Автоматизированный тепловой пункт — это установка, которая передает тепловую энергию от внешних тепловых сетей (ТЭЦ или котельной) к системе отопления, вентиляции или горячего водоснабжения жилых и производственных помещений.
Тепловые пункты снабжаются автоматикой погодного регулирования, которая применяется с целью экономии энергоресурсов при обеспечении комфортных условий для потребителя. При этом возможно также программировать снижение температуры по часам суток и дням недели. Регулирование теплоносителя в системе отопления осуществляется по температуре наружного воздуха (для чего устанавливается датчик наружной температуры) в соответствии заданным графиком.
Автоматизация регулирования параметров теплоносителя в тепловом пункте позволяет корректировать температуру воды, подаваемой в систему отопления в зависимости от внешних погодных условий, суточного и недельного режима эксплуатации здания. Это обеспечивает минимизацию теплопотребления, дополнительную экономию тепловой энергии, оптимальный теплогидравлический режим работы системы отопления
Виды автоматизированных тепловых пунктов
Принципиально АТП делятся на два вида:
- с использованием узла смешивания (открытая схема);
- с использованием теплообменников (закрытая схема).
АТП с использованием узла смешивания позволяет регулировать расход теплоносителя и обеспечивает его принудительную циркуляцию за счёт циркуляционных насосов.
АТП с использованием теплообменника обладает серьезным преимуществом, а именно, при работе теплообменника происходит гидравлическое разделение первичного (наружного) и вторичного (внутреннего) контуров систем.
Тепловая сеть и система отопления здания не связаны между собой напрямую, при этом происходит передача тепла первичного потока вторичному через теплообменные пластины. Это позволяет защитить отопительное оборудование здания от загрязнений и механических повреждений. То есть, грязь из центрального отопления не попадает в Вашу систему отопления. Система отопления остаётся чистой, радиаторы не забиваются, нет необходимости промывать и опресовывать систему каждый год, а самое главное в случае аварии на тепловых сетях не надо сливать воду.
При этом контур системы отопления не зависит от давления в городских тепловых сетях, что позволяет снизить давление до минимально необходимого (2-2,5 Атм.), что, в свою очередь, существенно увеличивает срок эксплуатации теплового оборудования и понижает риск возникновения аварийной ситуации.
Другими словами теплообменник позволяет придать системе отопления подключенной к городским сетям все положительные качества автономной системы отопления, т. е. аварии, происходящие на тепловых сетях, никак не скажутся на трубах и радиаторах в Вашем доме. Так же как и авария в Вашей системе отопления не приведёт к таким негативным последствиям, как если бы она была напрямую подключена к центральному отоплению.
Применение автоматики погодного регулирования даёт возможность поддерживать необходимую в помещении температуру, а циркуляционный насос позволит теплоносителю циркулировать с необходимой скоростью независимо от параметров давления в городской сети. Всё это позволяет избавиться от проблем свойственных элеваторному узлу.
К примеру при снижении температуры на улице (если похолодает), датчик наружной температуры подает сигнал на автоматику погодного регулирования, а тот автоматически открывает запорную арматуру, здесь происходит передача тепла первичного потока вторичному через теплообменные пластины таким образом мы получаем нужную нам температуру.
Преимущества тепловых пунктов
- Высокая экономичность. Опыт эксплуатации показал, что при использовании современных тепловых пунктов возможность выбора режимов теплопотребления и теплоснабжения и точная наладка приводят к снижению потерь теплоэнергии до 15%;
- Полная автоматизация. Автоматика ТП обеспечивает эффективное энергосбережение и комфорт в помещениях, позволяет проводить погодную компенсацию, устанавливать режимы работы в зависимости от времени суток, использовать режимы выходных и праздничных дней, что дает снижение затрат на 40-60%;
Состав АТП
АТП состоят из компактных теплообменников пластинчатой формы, насосов, регуляторов расхода, давления и температуры и приборов контроля и учета. Кроме того, могут комплектоваться системой диспетчеризации и передачи данных для дистанционного управления, архивирования и передачи показаний на внешние устройства.
Система погодного регулирования помогает существенно снизить уровень энергопотребления, позволяя не только экономить природные ресурсы , но и снижать собственные производственные расходы.
Что собой представляет система погодного регулирования
Работа устройств СПР нацелена на регулирование систем отопления и горячего водоснабжения позволяя регулировать объемы и температуру подаваемых ресурсов. Корректировка может осуществляться в зависимости от погодных условий на улице и внутри объекта, автоматически, а также по заранее выставленному графику (с учетом дней, месяцев, времени суток и других подобных характеристик).
В Казахстане системы погодного регулирования особенно актуальны, в силу особенностей сурового климата в большей части регионов страны. Случается, так, что централизованные станции снабжения недодают теплоресурсов в сильные морозы, либо с лихвой обеспечивают ими в начале и конце отопительного сезона. Выходит так, что зимой в помещениях холодно, а в межсезонье – слишком жарко. При этом, за такой дискомфорт все равно приходится исправно платить по счетам.
Однако, системы типа автоматизированных тепловых пунктов АТП, индивидуальные тепловые пункты ИТП и устройства погодного регулирования решают подобные проблемы,
Сфера применения систем погодного регулирования
Использование данных устройств находит широкое применение как в мелких масштабах узкого профиля, так и на крупных промышленных предприятиях республики:
- коммунальные предприятия;
- социально-культурные учреждения;
- крупные жилые объекты;
- частные дома и квартиры.
Преимущества внедрения СПР
К основным преимуществам оснащения системами погодного регулирования в Казахстане можно отнести пять основных категорий:
- экономия;
- удобство;
- простота;
- доступные цены;
- быстрая окупаемость системы через экономию, после её установки.
Возможности некоторых подобных устройств позволяют защищать объекты от промерзания, а специальное оборудование от заклинивания. Вы получаете возможность рационально использовать тепловую энергию, обеспечивая комфортные условия для работы и проживания на объектах внедрения СПР.
Конструкция СПР
Для работы с отопительной системой существуют 2 независимых блока: управления и автоматического распределения температуры.
В основе распределения расхода используют 2 принципа: по качеству ─ изменение температуры теплоносителя; по количеству ─ изменение количества теплоносителей. В состав конструкции входят 3 составных элемента:
- регулирующий орган – элемент, меняющий расход теплоносителя, то есть клапан с приводом;
- датчики измерения температур теплоносителя, показывающие уровень тепла воздуха снаружи и внутри отапливаемого объекта;
- контроллер отопления, показывающий данные о состоянии режимов на основе измерителей.
Задачи, решаемые при автоматизации тепловых пунктов
- При автоматизации системы отопления у потребителей подача тепловой энергии обеспечивается путём поддержания регулятором отопления заданного графика температур теплоносителя;
- Управление теплоснабжением объектов промышленности и ЖКХ осуществляется с учётом температуры наружного воздуха и динамики её изменения. Учёт тепловой инерции отдельного объекта позволяет выровнять температуру внутри отапливаемых помещений, а также уменьшает неравномерность нагрузки на тепловую сеть (ТС);
- Обеспечение качественного регулирования подачи теплоносителя в СО потребителей (для равномерного прогрева помещений внутри отдельных объектов). Количественно-качественное регулирование применяется в случаях отдельно согласовываемых с теплоснабжающей организацией;
- Улучшение функционирования системы теплоснабжения в целом. С этой целью предусматривается нормированное снижение нагрузки на отопление в периоды максимального водоразбора на ГВС с последующей компенсацией в часы минимального пользования ГВС. С целью защиты ТС от возможных гидроударов при массовом использовании АТП применяется плавное регулирование с исключением релейного и тем более старт – стопного регулирования и не допускается резкое изменение расхода теплоносителя из ТС. Не превышение договорного расхода теплоносителя из ТС является приоритетом, чтобы обеспечить теплоснабжение всех потребителей, как в начале, так и в конце ТС.
- Не создаются аварийные ситуации в системе отопления здания, как в штатном режиме работы ТП, так и при пропадании электропитания. Обеспечивается аварийная сигнализация и защита систем теплопотребления при превышении и понижении допустимых параметров теплоносителя по давлению и температуре.
Экономическая эффективность применения АТП
- Снижение температуры воздуха в помещениях в часы отсутствия там людей – ночное время и выходные дни (для административных и производственных зданий). Это, примерно, 10 – 30 % экономии.
- Снятие вынужденных «перетопов» в переходные, межсезонные периоды (как для жилья, так и для административных или производственных объектов отопления). Применение регулирования температуры СО на АТП позволяет сэкономить от 30 до 40 % в эти периоды. С учётом кратковременности данных периодов доля экономии в годовом теплопотреблении составляет порядка 2 – 6 %.
- Снятие влияния на потери тепла инерции ТС – данный фактор наиболее эффективен при подключении ТП к крупным ТС, например, сетям от ТЭЦ (как для объектов ЖКХ, так и для административно – промышленных объектов). Экономию по данному фактору можно оценить только ориентировочно – порядка 3 – 5 % от общего объёма теплопотребления.
- Экономический эффект за счёт применения графика качественного регулирования и поддержания постоянства расхода (постоянства перепада давления) в СО (как для жилых, так и для административных и производственных объектов). Применение данного фактора позволяет экономить около 4 % годового теплопотребления.
- Учёт при управлении температурой отопления тепловых тепловыделений (для жилья). Применение специальных алгоритмов для жилых зданий может позволить сэкономить до 7 % общего теплопотребления для этих зданий. Реализовать данный график возможно только на индивидуальном АТП.
- Возможность нормированного снижения нагрузки на отопление в часы максимальной нагрузки на горячее водоснабжение (для жилья). Это позволяет дополнительно добиться 1 – 3 % экономии.
- Коррекция температурного графика по фактической производительности приборов отопления и с учётом мероприятий по энергосбережению архитектурно – строительного характера (как для жилья, так и для административно – производственных объектов). Эффект экономии от автоматизации в данном случае может составить в пределах 7 – 15 %.
Суммарная средняя экономия от внедрения АТП: для жилых зданий составляет от 20 до 40 % от общего объёма теплопотребления, а для объектов административного и производственного назначения от 25 до 60 %.
Обслуживание атп
Обслуживание автоматизированных тепловых пунктов необходимо осуществлять каждый день, каждую неделю, раз в месяц или раз в год. Все зависит от регламента. В рамках ежедневного обслуживания оборудование и узлы теплопункта тщательно осматривают, выявляя неполадки и оперативно устраняя их; контролируют, как работает отопительная система и ГВС; проверяют, соответствуют ли показания контрольных приборов режимным картам, отражают параметры работы в журнале АИТП.
Обслуживание автоматизированных тепловых пунктов раз в неделю подразумевает проведение определенных мероприятий. В частности, специалисты осматривают измерительные и приборы автоматического контроля, выявляя возможные неполадки; проверяют, как работает автоматика, смотрят на резервное питание, подшипники, запорно-регулирующую арматуру насосного оборудования, уровень масла в гильзах термометров; чистят насосное оборудование.
В рамках ежемесячного обслуживания специалисты проверяют, как работает насосное оборудование, имитируя аварии; проверяют, как закреплены насосы, в каком состоянии находятся электродвигатели, контакторы, магнитные пускатели, контакты и предохранители; продувают и проверяют манометры, контролируют автоматику узлов отпуска тепла на отопление и горячее водоснабжение, тестируют работу в разных режимах, контролируют узел подпитки отопления, снимают показания расхода тепловой энергии со счетчика с целью передать их организации, поставляющей тепло.
Обслуживание автоматизированных тепловых пунктов раз в год подразумевает их осмотр и диагностику. Специалисты проверяют открытую электрическую проводку, предохранители, изоляцию, заземление, отключающие автоматы; осматривают и меняют теплоизоляцию трубопроводов и водонагревателей, смазывают подшипники электродвигателей, насосов, зубчатых колес, клапанов регулировки, гильз манометров; проверяют, насколько герметичны соединения и трубопроводы; смотрят на болтовые соединения, укомплектованность теплопункта оборудованием, меняют сломанные составляющие, промывают грязевик, очищают или меняют сетчатые фильтры, чистят поверхности нагрева ГВС и системы отопления, опрессовывают давлением; сдают подготовленный к сезону автоматизированный индивидуальный тепловой пункт, оформляя ведомость о пригодности его использования в зимний период.
Основное оборудование можно применять в течение 5–7 лет. По истечении этого срока выполняют его капитальный ремонт или меняют некоторые элементы.