Punkty termiczne i ich urządzenie. Schemat ideowy pojedynczego punktu grzewczego

Punkt termiczny(TP) to zespół urządzeń zlokalizowanych w osobnym pomieszczeniu, składający się z elementów elektrociepłowni, które zapewniają podłączenie tych elektrowni do sieci ciepłowniczej, ich sprawność, kontrolę trybów zużycia ciepła, transformację, regulację parametrów chłodziwa i dystrybucję chłodziwa według rodzajów zużycia.

Podstacja i dołączony budynek

Zamiar

Do głównych zadań TP należą:

Zmiana rodzaju chłodziwa
Kontrola i regulacja parametry chłodziwa
Podział nośnika ciepła według systemów poboru ciepła
Wyłączenie systemów poboru ciepła
Ochrona układów poboru ciepła przed awaryjnym wzrostem parametrów chłodziwa
Rozliczanie zużycia chłodziwa i ciepła

Rodzaje punktów cieplnych

TP różnią się ilością i rodzajem podłączonych do nich układów poboru ciepła, indywidualne cechy które określają schemat cieplny i charakterystykę wyposażenia podstacji transformatorowej, a także rodzaj instalacji i cechy rozmieszczenia sprzętu w pomieszczeniu podstacji transformatorowej. Istnieją następujące rodzaje TP:

Indywidualny punkt grzewczy(ITP). Służy do obsługi jednego konsumenta (budynek lub jego część). Z reguły znajduje się w piwnicy lub pomieszczeniu technicznym budynku, jednak ze względu na specyfikę obsługiwanego budynku można go umieścić w osobnym budynku.
Punkt centralnego ogrzewania(CTP). Służy do obsługi grupy odbiorców (budynki, obiekty przemysłowe). Najczęściej znajduje się w osobnym budynku, ale można go umieścić w piwnicy lub pomieszczeniu technicznym jednego z budynków.
Zablokuj punkt cieplny(BTP). Jest produkowany fabrycznie i dostarczany do montażu w postaci gotowych bloków. Może składać się z jednego lub więcej bloków. Wyposażenie bloków jest z reguły bardzo zwarte, z reguły na jednej ramie. Zwykle używany, gdy trzeba zaoszczędzić miejsce, w ciasnych warunkach. Ze względu na charakter i liczbę podłączonych odbiorców, BTP może odnosić się zarówno do ITP, jak i CHP.

Źródła ciepła i systemy transportu energii cieplnej

Źródłem ciepła dla TP są przedsiębiorstwa ciepłownicze (kotłownie, elektrociepłownie). TP jest połączona ze źródłami i odbiorcami ciepła poprzez sieci ciepłownicze. Sieci cieplne dzielą się na podstawowy główne sieci ciepłownicze łączące TP z przedsiębiorstwami ciepłowniczymi oraz wtórny(dystrybucyjne) sieci ciepłownicze łączące TP z odbiorcami końcowymi. Odcinek sieci ciepłowniczej, który bezpośrednio łączy węzeł cieplny z głównymi sieciami ciepłowniczymi, nazywa się wkład cieplny.

Bagażnik samochodowy sieć ciepłownicza, z reguły mają dużą długość (odległość od źródła ciepła do 10 km lub więcej). Do budowy sieci magistralnych stosuje się stalowe rurociągi o średnicy do 1400 mm. W warunkach, w których istnieje kilka przedsiębiorstw wytwarzających ciepło, na głównych rurociągach ciepłowniczych wykonywane są pętle zwrotne, łącząc je w jedną sieć. Pozwala to zwiększyć niezawodność dostaw punktów grzewczych, a ostatecznie odbiorców ciepła. Na przykład w miastach, w razie wypadku na autostradzie lub w lokalnej kotłowni, zaopatrzenie w ciepło może przejąć kotłownia sąsiedniej dzielnicy. Ponadto w niektórych przypadkach wspólna sieć umożliwia rozłożenie obciążenia między przedsiębiorstwa wytwarzające ciepło. Jako nośnik ciepła w głównych sieciach ciepłowniczych wykorzystywana jest specjalnie przygotowana woda. Podczas przygotowania normalizuje się w nim wskaźniki twardości węglanowej, zawartości tlenu, zawartości żelaza i pH. Nieprzygotowany do stosowania w sieciach ciepłowniczych (m.in. woda wodociągowa, woda pitna) nie nadaje się do stosowania jako nośnik ciepła, gdyż w wysokich temperaturach, na skutek tworzenia się osadów i korozji, spowoduje zwiększone zużycie rurociągów i urządzeń. Konstrukcja TP zapobiega przedostawaniu się stosunkowo twardej wody wodociągowej do głównych sieci grzewczych.

Wtórne sieci ciepłownicze mają stosunkowo niewielką długość (usunięcie TS od odbiorcy do 500 metrów) i w warunkach miejskich są ograniczone do jednej lub kilku kwartałów. Średnice rurociągów sieci wtórnych z reguły mieszczą się w zakresie od 50 do 150 mm. Podczas budowy wtórnych sieci ciepłowniczych można stosować zarówno rurociągi stalowe, jak i polimerowe. Zastosowanie rurociągów polimerowych jest najkorzystniejsze, zwłaszcza w przypadku systemów ciepłej wody, ponieważ sztywny woda z kranu w połączeniu z podwyższonymi temperaturami prowadzi do intensywnej korozji i przedwczesnej awarii rurociągi stalowe,. W przypadku indywidualnego punktu grzewczego może nie być wtórnych sieci ciepłowniczych.

Systemy zaopatrzenia w wodę służą jako źródło wody dla systemów zaopatrzenia w zimną i ciepłą wodę.

Systemy zużycia energii cieplnej

W typowej TP występują następujące systemy zasilania odbiorców energią cieplną:

Schemat ideowy punktu cieplnego

Schemat TP zależy z jednej strony od charakterystyki odbiorców energii cieplnej obsługiwanej przez punkt grzewczy, z drugiej strony od charakterystyki źródła zasilającego TP w energię cieplną. Ponadto, jako najczęściej, TP jest rozważana z zamkniętym systemem zaopatrzenia w ciepłą wodę i niezależny schemat podłączenie systemu grzewczego.

Schemat obwodu punkt ogrzewania

Płyn chłodzący wchodzący do TP przez rurociąg zasilający dopływ ciepła, oddaje ciepło w podgrzewaczach ciepłej wody i systemów grzewczych, a także wchodzi do systemu wentylacji konsumenta, po czym wraca do rurociąg powrotny wsadu cieplnego i jest przesyłany z powrotem do zakładu ciepłowniczego głównymi sieciami na ponowne użycie. Część chłodziwa może zostać zużyta przez konsumenta. Aby zrekompensować straty w pierwotnych sieciach ciepłowniczych, w kotłowniach i elektrociepłowniach istnieją: systemy makijażu, źródła chłodziwa, dla których są systemy uzdatniania wody tych przedsiębiorstw.

Woda z kranu wchodząca do TP przechodzi przez pompy zimnej wody, po czym część zimna woda wysyłane do odbiorców, a druga część jest podgrzewana w grzałce Pierwszy etap CWU i wchodzi do obiegu cyrkulacyjnego systemu CWU. W obwodzie cyrkulacyjnym woda za pomocą pomp cyrkulacyjnych ciepłej wody porusza się po okręgu od TP do odbiorców iz powrotem, a odbiorcy pobierają wodę z obwodu w razie potrzeby. Woda krążąc po obwodzie stopniowo oddaje swoje ciepło i aby utrzymać temperaturę wody na danym poziomie jest stale podgrzewana w podgrzewaczu drugi etap CWU.

Punkt ciepła nazywa się budynek służący do łączenia systemy lokalne zużycie ciepła do sieci ciepłowniczych. Punkty cieplne dzielą się na centralne (CTP) i indywidualne (ITP). Stacje centralnego ogrzewania służą do dostarczania ciepła do dwóch lub więcej budynków, ITP służą do dostarczania ciepła do jednego budynku. Jeżeli w każdym budynku znajduje się elektrociepłownia, wymagany jest ITP, który wykonuje tylko te funkcje, które nie są przewidziane w elektrociepłowni i są niezbędne dla systemu zużycia ciepła w tym budynku. W przypadku obecności własnego źródła ciepła (kotłowni) punkt grzewczy znajduje się zwykle w kotłowni.

Węzły cieplne to urządzenia, rurociągi, armatura, urządzenia sterujące, zarządzające i automatyki, za pomocą których realizowane są:

Konwersja parametrów chłodziwa, na przykład w celu obniżenia temperatury wody sieciowej w trybie projektowania z 150 do 95 0 С;

Kontrola parametrów chłodziwa (temperatura i ciśnienie);

Regulacja przepływu chłodziwa i jego dystrybucja pomiędzy układy odbioru ciepła;

Wyłączenie systemów zużycia ciepła;

Ochrona lokalnych systemów przed awaryjnym wzrostem parametrów chłodziwa (ciśnienie i temperatura);

Napełnianie i uzupełnianie systemów zużycia ciepła;

Uwzględnianie przepływów ciepła i przepływów chłodziwa itp.

Na ryc. 8 jest podane jeden z możliwych schematów ideowych pojedynczego punktu grzewczego z windą do ogrzewania budynku. System grzewczy jest podłączony przez windę, jeśli konieczne jest obniżenie temperatury wody dla systemu grzewczego, na przykład z 150 do 95 0 С (w trybie projektowania). Jednocześnie dostępne ciśnienie przed windą, wystarczające do jej pracy, musi wynosić co najmniej 12-20 m wody. art., a strata ciśnienia nie przekracza 1,5 m wody. Sztuka. Z reguły jeden system lub kilka małych systemów o podobnych właściwościach hydraulicznych i łącznym obciążeniu nie większym niż 0,3 Gcal/h jest podłączonych do jednej windy. W przypadku dużych wymaganych ciśnień i zużycia ciepła stosuje się pompy mieszające, które służą również do automatycznego sterowania systemem zużycia ciepła.

Połączenie ITP do sieci grzewczej jest doprowadzony przez zawór 1. Woda jest oczyszczana z zawieszonych cząstek w studzience 2 i wchodzi do windy. Z windy woda o temperaturze projektowej 95 0 С jest przesyłana do systemu grzewczego 5. Woda schłodzona w urządzeniach grzewczych powraca do ITP o temperaturze projektowej 70 0 С.

Stały przepływ zapewnia ciepłą wodę sieciową automatyczny regulator Zużycie RR. Regulator PP otrzymuje impuls do regulacji z czujników ciśnienia zainstalowanych na rurociągach zasilających i powrotnych ITP tj. reaguje na różnicę ciśnień (ciśnienie) wody w określonych rurociągach. Ciśnienie wody może się zmieniać na skutek wzrostu lub spadku ciśnienia wody w sieci ciepłowniczej, co zwykle w sieciach otwartych wiąże się ze zmianą zużycia wody na potrzeby zaopatrzenia w ciepłą wodę.

na przykład Jeśli ciśnienie wody wzrasta, zwiększa się przepływ wody w systemie. Aby uniknąć przegrzania powietrza w pomieszczeniu, regulator zmniejszy swoją powierzchnię przepływu, przywracając tym samym poprzedni przepływ wody.

Stałość ciśnienia wody w rurociągu powrotnym instalacji grzewczej zapewnia automatycznie regulator ciśnienia RD. Spadek ciśnienia może być spowodowany wyciekami wody w systemie. W takim przypadku regulator zmniejszy obszar przepływu, przepływ wody zmniejszy się o wielkość przecieku i ciśnienie zostanie przywrócone.

Zużycie wody (ciepła) mierzone jest wodomierzem (ciepłomierzem) 7. Ciśnienie i temperatura wody są kontrolowane odpowiednio przez manometry i termometry. Zasuwy 1, 4, 6 i 8 służą do włączania i wyłączania węzła cieplnego i systemu grzewczego.

W zależności od właściwości hydraulicznych sieci ciepłowniczej i lokalnego systemu ciepłowniczego, w węźle grzewczym mogą być zainstalowane:

Pompa wspomagająca na rurociągu powrotnym ITP, jeśli dostępne ciśnienie w sieci ciepłowniczej jest niewystarczające do pokonania oporów hydraulicznych rurociągów, Sprzęt ITP i systemy grzewcze. Jeżeli jednocześnie ciśnienie w rurociągu powrotnym jest niższe niż ciśnienie statyczne w tych systemach, wówczas pompa wspomagająca jest instalowana na rurociągu zasilającym ITP;

Pompa wspomagająca na rurociągu zasilającym ITP, jeśli ciśnienie wody w sieci nie wystarcza, aby zapobiec zagotowaniu wody w górnych punktach systemów zużycia ciepła;

Zawór odcinający na przewodzie zasilającym na wlocie i pompie wspomagającej z Zawór bezpieczeństwa na rurociągu powrotnym na wylocie, jeżeli ciśnienie w rurociągu powrotnym IHS może przekroczyć ciśnienie dopuszczalne dla układu odbioru ciepła;

Zawór odcinający na rurociągu zasilającym na wlocie do ITP, a także zabezpieczenia i zawór zwrotny s na rurociągu powrotnym na wylocie IHS, jeżeli ciśnienie statyczne w sieci ciepłowniczej przekracza ciśnienie dopuszczalne dla systemu zużycia ciepła itp.

Ryc. 8. Schemat indywidualnego punktu ogrzewania z windą do ogrzewania budynku:

1, 4, 6, 8 - zawory; T - termometry; M - manometry; 2 - studzienka; 3 - winda; 5 - grzejniki systemu grzewczego; 7 - wodomierz (ciepłomierz); RR - regulator przepływu; RD - regulator ciśnienia

Jak pokazano na ryc. 5 i 6 Systemy CWU są podłączone w ITP do rurociągów zasilających i powrotnych poprzez nagrzewnice wodne lub bezpośrednio poprzez regulator temperatury mieszania typu TRZH.

Przy bezpośrednim poborze wody woda jest dostarczana do TRSH z zasilania lub z powrotu lub z obu rurociągów razem, w zależności od temperatury wody powrotnej (rys. 9). na przykład, latem, gdy woda w sieci ma 70 0 С, a ogrzewanie jest wyłączone, tylko woda z rurociągu zasilającego dostaje się do systemu CWU. Zawór zwrotny służy do zapobiegania przepływowi wody z rurociągu zasilającego do rurociągu powrotnego w przypadku braku poboru wody.

Ryż. dziewięć. Schemat punktu podłączenia instalacji CWU z bezpośrednim poborem wody:

1, 2, 3, 4, 5, 6 - zawory; 7 - zawór zwrotny; 8 - regulator temperatury mieszania; 9 - czujnik temperatury mieszanki wody; 15 - krany; 18 - zbieracz błota; 19 - wodomierz; 20 - odpowietrznik; Sh - dopasowanie; T - termometr; RD - regulator ciśnienia (ciśnienie)

Ryż. dziesięć. Schemat dwustopniowy połączenie szeregowe Podgrzewacze CWU:

1,2, 3, 5, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 14 - zawory; 8 - zawór zwrotny; 16 - pompa obiegowa; 17 - urządzenie do wyboru impulsu ciśnienia; 18 - zbieracz błota; 19 - wodomierz; 20 - odpowietrznik; T - termometr; M - manometr; RT - regulator temperatury z czujnikiem

Do budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej szeroko stosowany jest również schemat dwustopniowego połączenia szeregowego podgrzewaczy wody użytkowej (ryc. 10). W tym schemacie woda wodociągowa podgrzewana jest najpierw w podgrzewaczu I stopnia, a następnie w podgrzewaczu II stopnia. W takim przypadku woda z kranu przepływa przez rurki grzejników. W podgrzewaczu I stopnia woda wodociągowa jest podgrzewana przez wodę sieciową powrotną, która po schłodzeniu trafia do rurociągu powrotnego. W podgrzewaczu II stopnia woda wodociągowa jest podgrzewana ciepłą wodą sieciową z rurociągu zasilającego. Schłodzona woda sieciowa wpływa do systemu grzewczego. W okres letni woda ta jest dostarczana do rurociągu powrotnego przez zworkę (do obejścia systemu grzewczego).

Natężenie przepływu ciepłej wody sieciowej do podgrzewacza II stopnia jest regulowane przez regulator temperatury (termiczny zawór przekaźnikowy) w zależności od temperatury wody za podgrzewaczem II stopnia.

Prawidłowe działanie urządzeń punktu grzewczego determinuje efektywność wykorzystania zarówno ciepła dostarczanego do konsumenta, jak i samego chłodziwa. Punkt cieplny stanowi granicę prawną, co implikuje konieczność wyposażenia go w zestaw przyrządów kontrolno-pomiarowych pozwalających na ustalenie wzajemnej odpowiedzialności stron. Schematy i wyposażenie punktów cieplnych należy określić nie tylko zgodnie z charakterystyką techniczną lokalnych systemów zużycia ciepła, ale także koniecznie z charakterystyką zewnętrznej sieci ciepłowniczej, jej trybem pracy i źródłem ciepła.

Rozdział 2 omawia schematy połączeń dla wszystkich trzech głównych typów systemów lokalnych. Rozpatrywano je osobno, tj. uznano, że są one połączone niejako ze wspólnym kolektorem, w którym ciśnienie chłodziwa jest stałe i nie zależy od natężenia przepływu. Całkowite natężenie przepływu chłodziwa w kolektorze w tym przypadku jest równe sumie natężenia przepływu w odgałęzieniach.

Jednak punkty grzewcze nie są połączone z kolektorem źródła ciepła, ale z siecią cieplną iw tym przypadku zmiana przepływu chłodziwa w jednym z systemów nieuchronnie wpłynie na przepływ chłodziwa w drugim.

Rys.4.35. Schematy przepływu nośnika ciepła:

a - gdy odbiorcy są podłączeni bezpośrednio do kolektora źródła ciepła; b - przy podłączaniu odbiorców do sieci ciepłowniczej

Na ryc. 4.35 przedstawia graficznie zmianę natężenia przepływu chłodziwa w obu przypadkach: na wykresie z ryc. 4,35 a instalacje grzewcze i ciepłej wody są podłączone oddzielnie do kolektorów źródła ciepła, na schemacie z ryc. 4.35, b, te same systemy (i przy tym samym obliczonym natężeniu przepływu chłodziwa) są podłączone do zewnętrznej sieci grzewczej ze znacznymi stratami ciśnienia. Jeśli w pierwszym przypadku całkowite natężenie przepływu chłodziwa rośnie synchronicznie z natężeniem przepływu ciepłej wody (tryby I, II, III), następnie w drugim, chociaż następuje wzrost natężenia przepływu chłodziwa, natężenie przepływu dla ogrzewania jest automatycznie zmniejszane, w wyniku czego całkowite natężenie przepływu chłodziwa (w ten przykład) jest przy zastosowaniu schematu z ryc. 4,35, b 80% natężenia przepływu przy zastosowaniu schematu z ryc. 4.35 Stopień zmniejszenia przepływu wody określa stosunek ciśnień dyspozycyjnych: im większy stosunek, tym większe zmniejszenie całkowitego przepływu.

Główne sieci cieplne są obliczane dla średniego dziennego obciążenia cieplnego, co znacznie zmniejsza ich średnice, a w konsekwencji koszt funduszy i metalu. Stosując wykresy podwyższonej temperatury wody w sieciach, możliwe jest również dalsze zmniejszenie szacunkowego zużycia wody w sieci ciepłowniczej i obliczenie jej średnic tylko dla obciążenia grzewczego i wentylacji nawiewnej.

Maksymalne zaopatrzenie w ciepłą wodę można pokryć za pomocą zasobników ciepłej wody lub wykorzystując pojemność magazynową ogrzewanych budynków. Ponieważ korzystanie z baterii nieuchronnie wiąże się z dodatkowymi kosztami kapitałowymi i operacyjnymi, ich wykorzystanie jest nadal ograniczone. Niemniej jednak w niektórych przypadkach zastosowanie dużych akumulatorów w sieciach i w grupowych punktach grzewczych (GTP) może być skuteczne.

Przy wykorzystaniu pojemności magazynowej ogrzewanych budynków występują wahania temperatury powietrza w pomieszczeniach (mieszkaniach). Konieczne jest, aby wahania te nie przekraczały dopuszczalnej granicy, którą można przyjąć np. +0,5°C. Reżim temperaturowy pomieszczeń zależy od wielu czynników i dlatego trudno go obliczyć. Najbardziej niezawodna w tym przypadku jest metoda eksperymentalna. W warunkach środkowy pas Długotrwała eksploatacja RF pokazuje możliwość zastosowania tej metody maksymalnego pokrycia dla zdecydowanej większości eksploatowanych budynki mieszkalne.

Rzeczywiste wykorzystanie pojemności magazynowej ogrzewanych (głównie mieszkalnych) budynków rozpoczęło się wraz z pojawieniem się pierwszych podgrzewaczy ciepłej wody w sieciach ciepłowniczych. W ten sposób regulacja punktu grzewczego w obwód równoległy włączenie podgrzewaczy ciepłej wody (ryc. 4.36) przeprowadzono w taki sposób, aby w godzinach maksymalnego poboru wody część wody sieciowej nie była dostarczana do systemu grzewczego. Punkty cieplne działają na tej samej zasadzie z otwartym ujęciem wody. Zarówno przy otwartym, jak i zamkniętym systemie grzewczym największe zmniejszenie zużycia występuje w System grzewczy odbywa się przy temperaturze wody w sieci 70 °С (60 °С) i najmniejszej (zero) - przy 150 °С.

Ryż. 4.36. Schemat punktu grzewczego budynku mieszkalnego z równoległym podłączeniem podgrzewacza ciepłej wody:

1 - podgrzewacz ciepłej wody; 2 - winda; 3 4 - pompa obiegowa; 5 - regulator temperatury z czujnika temperatura zewnętrzna powietrze

Możliwość zorganizowanego i wstępnie skalkulowanego wykorzystania pojemności akumulacyjnej budynków mieszkalnych realizowana jest w schemacie węzła grzewczego z tzw. dopływowym podgrzewaczem wody (rys. 4.37).

Ryż. 4.37. Schemat punktu grzewczego budynku mieszkalnego z doprowadzonym podgrzewaczem ciepłej wody:

1 - grzejnik; 2 - winda; 3 - regulator temperatury wody; 4 - regulator przepływu; 5 - pompa obiegowa

Zaletą schematu upstream jest możliwość obsługi punktu grzewczego budynku mieszkalnego (z harmonogram ogrzewania w sieci ciepłowniczej) wł. stały wydatek chłodziwo przez cały sezon grzewczy, co zapewnia stabilny reżim hydrauliczny sieci ciepłowniczej.

W przypadku braku automatycznego sterowania w punktach grzewczych stabilność reżimu hydraulicznego była przekonującym argumentem za zastosowaniem dwustopniowego sekwencyjnego schematu włączania podgrzewaczy ciepłej wody. Możliwości wykorzystania tego schematu (rys. 4.38) w porównaniu z wcześniejszym zwiększają się dzięki pokryciu pewnej części obciążenia ciepłej wody użytkowej przez wykorzystanie ciepła wody powrotnej. Jednak zastosowanie tego schematu wiąże się głównie z wprowadzeniem tak zwanego harmonogramu podwyższonej temperatury w sieciach cieplnych, za pomocą którego przybliżona stałość natężenia przepływu chłodziwa w punkcie termicznym (na przykład dla budynku mieszkalnego) może być osiągnięte.

Ryż. 4.38. Schemat węzła grzewczego budynku mieszkalnego z dwustopniowym połączeniem szeregowym podgrzewaczy ciepłej wody:

1,2 - 3 - winda; 4 - regulator temperatury wody; 5 - regulator przepływu; 6 - zworka do przełączania na obwód mieszany; 7 - pompa obiegowa; 8 - pompa mieszająca

Zarówno w schemacie z podgrzewaczem wstępnym, jak iw schemacie dwustopniowym z sekwencyjnym podłączeniem grzejników, istnieje ścisły związek między wydzielaniem ciepła do ogrzewania i dostarczania ciepłej wody, a pierwszeństwo ma zwykle druga.

Bardziej wszechstronny pod tym względem jest dwustopniowy schemat mieszany (ryc. 4.39), który można stosować zarówno przy normalnych, jak i zwiększonych harmonogramach ogrzewania, a także dla wszystkich odbiorców, niezależnie od stosunku ciepłej wody i obciążeń grzewczych. Obowiązkowym elementem obu schematów są pompy mieszające.

Ryż. 4.39. Schemat punktu grzewczego budynku mieszkalnego z dwustopniowym mieszanym włączeniem podgrzewaczy ciepłej wody:

1,2 - grzejniki pierwszego i drugiego stopnia; 3 - winda; 4 - regulator temperatury wody; 5 - pompa obiegowa; 6 - pompa mieszająca; 7 - regulator temperatury

Minimalna temperatura dostarczanej wody w sieci ciepłowniczej o mieszanym obciążeniu cieplnym wynosi około 70 °C, co wymaga ograniczenia dopływu chłodziwa do ogrzewania w okresach wysokich temperatur zewnętrznych. W warunkach strefy centralnej Federacji Rosyjskiej okresy te są dość długie (do 1000 godzin lub więcej), a nadwyżka zużycia ciepła na ogrzewanie (w stosunku do rocznego) może sięgać nawet 3% lub więcej z powodu ten. Jak nowoczesne systemy systemy grzewcze są dość wrażliwe na zmiany w reżimie temperaturowo-hydraulicznym, a następnie w celu wyeliminowania nadmiernego zużycia ciepła i przestrzegania normalnych warunki sanitarne w ogrzewanych pomieszczeniach konieczne jest uzupełnienie wszystkich wymienionych schematów punktów grzewczych o urządzenia do kontrolowania temperatury wody wpływającej do systemów grzewczych poprzez zainstalowanie pompy mieszającej, która jest zwykle stosowana w grupowych punktach grzewczych. W lokalnych punktach grzewczych przy braku ciche pompy jako rozwiązanie pośrednie można również zastosować regulowany podnośnik dyszy. W takim przypadku należy wziąć pod uwagę, że takie rozwiązanie jest niedopuszczalne dla dwustopniowego schematu sekwencyjnego. Konieczność instalowania pomp mieszających jest eliminowana, gdy systemy grzewcze są połączone przez grzejniki, ponieważ w tym przypadku ich rolę odgrywają pompy obiegowe, które zapewniają stały przepływ wody w sieci grzewczej.

Podczas projektowania schematów punktów grzewczych w obszarach mieszkalnych z zamkniętym systemem zaopatrzenia w ciepło, głównym problemem jest wybór schematu podłączenia podgrzewaczy ciepłej wody. Wybrany schemat określa koszty rozliczenia chłodziwo, tryb sterowania itp.

Wybór schematu połączenia zależy przede wszystkim od przyjętego reżimu temperaturowego sieci grzewczej. Gdy sieć ciepłownicza pracuje zgodnie z harmonogramem grzewczym, wyboru schematu podłączenia należy dokonać na podstawie rachunku techniczno-ekonomicznego – poprzez porównanie schematów równoległych i mieszanych.

Mieszany schemat może zapewnić więcej niska temperatura powrót wody z punktu ciepłowniczego jako całości w porównaniu do punktu równoległego, co oprócz obniżenia szacunkowego zużycia wody dla sieci ciepłowniczej, zapewnia bardziej ekonomiczne wytwarzanie energii elektrycznej w elektrociepłowni. Na tej podstawie w praktyce projektowania dostarczania ciepła z CHP (a także we wspólnej eksploatacji kotłowni z CHP) preferowany jest schemat mieszany krzywej temperatury ogrzewania. Przy krótkich sieciach ciepłowniczych z kotłowni (a więc stosunkowo tanich) wyniki porównania technicznego i ekonomicznego mogą być inne, tj. na korzyść prostszego schematu.

W podwyższonych temperaturach w systemy zamknięte dostawa ciepła, schemat połączeń może być mieszany lub sekwencyjny dwustopniowy.

Porównanie dokonane przez różne organizacje na przykładach automatyzacji punktów centralnego ogrzewania pokazuje, że oba schematy są w przybliżeniu równie ekonomiczne przy normalnej pracy źródła ciepła.

Niewielką zaletą schematu sekwencyjnego jest możliwość pracy bez pompy mieszającej przez 75% czasu trwania sezonu grzewczego, co wcześniej uzasadniało rezygnację z pomp; w obiegu mieszanym pompa musi działać przez cały sezon.

Zaletą mieszanego schematu jest możliwość kompletnego automatyczne wyłączanie systemów grzewczych, których nie można uzyskać w obiegu sekwencyjnym, ponieważ do systemu grzewczego wpływa woda z podgrzewacza drugiego stopnia. Obie te okoliczności nie są decydujące. Ważnym wskaźnikiem schematów jest ich praca w sytuacjach krytycznych.

Takimi sytuacjami może być obniżenie temperatury wody w elektrociepłowni wbrew harmonogramowi (na przykład z powodu chwilowego braku paliwa) lub uszkodzenie jednego z odcinków głównej sieci ciepłowniczej w obecności rezerwowych zworek.

W pierwszym przypadku obwody mogą reagować w przybliżeniu w ten sam sposób, w drugim - na różne sposoby. Istnieje możliwość 100% redundancji odbiorców do t n = -15 °С bez zwiększania średnic sieci ciepłowniczych i mostków między nimi. Aby to zrobić, gdy dopływ nośnika ciepła do CHP zostanie zmniejszony, temperatura dostarczanej wody jednocześnie odpowiednio wzrasta. Zautomatyzowane obiegi mieszane (z obowiązkową obecnością pomp mieszających) zareagują na to, zmniejszając przepływ wody sieciowej, co zapewni przywrócenie normalnego reżimu hydraulicznego w całej sieci. Taka kompensacja jednego parametru przez drugi jest przydatna także w innych przypadkach, ponieważ pozwala w pewnych granicach na wykonanie np. prace naprawcze na sieci grzewczej sezon grzewczy, a także zlokalizować znane rozbieżności w temperaturze wody dostarczanej do odbiorców znajdujących się w różnych odległościach od elektrociepłowni.

Jeżeli automatyzacja regulacji obwodów z sekwencyjnym włączaniem podgrzewaczy ciepłej wody zapewnia stały przepływ chłodziwa z sieci grzewczej, w tym przypadku wykluczona jest możliwość kompensacji przepływu chłodziwa przez jego temperaturę. Nie jest konieczne udowadnianie całej celowości (w projektowaniu, instalacji, a zwłaszcza w eksploatacji) stosowania jednolitego schematu połączeń. Z tego punktu widzenia dwustopniowy schemat mieszany ma niewątpliwą zaletę, którą można stosować niezależnie od harmonogramu temperatur w sieci ciepłowniczej oraz stosunku dostaw ciepłej wody i obciążeń grzewczych.

Ryż. 4.40. Schemat punktu grzewczego budynku mieszkalnego przy otwarty system zaopatrzenie w ciepło:

1 - regulator (mieszacz) temperatury wody; 2 - winda; 3 - zawór zwrotny; 4 - podkładka przepustnicy

Schematy połączeń dla budynków mieszkalnych z otwartym systemem zaopatrzenia w ciepło są znacznie prostsze niż te opisane (ryc. 4.40). Ekonomiczną i niezawodną pracę takich punktów można zapewnić tylko przy niezawodnej pracy automatycznego regulatora temperatury wody, ręczne przełączanie odbiorników na zasilanie lub powrót nie zapewnia wymaganej temperatury wody. Ponadto system zaopatrzenia w ciepłą wodę, podłączony do linii zasilającej i odłączony od linii powrotnej, działa pod ciśnieniem zasilającej rury grzewczej. Powyższe rozważania dotyczące wyboru schematów punktów grzewczych dotyczą w równym stopniu zarówno lokalnych punktów grzewczych (LHP) w budynkach, jak i grupowych, które mogą zapewnić zaopatrzenie w ciepło całych osiedli.

Im większa moc źródła ciepła i promień działania sieci ciepłowniczych, tym bardziej fundamentalne powinny być schematy MTP, ponieważ wzrastają ciśnienia bezwzględne, reżim hydrauliczny staje się bardziej skomplikowany i zaczyna wpływać opóźnienie transportu. Tak więc w schematach MTP konieczne staje się stosowanie pomp, sprzętu ochronnego i złożonego automatycznego sprzętu sterującego. Wszystko to nie tylko zwiększa koszty budowy ITP, ale także komplikuje ich utrzymanie. Najbardziej racjonalnym sposobem uproszczenia schematów MTP jest budowa grupowych punktów grzewczych (w postaci GTP), w których należy umieścić dodatkowy złożony sprzęt i urządzenia. Ta metoda ma największe zastosowanie w obszarach mieszkalnych, w których charakterystyka systemów ogrzewania i zaopatrzenia w ciepłą wodę, a zatem schematy MTP, są tego samego typu.

Węzeł cieplny lub w skrócie TP to zestaw urządzeń umieszczonych w oddzielnym pomieszczeniu, który zapewnia ogrzewanie i dostarczanie ciepłej wody do budynku lub grupy budynków. Główna różnica między TP a kotłownią polega na tym, że w kotłowni nośnik ciepła jest ogrzewany w wyniku spalania paliwa, a punkt grzewczy współpracuje z podgrzanym płynem chłodzącym pochodzącym z systemu scentralizowanego. Ogrzewanie chłodziwa dla TP realizowane jest przez przedsiębiorstwa ciepłownicze - kotłownie przemysłowe i elektrociepłownie. CHP to węzeł cieplny obsługujący grupę budynków np. osiedle miejskie, osiedle miejskie, przedsiębiorstwo przemysłowe itp. Zapotrzebowanie na ogrzewanie ustalane jest indywidualnie dla każdej gminy na podstawie obliczeń techniczno-ekonomicznych, z reguły dla grupy obiektów o zużyciu ciepła 12-35 MW buduje się jeden punkt centralnego ogrzewania

Węzeł centralnego ogrzewania w zależności od przeznaczenia składa się z 5-8 bloków. Nośnik ciepła - woda przegrzana do 150°C. Stacje centralnego ogrzewania, składające się z 5-7 bloków, są zaprojektowane na obciążenie cieplne od 1,5 do 11,5 Gcal/h. Bloki są produkowane zgodnie ze standardowymi albumami opracowanymi przez JSC "Mosproekt-1" wydania od 1 (1982) do 14 (1999) "Węzły centralnego ogrzewania systemów zaopatrzenia w ciepło", "Bloki fabryczne", "Bloki urządzeń inżynierskich produkowanych fabrycznie na indywidualne i centralne punkty grzewcze”, a także na indywidualne projekty. W zależności od rodzaju i ilości grzałek, średnicy rurociągów, orurowania oraz zaworów odcinających i sterujących bloki mają różną masę i gabaryty.

Dla lepszego zrozumienia funkcji i zasady działania węzła centralnego ogrzewania Podajmy krótki opis sieci cieplnych. Sieci cieplne składają się z rurociągów i zapewniają transport chłodziwa. Są to pierwotne, łączące przedsiębiorstwa wytwarzające ciepło z punktami ciepłowniczymi oraz wtórne, łączące stacje centralnego ogrzewania z odbiorcami końcowymi. Z tej definicji możemy wywnioskować, że węzły centralnego ogrzewania są pośrednikiem między pierwotnymi i wtórnymi sieciami ciepłowniczymi lub przedsiębiorstwami wytwarzającymi ciepło a odbiorcami końcowymi. Następnie szczegółowo opisujemy główne funkcje CTP.

4.2.2 Zadania rozwiązywane przez punkty grzewcze

Opiszmy bardziej szczegółowo zadania rozwiązywane przez punkty centralnego ogrzewania:

konwersja nośnika ciepła, na przykład konwersja pary w wodę przegrzaną

zmiana różnych parametrów chłodziwa, takich jak ciśnienie, temperatura itp.

kontrola przepływu chłodziwa

dystrybucja nośnika ciepła w instalacjach grzewczych i zaopatrzenia w ciepłą wodę,

uzdatnianie wody do ciepłej wody użytkowej

ochrona wtórnych sieci cieplnych przed wzrostem parametrów chłodziwa,

upewnienie się, że ogrzewanie lub dopływ ciepłej wody są w razie potrzeby wyłączone

kontrola przepływu chłodziwa i innych parametrów systemu, automatyka i sterowanie

4.2.3 Rozmieszczenie punktów grzewczych

Poniżej znajduje się schematyczny diagram punktu cieplnego

Nośnik ciepła wchodzący do TP przez rurociąg zasilający dopływu ciepła oddaje ciepło w podgrzewaczach ciepłej wody (CWU) i systemach grzewczych, a także wchodzi do systemu wentylacji konsumenta, po czym wraca do rurociągu powrotnego wprowadzane ciepło i jest odsyłane z powrotem do przedsiębiorstwa wytwarzającego ciepło za pośrednictwem głównych sieci w celu ponownego wykorzystania. Część chłodziwa może zostać zużyta przez konsumenta. W celu uzupełnienia strat w pierwotnych sieciach cieplnych w kotłowniach i elektrociepłowniach stosuje się układy uzupełniające, których źródłem nośnika ciepła są systemy uzdatniania wody tych przedsiębiorstw.

Woda wodociągowa wchodząca do TP przechodzi przez pompy zimnej wody, po czym część zimnej wody jest wysyłana do odbiorców, a druga część jest podgrzewana w podgrzewaczu pierwszego stopnia CWU i wchodzi do obiegu cyrkulacji CWU. W obwodzie cyrkulacyjnym woda za pomocą pomp cyrkulacyjnych ciepłej wody porusza się po okręgu od TP do odbiorców iz powrotem, a odbiorcy pobierają wodę z obwodu w razie potrzeby. Obiegając obieg woda stopniowo oddaje ciepło i aby utrzymać temperaturę wody na zadanym poziomie jest stale podgrzewana w grzałce drugiego stopnia CWU.

System grzewczy jest również obiegiem zamkniętym, wzdłuż którego płyn chłodzący przemieszcza się za pomocą pomp obiegowych ogrzewania z węzła grzewczego do systemu grzewczego budynku iz powrotem. Podczas pracy może wystąpić wyciek chłodziwa z obwodu instalacji grzewczej. Do wyrównania strat stosuje się układ zasilania węzła cieplnego, wykorzystujący pierwotne sieci ciepłownicze jako źródło nośnika ciepła.

Jeśli chodzi o racjonalne wykorzystanie energii cieplnej, to każdy od razu przypomina sobie kryzys i prowokowane przez niego niewiarygodne rachunki za „tłuszcz”. W nowych domach, w których zastosowano rozwiązania inżynierskie, które pozwalają regulować zużycie energii cieplnej w każdym mieszkaniu z osobna, można znaleźć najlepsza opcja ogrzewanie lub zaopatrzenie w ciepłą wodę (CWU), co będzie odpowiadać najemcy. W przypadku starych budynków sytuacja jest znacznie bardziej skomplikowana. Indywidualne punkty grzewcze stają się jedynym rozsądnym rozwiązaniem problemu oszczędzania ciepła dla ich mieszkańców.

Definicja ITP - indywidualny punkt ogrzewania

Zgodnie z podręcznikową definicją ITP to nic innego jak punkt grzewczy przeznaczony do obsługi całego budynku lub jego poszczególnych części. To suche sformułowanie wymaga wyjaśnienia.

Zadaniem indywidualnego punktu grzewczego jest redystrybucja energii pochodzącej z sieci (punktu centralnego ogrzewania lub kotłowni) pomiędzy system wentylacji, ciepłej wody i ogrzewania, zgodnie z potrzebami budynku. Uwzględnia to specyfikę obsługiwanego lokalu. Mieszkalne, magazynowe, piwniczne i inne ich rodzaje oczywiście również powinny się różnić reżim temperaturowy i ustawienia wentylacji.

Instalacja ITP oznacza obecność oddzielnego pomieszczenia. Najczęściej sprzęt montowany jest w piwnicy lub pomieszczenia techniczne wieżowce, budynki gospodarcze budynki mieszkalne lub w budynkach wolnostojących zlokalizowanych w bliskiej odległości.

Modernizacja budynku poprzez instalację ITP wymaga znacznych nakładów finansowych. Mimo to trafność jego realizacji jest podyktowana zaletami, które obiecują niewątpliwe korzyści, a mianowicie:

zużycie chłodziwa i jego parametry podlegają kontroli księgowej i operacyjnej;
dystrybucja chłodziwa w całym systemie w zależności od warunków zużycia ciepła;
regulacja przepływu chłodziwa, zgodnie z powstałymi wymaganiami;
możliwość zmiany rodzaju chłodziwa;
podwyższony poziom bezpieczeństwa w razie wypadków i innych.

Możliwość wpływania na proces zużycia chłodziwa i jego charakterystykę energetyczną jest sama w sobie atrakcyjna, nie mówiąc już o oszczędnościach racjonalne wykorzystanie zasoby cieplne. Koszty jednorazowe za Sprzęt ITP spłacają się w bardzo skromnym czasie.

Struktura ITP zależy od tego, jakie systemy poboru obsługuje. Ogólnie rzecz biorąc, może być wyposażony w systemy zapewniające ogrzewanie, zaopatrzenie w ciepłą wodę, ogrzewanie i zaopatrzenie w ciepłą wodę, a także ogrzewanie, zaopatrzenie w ciepłą wodę i wentylację. Dlatego ITP musi zawierać następujące urządzenia:

wymienniki ciepła do przesyłania energii cieplnej;
zawory blokujące i regulujące;
przyrządy do monitorowania i pomiaru parametrów;
wyposażenie pomp;
centrale i kontrolery.

Oto tylko urządzenia, które są obecne na wszystkich ITP, chociaż każda konkretna opcja może mieć dodatkowe węzły. Na przykład źródło zimnej wody znajduje się zwykle w tym samym pomieszczeniu.

Schemat węzła cieplnego zbudowany jest przy użyciu płytowego wymiennika ciepła i jest całkowicie niezależny. Aby utrzymać ciśnienie na wymaganym poziomie, zainstalowana jest podwójna pompa. Istnieje prosty sposób na „ponowne wyposażenie” obwodu w system zaopatrzenia w ciepłą wodę oraz inne węzły i jednostki, w tym urządzenia pomiarowe.

Działanie ITP dla zaopatrzenia w ciepłą wodę oznacza włączenie do schematu płytowych wymienników ciepła, które działają tylko na obciążeniu zaopatrzenia w ciepłą wodę. Spadki ciśnienia w tym przypadku są kompensowane przez grupę pomp.

W przypadku organizowania systemów ogrzewania i zaopatrzenia w ciepłą wodę powyższe schematy są połączone. Płytowe wymienniki ciepła do ogrzewania współpracują z dwustopniowym obiegiem CWU, a układ grzewczy uzupełniany jest z rurociągu powrotnego sieci ciepłowniczej za pomocą odpowiednich pomp. Źródłem zasilania systemu CWU jest sieć zimnej wody.

Jeśli konieczne jest podłączenie systemu wentylacyjnego do ITP, to jest on wyposażony w kolejny podłączony do niego płytowy wymiennik ciepła. Ogrzewanie i ciepła woda nadal działają zgodnie z wcześniej opisaną zasadą, a obwód wentylacyjny jest podłączony w taki sam sposób jak obwód grzewczy z dodatkiem niezbędnego oprzyrządowania.

Indywidualny punkt grzewczy. Zasada działania

Zaopatruje punkt centralnego ogrzewania będący źródłem nośnika ciepła gorąca woda do wejścia do indywidualnego punktu grzewczego przez rurociąg. Co więcej, płyn ten w żaden sposób nie przedostaje się do żadnego z systemów budynku. Zarówno do ogrzewania, jak i ciepłej wody System CWU, a także wentylacja, stosowana jest tylko temperatura dostarczonego chłodziwa. Energia przekazywana jest do systemów w płytowych wymiennikach ciepła.

Temperatura jest przenoszona przez główny czynnik chłodzący do wody pobieranej z systemu zaopatrzenia w zimną wodę. Tak więc cykl ruchu chłodziwa rozpoczyna się w wymienniku ciepła, przechodzi przez ścieżkę odpowiedniego systemu, oddając ciepło i powraca przez główne źródło wody powrotnej do dalszego wykorzystania do przedsiębiorstwa zapewniającego zaopatrzenie w ciepło (kotłownia). Część cyklu, która zapewnia oddawanie ciepła, ogrzewa domy i podgrzewa wodę w kranach.

Zimna woda dostaje się do grzejników z systemu zaopatrzenia w zimną wodę. W tym celu stosuje się system pomp, aby utrzymać wymagany poziom ciśnienia w systemach. Pompy i akcesoria są potrzebne do zmniejszenia lub zwiększenia ciśnienia wody z linii zasilającej do akceptowalny poziom, a także jego stabilizację w systemach budowlanych.

Korzyści z korzystania z ITP

Czterorurowy system zaopatrzenia w ciepło z punktu centralnego ogrzewania, który był wcześniej dość często używany, ma wiele wad, których nie ma w ITP. Ponadto ten ostatni ma szereg bardzo istotnych przewag nad swoim konkurentem, a mianowicie:

wydajność dzięki znacznemu (do 30%) zmniejszeniu zużycia ciepła;
dostępność urządzeń upraszcza kontrolę zarówno przepływu chłodziwa, jak i ilościowych wskaźników energii cieplnej;
możliwość elastycznego i szybkiego wpływu na zużycie ciepła poprzez optymalizację trybu jego zużycia w zależności np. od pogody;
łatwość instalacji i dość skromne gabaryty urządzenia, pozwalające na umieszczenie go w małych pomieszczeniach;
niezawodność i stabilność praca ITP, a także korzystny wpływ na te same cechy obsługiwanych systemów.

Ta lista może być kontynuowana w nieskończoność. Odzwierciedla tylko główne, leżące na powierzchni, korzyści uzyskane dzięki zastosowaniu ITP. Można dodać np. możliwość automatyzacji zarządzania ITP. W tym przypadku jego wydajność ekonomiczna i operacyjna staje się jeszcze bardziej atrakcyjna dla konsumenta.

Największą wadą ITP, oprócz kosztów transportu i obsługi, jest konieczność załatwiania wszelkiego rodzaju formalności. Uzyskanie odpowiednich zezwoleń i zgód można przypisać bardzo poważnym zadaniom.

W rzeczywistości tylko wyspecjalizowana organizacja może rozwiązać takie problemy.

Etapy instalacji punktu grzewczego

Oczywiste jest, że jedna decyzja, choć zbiorowa, oparta na opinii wszystkich mieszkańców domu, nie wystarczy. W skrócie procedura wyposażenia obiektu, apartamentowiec, na przykład można opisać w następujący sposób:

w rzeczywistości pozytywna decyzja mieszkańców;
wniosek do organizacji zaopatrzenia w ciepło o opracowanie specyfikacji technicznych;
uzyskanie warunków technicznych;
oględziny przedprojektowe obiektu w celu określenia stanu i składu istniejącego wyposażenia;
opracowanie projektu z późniejszym zatwierdzeniem;
zawarcie umowy;
realizacja projektu i testy uruchomieniowe.

Algorytm może na pierwszy rzut oka wydawać się dość skomplikowany. W rzeczywistości całą pracę od decyzji do uruchomienia można wykonać w mniej niż dwa miesiące. Wszelkie zmartwienia należy zrzucić na barki odpowiedzialnej firmy, która specjalizuje się w świadczeniu tego rodzaju usług i cieszy się pozytywną opinią. Na szczęście jest ich teraz mnóstwo. Pozostaje tylko czekać na wynik.