Тепловые пункты систем теплоснабжения. Индивидуальный тепловой пункт

Здравствуйте! Тепловой пункт является узлом управления систем теплоснабжения. В нем предусмотрены такие функции, как учет расхода тепла и распределение теплоносителя по отдельным системам отопления, ГВС и вентиляции. С этой точки зрения тепловые пункты подразделяются на индивидуальные тепловые пункты (ИТП) и центральные тепловые пункты (ЦТП). ИТП обслуживает отдельные здания, либо часть здания, если велика тепловая нагрузка на здание. Про устройство ИТП я писал . Центральный же тепловой пункт (ЦТП) обслуживает группу зданий. Располагают ЦТП чаще в отдельно стоящем здании. Тепловая нагрузка жилых зданий и зданий соцкультбыта, подключенных от ЦТП составляет, как правило, от 2-3 Гкал/час и выше.

В здании центрального теплового пункта смонтированы приборы учета тепловой энергии, и приборы контроля (манометры, термометры). Также здесь располагают водоподогреватели, циркуляционно-повысительные насосы отопления. Очень часто в ЦТП спутником отопления проложены сети холодного водоснабжения, и расположены насосы ХВС.

Основными показателями для работы ЦТП являются:

1. Температура tгвс горячего водоснабжения

2. Температура t1сетевой воды на отопление

3. Давление в зданиях во внутренних системах отопления и ГВС

4. Обеспечение температуры обратной сетевой воды t2 в пределах утвержденного температурного графика отпуска тепла (контроль за перегревом по t2)

5. Обеспечение нормальной работы регуляторов давления, расхода, температуры в ЦТП.

Центральные тепловые пункты предъявляют к теплоисточникам (котельным и ТЭЦ) ряд требований, а именно:

а) Обеспечение температуры в подающем трубопроводе t1 согласно утвержденного температурного графика отпуска тепла.

б) Обеспечение необходимого расчетного расхода воды на отопление и ГВС в соответствии с согласованными режимами работы тепловых сетей.

Центральный тепловой пункт служит важным узлом управления, регулирования и контроля внутренних систем теплоснабжения присоединенных к нему зданий. Выше я уже писал, что от правильной работы ЦТП зависит обеспечение необходимой температуры внутренней помещений. Также от нормальной работы ЦТП зависит температура горячего водоснабжения, и возвращение к теплоисточнику обратной сетевой воды с температурой t2 не выше, чем по температурному графику теплоснабжения.

Основными задачами наладки центрального теплового пункта (ЦТП) являются:

1. Настройка регуляторов температуры

2. Настройка регуляторов расхода

3. Проверка производительности и нормальной работы водоподогревателей

4. Регулировка и контроль работы циркуляционно – повысительных насосов

В заключение можно сказать, что ЦТП – это важнейший элемент схемы тепловых сетей, узловая точка подключения систем тепловодоснабжения зданий к распределительным сетям теплоснабжения и часто водопровода и управления системами отопления, вентиляции, холодного и горячего водоснабжения зданий.

Как превратить поступающую централизованно, тепловую энергию, в комфортное тепло или горячую воду для наших жилищ, создать условия функционирования вентиляционной системы? Именно для этих целей существуют тепловые пункты.

Назначение ТП

Теплопункт является автоматизированным комплексом, предназначенным для передачи тепловой энергии от внешних сетей к внутреннему потребителю, и включающим в себя тепловое оборудование и приборы измерения и контроля.

Основными функциями ТП являются:

1. Распределение тепловой энергии между источниками потребления;
2. Регулирование значений параметров теплоносителя;
3. Контроль и прерывание процесса теплоподачи;
4. Превращение видов теплоносителей;
5. Защита системы при превышении допустимых значений параметров;
6. Фиксация расхода теплоносителя.

Классификация ТП

Согласно ГОСТ 30494-96 теплопункты, в зависимости от количества присоединенных потребителей тепла, классифицируют на следующие виды.

ИТП — теплопункт индивидуального применения для обеспечения обогрева жильцов, снабжения горячей водой, вентиляции жилых помещений, офисов, производственных подразделений, находящихся в одном здании. ИТП обычно устраивают в этом же здании на техническом этаже, в подвале, в изолированном помещении на первом этаже (встроенный ТП). Пункт также может располагаться в пристройке к основному зданию (пристроенный ТП).

Центральный ТП обслуживает потребителей с такими же функциями, но в увеличенном объеме. Количество зданий - два и больше. Модульная конструкция ЦТП позволяет осуществить ввод его в эксплуатацию только подключив комплекс к централизованной сети.

ЦТП включает в себя комплекс оборудования (теплообменные аппараты, отопительные и противопожарные насосы, регулирующую запорную арматуру), контрольно-измерительные приборы, средства автоматизации, водомеры и тепловые узлы. В центральных ТП при закрытой системе горячего водообеспечения предусмотрено наличие оборудования для деаэрации, стабилизации и умягчения воды.

Схема функционирования теплового пункта

Тепловой ввод — это участок теплосети, который присоединяет ТП к магистральной линии теплообеспечения. Теплоноситель, поступающий в теплопункт, отдает свое тепло в систему отопления и обеспечения горячей водой, проходя через подогреватель (теплообменник). Затем теплоноситель обратным трубопроводом транспортируется на теплогенерирующее предприятие (котельную или ТЭЦ) для повторного использования.

Широко применяется на практике одноступенчатая схема. Подключение подогревателей выполняется параллельным способом. Система ГВС и отопления подключаются к одной тепловой сети. Такая схема рекомендована, когда соотношение расхода тепла на ГВС к затратам теплоты на обогрев помещений составляет меньше 0,2, или, в другом случае — больше единицы.

Независимо от значения максимального расхода тепла на отопление, работоспособной является схема двухступенчатого (смешанного) присоединения сети ГВС. Она применяется в режимах нормального и повышенного графика температур воды в теплосетях.

Тепловой пункт (ТП) - 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.

Назначение тепловых пунктов:

• преобразование вида теплоносителя или его параметров;
• контроль параметров теплоносителя;
• учет тепловых нагрузок, расходов теплоносителя и конденсата;
• регулирование расхода теплоносителя и распределение по системам потребления теплоты (через распределительные сети в ЦТП или непосредственно в системы ИТП);
• защита местных систем от аварийного повышения параметров теплоносителя;
• заполнение и подпитка систем потребления теплоты;
• сбор, охлаждение, возврат конденсата и контроль его качества;
• аккумулирование теплоты;
• водоподготовка для систем горячего водоснабжения.

В тепловом пункте в зависимости от его назначения и местных условий могут осуществляться все перечисленные мероприятия или только их часть. Приборы контроля параметров теплоносителя и учета расхода теплоты следует предусматривать во всех тепловых пунктах.

Устройство ИТП ввода обязательно для каждого здания независимо от наличия ЦТП, при этом в ИТП предусматриваются только те мероприятия, которые необходимы для присоединения данного здания и не предусмотрены в ЦТП.

В закрытых и открытых системах теплоснабжения необходимость устройства ЦТП для жилых и общественных зданий должна быть обоснована технико-экономическим расчетом.

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 тепловых пунктов:

• . 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.
• . 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.

Центральные и индивидуальные тепловые пункты

Центральный тепловой пункт (ЦТП) позволяет сосредоточить все наиболее дорогостоящее и требующее систематического и квалифицированного наблюдения оборудования в удобных для обслуживания отдельно стоящих зданиях и благодаря этому значительно упростить последующие индивидуальные тепловые пункты (ИТП) в зданиях. Здания общественного назначения, размещаемые в жилых микрорайонах, - школы, детские учреждения должны иметь самостоятельные ИТП, оборудованные регуляторами. ЦТП должны размещаться на границах микрорайонов (кварталов) между магистральными, распределительными сетями и квартальными.

При водяном теплоносителе оборудование тепловых пунктов состоит из циркуляционных (сетевых) насосов, водо-водяных теплообменников, аккумуляторов горячей воды, повысительных насосов, приборов для регулирования и контроля параметров теплоносителя, приборов и устройств для защиты от коррозии и накипеобразования местных установок горячего водоснабжения, приборами для учета расхода теплоты, а также автоматическими устройствами для регулирования отпуска теплоты и поддержания заданных параметров теплоносителя в абонентских установках.

Принципиальная схема теплового пункта

Схема теплового пункта 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.

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.

Система отопления также представляет замкнутый контур, по которому теплоноситель движется при помощи циркуляционных насосов отопления от ТП к системе отопления зданий и обратно. По мере эксплуатации возможно возникновение утечек теплоносителя из контура системы отопления. Для восполнения потерь служит система подпитки теплового пункта, использующая в качестве источника теплоносителя первичные тепловые сети.

Тепловые пункты промышленных предприятий

Промышленное предприятие должно, как правило, иметь один центральный тепловой пункт (ЦТП) для регистрации, учета и распределения теплоносителя, получаемого из тепловой сети. Количество и размещение вторичных (цеховых) тепловых пунктов (ИТП) определяется размерами и взаимным размещением отдельных цехов предприятия. ЦТП предприятия должен быть размещен в отдельном помещении; на крупных предприятиях, особенно при получении кроме горячей воды также и пара, - в самостоятельном здании.

Предприятие может иметь цехи как с однородным характером внутренних тепловыделений (удельный вес в общей нагрузке), так и с разным. В первом случае температурный режим всех зданий определяется в ЦТП, во втором – различным и устанавливаться на ИТП. Температурный график для промышленных предприятий должен отличаться от бытового, по которому обычно работают городские теплосети. Для подгонки температурного режима в тепловых пунктах предприятий должны устанавливаться смесительные насосы, которые при единообразии характера тепловыделений по цехам могут быть установлены в одном ЦТП, при отсутствии единообразия – в ИТП.

Проектирование тепловых систем промышленных предприятий должно проводиться с обязательным использованием вторичных энергоресурсов, под которыми понимаются:

• отходящие от печей горячие газы;
• продукты технологических процессов (нагретые слитки, шлаки, раскаленный кокс и пр.);
• низкотемпературные энергоресурсы в виде отработавшего пара, горячей воды от различных охлаждающих устройств и производственные тепловыделения.

Для теплоснабжения обычно используются энергоресурсы третьей группы, которые имеют температуры в пределах от 40 до 130°С. Предпочтительным является их использование для нужд ГВС, поскольку эта нагрузка имеет круглогодичный характер.

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.

Индивидуальный тепловой пункт позволяет обеспечить теплоснабжение, горячее водоснабжение и принудительную вентиляцию в отдельном здании (жилом доме, объекте ЖКХ, производственном здании).

В задачи индивидуального теплового пункта входит преобразование теплоносителя и регулирование его параметров, рациональное распределение теплоносителя, защита систем потребления тепловой энергии от опасного превышения параметров (давления, температуры) теплоносителя, учет расхода тепла и самого теплоносителя.

Существует три типа индивидуальных тепловых пунктов (ИТП) в зависимости от мощности:

• малые (до 40 кВт);
• средние (от 40 до 50 кВт);
• большие (от 50кВт до 2МВт).

Малые и средние ИТП предназначены для частных домов с небольшим количеством жильцов, большие – для многоквартирных домов и промышленных объектов. Выбор индивидуального теплового пункта должен основываться на инженерных расчетах.

Индивидуальные тепловые пункты дают пользователям массу преимуществ. Так, например, обеспечивается снижение аварийности за счет исключения из общей сети горячего водоснабжения. На четверть уменьшаются материальные расходы на теплоизоляционные и строительные материалы. Снижаются капиталовложения в теплосети благодаря сокращению длины трубопровода вдвое. Также в два раза сокращаются потери тепла при транспортировке к конечному потребителю, а количество электроэнергии, необходимое для подачи теплоносителя к абоненту уменьшается на 25-40%. Автоматизация подачи тепла и горячей воды позволяет сэкономить до 15% тепловой энергии, а также обеспечить максимально комфортный микроклимат за счет регулирования температуры в системах отопления и давления воды. Оплата за использование горячего водоснабжения и отопления происходит по факту, а не по усредненному значению – это обеспечивается благодаря специализированным приборам учета. Затраты на монтаж внутридомовых систем отопления можно снизить за счет использования полимерных труб, а также применения труб меньшего диаметра. Кроме того, заводское изготовление позволяет уменьшить время и трудозатраты на процесс монтажа теплового пункта и это же обеспечивает большую надежность работы тепло – и водоснабжающих сетей. ИТП размещается, как правило, в подвальном помещении, что дает возможность не платить за участок, занимаемый пунктом.

Устройство индивидуального теплового пункта

Наиболее распространенная схема ИТП включает в себя следующие узлы:

• ввод теплосети;
• учет потребления тепловой энергии;
• согласование давлений между системами теплоснабжения и теплопотребления;
• присоединение вентиляционных систем;
• присоединение систем горячего водоснабжения;
• присоединение отопительных систем;
• подпитка независимо подключенных систем вентиляции и отопления.

Обязательными узлами при проектировании индивидуального теплового пункта являются узлы учета потребления тепловой энергии, ввода сети и согласования давлений. Комплектация остальными узлами и их количеством может варьировать в зависимости от проекта.

Принцип работы ИТП

Холодная вода, поступающая из городской системы водоснабжения в ИТП распределяется на две части: первая поступает к пользователю, вторая подогревается и подается в контур горячего водоснабжения. Часть тепла в замкнутом контуре расходуется, поэтому ее температуру необходимо постоянно поддерживать.

В индивидуальном тепловом пункте система отопления представляет собой замкнутый контур, по которому теплоноситель (как правило, вода) перемещается посредством циркуляционных насосов от ИТП к абоненту и в обратном направлении. Естественно, что могут возникнуть утечки теплоносителя, для компенсации которых подключается система подпитки ИТП, использующая городские сети.

Монтаж индивидуального теплового пункта

Первым этапом монтажа ИТП является комплектация оборудования. После этого оборудование монтируется в единую систему и соединяется с трубопроводами. Затем следует этап электромонтажных работ и сборка контрольно-измерительной части. После этого производятся пуско-наладочные работы и завершающим этапом является сдача готового объекта Технической Инспекции и заказчику.

Узлы ввода оснащаются стальной запорной арматурой, которая может присоединяться к трубопроводу как посредством сварки, так и с помощью фланцев. Следует помнить, что при монтаже узла ввода условный диаметр трубопровода должен превышать 32 мм. Несмотря на то, что в трубопроводах может использоваться сетчатый фильтр, монтаж абонентского грязевика также необходим, поскольку он позволяет предохранить сетку фильтра от деформации и повреждений твердыми частицами. СНиП 41-02-2003 регламентирует установку грязевиков в ИТП перед регулирующими устройствами на обратном трубопроводе в обязательном порядке. Если предполагается монтаж ИТП для заполнения по зависимой схеме теплосистем, подсоединяющихся к закрытой теплосети, разрешается установка узла ввода на перемычке диаметром от 20 до 32 мм без грязевика.

Монтаж узла учета теплоэнергии индивидуального теплового пункта разрабатывается отдельно, причем проект этого узла должен выполняться в соответствии с регламентом "Правил учета тепловой энергии и теплоносителя". Приборами учета потребления тепловой энергии служат тепловые счетчики, конструкция которых одобрена государственными организациями. Необходимо обращать внимание при выборе расходомера на то, чтобы реальный расход теплоносителя не превышал пределы динамического диапазона устройства. При проектировке узла учета теплопотребления, как и всего индивидуального теплового пункта, следует принимать во внимание возможные потери давления в расходомерах.

Узел согласования давлений необходим для того, чтобы предохранять системы теплоносителей от опорожнения, от вскипания теплоносителя при перегреве. Этот узел также обеспечивает необходимое давление теплоносителя в системах, ограничивает предельный расход теплоносителя, автоматически регулирует гидравлическую балансировку теплосетей. При монтаже в случае с открытой системой теплоснабжения рекомендуется устанавливать регулятор температуры прямого действия в смесительном узле ГВС после регулятора перепада давлений. Оптимальное месторасположение регулятора перепада давлений, для его защиты от перегрузок и увеличения срока службы, - обратный трубопровод.

Для закрытых систем теплоснабжения в качестве подогревателей водопроводной воды в системе горячего водоснабжения ИТП лучше использовать пластинчатые или емкостные водоподогреватели. Второй вариант подходит для малых ИТП, либо для ИТП с ограниченным расходом горячей воды.

Меры безопасности и условия эксплуатации ИТП

Обслуживающий персонал индивидуального теплового пункта должен иметь соответствующую квалификацию и обязан ознакомиться с правилами эксплуатации, оговоренными в технической документации.

Запрещается включать насосы в работу при отсутствии воды и при закрытой арматуре на входе. В процессе эксплуатации нужно проверять давление по показаниям манометров на входе и выходе; осуществлять контроль нагрева электродвигателя; следить за отсутствием посторонних шумов и не допускать повышенной вибрации.

Не разрешается разбирать регуляторы при наличии в системе давления, а также применять чрезмерные усилия при ручном управлении клапаном.

Трубопроводы и системы теплопотребления перед подключением должны быть промыты.