Что такое тепловой узел и как он устроен. Описание устройства и принципа работы элеваторного теплового узла

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

На территории России обычно используется система центрального отопления многоквартирного дома, теплоноситель в которую поступает от городской котельной или ТЭЦ. При этом водяные контуры обустраивают по разным схемам, поскольку они бывают однотрубными и двухтрубными. Обычно потребителей тепла мало интересуют подобные нюансы, но при необходимости произвести ремонт квартиры и поменять старые батареи на новые современные отопительные радиаторы в подобных тонкостях владельцам жилой недвижимости желательно разбираться.

Индивидуальное отопление в жилых домах

Помимо центрального можно встретить автономное отопление квартиры в многоквартирном доме, обычно такая подача тепла встречается редко и в последние годы устанавливается в новостройках. Также местные системы теплоснабжения используют в частном жилом секторе. При котельную принято располагать или в самом здании в отдельном помещении или поблизости от дома, поскольку требуется регулировать .

Кроме этого в многоквартирных домах используют зависимые отопительные системы. В таком случае теплоноситель транспортируют в квартирные батареи без дополнительного распределения прямо с ТЭЦ. При этом температура воды находится вне зависимости от того, подается она через распределительный пункт или непосредственно потребителям.

Виды систем отопления многоквартирного дома бывают открытыми или закрытыми (детальнее: " ").

В последнем варианте теплоноситель с ТЭЦ или центральной котельной после попадания в распределительный пункт подается раздельно на отопительные радиаторы и на горячее водоснабжение. В открытых системах подобное разделение конструкцией не предусмотрено и подогретая вода для нужд жильцов поставляется с магистральной трубы, поэтому потребители вне отопительного сезона остаются без горячего водоснабжения, что вызывает немало нареканий в адрес коммунальных служб. Читайте также: " ".

Однотрубная отопительная система

Однотрубное теплоснабжение многоквартирного дома имеет массу недостатков, главным среди которых являются значительные потери тепла в процессе транспортировки горячей воды. В данном контуре теплоноситель подают снизу вверх, после чего он попадает в батареи, отдает тепло и возвращается назад в ту же самую трубу. К конечным потребителям, проживающим на верхних этажах, прежде горячая вода доходит в еле теплом состоянии.

Бывают случаи, когда однотрубную систему еще дополнительно упрощают, стараясь увеличить температуру теплоносителя в радиаторах. Для этого батарею врезают напрямую в трубу. В итоге, кажется, что радиатор является ее продолжением. Но от подобного подключения больше тепла получают только первые пользователи системы, а к последним потребителям вода доходит практически холодной (прочитайте также: " "). Кроме этого однотрубное теплоснабжение многоквартирного дома делает невозможной регулировку радиаторов – после уменьшения подачи теплоносителя в отдельной батарее также снижается водоток по всей длине трубы.

Еще одним недостатком такого теплоснабжения является невозможность замены радиатора в отопительный сезон без слива воды со всей системы. В подобных случаях необходима установка перемычек, благодаря чему появляется возможность отключить батарею, а теплоноситель направить по ним.

Не имеет значения, каким образом подключена батарея – к трубе стояка или лежака, теплоноситель имеет постоянную температуру на всем пути его транспортировки по трубам подачи.

Одним из важных преимуществ двухтрубных водяных контуров считается регулировка системы отопления многоквартирного дома на уровне каждой отдельной батареи путем установки на ней кранов с термостатом (прочитайте также: " "). В результате в квартире обеспечивается автоматическое поддержание нужного температурного режима. В двухтрубном контуре доступно использование радиаторов отопления как с подключением нижним, так и с боковым. Также можно применять разное движение теплоносителя - тупиковое и попутное.

Горячее водоснабжение в системах отопления

ГВС в многоэтажных домах обычно является централизованным, при этом вода нагревается в котельных. Подключают горячее водоснабжение от контуров отопления, причем и от однотрубных, и от двухтрубных. Температура в кране с горячей водой по утрам бывает теплой или холодной, что зависит от количества магистральных труб. Если имеется однотрубное теплоснабжение многоквартирного дома высотой в 5 этажей, то при открытии горячего крана сначала в течение полминуты из него пойдет холодная вода.

Причина кроется в том, что ночью редко кто из жильцов включает кран с горячим водоснабжением, и теплоноситель в трубах остывает. В результате наблюдается перерасход ненужной остывшей воды, поскольку она сливается напрямую в канализацию.

В отличие от однотрубной системы в двухтрубном варианте циркуляция горячей воды происходит непрерывно, поэтому вышеописанной проблемы с ГВС там не возникает. Правда, в некоторых домах через систему горячего водоснабжения закольцовывают стояк с трубами – полотенцесушителями, которые даже в летнюю жару горячие.

Многих потребители интересует проблема с ГВС после того, как завершился отопительный сезон. Иногда горячая вода пропадает на длительное время. Дело в том, что коммунальные службы обязаны соблюдать правила отопления многоквартирных домов, согласно которым необходимо производить постотопительные испытания систем теплоснабжения (прочитайте также: " "). Такая работа не выполняется быстро, особенно если обнаружатся повреждения, которые нужно устранить.

Особенности подачи тепла в многоквартирном доме, детали на видео:

Радиаторы для систем отопления многоэтажек

Привычными для многих жильцов многоэтажных домов являются чугунные радиаторы, которые ранее использовались не один десяток лет. При необходимости заменить такую отопительную батарею ее демонтируют и устанавливают аналогичную, которую требует система отопления в многоквартирном доме. Такие радиаторы для централизованных отопительных систем считаются лучшим решением, поскольку они без проблем выдерживают достаточно высокое давление. В паспорте к чугунной батарее указываются две цифры: первая из них говорит о рабочем давлении, а вторая обозначает испытательную (опрессовочную) нагрузку. Обычно это значения - 6/15 или 8/15.

Чем выше жилой дом, тем больше величина рабочего давления. В девятиэтажных зданиях оно достигает 6-ти атмосфер, таким образом, чугунные радиаторы для них подходят. Но когда это 22-этажный дом, то для рабочего функционирования централизованных систем отопления потребуется 15 атмосфер. В таком случае нужны стальные или биметаллические отопительные приборы.

Специалисты не рекомендуют использовать при централизованном отоплении алюминиевые радиаторы - они не способны выдержать рабочего состояния водяного контура. Также профессионалы советуют владельцам недвижимости при проведении капитального ремонта в квартирах в случае замены батарей менять трубы развода теплоносителей на ½ или ¾ дюйма. Обычно они находятся в плохом состоянии и вместо них желательно ставить изделия экопласт.

У некоторых видов радиаторов (стальных и биметаллических) водотоки уже, чем у чугунных изделий, поэтому они забиваются и в дальнейшем теряют мощность. Поэтому в месте подачи теплоносителя в батарею следует установить фильтр, который обычно монтируют перед водомером.

Тепловой узел представляет собой совокупность устройств и приборов, осуществляющих учет энергии, объема (массы) теплоносителя, а также регистрацию и контроль его параметров. Узел учета конструктивно представляет собой совокупность модулей (элементов), подключаемых к системе трубопроводов.

Назначение

Организуется узел учета тепловой энергии для следующих целей:

Контролирование рационального использования теплоносителя и тепловой энергии.
Контролирование тепловых и гидравлических режимов систем теплопотребления и теплоснабжения.
Документирование параметров теплоносителя: давления, температуры и объема (массы).
Осуществление взаимного финансового расчета между потребителем и организацией, занимающейся поставкой тепловой энергией.

Основные элементы

Тепловой узел состоит из комплекта устройств и приборов учета, которые обеспечивают выполнение как одной, так и одновременно нескольких функций: хранение, накопление, измерение, отображение информации о массе (объеме), количестве тепловой энергии, давлении, температуре циркулирующей жидкости, а также времени работы.

Как правило, в качестве прибора учета выступает теплосчетчик, в состав которого входит термопреобразователь сопротивлений, тепловычислитель и первичный преобразователь расхода. Дополнительно теплосчетчик может комплектоваться фильтрами и датчиками давления (в зависимости от модели первичного преобразователя). В теплосчетчиках могут использоваться первичные преобразователи со следующими вариантами измерения: вихревое, ультразвуковое, электромагнитное и тахометрическое.

Устройство узла учета

Состоит узел учета тепловой энергии из следующих основных элементов:

Запорная арматура.
Теплосчетчик.
Термопреобразователь.
Грязевик.
Расходомер.
Термодатчик обратного трубопровода.
Дополнительное оборудование.

Тепловой счетчик

Теплосчетчик - это основной элемент, из которого должен состоять узел тепловой энергии. Его устанавливают на вводе тепла в отопительную систему в непосредственной близости к границе балансовой принадлежности тепловой сети.

При удаленном монтаже от данной границы, дополнительно к показаниям по счетчику добавляют потери (для учета тепла, которое выделяется поверхностью трубопроводов на участке от границы балансового разделения до теплосчетчика).

Функции теплосчетчика

Прибор любого типа должен выполнять следующие задачи:

1. Автоматическое измерение:

Продолжительности работы в зоне ошибок.
Времени наработки при поданном напряжении питания.
Избыточного давления циркулирующей в системе трубопроводов жидкости.
Температуры воды в трубопроводах систем горячего, холодного водоснабжения и теплоснабжения.
Расхода теплоносителя в трубопроводах и теплоснабжения.

2. Вычисление:

Потребленного количества тепла.
Объема теплоносителя, протекающего по трубопроводам.
Тепловой потребляемой мощности.
Разности температуры циркулирующей жидкости в подающем и обратном трубопроводе (трубопроводе холодного водоснабжения).

Запорная арматура и грязевик

Запорные устройства отсекают систему отопления дома от тепловой сети. Грязевик при этом обеспечивает защиту элементов теплосчетчика и тепловой сети от грязи, которая присутствует в теплоносителе.

Термопреобразователь

Данный прибор устанавливается после грязевика и запорной арматуры в наполненную маслом гильзу. Гильза либо посредством резьбового соединения закрепляется на трубопроводе, либо вваривается в него.

Расходомер

Расходомер, установленный в тепловой узел, выполняет функцию преобразователя расхода. На участке измерения (до и после расходомера) рекомендуется устанавливать специальные задвижки, благодаря которым будет упрощено проведение сервисных и ремонтных работ.

Поступив в подающий трубопровод, теплоноситель направляется в расходомер, а затем уходит в отопительную систему дома. Далее охлажденная жидкость возвращается в обратном направлении по трубопроводу.

Термодатчик

Данное устройство монтируется на обратном трубопроводе совместно с запорной арматурой и расходомером. Такое расположение позволяет не только измерять температуру циркулирующей жидкости, но и ее расход на входе и выходе.

Расходомеры и термодатчики подключаются к теплосчетчикам, которые позволяют производить расчет потребленного тепла, хранение и архивацию данных, регистрацию параметров, а также их визуальное отображение.

Как правило, тепловычислитель размещается в отдельном шкафу со свободным доступом. Кроме того, в шкафу можно устанавливать дополнительные элементы: источник бесперебойного питания или модем. Дополнительные устройства позволяют обрабатывать и контролировать данные, которые передаются узлом учета дистанционно.

Основные схемы систем отопления

Итак, прежде чем рассмотреть схемы тепловых узлов, необходимо рассмотреть, какими бывают схемы отопительных систем. Среди них наиболее популярной считается конструкция верхней разводки, при которой теплоноситель протекает по главному стояку и направляется в магистральный трубопровод верхней разводки. В большинстве случаев главный стояк располагается в помещении чердака, откуда идет его разветвление на второстепенные стояки и после чего распределяется по нагревательным элементам. Подобную схему целесообразно использовать в одноэтажных строениях с целью экономии свободного пространства.

Также существуют схемы отопительных систем с нижней разводкой. В таком случае тепловой узел располагается в помещении подвала, откуда выходит с теплой водой. Стоит обратить внимание, что, независимо от типа схемы, на чердаке здания рекомендуется располагать еще и расширительный бачок.

Схемы тепловых узлов

Если говорить о схемах тепловых пунктов, следует отметить, что самыми распространенными являются следующие типы:

Тепловой узел - схема с параллельным одноступенчатым подключением горячей воды. Эта схема является наиболее распространенной и простой. В таком случае горячее водоснабжение подключается параллельно к той же сети, что и отопительная система здания. Теплоноситель подается в подогреватель из наружной сети, затем охлажденная жидкость в обратном порядке перетекает непосредственно в теплопровод. Главным недостатком такой системы, по сравнению с другими типами, является большой расход сетевой воды, который используется для организации горячего водоснабжения.

Схема теплового пункта с последовательным двухступенчатым подключением горячей воды. Данную схему можно разделить на две ступени. Первая ступень отвечает за обратный трубопровод отопительной системы, вторая - за подающий трубопровод. Основным преимуществом, которым обладают тепловые узлы, подключенные по такой схеме, является отсутствие специальной подачи сетевой воды, что существенно сокращает ее расход. Что же касается недостатков - это потребность в монтаже системы автоматического регулирования для настройки и корректировки распределения тепла. Такое подключение рекомендуется использовать в случае отношения максимального расхода тепла на отопление и горячее водоснабжение, находящегося в интервале от 0,2 до 1.

Тепловой узел - схема со смешанным двухступенчатым подключением подогревателя горячей воды. Это наиболее универсальная и гибкая в настройках схема подключения. Ее можно использовать не только для нормального температурного графика, но и для повышенного. Основной отличительной особенностью стоит назвать тот момент, что подключение теплообменника к подающему трубопроводу осуществляется не параллельно, а последовательно. Дальнейший принцип строения подобен второй схеме теплового пункта. Тепловые узлы, подключенные по третьей схеме, нуждаются в дополнительном потреблении сетевой воды для подогревательного элемента.

Порядок установки узла учета

Прежде чем установить узел учета тепловой энергии, важно провести обследование объекта и разработать проектную документацию. Специалисты, которые занимаются проектированием отопительных систем, производят все необходимые расчеты, осуществляют подбор контрольно-измерительных приборов, оборудования и подходящего теплового счетчика.

После документации, необходимо получить согласование от организации, которая занимается поставкой тепловой энергии. Этого требуют действующие правила учета тепловой энергии и нормы проектирования.

Только после согласования можно спокойно устанавливать тепловые узлы учета. Монтаж состоит из врезки запорных устройств, модулей в трубопроводы и электромонтажных работ. Работы по электромонтажу завершаются подключением к вычислителю датчиков, расходомеров и последующим запуском вычислителя для проведения учета энергии тепла.

После этого осуществляется учета тепловой энергии, заключающаяся в проверке работоспособности системы и программировании вычислителя, а затем производится сдача объекта согласующим сторонам на коммерческий учет, который выполняется специальной комиссией в лице теплоснабжающей компании. Стоит отметить, что такой узел учета должен функционировать некоторое время, которое у разных организаций колеблется от 72 часов до 7 дней.

Чтобы объединить несколько узлов учета в единую сеть диспетчеризации, потребуется организовать дистанционное снятие и мониторинг учета информации с теплосчетчиков.

Допуск к эксплуатации

При допуске теплового узла к эксплуатации проверяется соответствие заводского номера прибора учета, который указан в его паспорте и диапазона измерений установленных параметров теплосчетчика диапазону измеряемых показаний, а также наличие пломб и качество монтажа.

Эксплуатация теплового узла запрещена в следующих ситуациях:

Наличие врезок в трубопроводы, которые не предусмотрены проектной документацией.
Работа прибора учета за пределами норм точности.
Присутствие механических повреждений на приборе и его элементах.
Нарушение пломб на устройстве.
Несанкционированное вмешательство в работу теплового узла.

Каждое здание, будь то частный дом или многоэтажная квартира, оборудывается несколькими системами жизненного обеспечения. Одной из них является система отопления. Жители многоэтажных домов могут удивиться, но в их подвальном помещении находится особое место, которое и называется тепловой узел или пункт учёта тепла. В этой статье мы детальней поговорим о нем.

Вы узнаете, что же такое узел учета тепловой энергии, для чего он нужен, как он функционирует, и кто может его обслуживать.

Раскрываем завесу — что такое УУТЭ

Для тех, кто впервые слышит этот термин, мы объясним его значение. УУТЭ — это не просто прибор, а комплекс оборудований. Монтаж каждого из них нужен для того, чтобы предоставлять принципиальный учет и регулирование энергии, регулировки объема теплоносителя внутри. Системы регистрирует и выполняет контроль параметров. Установка такого оборудования выполняется на трубы отопления в подвале многоэтажного дома.

Вот основные элементы оборудования:

Вычислитель.
Запорная арматура.
Датчики индикации давления и температуры в системе.
Преобразователи давления, расхода и температуры.

Для чего же нужна такая система? Все это были технологические данные, если говорить просто, то тепловой узел учета устанавливается на вводе труб в дом. Его основная задача — менять параметры внутреннего теплоносителя. Что это значит? Прежде чем теплоноситель попадет к вам в отопительный прибор (конвектор или радиатор), то тепловой узел начинает снижать его давление и температуру. Вы замечали, что трубы отопления в доме всегда одной температуры, вы не сможете о них обжечься. Это даже полезно не только для вас, но и для всей отопительной системы. В наше время трубопровод из металлического меняют на полипропиленовый или металлопластиковый. Они не любят повышенной температуры и высокого давления.

Вот некоторые регламентированные режимы работы узла учета тепловой энергии:

110/70;
130/70;
150/17.

Что значат эти цифры? Они указывают на максимально и минимально допустимые температурные показатели теплоносителя в трубах. Каждый узел оборудывается прибором учета тепла.

Виды схем установки тепловых узлов

Становится понятно, что тепловой узел в многоквартирном доме находится в подвале, где и начинается подача тепла в каждую квартиру. Схема теплового узла указана на этом фото.

Как видно из картинки, это элеваторная схема. Ее можно назвать самой простой и не дорогостоящей. Но, недостатком этой системы является то, что выполнять регулировку температуры в трубах невозможно. В связи с этим возникают некоторые неудобства у конечных потребителей. Тепловая энергия перерасходуется при оттепели за отопительный сезон. Основная делать такой схемы — это элеватор. А перед ним может быть установлен редуктор понижения давления. А сам элеватор служит для того, чтобы подмешивать остывший теплоноситель к горячему. На его выходе создается разряжение, что и служит основой работы. За счет этого разряжения, в элеваторе теплоноситель находится под меньшим давлением, поэтому и происходит смешивание.

Но, есть еще одна схема установки системы. Она работает на основе теплообменника. Вы можете увидеть ее на этом фото.

Благодаря тому, что тепловой пункт подключается через этот самый теплообменник, теплоноситель внутри дома и теплоноситель из теплотрассы разделяется. А за счет этого разделения, предоставляется возможность его выполнять его подготовку. Для этой цели используются присадки и фильтрация. Именно эта схема открывает большие двери для регулирования температуры и давления теплоносителя в трубах. Почему это важно? Дело в том, что схема на основе теплообменника позволяет снижать растраты на отопление.

Если говорить о подмешивании теплоносителя, то для такой системы оно выполняется за счет термостатических клапанов. Особенностью использования является и то, что жильцы могут позволить себе использование алюминиевых радиаторов. Только вот есть небольшой нюанс — при некачественном теплоносителе внутри системы, срок службы радиаторов снижается. Естественно, что вы не сможете осуществлять контроль качества теплоносителя внутри. Вот почему лучше не рисковать и довольствоваться биметаллическими или чугунными радиаторами.

Обратите внимание! При подключении ГВС через теплообменник, появляется возможность контроля давления внутри и температуры воды. Хочется отметить, что некоторые управляющие, что любят наживаться на добросовестных плательщиках, могут заниматься обманом жильцов дома. Как? Занижая температуру воды всего лишь на несколько градусов. На выходе получается, что потребители не замечают этого отличия, однако, беря во внимание весь дом, можно сделать вывод, что управляющие смогут заработать несколько десятков тысяч рублей всего за один месяц.

Обслуживание узла учета энергии

А может ли любой жилец многоэтажного дома выполнять обслуживание узлов учета тепловой энергии? Нет. Если говорить о монтаже или же об обслуживании системы учета энергии, то всем этим занимается специально обученный персонал, прошедший инструктаж и допущенный к выполнению этих работ. Все дело в том, что такое место является помещением повышенной опасности. Мало того что вы можете причинить вред оборудованию, заплатив несколько десятков тысяч, так еще и сами пострадаете.

Вот почему не стоит заходить вовнутрь и из любопытства «мастерить» все по-своему. Не рискуйте своим здоровьем. При возникновении каких-либо проблем, лучше сразу сообщить в соответствующие инстанции. А чтобы более подробно ознакомиться с системой учета тепловой энергии, вы можете рассмотреть это видео.

Заключение

Из этой статьи вы могли больше узнать о том, что такое тепловой узел и система учета тепла. Как видите, это обязательная вещь для многоэтажных домов. Благодаря контролю температуры теплоносителя внутри, можно отрегулировать ее до оптимального показателя. Это позволит сэкономить средства на отоплении и продлить эксплуатационный срок ваших отопительных приборов. Кроме того, хочется сказать, что устанавливать такие узлы можно и для частного дома, если он подключен к централизованному отоплению. Хотя система обойдется вам в копеечку, но вы сможете обеспечить максимальный уровень комфорта в дальнейшем.

С. Дейнеко

Индивидуальный тепловой пункт - важнейшая составляющая систем теплоснабжения зданий. От его характеристик во многом зависит регулирование систем отопления и ГВС, а также эффективность использования тепловой энергии. Поэтому тепловым пунктам уделяется большое внимание в ходе термомодернизаций зданий, масштабные проекты которых в ближайшем будущем планируется воплотить в жизнь в различных регионах Украины

Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) — комплекс устройств, расположенный в обособленном помещении (как правило, в подвальном помещении), состоящий 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.

Температурный график работы тепловой сети определяет то, в каком режиме тепловой пункт будет работать в дальнейшем и какое оборудование необходимо в нем устанавливать. Различают несколько температурных графиков работы тепловой 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, то такой теплоноситель нельзя напрямую использовать в системе отопления без его температурной регулировки. Именно в этом и заключается важная функция теплового пункта. При этом необходимо, чтобы температура теплоносителя в системе отопления изменялась в зависимости от изменения температуры наружного воздуха.

В тепловых пунктах старого образца (рис. 1, 2) 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. Элеваторный узел обеспечивал только «качественную» регулировку теплоносителя, когда температура в системе отопления изменяется 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. 1.
1 - подающий трубопровод; 2 - обратный трубопровод; 3 - задвижки; 4 - водомер; 5 - грязевики; 6 - манометры; 7 - термометры; 8 - элеватор; 9 - нагревательные приборы системы отопления

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

Рис. 2. Элеваторный узел «советской» эпохи

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. Это происходит за счет принципа эжекции при использовании в конструкции элеватора сопла определенного диаметра (рис. 3). 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 и обеспечения необходимого коэффициента смешения (нормативный коэффициент 2,2). Для работы элеваторного узла нет необходимости подводить электрический ток.

Рис. 3. 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 тепловой 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 теплоноситель 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 тепловом пункте применяют комплекс оборудования (рис. 4) для обеспечения необходимой циркуляции в системе отопления (циркуляционные насосы) и регулирования температуры теплоносителя (регулирующие клапаны с электрическими приводами, контроллеры с датчиками температуры).

Рис. 4. Принципиальная схема индивидуального теплового пункта и использованием контроллера , регулирующего клапана и циркуляционного насоса

Большинство тепловых пунктов имеет в своем составе также теплообменник для подключения к внутренней системе горячего водоснабжения (ГВС) с циркуляционным насосом. 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. 5).

Рис. 5. Современный модульный индивидуальный тепловой пункт в сборе

Рассмотрим использование ИТП в зависимых и независимых схемах подключения системы отопления к централизованной тепловой сети.

В ИТП с зависимым присоединением системы отопления к внешним тепловым сетям циркуляция теплоносителя в отопительном контуре поддерживается циркуляционным насосом. Управление насосом осуществляется в автоматическом режиме от контроллера или от соответствующего блока управления. Автоматическое поддержание необходимого температурного графика в отопительном контуре также осуществляется электронным регулятором. Контролер воздействует 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 в подающий трубопровод из обратной линии теплоносителя, с более низкими температурными параметрами (рис. 6).

Рис. 6. Принципиальная схема модульного теплового пункта, подключенного по зависимой 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 системы отопления; 11 - обратный клапан; 12 - блок управления циркуляционными насосами

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. 7). 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. Контроллер воздействует на регулируемый клапан, расположенный на подающем трубопроводе на стороне внешней тепловой сети («острой воде»).

Рис. 7. 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 системы отопления; 11 - обратный клапан; 12 - блок управления циркуляционными насосами; 13 - теплообменник системы отопления

Достоинством данной схемы является то, что отопительный контур независим от гидравлических режимов централизованной тепловой сети. Также система отопления не страдает от несоответствия качества входящего теплоносителя, поступающего из центральной тепловой 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. 8), 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 применяют паяные неразборные теплообменники.

Рис. 8. Теплообменники для независимых систем подключения ИТП

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 теплового пункта

Наиболее простой и распространенной является схема с одноступенчатым параллельным присоединением подогревателей горячего водоснабжения (рис. 9). 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 из подающего трубопровода тепловой сети.

Рис. 9. Схема с зависимым присоединением системы отопления к тепловой сети и одноступенчатым параллельным присоединением теплообменника ГВС

Охлажденная сетевая вода подается в обратный трубопровод тепловой сети. После подогревателя горячего водоснабжения нагретая водопроводная вода подается в систему ГВС. Если приборы в этой системе закрыты (к примеру, в ночное время), то горячая вода по циркуляционному трубопроводу снова подается в подогреватель ГВС.

Эту схему с одноступенчатым параллельным присоединением подогревателей горячего водоснабжения рекомендуется применять, если отношение максимального расхода теплоты на ГВС зданий к максимальному расходу теплоты на отопление зданий менее 0,2 или более 1,0. Схема используется при нормальном температурном графике сетевой воды в тепловых сетях.

Кроме того, применяется двухступенчатая система подогрева воды в системе 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 сетевая вода из подающего трубопровода тепловой сети (рис. 10). 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 системе ГВС. В летний период нагрев происходит по одноступенчатой схеме.

Рис. 10. Схема теплового пункта с зависимым присоединением системы отопления к тепловой сети и двухступенчатым нагревом воды

Требования к оборудованию

Важнейшей характеристикой современного теплового пункта является наличие приборов учета тепловой энергии, что в обязательном порядке предусмотрено ДБН В.2.5-39:2008 «Инженерное оборудование зданий и сооружений. Внешние сети и сооружения. Тепловые сети».

Согласно разделу 16 указанных норм, в тепловом пункте 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 теплосети 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 тепловых пунктов 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 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.

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 и др.

Помимо того, современные проекты предусматривают обустройство удаленного доступа к управлению тепловыми пунктами. Это позволяет организовать централизованную систему диспетчеризации и осуществлять контроль за работой систем отопления и ГВС. Поставщиками оборудования для ИТП являются ведущие компании-производители соответствующего теплотехнического оборудования, например: системы автоматики - Honeywell (США), Siemens (Германия), Danfoss (Дания); насосы - Grundfos (Дания), Wilo (Германия); теплообменники - Alfa Laval (Швеция), Gea (Германия) 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. Примеры тому в Украине, к сожалению, уже есть.

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 центральной тепловой 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

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 1173 ИТП. К настоящему времени по причине не решенных ранее вопросов периодического квалифицированного технического обслуживания порядка 200 из них пришли в негодность или требуют ремонта.

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

Модернизация установленных ранее тепловых пунктов с организацией удаленного доступа к ним является одним из пунктов программы «Термосанация в бюджетных учреждениях г. Киева» с привлечением кредитных средств Северной экологической финансовой корпорации (NEFCO) и грантов «Фонда Восточного партнерства по энергоэффективности и окружающей среде» (E5P).

Помимо того, в минувшем году Всемирный банк объявил о старте масштабного шестилетнего проекта, направленного на повышение энергоэффективности теплоснабжения в 10 городах Украины. Бюджет проекта составляет 382 млн. долларов США. Направлены они будут, в частности, и на установку модульных ИТП. Планируется также ремонт котельных, замена трубопроводов и установка счетчиков тепловой энергии. Намечено, что проект поможет в снижении издержек, повышении надежности обслуживания и улучшении общего качества теплоты, поступающей свыше 3 млн. украинцам.

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 ».

Больше важных статей и новостей в Telegram-канале AW-Therm . Подписывайтесь!

Просмотрено: 183 251

Чаще всего, на протяжении многих лет пользуясь таким благом, как современная централизованная отопительная система, мы абсолютно не интересуемся тем, каким образом она устроена и как работает. Точнее, не интересуемся мы этим до тех пор, пока ее работа нас устраивает. Но вот представьте ситуацию – практически всех жильцов вашего дома не устраивает система отопления, и все готовы подключать в своих квартирах отдельные автономные системы. В таком случае и возникает вопрос – а как все работало до этого, и смогут ли квартиры отапливаться независимо друг от друга. Конечно, в таком случае потребуется расчет отопления в многоквартирном доме, составление проекта – все это делают специальные службы.

На самом деле, при строительстве любого дома, вне зависимости от количества этажей в последние несколько лет (а то и десятилетий) использовалась одна и та же достаточно простая схема отопления здания. То есть, и в трехэтажном, и в двенадцатиэтажном доме применяются одинаковые схемы создания отопительной системы. Конечно, возможно наличие незначительных отличий, которые подразумевает проект системы отопления многоквартирного дома, но в большинстве случае – идентичность полная.

Что являет собой схема отопительной системы многоэтажного дома?

На определенном этапе строительства в доме монтируется специальная тепловая трасса. На ней монтируется некоторое количество тепловых задвижек, от которых в дальнейшем и происходит процесс запитывания теплоузлов. Количество задвижек (и узлов, соответственно) напрямую зависит от количества этажей (стояков) и квартир в доме. Следующим после вводной задвижки элементом располагается грязевик. Нередки случаи, когда устанавливается сразу два данных элемента системы. Если проектом дома предусмотрена схема отопления хрущевки открытого типа, это требует после грязевика установки задвижки на ГВС, которая необходима для аварийного удаления теплоносителя из системы. Данные задвижки устанавливаются посредством врезки. Есть два варианта монтажа – на трубу подачи теплоносителя, или же на трубу обрата.

Некоторая сложность и обилие элементов системы централизованного отопления вызваны тем, что в ней в качестве теплоносителя используется сильно нагретая вода. По сути, только повышенное давление в трубах системы, по которой она перемещается, не дает жидкости превратиться в пар.

В случае если подаваемая вода имеет сильно повышенную температуру, возникает необходимость задействования ГВС из обрата. Это обусловлено тем, что на участках, которые производят отток отработанного теплоносителя, давление значительно ниже, чем на подающих. После того, как температура теплоносителя падает до нормального уровня, жидкость вновь с подачки попадает в систему.

Следует отметить, что чаще всего теплоузел делается в небольшом замкнутом помещении, входить в которое могут только представители коммунальной компании, обслуживающей данную отопительную систему. Это обусловлено требованиями безопасности и применимо практически во всех современных многоэтажных домах.

Конечно, невольно возникает вопрос – если нередко температура теплоносителя в системе достигает критической точки, то почему же батареи в квартирах, в основном, – чуть теплые? На самом деле, все довольно банально.

Только схемой работы системы предусмотрено определенное количество элементов, которые защитят систему при повышенной температуре теплоносителя.

Однако довольно часто коммунальные компании попросту экономят топливо, нагревая теплоноситель до уровня, который крайне далек от реально требуемого. Кроме того, весьма часто при монтаже системы из-за халатности работников допускаются грубые ошибки, которые в дальнейшем являются причиной сильной теплопотери.

Конечно, мало кто раньше слышал термин «элеваторный узел». Его смело можно назвать инжектором, который включает схема отопления девятиэтажного панельного дома или дома с меньшим количеством этажей. Ведь именно в него сквозь специальное сопло поступает разогретый практически до предела теплоноситель. Здесь же происходит нагнетание воды обрата, после чего жидкость начинает активно циркулировать в системе отопления. Собственно говоря, после того, как теплоноситель и обрат поступили в систему сквозь элеваторный узел, они получают ту температуру, которую мы ощущаем, прикасаясь к батарее.

Нередко, в зависимости от плана, который подразумевает проект отопления многоквартирного дома, на тепловом узле могут устанавливаться задвижки различных типов. Во многом их вид зависит от того, какое количество помещений следует отапливать, задействован ли данный узел в отоплении одного стояка (подъезда) или всего дома. Кроме того, иногда, помимо задвижек, устанавливается и дополнительный коллектор, на котором, в свою очередь, закреплены запорные элементы. Нередко отдельный участок вводной системы служит для установки счетчиков. Чаще всего применяется один прибор учета для одного подъезда.

Принцип построения отопительной системы

Говоря о принципе работы схемы отопления многоэтажных домов, следует несколько слов сказать и о ее построении. На самом деле она довольно проста. В большинстве современных домов используется однотрубная централизованная схема отопления пятиэтажного дома или дома с меньшим/большим числом этажей. То есть, схема отопления 5 этажного дома являет собой единый (для одного подъезда) стояк, в котором подача теплоносителя может происходить как снизу, так и сверху.

При этом есть два варианта расположения подающего элемента – на чердаке или в подвале. Трубы обрата всегда прокладываются в подвальном помещении.

В соответствии с расположением подающего элемента, различается и два вида направленности теплоносителя. Так, при условии, что трубы подачи расположены в подвале, идет встречное движение теплоносителя. А если подающий элемент на чердаке – то попутное направление.

Многие интересуются, каким образом производится определение площади радиатора для той или иной комнаты. На самом деле, все довольно просто – необходимо лишь учитывать скорость остывания используемого теплоносителя (воды).

Большинство из нас ошибочно полагают, что, чем выше дом – тем сложнее и запутаннее является схема отопления многоэтажного дома. Но это неправильное мнение. На самом деле, в основном, на расчет отопления в многоквартирном доме влияет количество квартир, которые необходимо отапливать.

Главная > Математика