Теплові пункти та їх влаштування. Принципова схема індивідуального теплового пункту

Тепловий пункт(ТП) - це комплекс пристроїв, розташований в відокремленому приміщенні, що складається з елементів теплових енергоустановок, що забезпечують приєднання цих установок до теплової мережі, їхню працездатність, управління режимами теплоспоживання, трансформацію, регулювання параметрів теплоносія та розподіл теплоносія за типами споживання.

Тепловий пункт та приєднана будівля

Призначення

Основними завданнями ТП є:

Перетворення виду теплоносія
Контроль та регулювання параметрів теплоносія
Розподіл теплоносія за системами теплоспоживання
Відключення систем теплоспоживання
Захист систем теплоспоживання від аварійного підвищення параметрів теплоносія
Облік витрат теплоносія та тепла

Види теплових пунктів

ТП розрізняються за кількістю та типом підключених до них систем теплоспоживання, індивідуальні особливостіяких, визначають теплову схему та характеристики обладнання ТП, а також за типом монтажу та особливостями розміщення обладнання у приміщенні ТП. Розрізняють такі види ТП:

Індивідуальний тепловий пункт(І Т.П). Використовується для обслуговування одного споживача (будівлі чи його частини). Як правило, розташовується в підвальному або технічному приміщенні будівлі, однак, в силу особливостей будівлі, що обслуговується, може бути розміщений в окремій будівлі.
Центральний тепловий пункт(ЦТП). Використовується для обслуговування групи споживачів (будівель, промислових об'єктів). Частіше розташовується в окремій споруді, але може бути розміщений у підвальному або технічному приміщенні однієї з будівель.
Блоковий тепловий пункт(БТП). Виготовляється у заводських умовах та поставляється для монтажу у вигляді готових блоків. Може складатися з одного або кількох блоків. Обладнання блоків монтується дуже компактно, зазвичай на одній рамі. Зазвичай використовується за необхідності економії місця, в обмежених умовах. За характером та кількістю підключених споживачів БТП може стосуватися як ІТП, так і ЦТП.

Джерела тепла та системи транспорту теплової енергії

Джерелом тепла для ТП служать теплогенеруючі підприємства (котельні, теплоелектроцентралі). ТП з'єднується з джерелами та споживачами тепла за допомогою теплових мереж. Теплові мережі поділяються на первиннімагістральні тепломережі, що з'єднують ТП з теплогенеруючими підприємствами, та вторинні(розводять) тепломережі, що з'єднують ТП із кінцевими споживачами. Ділянка теплової мережі, що безпосередньо з'єднує ТП та магістральні тепломережі, називається тепловим уведенням.

Магістральні теплові мережізазвичай мають велику протяжність (видалення від джерела тепла до 10 км і більше). Для будівництва магістральних мереж використовують сталеві трубопроводи діаметром до 1400 мм. У разі, коли є кілька теплогенеруючих підприємств, на магістральних теплопроводах робляться закольцовки, які об'єднують в одну мережу. Це дозволяє збільшити надійність постачання теплових пунктів, а, зрештою, споживачів теплом. Наприклад, у містах, у разі аварії на магістралі чи місцевій котельні, теплопостачання може взяти на себе котельня сусіднього району. Також, у деяких випадках, загальна мережа дає можливість розподіляти навантаження між теплогенеруючими підприємствами. Як теплоносій у магістральних тепломережах використовується спеціально підготовлена вода. При підготовці у ній нормуються показники карбонатної жорсткості, вмісту кисню, вмісту заліза та показник pH. Непідготовлена для використання в теплових мережах (у тому числі водопровідна, питна) вода непридатна для використання як теплоносій, оскільки при високих температурах, внаслідок утворення відкладень та корозії, буде викликати підвищений знос трубопроводів та обладнання. Конструкція ТП запобігає попаданню відносно жорсткої водопровідної води до магістральних тепломереж.

Вторинні теплові мережі мають порівняно невелику довжину (видалення ТП від споживача до 500 метрів) і в міських умовах обмежуються одним або кількома кварталами. Діаметри трубопроводів вторинних мереж зазвичай знаходяться в межах від 50 до 150 мм. При будівництві вторинних теплових мереж можуть використовуватися як сталеві, і полімерні трубопроводи. Використання полімерних трубопроводів найкраще, особливо для систем гарячого водопостачання, так як жорстка водопровідна водау поєднанні з підвищеною температурою призводить до інтенсивної корозії та передчасного виходу з ладу сталевих трубопроводів. У випадку з індивідуальним тепловим пунктом вторинні теплові мережі можуть бути відсутніми.

Джерелом води для систем холодного та гарячого водопостачання служать водопровідні мережі.

Системи споживання теплової енергії

У типовому ТП є такі системи постачання споживачів тепловою енергією:

Принципова схема теплового пункту

Схема ТП залежить з одного боку від особливостей споживачів теплової енергії, які обслуговуються тепловим пунктом, з іншого боку від особливостей джерела, що забезпечує ТП тепловою енергією. Далі, як найпоширеніший, розглядається ТП із закритою системою гарячого водопостачання та незалежною схемоюприєднання системи опалення.

Принципова схема теплового пункту

Теплоносій, що надходить у ТП по трубопроводу, що подаєтеплового введення, віддає своє тепло в підігрівачах систем ГВП та опалення, а також надходить у систему вентиляції споживачів, після чого повертається в зворотний трубопровідтеплового введення та магістральними мережами відправляється назад на теплогенеруюче підприємство для повторного використання. Частина теплоносія може витрачатися споживачем. Для поповнення втрат у первинних теплових мережах, на котельнях та ТЕЦ існують системи підживлення, джерелами теплоносія для яких є системи водопідготовкицих підприємств.

Водопровідна вода, що надходить у ТП, проходить через насоси ХВС, після чого частина холодної водивідправляється споживачам, а інша частина нагрівається у підігрівачі першого ступеняГВП і надходить у циркуляційний контур системи ГВП. У циркуляційному контурі вода за допомогою циркуляційних насосів гарячого водопостачання рухається по колу від ТП до споживачів і назад, а споживачі відбирають воду з контуру за необхідності. При циркуляції за контуром вода поступово віддає своє тепло і для того, щоб підтримувати температуру води на заданому рівні, її постійно підігрівають у підігрівачі. другого ступеняГВП.

Тепловим пунктом називаєтьсяспоруда, яка служить для приєднання місцевих системтеплоспоживання до теплових мереж. Теплові пункти поділяються на центральні (ЦТП) та індивідуальні (ІТП). ЦТП служать для теплопостачання двох і більше будівель, ІТП – для теплопостачання однієї будівлі. За наявності ЦТП у кожному окремому будинку обов'язково пристрій ІТП, який виконує ті функції, які передбачені в ЦТП і необхідні системи теплоспоживання даного будинку. За наявності власного джерела теплоти (котельні) тепловий пункт, як правило, розташований у приміщенні котельні.

У теплових пунктах розміщується обладнання, трубопроводи, арматура, прилади контролю, управління та автоматизації, за допомогою яких здійснюються:

Перетворення параметрів теплоносія, наприклад, зниження температури мережної води в розрахунковому режимі з 150 до 95 0 С;

Контроль параметрів теплоносія (температури та тиску);

Регулювання витрати теплоносія та розподіл його за системами споживання теплоти;

Вимкнення систем споживання теплоти;

Захист місцевих систем від аварійного підвищення параметрів теплоносія (тиску та температури);

Заповнення та підживлення систем споживання теплоти;

Облік теплових потоків та витрат теплоносія та ін.

На рис. 8 наведенаодна з можливих важливих схем індивідуального теплового пункту з елеватором для опалення будівлі. Через елеватор система опалення приєднується у разі, якщо треба знижувати температуру води для системи опалення, наприклад, з 150 до 95 0 З (у розрахунковому режимі). При цьому напір перед елеватором, достатній для його роботи, повинен бути не менше 12-20 м вод. ст., а втрата напору вбирається у 1,5 м вод. ст. Як правило, до одного елеватора приєднується одна система або кілька дрібних систем з близькими гідравлічними характеристиками та сумарним навантаженням не більше 0,3 Гкал/год. При необхідних напорах і теплоспоживання застосовуються змішувальні насоси, які також використовуються і при автоматичному регулюванні роботи системи теплоспоживання.

Підключення ІТПдо теплової мережі проводиться засувкою 1. Вода очищається від зважених частинок у грязі 2 і надходить в елеватор. З елеватора вода з розрахунковою температурою 95 0 С прямує в систему опалення 5. Охолоджена в опалювальних приладах вода повертається в ІТП з розрахунковою температурою 70 0 С. Частина зворотної води використовується в елеваторі, а решта вода очищається в грязі 2 і надходить у зворотний трубопровід .

Постійна витратагарячої мережевої води забезпечує автоматичний регуляторвитрати РР. Регулятор РР отримує імпульс регулювання від датчиків тиску, встановлених на подавальному і зворотному трубопроводах ІТП, тобто. він реагує на різницю тиску (напір) води у зазначених трубопроводах. Напір води може змінюватися через збільшення або зменшення тиску води в тепломережі, що зазвичай пов'язано у відкритих мережах зі зміною витрати води на потреби ГВП.

НаприкладЯкщо напір води зростає, то витрата води в системі збільшується. Щоб уникнути перегріву повітря в приміщеннях, регулятор зменшить свій прохідний переріз, чим відновить колишню витрату води.

Постійність тиску води у зворотному трубопроводі системи опалення автоматично забезпечує регулятор тиску РД. Падіння тиску може бути наслідком витоків води у системі. У цьому випадку регулятор зменшить прохідний переріз, витрата води зменшиться на величину витоку і тиск відновиться.

Витрата води (теплоти) вимірюється водоміром (теплолічильником) 7. Тиск і температура води контролюються відповідно манометрами та термометрами. Засувки 1, 4, 6 та 8 використовуються для включення або відключення теплового пункту та системи опалення.

Залежно від гідравлічних особливостей теплової мережі та місцевої системи опалення в тепловому пункті можуть також встановлюватися:

Насос, що підкачує, на зворотному трубопроводі ІТП, якщо наявний напір в тепловій мережі недостатній для подолання гідравлічного опору трубопроводів, обладнання ІТПта систем теплоспоживання. Якщо при цьому тиск у зворотному трубопроводі буде нижче статичного тиску в цих системах, то насос, що підкачує, встановлюється на подавальному трубопроводі ІТП;

Підкачуючий насос на трубопроводі ІТП, що подає, якщо тиск мережної води недостатньо для запобігання закипанню води у верхніх точках систем споживання теплоти;

Відсікаючий клапан на трубопроводі, що подає на вводі і підкачує насос з запобіжним клапаномна зворотному трубопроводі на виході, якщо тиск у зворотному трубопроводі ІТП може перевищити допустимий тиск для системи теплоспоживання;

Відсікаючий клапан на трубопроводі, що подає, на вході в ІТП, а також запобіжний і Зворотній клапанна зворотному трубопроводі на виході з ІТП, якщо статичний тиск в тепловій мережі перевищує допустимий тиск для системи теплоспоживання та ін.

Рис. 8.Схема індивідуального теплового пункту з елеватором для опалення будівлі:

1, 4, 6, 8 – засувки; Т – термометри; М – манометри; 2 – грязьовик; 3 – елеватор; 5-радіатори системи опалення; 7 - водомір (теплолічильник); РР – регулятор витрати; РД – регулятор тиску

Як показано на рис. 5 та 6, системи ГВПприєднуються в ІТП до подаючого та зворотного трубопроводів через водопідігрівачі або безпосередньо через регулятор температури змішування типу ТРЖ.

При безпосередньому водорозборі вода на ТРЗ подається з зворотного або з обох трубопроводів, що подає, разом в залежності від температури зворотної води (рис.9). Наприклад, Влітку, коли мережна вода має 70 0 С, а опалення відключено, в систему ГВП надходить тільки вода з трубопроводу, що подає. Зворотний клапан служить для запобігання перетіканню води з трубопроводу, що подає, в зворотний за відсутності водорозбору.

Рис. 9.Схема вузла приєднання системи ГВП при безпосередньому водорозборі:

1, 2, 3, 4, 5, 6 – засувки; 7 – зворотний клапан; 8 – регулятор температури змішування; 9 – датчик температури суміші води; 15 - водорозбірні крани; 18 - грязьовик; 19 - водомір; 20 - повітровідвідник; Ш – штуцер; Т – термометр; РД – регулятор тиску (напору)

Рис. 10.Двоступінчаста схема послідовного приєднанняводопідігрівачів ГВП:

1,2, 3, 5, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 14 – засувки; 8 – зворотний клапан; 16 – циркуляційний насос; 17 - пристрій для відбору імпульсу тиску; 18 - грязьовик; 19 - водомір; 20 - повітровідвідник; Т – термометр; М – манометр; РТ – регулятор температури з датчиком

Для житлових та громадських будівельтакож широко застосовується схема двоступінчастого послідовного приєднання водопідігрівачів ГВП (рис.10). У цій схемі водопровідна вода спочатку підігрівається в підігрівачі першого ступеня, а потім в підігрівачі другого ступеня. Водночас вода проходить через трубки підігрівачів. У підігрівачі першого ступеня водопровідна вода гріється зворотною мережевою водою, яка після охолодження йде в зворотний трубопровід. У підігрівачі ІІ-го ступеня водопровідна вода гріється гарячою мережевою водою з трубопроводу, що подає. Охолоджена мережева вода надходить у систему опалення. В літній періодця вода подається в зворотний трубопровід по перемичці (обвід системи опалення).

Витрата гарячої мережевої води на підігрівач ІІ-го ступеня регулює регулятор температури (клапан термореле) в залежності від температури води за підігрівачем ІІ-го ступеня.

Правильність функціонування обладнання теплового пункту визначає економічність використання і теплоти, що подається споживачеві, і самого теплоносія. Тепловий пункт є юридичним кордоном, що потребує його обладнання набором контрольно-вимірювальних приладів, що дозволяють визначити взаємну відповідальність сторін. Схеми та обладнання теплових пунктів необхідно визначати відповідно не лише з технічними характеристиками місцевих систем теплоспоживання, а й обов'язково з характеристиками зовнішньої теплової мережі, режимом роботи її та теплоджерела.

У розділі 2 розглянуто схеми приєднання всіх трьох основних видів місцевих систем. Розглядалися вони окремо, т. е. вважалося, що вони приєднані як би до загального колектора, тиск теплоносія в якому постійно і не залежить від витрати. Сумарна витрата теплоносія в колекторі в цьому випадку дорівнює сумі витрат у гілках.

Однак теплові пункти приєднуються не до колектора теплоджерела, а до теплової мережі, і в цьому випадку зміна витрати теплоносія в одній із систем неминуче позначиться на витраті теплоносія в іншій.

4.35. Графіки витрати теплоносія:

а -при підключенні споживачів безпосередньо до колектора теплоджерела; б -при підключенні споживачів до теплової мережі

На рис. 4.35 графічно показано зміну витрат теплоносія в обох випадках: на схемі рис. 4.35, асистеми опалення та гарячого водопостачання приєднані до колекторів теплоджерела окремо, на схемі рис. 4.35 б ті ж системи (і з тією ж розрахунковою витратою теплоносія) приєднані до зовнішньої теплової мережі, що має значні втрати тиску. Якщо у першому випадку сумарна витрата теплоносія зростає синхронно з витратою на гаряче водопостачання (режими I, II, III), то в другому, хоча і має місце зростання витрати теплоносія, одночасно автоматично знижується витрата на опалення, внаслідок чого сумарна витрата теплоносія (у даному прикладі) складає при застосуванні схеми рис. 4.35 б 80% витрати при застосуванні схеми рис. 4.35,а. Ступінь скорочення витрати води визначає співвідношення наявних напорів: що більше співвідношення, то більше вписувалося зниження сумарного витрати.

Магістральні теплові мережі розраховуються на середньодобове теплове навантаження, що суттєво знижує їх діаметри, а отже, витрати коштів та металу. При застосуванні в мережах підвищених графіків температур води можливе подальше зниження розрахункової витрати води в тепловій мережі та розрахунок її діаметрів тільки на навантаження опалення та припливної вентиляції.

Максимум гарячого водопостачання може бути покритий за допомогою акумуляторів гарячої води або шляхом використання акумулюючої здатності опалювальних будівель. Оскільки застосування акумуляторів неминуче викликає додаткові капітальні та експлуатаційні витрати, їх застосування поки обмежено. Тим не менш, у ряді випадків застосування великих акумуляторів у мережах і при групових теплових пунктах (ГТП) може бути ефективно.

При використанні акумулюючої здатності опалювальних будівель мають місце коливання температури повітря в приміщеннях (квартирах). Необхідно, щоб ці коливання не перевищували допустимої межі, якою можна, наприклад, прийняти +0,5°С. Температурний режим приміщень визначається низкою чинників і тому важко піддається розрахунку. Найбільш надійним у разі є метод експерименту. В умовах середньої смугиРФ тривала експлуатація показує можливість застосування цього способу покриття максимуму для переважної більшості експлуатованих житлових будівель.

Фактичне використання акумулюючої здатності опалюваних (в основному житлових) будівель почалося з появи в теплових мережах перших підігрівачів гарячого водопостачання. Так, регулювання теплового пункту при паралельної схемивключення підігрівачів гарячого водопостачання (рис. 4.36) проводилася таким чином, що в години максимуму водорозбору деяка частина мережевої води не додавалася в систему опалення. За цим принципом працюють теплові пункти при відкритому водорозборі. Як при відкритій, так і закритій системі теплопостачання найбільше зниження витрати опалювальної системимає місце за температури мережевої води 70 °С (60 °С) і найменше (нульове) - при 150 °С.

Рис. 4.36. Схема теплового пункту житлового будинку з паралельним включенням підігрівача гарячого водопостачання:

1 - підігрівач гарячого водопостачання; 2 – елеватор; 3 4 - циркуляційний насос; 5 - регулятор температури від датчика зовнішньої температуриповітря

Можливість організованого та заздалегідь розрахованого використання акумулюючої здатності житлових будівель реалізована у схемі теплового пункту з так званим передвімкненим підігрівачем гарячого водопостачання (рис. 4.37).

Рис. 4.37. Схема теплового пункту житлового будинку з ввімкненим підігрівачем гарячого водопостачання:

1 - підігрівач; 2 - елеватор; 3 - Регулятор температури води; 4 - регулятор витрати; 5 - циркуляційний насос

Перевагою передвключеної схеми є можливість роботи теплового пункту житлового будинку (при опалювальному графікув тепловій мережі) постійному витратітеплоносія протягом усього опалювального сезону, що робить гідравлічний режим теплової мережі стабільним.

За відсутності автоматичного регулювання теплових пунктах стабільність гідравлічного режиму стала переконливим аргументом на користь застосування двоступінчастої послідовної схеми включення підігрівачів гарячого водопостачання. Можливості застосування цієї схеми (рис. 4.38) порівняно з передвключеною зростають через покриття певної частки навантаження гарячого водопостачання за рахунок використання теплоти зворотної води. Однак застосування даної схеми в основному пов'язане з впровадженням в теплових мережах так званого підвищеного графіка температур, за допомогою якого може досягатися зразкове сталість витрат теплоносія на тепловому (наприклад, для житлового будинку) пункті.

Рис. 4.38. Схема теплового пункту житлового будинку з двоступінчастим послідовним включенням підігрівачів гарячого водопостачання:

1,2 - 3 - елеватор; 4 - регулятор температури води; 5 - Регулятор витрати; 6 - перемичка для перемикання на змішану схему; 7 - циркуляційний насос; 8 - змішувальний насос

Як у схемі з передвімкненим підігрівачем, так і у двоступінчастій схемі з послідовним включенням підігрівачів має місце тісний зв'язок між відпусткою теплоти на опалення та гаряче водопостачання, причому пріоритет зазвичай надається другому.

Більш універсальною в цьому відношенні є двоступінчаста змішана схема (рис. 4.39), яка може застосовуватися як при нормальному, так і підвищеному опалювальному графіку і для всіх споживачів незалежно від співвідношення навантажень гарячого водопостачання та опалення. Обов'язковим елементом обох схем є змішувальні насоси.

Рис. 4.39. Схема теплового пункту житлового будинку з змішаним двоступінчастим включенням підігрівачів гарячого водопостачання:

1,2 - підігрівачі першого та другого ступенів; 3 - елеватор; 4 - регулятор температури води; 5 - циркуляційний насос; 6 – змішувальний насос; 7 - регулятор температури

Мінімальна температура води, що подається в тепловій мережі зі змішаним тепловим навантаженням становить близько 70 °С, що вимагає обмеження подачі теплоносія на опалення в періоди високих температур зовнішнього повітря. В умовах середньої смуги РФ ці періоди досить тривалі (до 1000 год і більше) і перевитрата теплоти на опалення (стосовно річного) через це може досягати до 3% і більше. Так як сучасні системиопалення досить чутливі до зміни температурно-гідравлічного режиму, то для виключення перевитрати теплоти та дотримання нормальних санітарних умовв опалюваних приміщеннях необхідне доповнення всіх згаданих схем теплових пунктів пристроями для регулювання температури води, що надходить до системи опалення, шляхом встановлення насоса змішувача, що зазвичай і застосовується в групових теплових пунктах. У місцевих теплових пунктах за відсутності безшумних насосівяк проміжне рішення може застосовуватися також елеватор із регульованим соплом. При цьому треба враховувати, що таке рішення є неприйнятним при двоступінчастій послідовній схемі. Необхідність в установці насосів змішувачів відпадає при приєднанні систем опалення через підігрівачі, так як їх роль у цьому випадку виконують циркуляційні насоси, що забезпечують сталість витрати води в опалювальній мережі.

p align="justify"> При проектуванні схем теплових пунктів у житлових мікрорайонах при закритій системі теплопостачання основним питанням є вибір схеми приєднання підігрівачів гарячого водопостачання. Вибрана схема визначає розрахункові витратитеплоносія, режим регулювання та ін.

Вибір схеми приєднання насамперед визначається прийнятим температурним режимом теплової мережі. При роботі теплової мережі за опалювальним графіком вибір схеми приєднання слід проводити на основі техніко-економічного розрахунку – шляхом порівняння паралельної та змішаної схем.

Змішана схема може забезпечити більше низьку температурузворотної води в цілому від теплового пункту в порівнянні з паралельною, що крім зниження розрахункової витрати води для теплової мережі забезпечує більш економічне вироблення електроенергії на ТЕЦ. Виходячи з цього в практиці проектування при теплопостачанні від ТЕЦ (а також при спільній роботі котелень з ТЕЦ), перевага при опалювальному графіку температур надається змішаною схемою. При коротких теплових мережах від котелень (і тому щодо дешевих) результати техніко-економічного порівняння можуть бути й іншими, тобто на користь застосування більш простої схеми.

При підвищеному графіку температур у закритих системахтеплопостачання схема приєднання може бути змішаною або послідовною двоступінчастою.

Порівняння, виконане різними організаціями на прикладах автоматизації центральних теплових пунктів, показує, що обидві схеми за умов нормальної роботи джерела теплопостачання приблизно рівноекономічні.

Невеликою перевагою послідовної схеми є можливість роботи без змішувального насоса протягом 75% тривалості опалювального сезону, що давало раніше деякі обґрунтування відмовитися від насосів; при змішаній схемі насос має працювати весь сезон.

Перевагою змішаної схеми є можливість повного автоматичного вимкненнясистем опалення, що неможливо отримати в послідовній схемі, так як вода з підігрівача другого ступеня потрапляє до системи опалення. Обидві зазначені обставини не є вирішальними. Важливим показником схем є їхня робота в критичних ситуаціях.

Такими ситуаціями можуть бути зниження температури води в ТЕЦ проти графіка (наприклад, через тимчасову нестачу палива) або пошкодження однієї з ділянок магістральної теплової мережі за наявності резервуючих перемичок.

У першому випадку схеми можуть реагувати приблизно однаково, у другому – по-різному. Є можливість 100% резервування споживачів до t н = -15 ° С без збільшення діаметрів теплових магістралей та перемичок між ними. Для цього при скороченні подачі теплоносія на ТЕЦ одночасно відповідно підвищується температура води, що подається. Автоматизовані змішані схеми (при обов'язковому наявності змішувальних насосів) на це прореагують скороченням витрати мережної води, що забезпечить відновлення нормального гідравлічного режиму у всій мережі. Така компенсація одного параметра іншим корисна і в інших випадках, оскільки дозволяє в певних межах проводити, наприклад, ремонтні роботина теплових магістралях у опалювальний сезон, а також локалізувати відомі невідповідності температури води, що подається споживачам, розташованим в різному віддаленні від ТЕЦ.

Якщо автоматизація регулювання схем із послідовним включенням підігрівачів гарячого водопостачання передбачає сталість витрати теплоносія з теплової мережі, можливість компенсації витрати теплоносія його температурою у разі виключається. Не доводиться доводити всю доцільність (у проектуванні, монтажі та особливо в експлуатації) застосування одноманітної схеми приєднання. З цієї точки зору безперечну перевагу має двоступінчаста змішана схема, яка може застосовуватися незалежно від графіка температур у тепловій мережі та співвідношення навантажень гарячого водопостачання та опалення.

Рис. 4.40. Схема теплового пункту житлового будинку при відкритої системітеплопостачання:

1 - регулятор (змішувач) температури води; 2 – елеватор; 3 - Зворотній клапан; 4 - дросельна шайба

Схеми приєднання житлових будинків при відкритій системі теплопостачання значно простіші за описані (рис. 4.40). Економічна та надійна робота таких пунктів може бути забезпечена лише за наявності та надійної роботи авторегулятора температури води, ручне перемикання споживачів до лінії подачі або зворотної лінії не забезпечує необхідної температури води. До того ж система гарячого водопостачання, підключена до лінії подачі і відключена від зворотної, працює під тиском теплопроводу. Наведені міркування про вибір схем теплових пунктів однаковою мірою відносяться як до місцевих теплових пунктів (МТП) у будинках, так і до групових, які можуть забезпечувати теплопостачання цілих мікрорайонів.

Чим більша потужність теплоджерела і радіус дії теплових мереж, тим більш складними повинні ставати схеми МТП, оскільки виростають абсолютні тиски, ускладнюється гідравлічний режим, починає позначатися транспортне запізнення. Так, у схемах МТП виникає необхідність застосування насосів, засобів захисту та складної апаратури авторегулювання. Все це не лише здорожує споруду МТП, а й ускладнює їхнє обслуговування. Найбільш раціональним способом спрощення схем МТП є спорудження групових теплових пунктів (у вигляді ГТП), в яких має розміщуватися додаткове складне обладнання та прилади. Цей спосіб найбільш застосовний у житлових мікрорайонах, в яких характеристики систем опалення та гарячого водопостачання та, отже, схеми МТП однотипні.

Тепловий пункт або скорочено ТП це комплекс обладнання, розташований в окремому приміщенні, що забезпечує опалення та гаряче водопостачання будівлі або групи будівель. Основна відмінність ТП від котельні полягає в тому, що в котельні відбувається нагрівання теплоносія за рахунок згоряння палива, а тепловий пункт працює з нагрітим теплоносієм, що надходить із централізованої системи. Нагрів теплоносія для ТП виробляють теплогенеруючі підприємства - промислові котельні та ТЕЦ. ЦТП це тепловий пункт, що обслуговує групу будівель., наприклад, мікрорайон, селище міського типу, промислове підприємствоі т.д. Необхідність у ЦТП визначається індивідуально для кожного району на підставі технічних та економічних розрахунків, як правило, зводять один центральний тепловий пункт для групи об'єктів із витратою теплоти 12-35 МВт

Центральний тепловий пункт, залежно від призначення, складається з 5-8 блоків. Теплоносій – перегріта вода до 150°С. ЦТП, що з 5-7 блоків, розраховані на теплове навантаження від 1,5 до 11,5 Гкал/год. Блоки виготовляються за типовими альбомами, розробленими АТ "Моспроект-1" випуски з 1 (1982 р) по 14 (1999 р.) "Центральні теплові пункти систем теплопостачання", "Блоки заводського виготовлення", "Блоки інженерного обладнання заводського виготовлення для індивідуальних та центральних теплових пунктів", а також за індивідуальними проектами. Залежно від виду та кількості підігрівачів, діаметра трубопроводів, обв'язки та запірно-регулюючої арматури блоки мають різні маси та габаритні розміри.

Для кращого розуміння функцій та принципів роботи ЦТПдамо коротку характеристику тепловим мережам. Теплові мережі складаються з трубопроводів та забезпечують транспортування теплоносія. Вони бувають первинні, що з'єднують теплогенеруючі підприємства з тепловими пунктами і вторинні ЦТП, що з'єднують з кінцевими споживачами. З цього визначення можна зробити висновок, що ЦТП є посередником між первинними та вторинними тепловими мережами або теплогенеруючими підприємствами та кінцевими споживачами. Далі докладно опишемо основні функції ЦТП.

4.2.2 Завдання, які вирішуються тепловими пунктами

Докладніше розпишемо завдання, які вирішуються центральними тепловими пунктами:

перетворення теплоносія, наприклад, перетворення пари на перегріту воду

зміна різних параметрів теплоносія, таких як тиск, температура тощо.

управління витратою теплоносія

розподіл теплоносія по системах опалення та гарячого водопостачання

водопідготовка для ГВП

захист вторинних теплових мереж від підвищення параметрів теплоносія

забезпечення відключення опалення або гарячого водопостачання у разі потреби

контроль витрати теплоносія та інших параметрів системи, автоматизація та управління

4.2.3 Влаштування теплових пунктів

Нижче наведено принципову схему теплового пункту

Схема ТП залежить, з одного боку, від особливостей споживачів теплової енергії, які обслуговуються тепловим пунктом, з іншого боку, від особливостей джерела, що забезпечує ТП тепловою енергією. Далі, як найпоширеніший, розглядається ТП із закритою системою гарячого водопостачання та незалежною схемою приєднання системи опалення.

Теплоносій, що надходить у ТП по трубопроводу теплового введення, що подає, віддає своє тепло в підігрівачах систем гарячого водопостачання (ГВП) і опалення, а також надходить в систему вентиляції споживачів, після чого повертається в зворотний трубопровід теплового введення і по магістральних мережах відправляється назад на теплогенеруюче підприємство для повторного використання. Частина теплоносія може витрачатися споживачем. Для поповнення втрат у первинних теплових мережах на котельнях та ТЕЦ існують системи підживлення, джерелами теплоносія для яких є системи водопідготовки цих підприємств.

Водопровідна вода, що надходить у ТП, проходить через насоси ХВС, після чого частина холодної води відправляється споживачам, а інша частина нагрівається в підігрівачі першого ступеня ГВП і надходить у циркуляційний контур системи ГВП. У циркуляційному контурі вода за допомогою циркуляційних насосів гарячого водопостачання рухається по колу від ТП до споживачів і назад, а споживачі відбирають воду з контуру за необхідності. При циркуляції за контуром вода поступово віддає своє тепло і для того, щоб підтримувати температуру води на заданому рівні, її постійно підігрівають у підігрівачі другого ступеня ГВП.

Система опалення також представляє замкнутий контур, яким теплоносій рухається за допомогою циркуляційних насосів опалення від ТП до системи опалення будівель і назад. У міру експлуатації можливе виникнення витоків теплоносія з контуру системи опалення. Для поповнення втрат служить система підживлення теплового пункту, яка використовує як джерело теплоносія первинні теплові мережі.

Коли мова заходить про раціональне використання теплової енергії, всі відразу ж згадують про кризу та неймовірні рахунки щодо «жировок», ним спровокованих. У нових будинках, де передбачено інженерні рішення, що дозволяють регулювати споживання теплової енергії в кожній окремій квартирі, можна знайти оптимальний варіантопалення або гарячого водопостачання (ГВП), що влаштує мешканця. Щодо старих будівель справа набагато складніша. Індивідуальні теплові пункти стають єдиним розумним рішенням завдання економії тепла їх мешканців.

Визначення ІТП – індивідуальний тепловий пункт

Згідно з хрестоматійним визначенням ІТП - це не що інше, як тепловий пункт, призначений для обслуговування цілої будівлі або окремих її частин. Це сухе формулювання вимагає пояснення.

Функції індивідуального теплового пункту полягають у перерозподілі енергії, що надходить з мережі (центральний тепловий пункт або котельня) між системами вентиляції, ГВП та опалення відповідно до потреб будівлі. При цьому враховується специфіка приміщень, що обслуговуються. Житлові, складські, підвальні та інші їх види, зрозуміло, повинні відрізнятися і температурному режимута параметрами вентиляції.

Установка ІТП має на увазі наявність окремого приміщення. Найчастіше обладнання монтується у підвальних або технічні приміщеннябагатоповерхівок, прибудов до багатоквартирним будинкамабо в окремих будівлях, що знаходяться в безпосередній близькості.

Модернізація будівлі шляхом встановлення ІТП потребує суттєвих фінансових витрат. Незважаючи на це, актуальність її проведення продиктована перевагами, які дають безперечні вигоди, а саме:

витрата теплоносія та його параметри піддаються обліку та оперативному контролю;
розподіл теплоносія по системі залежно та умовами теплоспоживання;
регулювання витрати теплоносія, відповідно до вимог, що виникли;
можливість зміни виду теплоносія;
підвищений рівень безпеки у випадках аварій та інші.

Можливість впливати на процес витрати теплоносія та його енергетичні показники приваблива сама по собі, не кажучи про економію від раціонального використаннятеплових ресурсів Одноразові ж витрати на обладнання ІТПз лишком окупляться за дуже скромний проміжок часу.

Структура ІТП залежить від цього, які системи споживання він обслуговує. У загальному випадку до його комплектації можуть входити системи забезпечення опалення, ГВП, опалення та ГВП, а також опалення, ГВП та вентиляції. Тому до складу ІТП обов'язково входять такі пристрої:

теплообмінники для передачі теплової енергії;
арматура запірної та регулюючої дії;
прилади для контролю та вимірювання параметрів;
насосне обладнання;
щити управління та контролери.

Тут наведено лише пристрої, присутні на всіх ІТП, хоча кожен конкретний варіант може мати додаткові вузли. Джерело холодного водопостачання зазвичай знаходиться в тому ж приміщенні, наприклад.

Схема теплового пункту опалення побудована з використанням пластинчастого теплообмінника та є повністю незалежною. Для підтримання тиску на необхідному рівні встановлюється здвоєний насос. Передбачено простий спосіб «доукомплектації» схеми системою гарячого водопостачання та іншими вузлами та агрегатами, включаючи прилади обліку.

Робота ІТП для ГВП передбачає включення в схему пластинчастих теплообмінників, що працюють тільки на навантаження по ГВП. Перепади тиску у разі компенсуються групою насосів.

У разі організації систем опалення та ГВП вище розглянуті схеми об'єднуються. Пластинчасті теплообмінники опалення працюють разом із двоступінчастим контуром ГВП, причому підживлення системи опалення здійснюється від зворотного трубопроводу тепломережі за допомогою відповідних насосів. Мережа холодного водопостачання є підживлюючим джерелом для системи ГВП.

Якщо до ІТП необхідно підключити і систему вентиляції, він оснащується ще одним пластинчастим теплообмінником, що з нею. Опалення та ГВП продовжують працювати за раніше описаним принципом, а контур вентиляції підключається аналогічно опалювальному з додаванням необхідних контрольно-вимірювальних приладів.

Індивідуальний тепловий пункт. Принцип роботи

Центральний тепловий пункт, що є джерелом теплоносія, подає гарячу водуна вхід індивідуального теплового пункту через трубопровід. Причому ця рідина жодним чином не потрапляє до жодної системи будинків. Як для опалення, так і для підігріву води системі ГВП, а також вентиляції використовується виключно температура теплоносія, що подається. Передача енергії у системи відбувається у теплообмінниках пластинчастого типу.

Температура передається магістральним теплоносієм воді, забраної із системи холодного водопостачання. Отже, цикл руху теплоносія починається в теплообміннику, проходить через тракт відповідної системи, віддаючи тепло, і по зворотному магістральному водопроводу повертається для подальшого використання на підприємство, що забезпечує теплопостачання (котельню). Частина циклу, що передбачає віддачу тепла, обігріває житла та робить воду у кранах гарячою.

Холодна вода надходить у підігрівачі із системи холодного водопостачання. Для цього використовується система насосів, що підтримують потрібний рівень тиску в системах. Насоси та додаткові пристрої необхідні для зниження або підвищення тиску води з постачаючої магістралі. допустимого рівня, а також його стабілізації у системах будівлі.

Переваги використання ІТП

Чотирьохтрубна система теплопостачання від центрального теплового пункту, що застосовувалася раніше досить часто, має масу недоліків, які відсутні у ІТП. Крім того, останній має низку дуже значних переваг перед конкурентом, а саме:

економічність, що зумовлена значним (до 30%) зниженням споживання тепла;
доступність приладів полегшує контроль як за витратою теплоносія, так і кількісними показниками теплової енергії;
можливість гнучкого та оперативного впливу на витрату тепла шляхом оптимізації режиму його споживання, залежно від погоди, наприклад;
простота монтажу та досить скромні габаритні розміри пристрою, що дозволяють розміщувати його у невеликих приміщеннях;
надійність та стабільність роботи ІТП, і навіть сприятливе впливом геть ті ж характеристиці обслуговуваних систем.

Цей перелік можна продовжувати як завгодно довго. Він відображає лише основні, що лежать на поверхні, переваги, що отримуються при використанні ІТП. До нього можна додати, наприклад, можливість автоматизації управління ІТП. У цьому випадку його економічні та експлуатаційні показники стають ще привабливішими для споживача.

Найбільш істотним недоліком ІТП, якщо не брати до уваги транспортних витрат і витрат на вантажно-розвантажувальні заходи, є необхідність залагодження різноманітних формальностей. Отримання відповідних дозволів та погоджень можна віднести до дуже серйозних завдань.

Фактично, такі завдання зможе вирішити лише спеціалізована організація.

Етапи встановлення теплового пункту

Зрозуміло, що одного рішення, нехай і колективного, що базується на думці всіх мешканців будинку, недостатньо. Коротко процедуру оснащення об'єкту, багатоквартирного будинку, наприклад, можна описати так:

власне, позитивне рішення мешканців;
заявка до теплопостачальної організації для розробки технічного завдання;
отримання технічних умов;
перед проектне обстеження об'єкта, визначення стану і складу наявного устаткування;
розробка проекту з подальшим його затвердженням;
укладання договору;
реалізація проекту та проведення пусконалагоджувальних випробувань.

Алгоритм може здатися, здавалося б, досить складним. Насправді ж, всю роботу, починаючи від рішення і закінчуючи прийняттям в експлуатацію, можна зробити менш ніж за два місяці. Всі турботи потрібно покласти на плечі відповідальної компанії, що спеціалізується на наданні подібних послуг і позитивно себе зарекомендувала. Благо, сьогодні таких достатньо. Залишиться лише чекати на результат.