Собственники жилья знают, какую долю в коммунальных платежах составляют затраты на обеспечение тепла. Отопление, горячая вода - то, от чего зависит комфортное существование, особенно в холодное время года. Однако не все знают, что эти расходы могут быть существенно снижены, для чего необходимо перейти на использование индивидуальных тепловых пунктов (ИТП).
Недостатки централизованного отопления
Традиционная схема централизованного отопления работает так: от центральной котельной по магистралям теплоноситель поступает на централизованный теплопункт, где и распределяется по внутриквартальным трубопроводам потребителям (зданиям и домам). Управление температурой и давлением теплоносителя осуществляется на централизованно, в центральной котельной, едиными значениями для всех зданий.
При этом возможны потери тепла на трассе, когда одинаковое количество теплоносителя передается в здания, расположенные на разном расстоянии от котельной. Кроме того, архитектура микрорайона - это как правило здания различной этажности и конструкции. Поэтому одинаковые параметры теплоносителя на выходе из котельной не означают одинаковые входные параметры теплоносителя в каждом здании.
Использование ИТП стало возможным из-за изменения схемы регулирования теплоснабжения. Принцип ИТП основан на том, что регулирование тепла производится прямо на входе теплоносителя в здание, исключительно и индивидуально для него. Для этого отопительное оборудование располагают в автоматизированном индивидуальном теплопункте - в подвале здания, на первом этаже или в отдельно стоящем сооружении.
Принцип работы ИТП
Индивидуальный тепловой пункт - это совокупность оборудования, с помощью которого осуществляется учет и распределение тепловой энергии и теплоносителя в системе отопления конкретного потребителя (здания). ИТП подключен к распределительным магистралям городской сети теплоэнергии и водопровода.
Работа ИТП построена по принципу автономности: в зависимости от наружной температуры аппаратура изменяет температуру теплоносителя в соответствие с расчетными значениями и подает его в отопительную систему дома. Потребитель больше не зависит от протяженности магистралей и внутриквартальных трубопроводов. Но удержание тепла полностью зависит от потребителя и зависит от технического состояния здания и методов по сбережению тепла.
Индивидуальные теплопункты обладают следующими преимуществами:
- независимо от протяженности теплотрасс можно обеспечить одинаковые параметры отопления у всех потребителей,
- возможность обеспечить индивидуальный режим работы (например, для медицинских учреждений),
- отсутствует проблема потерь тепла на теплотрассе, вместо нее потери тепла зависят от обеспечения утепления дома домовладельцем.
В состав ИТП входят системы горячего и холодного водоснабжения, а также отопления и вентиляции. Конструктивно ИТП - это комплекс устройств: коллекторы, трубопроводы, насосы, различные теплообменники, регуляторы и датчики. Это сложная система, требующая настройки, обязательной профилактики и обслуживания, при этом техническое состояние ИТП напрямую влияет на расход тепла. На ИТП контролируются такие параметры теплоносителя как давление, температура и расход. Этими параметрами может управлять диспетчер, кроме того, данные передаются в диспетчерскую службу теплосети для записи и мониторинга.
Кроме непосредственно распределения тепла, ИТП помогает учесть и оптимизировать затраты на потребление. Комфортные условия при экономном расходовании энергоресурсов - вот основное преимущество использования ИТП.
Прежде чем описывать устройство и функции ЦТП (центральный тепловой пункт) приведем общее определение тепловых пунктов. Тепловой пункт или сокращенно ТП это комплекс оборудования расположенный в отдельном помещении обеспечивающий отопление и горячее водоснабжение здания или группы зданий. Основное отличие ТП от котельной заключается в том, что в котельной происходит нагрев теплоносителя за счет сгорания топлива, а тепловой пункт работает с нагретым теплоносителем, поступающим из централизованной системы. Нагрев теплоносителя для ТП производят теплогенерирующие предприятия - промышленные котельные и ТЭЦ. ЦТП это тепловой пункт обслуживающий группу зданий , например, микрорайон, поселок городского типа, промышленное предприятие и т.д. Необходимость в ЦТП определяется индивидуально для каждого района на основании технических и экономических расчетов, как правило, возводят один центральный тепловой пункт для группы объектов с расходом теплоты 12-35 МВт.
Для лучшего понимания функций и принципов работы ЦТП дадим краткую характеристику тепловым сетям. Тепловые сети состоят из трубопроводов и обеспечивают транспортировку теплоносителя. Они бывают первичные, соединяющие теплогенерирующие предприятия с тепловыми пунктами и вторичные, соединяющие ЦТП с конечными потребителями. Из этого определения можно сделать вывод, что ЦТП являются посредником между первичными и вторичными тепловыми сетями или теплогенерирующими предприятиями и конечными потребителями. Далее подробно опишем основные функции ЦТП.
Функции центрального теплового пункта (ЦТП)
Как мы уже писали основная функция ЦТП служить посредником между централизованными теплосетями и потребителями, то есть распределение теплоносителя по системам отопления и горячего водоснабжения (ГВС) обслуживаемых зданий, а так же функции обеспечения безопасности, управления и учета.
Подробнее распишем задачи, решаемые центральными тепловыми пунктами:
- преобразование теплоносителя, например, превращение пара в перегретую воду
- изменение различных параметров теплоносителя, таких как давление, температура и т. д.
- управление расходом теплоносителя
- распределение теплоносителя по системам отопления и горячего водоснабжения
- водоподготовка для ГВС
- защита вторичных тепловых сетей от повышения параметров теплоносителя
- обеспечение отключения отопления или горячего водоснабжения в случае необходимости
- контроль расхода теплоносителя и других параметров системы, автоматизация и управление
Итак, мы перечислили основные функции ЦТП. Далее постараемся описать устройство тепловых пунктов и установленное в них оборудование.
Устройство ЦТП
Как правило, центральный тепловой пункт - это отдельно стоящее одноэтажное здание с расположенным в нем оборудованием и коммуникациями.
Перечислим основные узлы ЦТП:
- теплообменник, в ЦТП является аналогом отопительного котла в котельной, т.е. работает в качестве теплогенератора. В теплообменнике происходит нагрев теплоносителя для отопления и ГВС, но не посредством сжигания топлива, а за счёт передачи тепла от теплоносителя в первичной тепловой сети.
- насосное оборудование, выполняющее различные функции представлено циркуляционными, повысительными, подпиточными и смесительными насосами.
- клапаны регуляторы давления и температуры
- грязевые фильтры на вводе и выходе трубопровода из ЦТП
- запорная арматура (краны для перекрытия различных трубопроводов в случае необходимости)
- системы контроля и учета расхода теплоты
- системы электроснабжения
- системы автоматизации и диспетчеризации
Подводя итог, скажем, что основная причина, по которой возникает необходимость в строительстве ЦТП, является несоответствие параметров теплоносителя поступающего от теплогенерирующих предприятий параметрам теплоносителя в системах потребителей тепла. Температура и давление теплоносителя в магистральном трубопроводе значительно выше, чем должна быть в системах отопления и горячего водоснабжения зданий. Можно сказать, теплоноситель с заданными параметрами является основным продуктом работы ЦТП.
Тепловой пункт (ТП) - это комплекс устройств, расположенный в обособленном помещении, состоящий из элементов тепловых энергоустановок, обеспечивающих присоединение этих установок к тепловой сети, их работоспособность, управление режимами теплопотребления, трансформацию, регулирование параметров теплоносителя и распределение теплоносителя по типам потребления.
Тепловой пункт и присоединённое здание
Назначение
Основными задачами ТП являются:
- Преобразование вида теплоносителя
- Контроль и регулирование параметров теплоносителя
- Распределение теплоносителя по системам теплопотребления
- Отключение систем теплопотребления
- Защита систем теплопотребления от аварийного повышения параметров теплоносителя
- Учет расходов теплоносителя и тепла
Виды тепловых пунктов
ТП различаются по количеству и типу подключенных к ним систем теплопотребления, индивидуальные особенности которых, определяют тепловую схему и характеристики оборудования ТП, а также по типу монтажа и особенностям размещения оборудования в помещении ТП. Различают следующие виды ТП :
- Индивидуальный тепловой пункт (ИТП). Используется для обслуживания одного потребителя (здания или его части). Как правило, располагается в подвальном или техническом помещении здания, однако, в силу особенностей обслуживаемого здания, может быть размещён в отдельностоящем сооружении.
- Центральный тепловой пункт (ЦТП). Используется для обслуживания группы потребителей (зданий, промышленных объектов). Чаще располагается в отдельностоящем сооружении, но может быть размещен в подвальном или техническом помещении одного из зданий.
- Блочный тепловой пункт (БТП). Изготавливается в заводских условиях и поставляется для монтажа в виде готовых блоков. Может состоять из одного или нескольких блоков. Оборудование блоков монтируется очень компактно, как правило, на одной раме. Обычно используется при необходимости экономии места, в стесненных условиях. По характеру и количеству подключенных потребителей БТП может относиться как к ИТП, так и к ЦТП.
Источники тепла и системы транспорта тепловой энергии
Источником тепла для ТП служат теплогенерирующие предприятия (котельные , теплоэлектроцентрали). ТП соединяется с источниками и потребителями тепла посредством тепловых сетей. Тепловые сети подразделяются на первичные магистральные теплосети , соединяющие ТП с теплогенерирующими предприятиями, и вторичные (разводящие) теплосети, соединяющие ТП с конечными потребителями. Участок тепловой сети, непосредственно соединяющий ТП и магистральные теплосети, называется тепловым вводом .
Магистральные тепловые сети, как правило, имеют большую протяженность (удаление от источника тепла до 10 км и более). Для строительства магистральных сетей используют стальные трубопроводы диаметром до 1400 мм. В условиях, когда имеется несколько теплогенерирующих предприятий, на магистральных теплопроводах делаются закольцовки, объединяющие их в одну сеть. Это позволяет увеличить надёжность снабжения тепловых пунктов, а, в конечном счёте, потребителей теплом. Например, в городах, в случае аварии на магистрали или местной котельной, теплоснабжение может взять на себя котельная соседнего района. Также, в некоторых случаях, общая сеть даёт возможность распределять нагрузку между теплогенерирующими предприятиями. В качестве теплоносителя в магистральных теплосетях используется специально подготовленная вода . При подготовке в ней нормируются показатели карбонатной жёсткости, содержания кислорода, содержания железа и показатель pH. Неподготовленная для использования в тепловых сетях (в том числе водопроводная, питьевая) вода непригодна для использования в качестве теплоносителя, так как при высоких температурах, вследствие образования отложений и коррозии, будет вызывать повышенный износ трубопроводов и оборудования. Конструкция ТП предотвращает попадание относительно жёсткой водопроводной воды в магистральные теплосети.
Вторичные тепловые сети имеют сравнительно небольшую протяженность (удаление ТП от потребителя до 500 метров) и в городских условиях ограничиваются одним или парой кварталов. Диаметры трубопроводов вторичных сетей, как правило, находятся в пределах от 50 до 150 мм. При строительстве вторичных тепловых сетей могут использоваться как стальные, так и полимерные трубопроводы. Использование полимерных трубопроводов наиболее предпочтительно, особенно для систем горячего водоснабжения, так как жёсткая водопроводная вода в сочетании с повышенной температурой приводит к интенсивной коррозии и преждевременному выходу из строя стальных трубопроводов. В случае с индивидуальным тепловым пунктом, вторичные тепловые сети могут отсутствовать.
Источником воды для систем холодного и горячего водоснабжения служат водопроводные сети .
Системы потребления тепловой энергии
В типичном ТП имеются следующие системы снабжения потребителей тепловой энергией:
Принципиальная схема теплового пункта
Схема ТП зависит с одной стороны от особенностей потребителей тепловой энергии, обслуживаемых тепловым пунктом, с другой стороны от особенностей источника, снабжающего ТП тепловой энергией. Далее, как наиболее распространённый, рассматривается ТП с закрытой системой горячего водоснабжения и независимой схемой присоединения системы отопления.
Принципиальная схема теплового пункта
Теплоноситель, поступающий в ТП по подающему трубопроводу теплового ввода, отдает свое тепло в подогревателях систем ГВС и отопления, а также поступает в систему вентиляции потребителей, после чего возвращается в обратный трубопровод теплового ввода и по магистральным сетям отправляется обратно на теплогенерирующее предприятие для повторного использования. Часть теплоносителя может расходоваться потребителем. Для восполнения потерь в первичных тепловых сетях, на котельных и ТЭЦ существуют системы подпитки , источниками теплоносителя для которых являются системы водоподготовки этих предприятий.
Водопроводная вода, поступающая в ТП, проходит через насосы ХВС, после чего, часть холодной воды отправляется потребителям, а другая часть нагревается в подогревателе первой ступени ГВС и поступает в циркуляционный контур системы ГВС. В циркуляционном контуре вода при помощи циркуляционных насосов горячего водоснабжения движется по кругу от ТП к потребителям и обратно, а потребители отбирают воду из контура по мере необходимости. При циркуляции по контуру, вода постепенно отдает своё тепло и для того, чтобы поддерживать температуру воды на заданном уровне, её постоянно подогревают в подогревателе второй ступени ГВС.
Индивидуальный тепловой пункт предназначен для экономии тепла, регулирования параметров снабжения. Это комплекс, располагающийся в отдельном помещении. Может эксплуатироваться в частном или многоквартирном доме. ИТП (индивидуальный тепловой пункт), что это такое, как устроен и функционирует, рассмотрим подробнее.
ИТП: задачи, функции, назначение
По определению ИТП — тепловой пункт, обогревающий здания полностью или отчасти. Комплекс получает энергию из сети (ЦТП, центрального теплового пункта или котельной) и распределяет ее до потребителей:
- ГВС (горячего водоснабжения);
- отопления;
- вентиляции.
При этом имеется возможность регуляции, так как режим обогрева в жилой комнате, подвале, на складе, отличается. На ИТП возлагаются следующие основные задачи.
- Учет расхода тепла.
- Защита от аварий, контроль за параметрами для безопасности.
- Отключение системы потребления.
- Равномерное распределение тепла.
- Регулировка характеристик, управление температурными и другими параметрами.
- Преобразование теплоносителя.
Для установки ИТП здания модернизируются, что обходится недешево, но несет в себе выгоды. Пункт располагают в отдельном техническом или подвальном помещении, пристройке к дому или отдельно расположенном рядом сооружении.
Преимущества наличия ИТП
Значительные расходы на создание ИТП допускаются в связи с преимуществами, которые следуют из наличия пункта в здании.
- Экономичность (по потреблению — на 30%).
- Снижение затрат на эксплуатацию до 60%.
- Расход тепла контролируется и учитывается.
- Оптимизация режимов снижает потери до 15%. Учитывается время суток, выходные дни, погода.
- Тепло распределяется соответственно условиям потребления.
- Расход можно регулировать.
- Вид теплоносителя подлежит изменению в случае необходимости.
- Низкая аварийность, высокая безопасность эксплуатации.
- Полная автоматизация процесса.
- Бесшумность.
- Компактность, зависимость габаритов от нагрузки. Пункт можно разместить в подвале.
- Обслуживание тепловых пунктов не требует многочисленного персонала.
- Обеспечивает комфорт.
- Оборудование комплектуется под заказ.
Управляемый расход тепла, возможность влияния на показатели привлекает в плане экономии, рационального расхода ресурса. Поэтому считается, что затраты окупаются в приемлемый период.
Виды ТП
Различие ТП — в количестве и видах систем потребления. Особенности типа потребителя предопределяют схему и характеристики требуемого оборудования. Отличается способ монтажа и расстановки комплекса в помещении. Выделяют следующие виды.
- ИТП для единственного здания или его части, расположенный в подвале, техническом помещении или рядом стоящем сооружении.
- ЦТП — центральный ТП обслуживает группу зданий или объектов. Располагается в одном из подвалов или отдельном сооружении.
- БТП — блочный тепловой пункт. Включает один или несколько блоков, изготовленных и поставленных на производстве. Отличается компактным монтажом, применяется для экономии места. Может выполнять функцию ИТП или ЦТП.
Принцип работы
Схема конструкции зависит от источника энергии и специфики потребления. Наиболее популярная — независимая, для закрытой системы ГВС. Принцип работы ИТП следующий.
- Носитель тепла приходит в пункт по трубопроводу, отдавая температуру подогревателям отопления, ГВС и вентиляции.
- Теплоноситель идет в обратный трубопровод на теплогенерирующее предприятие. Используется повторно, но часть может быть израсходована потребителем.
- Потери тепла восполняются подпитками, имеющимися в ТЭЦ и котельных (подготовка воды).
- В тепловую установку поступает водопроводная вода, проходя через насос для холодного водоснабжения. Часть ее идет потребителю, остальное нагревается подогревателем 1 ступени, направляясь в контур ГВС.
- Насос ГВС перемещает воду по кругу, проходя через ТП, потребителя, возвращается с частичным расходом.
- Подогреватель 2 ступени действует регулярно при потере жидкостью тепла.
Теплоноситель (в данном случае — вода) движется по контуру, чему способствуют 2 циркуляционных насоса. Возможны его утечки, которые восполняет подпитка из первичной тепловой сети.
Принципиальная схема
Та или иная схема ИТП имеет особенности, зависящие от потребителя. Важен центральный поставщик тепла. Самый распространенный вариант — закрытая система ГВС с независимым присоединением отопления. В ТП по трубопроводу поступает носитель тепла, реализуется при подогреве воды для систем и возвращается. Для возврата имеется обратный трубопровод, идущий к магистрали на центральный пункт — предприятие по генерации тепла.
Отопление и ГВС устроено в виде контуров, по которым с помощью насосов перемещается носитель тепла. Первый принято проектировать, как замкнутый цикл с возможными утечками, восполняемыми из первичной сети. А второй контур — циркулярный, снабженный насосами для ГВС, подающий воду к потребителю для расходования. При потере тепла нагрев осуществляется второй нагревательной ступенью.
ИТП для разных целей потребления
Будучи оборудованным для отопления, ИТП имеет независимую схему, в которой установлен пластинчатый теплообменник со 100% нагрузкой. Потери давления предотвращается установкой сдвоенного насоса. Подпитка осуществляется от обратного трубопровода в тепловых сетях. Дополнительно ТП комплектуется приборами учета, блоком ГВС при наличии других необходимых узлов.
ИТП, предназначенный для ГВС — это независимая схема. Кроме того, она параллельная и одноступенчатая, укомплектованная двумя пластинчатыми теплообменниками, нагруженными по 50%. Есть насосы, компенсирующие снижение давления, приборы учета. Предполагается наличие других узлов. Подобные теплопункты функционируют по независимой схеме.
Это интересно! Принцип осуществления теплофикации для отопительной системы может быть основан на пластинчатом теплообменнике со 100% нагрузкой. А ГВС имеет двухступенчатую схему с двумя аналогичными устройствами, нагруженными на 1/2 каждый. Насосы различного назначения компенсируют снижающееся давление и подпитывают систему из трубопровода.
Для вентиляции применяют пластинчатый теплообменник со 100% нагрузкой. ГВС обеспечивается двумя такими устройствам, нагруженными на 50%. Посредством работы нескольких насосов компенсируется уровень давления и делается подпитка. Дополнение — устройство учета.
Этапы установки
ТП здания или объекта при установке проходит поэтапную процедуру. Одного лишь желания жильцов в многоквартирном здании недостаточно.
- Получение согласия собственников помещений жилого здания.
- Заявка теплоснабжающим компаниям на проектирование в конкретном доме, разработка техзадания.
- Выдача технических условий.
- Обследование жилого либо иного объекта под проект, определение наличия и состояния оборудования.
- Автоматический ТП будут проектировать, разрабатывать и утверждать.
- Заключается договор.
- Проект ИТП жилого дома либо иного объекта реализуется, проводятся испытания.
Внимание! Все этапы можно реализовать за пару месяцев. Забота возлагается на ответственную специализированную организацию. Для успеха компания должна быть хорошо зарекомендована.
Безопасность эксплуатации
Автоматический теплопункт имеет обслуживание с работниками должной квалификации. Персонал знакомят с правилами. Есть и запреты: автоматика не запускается при отсутствии воды в системе, насосы не включают, если на вводе перекрыта запорная арматура.
Требуется контролировать:
- параметры давления;
- шумы;
- уровень вибрации;
- нагрев двигателя.
Регулирующий клапан нельзя подвергать чрезмерному усилию. Если система под давлением, регуляторы не разбирают. Перед пуском промывают трубопроводы.
Допуск к эксплуатации
Эксплуатация комплексов АИТП (автоматизированных ИТП) требует оформления допуска, для чего в Энергонадзор предоставляется документация. Это техусловия подключения и справка об их исполнении. Нужны:
- согласованная проектная документация;
- акт ответственности по эксплуатированию, балансу принадлежности от сторон;
- акт готовности;
- теплопункты должны иметь паспорт с параметрами теплоснабжения;
- готовность устройства учета тепловой энергии — документ;
- справка о наличии договора с энергокомпанией по обеспечению теплоснабжения;
- акт приемки работ от компании, производящей монтаж;
- Приказ, назначающий ответственного за техобслуживание, исправность, ремонт и безопасность АТП (автоматизированного теплового пункта);
- список лиц, отвечающих за обслуживание установок АИТП и их ремонт;
- копия документа о квалификации сварщика, сертификаты на электроды и трубы;
- акты по иным действиям, исполнительная схема объекта автоматизированный теплопункт, включающая трубопроводы, арматуру;
- акт по опрессовке, промывке отопления, ГВС, которые включает автоматизированный пункт;
- инструктаж.
Составляется акт допуска, заводятся журналы: оперативный, по инструктажу, выдаче нарядов, обнаружению дефектов.
ИТП многоквартирного дома
Автоматизированный индивидуальный тепловой пункт в многоэтажном жилом здании транспортирует тепло от ЦТП, котельных или ТЭЦ (теплоэлектроцентраль) к отоплению, ГВС и вентиляции. Подобные новшества (автоматический тепловой пункт) сберегают до 40% и более тепловой энергии.
Внимание! Система использует источник — тепловые сети, к которым подключается. Необходимости согласования с этими организациями.
Множество данных требуется для расчетов режимов, нагрузки и результатов экономии для оплаты в ЖКХ. Без этой информации проект не будет выполнен. Без согласования ИТП не выдадут допуск к эксплуатации. Жильцы приобретают следующие выгоды.
- Большая точность работы аппаратов по поддержанию температуры.
- Подогрев производится с расчетом, включающим состояние наружного воздуха.
- Снижаются суммы за услуги по счетам ЖКХ.
- Автоматизация упрощает обслуживание объектов.
- Снижаются затраты на ремонт, численность персонала.
- Экономятся финансы на потребление тепловой энергии от централизованного поставщика (котельных, ТЭЦ, ЦТП).
Итог: как происходит экономия
Тепловой пункт системы отопления снабжают узлом учета при вводе, что является залогом экономии. С приборов снимают показания по расходу тепла. Сам учет не снижает расходы. Источник экономии — возможность смены режимов и отсутствие завышения показателей со стороны энергоснабжающих компаний, точное их определение. Невозможно будет списать на подобного потребителя дополнительные издержки, утечки, расходы. Окупаемость происходит в сроки 5 месяцев, как среднее значение с экономией до 30%.
Автоматизирована подача теплоносителя от централизованного поставщика — теплотрассы. Монтаж современного узла отопления и вентиляции позволяет учитывать при эксплуатации сезонные и суточные температурные изменения. Режим коррекции — автоматический. Теплопотребление уменьшается на 30% при окупаемости от 2 до 5 лет.
