остановке системы ЦО;
– не проводились регулировочно-наладочные работы и обесшумливающие мероприятия;
– отсутствовало техобслуживание АУУ.
Вследствие указанных ошибок и нарушений, в домах с установленными АУУ возникали многочисленные жалобы жителей на непрогревы системы отопления и шум от работы оборудования.
Все описанное выше стало возможным из-за плохой организации работ, отсутствия должного контроля со стороны заказчика за всеми стадиями процесса внедрения АУУ. Автор надеется, что опубликованная статья поможет избежать подобных ошибок в дальнейшем как в Москве, так и в других городах.
При внедрении АУУ необходимо четко организовать работу проектных организаций, соответствующих строительно-монтажных и ремонтно-эксплуатационных служб, тщательно проверять выданные технические условия на соответствие фактическим данным, вести технический надзор на каждой стадии работ и сразу же после завершения монтажа приступать к техобслуживанию АУУ силами специализированной организации. Иначе простой дорогостоящего оборудования АУУ или его неквалифицированное обслуживание приведет к выходу из строя, утрате техдокументации и к прочим негативным последствиям.
Эффективное применение АУУ
Применение АУУ наиболее эффективно в следующих случаях:
– в домах с абонированными элеваторными узлами системы отопления, непосредственно присоединенными к городским магистральным тепловым сетям;
– в концевых домах по привязке к ЦТП с недостаточным перепадом давления в системе ЦО с обязательной установкой насосов ЦО;
– в домах с газовыми водонагревателями (с децентрализованным горячим водоснабжением) и центральным отоплением.
Устанавливать АУУ следует комплексно, кустовым методом, охватывая все без исключения жилые и нежилые строения, присоединенные к ЦТП.
Монтаж и сдача-приемка в эксплуатацию системы отопления и оборудования АУУ должны вестись одновременно.
Следует отметить, что наряду с установкой АУУ, достаточно эффективными являются следующие мероприятия:
– перевод ЦТП с зависимой схемой присоединения систем отопления на независимую с установкой в тепловом пункте мембранного расширительного бака;
– установка в ЦТП с зависимой схемой присоединения оборудования автоматического регулирования отпуска тепла (САР ЗСО), аналогичного АУУ;
– наладка внутриквартальных сетей центрального отопления с установкой расчетных сопел элеваторов и дроссельных диафрагм на вводно-распределительных узлах зданий;
– перевод тупиковых систем горячего водоснабжения на циркуляционные схемы.
В целом, эксплуатация образцовых АУУ показала, что использование АУУ в совокупности с балансировочными клапанами на стояках системы ЦО, термостатическими вентилями на каждом отопительном приборе и проведением утеплительных мероприятий позволяет экономить до 25–37 % тепловой энергии и обеспечивать комфортные условия проживания в каждом помещении.
Литература
1. Грудзинский М. М., Прижижецкий С. И. Энергоэффективные системы отопления // «АВОК». – 1999. – № 6.
2. Грановский В. Л., Прижижецкий С. И. Система отопления жилых зданий массового строительства и реконструкции с комплексным автоматизированием теплопотребления // «АВОК». – 2002. – № 5.
Please wait.Все иллюстрации приобретены на фотобанке Depositphotos или предоставлены авторами публикаций.
Статья опубликована в журнале “Сантехника” за №3'2010
распечатать статью -->
Регулирование отпуска тепла
Здраствуйте! Передача тепла системами теплоснабжения осуществляется в отопительных приборах внутренних систем теплоснабжения потребителей. По теплоотдаче этих отопительных приборов судят о качестве всего централизованного теплоснабжения. Изменение параметров и расходов теплоносителя в соответствии с фактической потребностью потребителей называется регулированием отпуска тепла.
Регулирование отпуска тепла повышает качество теплоснабжения, сокращает перерасход тепловой энергии и топлива. Существуют следующие методы регулирования: центральное, групповое, местное, и индивидуальное регулирование.
Центральное регулирование — выполняется на теплоисточнике (ТЭЦ, котельной) по тому виду нагрузки,который преобладает у большинства потребителей. Чаще всего, это конечно отопление, либо совместная нагрузка на отопление и горячее водоснабжение. Реже нагрузка на вентиляцию, технологию.
Групповое регулирование — осуществляется в ЦТП (центральных тепловых пунктах) для группы однотипных потребителей, например для многоквартирных домов. В ЦТП поддерживаются необходимые параметры, а именно расход и температура.
Местное регулирование — это регулирование в ИТП (индивидуальных тепловых пунках). Проще говоря, в теплоузлах. Здесь уже проводится дополнительная корректировка с учетом особенностей конкретного потребителя тепла.
Индивидуальное регулирование — это регулирование непосредственно внутренних систем теплоснабжения. То есть стояков, радиаторов, отопительных приборов. Об этом я писал в этой статье .
Суть методов регулирования можно понять из уравнения теплового баланса: Q=Gc*(τ1-τ2)*n/3600=κ*F*Δt*n;
где Q — количество тепла, полученное отопительным прибором от теплоносителя и отданное на нагрев среды, Квтч;
G — расход теплоносителя, кг/ч;
c — теплоемкость теплоносителя, кДж/кг°С;
τ1, τ2 — температуры теплоносителя на входе и на выходе,°С;
Δt — температурный напор между греющей и нагреваемой средой, °С.
Из этого уравнения можно понять, что регулирование тепловой нагрузки возможно несколькими методами, а именно — изменением температуры — качественный метод; изменением расхода — количественный метод; периодическим полным отключением, а затем включением систем теплопотребления — регулирование пропусками.
Качественное регулирование — это изменение температуры при постоянном расходе. Это самый распространенный вид центрального регулирования тепловых сетей. Так например, теплоисточники работают по температурному графику изменения температур теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха.
Количественное регулирование — осуществляется путем изменения расхода теплоносителя при его постоянной температуре в подаче.
Регулирование пропусками, или прерывистое регулирование — это периодическое отключение систем, то есть пропуски подачи теплоносителя. Применяется на практике относительно редко, обычно в начале или в конце отопительного сезона, при сравнительно высокой температуре наружного воздуха.
Вот такие основные виды и методы регулирования отпуска тепла. Буду рад комментариям к статье.
Что такое САРТ?
Что такое САРТ? Зачем она нужна? Какой от нее толк и эффект? Что необходимо сделать для ее установки? Какие существуют варианты реализации этой энергосберегающей технологии?
Итак, САРТ, что же это? Это система автоматического регулирования подачи теплоносителя в контур теплоснабжения зданий и сооружений. Данная система состоит из следующих элементов, я перечислю самые основные, те, которые принимают непосредственное участие в работе системы, это:
- Контроллер;
- Запорно-Регулирующий клапан с приводом;
- Датчики температуры внутри контура объекта;
- Датчик температуры наружного воздуха;
- Циркуляционный насос;
- Реле давления, отвечающее за защиту двигателя от сухого хода.
Принцип действия САРТ следующий: Контроллер, настроенный по заданным контрольным точкам температурного графика в зависимости от температуры наружного воздуха отдает команду запорно-регулирующему устройству на ограничение подачи теплоносителя в систему теплоснабжения здания. Ориентируясь на показания датчиков температуры внутри контура, теплоноситель гоняется циркуляционным насосом до его критического остывания, затем контролер отдаёт команду на открытие клапана и система наполняется теплофикатом из магистрали, повышая свою температуру до заданной верхней отметки в контроллере. Таким образом периодически ограничивается потребление теплоносителя. За счет этого достигается экономия. Размер этой экономии зависит от характера здания, в случае с многоквартирными домами ее % не так велик и основной момент экономии приходится на теплые дни отопительного периода. Если же это объекты непостоянного пребывания людей, то экономия становится весомей, ведь температуру внутри помещения можно снизить до максимально допустимой в те моменты, когда нет людей в помещении, а это нерабочее время, выходные и праздничные дни.
В некоторых случаях данная система не приносит экономии и у нас есть такой опыт. Если система здания не сбалансирована и ее состояние уже далеко от нового, то должного эффекта не добиться. И если теплоснабжающая компания дает разрешение на установку только при настройке контроллера не по температуре наружного воздуха по температуре обратного трубопровода, то привязка идет к параметрам подаваемого теплоносителя, а он не всегда соответствует договорным, а также регулируется в ЦТП.
САРТ интересен не только своей экономией, но и тем что выстраивает комфортную температуру внутри объекта внедрения. Таким образом отпадает необходимость снижать температуру в квартирах путем открывания окон, что на верхних этажах зданий зимой приводит к образованию сосулек и увеличивает вероятность схода снега с крыш. Последствия этого на всем хорошо знакомы.
В среднем % экономии потребления тепловой энергии от внедрения САРТ достигает 30. Соответственно на МКД он ниже 5-15%, на объектах непостоянного пребывания людей достигает до 50%.
Очень важно понимать следующее, что экономия будет достигаться только тогда, когда работает УКУТ и сама система автоматического регулирования. Сами по себе без присмотра они работать без перебоев будут маловероятно, поэтому их в обязательном порядке необходимо обслуживать, то есть следить за их работоспособностью. Настоятельно рекомендуем оснащать и УКУТ и САРТ средствами связь для непрерывного контроля их работоспособности. Только тогда экономия возможна. Существует множество примеров, когда вышедший из строя САРТ превращается в груду железа и выброшенные деньги на ветер. Оборудование должно работать!
Итак, мы познакомились с принципом работы и самой сутью системы, теперь разберем какие действия необходимо выполнить для установки САРТ.
Читайте также: