Выбор АУУ для многоэлеваторного жилого дома в рамках энергосервиса

Одним из этапов выполнения федерального закона «Об энергосбережении…» (№ 261-ФЗ) является оснащение потребителя системами регулирования отопления. Данное мероприятие одновременно решает задачи энергосбережения и создания (поддержания) комфортных условий проживания людей. Финансирование подобных программ осуществляется, как правило, через заключение энергосервисного контракта.

Выбор АУУ для многоэлеваторного жилого дома в рамках энергосервиса

Одним из этапов выполнения федерального закона «Об энергосбережении…» (№ 261-ФЗ) является оснащение потребителя системами регулирования отопления. Данное мероприятие одновременно решает задачи энергосбережения и создания (поддержания) комфортных условий проживания людей. Финансирование подобных программ осуществляется, как правило, через заключение энергосервисного контракта. Для выполнения этих задач устанавливается автоматизированный узел управления (далее – АУУ) центрального отопления, который предпочтительнее применять с корректирующей схемой САР ЗСО.

Подавляющее большинство коммунальных зданий в настоящее время присоединено и продолжает присоединяться к тепловым сетям по зависимой схеме с элеватором. При этом до 40 % таких абонентов имеют элеваторное присоединение в каждом подъезде. То есть в одном доме мы имеем два и более элеваторов. Решить задачу максимально эффективно с минимальными капиталовложениями, благодаря использованию механизма энергосервиса, позволяет установка в многоквартирном доме (МКД) АУУ с элеваторами автоматизированного узла управления. Выбирая тип АУУ, мы можем:

• изменить схему присоединения абонента к тепловым сетям, убрать элеваторный узел и заменить его на узел с насосным смешением;
• без изменения схемы присоединения абонента корректировать график отопления до нужных нам параметров до теплового пункта (ТП) абонента.

Замена элеваторного узла

Замена элеваторного узла на узел с насосным смешением позволяет осуществлять глубокое регулирование потреб-ления тепла. Мы сможем выдерживать зависимость отопительного графика от температуры наружного воздуха, а в сильные морозы компенсировать недостаток тепловой энергии за счет увеличения массы теплоносителя из сети, уменьшая коэффициент смешения в насосном узле. Работая в рамках энергосервисного контракта по этой схеме, надо быть готовым:

• к отрицательной экономии в те дни, когда температура наружного воздуха опускается ниже –24 ºС;
• при автоматизации МКД на каждый подъезд вместо элеватора приходится ставить узел насосного смешения. Это значительно увеличивает стоимость капиталовложений и не окупается в рамках энергосервиса;
• можно поставить узел насосного смешения на вводе в дом, а элеваторы демонтировать. При этом насос подбирается с учетом компенсации нарушений в гидравлическом режиме в доме (более мощный насос), пересчитывается пропускная способность
• от АУУ к ТП (при необходимости перекладываются трубы) и в течение остатка отопительного периода осуществляется балансировка каждого подъезда.

Наладка гидравлического режима

На практике в домах, которые эксплуатируются 15–20 лет и более, нарушен гидравлический режим, то есть дом в контуре циркуляции потребляет больше теплоносителя по сравнению с расчетными параметрами по нагрузке. Это обусловлено тем, что люди за это время поменяли батареи в квартире, установили теплые полы и др.

Вернуть устойчивое гидравлическое состояние можно, компенсировав недостающий объем теплоносителя в доме. Это достигается увеличением перепада давления перед элеватором, что повысит циркуляцию на 15–25 %. При таком режиме отопления дома наблюдается значительный перерасход тепловой энергии. Это происходит из-за неточного распределения циркулирующей воды по тепловым пунктам потребителя. Неточность распределения приводит к общему завышению расхода циркулирующей воды и к перегреву отапливаемых помещений.

Зависимая схема присоединения оборудования автоматического регулирования отпуска тепла (САР ЗСО)

Следует указать, что, согласно [1], перерасход циркулирующей воды только на 10 % приводит к перерасходу тепла на отопление на 3 %. Данный факт необходимо учитывать при подборе оборудования для узла насосного смешения и выбрать насос, который бы обеспечивал для графика отопления от источника 150/70 ºС больший коэффициент смешения (К_см равен 2,5 или даже 3,0, а не 2,2, как в классической формуле).

Корректирующая схема САР ЗСО

Во время предпроектного обследования конкретного дома при установке АУУ не всегда есть возможность учесть все нюансы отопления. При этом нельзя ухудшать сложившуюся за 20–40 лет гидравлику дома. Ограничение циркуляции в доме на 10 % для объектов со стабильной гидравликой некритично [1].

В нашем случае мы рассматриваем дом с трудно определяемой гидравликой. Уровень критичности в таких домах бывает трудно (невозможно) определить. Выход только один – нужно оперировать сложившимися в процессе жизнедеятельности дома гидравлическими параметрами, не ограничивая объем и расход теплоносителя в системе отопления. Для решения этих задач применяется корректирующая схема САР ЗСО (см. рис.).

Принцип действия корректирующей схемы

На вводе в здание (после узла учета тепловой энергии) гидравлические параметры дома стабилизируются; для этого применяется регулятор давления прямого действия РПД (гидравлический) или регулирующий клапан КС, управляемый по заданному перепаду давления (см. рис.). Это обеспечит постоянный расход теплоносителя после РПД. В перемычке между подающим и обратным трубопроводами (после РПД) устанавливаем корректирующий насос H1, который изменяет пропорции смешиваемых потоков сетевой и обратной воды, обеспечивает необходимую коррекцию температуры теплоносителя в подающем трубопроводе. При этом объем теплоносителя, поступающий в дом, остается неизменным.

Скорость насоса H1 регулируется частотно-регулируемым приводом ЧРП по команде от контроллера МР-01.
Чем теплее на улице, тем выше скорость вращения насоса и больше подмес. ПИД-регулирование обеспечивает контроллер в зависимости от разницы фактической температуры обратного трубопровода и заданной температуры t₂по температурному графику от температуры наружного воздуха t_нв.

Результаты применения корректирующей схемы

1. Стабилизация гидравлических параметров дома на уровне эксплуатации до установки АУУ.
2. Защита от внешних колебаний давления в сети для стабильной работы автоматизированного узла управления коррекции температуры в подающем трубопроводе.
3. При остановке насоса (отсутствие питания, поломка) отопление дома переходит в прежний режим теплоснабжения от сети без создания аварийной ситуации.
4. Стоимость оборудования отвечает требованиям энергосервисного контракта.
5. При критически низких температурах (ниже –24 ºС) потребитель снабжается теплом в рамках отпущенной тепловой энергии от сети (отсутствует отрицательная экономия).

К недостаткам данной схемы следует отнести необходимость применения высоконапорного насоса для поддержания требуемого перепада давлений для устойчивой работы элеваторных узлов. Такой насос повышает уровень шума в подвале. В домах с плохой звукоизоляцией перекрытий шум от работы насоса может быть причиной жалоб жильцов. Однако, как показала практика, эта проблема устраняется применением насосов с мокрым ротором (где это возможно по напорам) и установкой дополнительно частотных приводов. Основной шум создается от работы крыльчатки вентилятора насоса при рабочих скоростях 3 000 об/мин. Применение ЧРП снижает скорость вращения ротора, что уменьшает шум от крыльчатки ниже 45 дБ.

Таким образом, можно сделать вывод, что на многоэлеваторных домах предпочтительнее применять АУУ с корректирующей схемой САР ЗСО (насос на перемычке) со стабилизацией гидравлических параметров. Корректирующая схема:

• обеспечивает безопасную эксплуатацию объекта,
• ликвидирует перетопы на 100 %,
• отвечает требованиям энергосервиса.

Имея опыт массовой установки АУУ в жилом фонде, предлагаем реализацию данной схемы на вашем объекте под ключ, от обследования до ввода в эксплуатацию, с возможностью удаленного мониторинга и управления узлом.
+7 (495) 783–23–69, e-mail: termo-m@te-s.ru.

Литература

1. Громов Н. К. Абонентские устройства водяных тепловых сетей. М. : «Энергия», 1979.

Ошибки при внедрении автоматизированных узлов управления систем отопления в Москве (2008–2009 годы)

А. М. Филиппов, начальник Инспекции по контролю за энергосбережением Государственной жилищной инспекции Москвы

С принятием Федерального закона от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» возрастает значение энергосбережения в жилых зданиях, особенно мероприятий, позволяющих не только автоматизировать, но и снизить потребление тепловой энергии многоквартирными домами, а также оптимизировать распределение тепла между потребителями в доме. Такими мероприятиями являются установка автоматизированных узлов управления систем отопления (далее – АУУ) вместо тепловых или элеваторных узлов, установка балансировочных клапанов на стояках систем отопления и термостатических клапанов на подводках к отопительным приборам.

Предпосылки внедрения АУУ

Впервые понятие АУУ появилось еще в 1995 году, когда в МНИИТЭПе была разработана и утверждена концепция «Современные энергосберегающие системы теплоснабжения и отопления зданий в массовом строительстве Москвы» и программа ее реализации. В дальнейшем внедрение АУУ было прописано в новой редакции МГСН 2.01–99 «Энергосбережение в здании», затем 27 апреля 2002 года состоялось заседание Комплекса архитектуры города Москвы, на котором, кроме прочих, рассмотрели вопрос «О типовых технических решениях по оснащению строящихся жилых домов автоматизированными узлами управления систем отопления».

В 2008 году ГУП «МосжилНИИпроект» совместно с ООО «Данфосс» был составлен альбом «Автоматизированные узлы управления» с использованием технических решений типового проекта, а в мае 2008 года теплоснабжающая организация ОАО «МОЭК» провела два совещания с участием проектировочных и подрядных организаций по монтажу АУУ по вопросам проектирования и разработки технических условий для привязки типового проекта установки АУУ при капитальном ремонте жилых домов программы 2008–2014 годов.

С августа 2008 года началось массовое внедрение (монтаж) АУУ в жилых домах взамен элеваторных и тепловых узлов, и в настоящее время в Москве численность жилых домов с установленными АУУ достигает 1000 зданий, что составляет примерно 3 % жилых зданий города.

Принцип действия и преимущества применения АУУ

Что представляет из себя АУУ, устройство и принцип его действия описывались неоднократно в работах М. М. Грудзинского, С. И. Прижижецкого и В. Л. Грановского, в том числе в [1, 2]. Кроме того, аналогичный принцип работы оборудования используется в ЦТП ОАО «МОЭК» (ранее – в тепловых пунктах ГУП «Мосгортепло») в системе автоматического регулирования зависимой системы отопления (САРЗСО), но только для переходных режимов осенью и весной.

Если коротко, то АУУ – это совокупность устройств и оборудования, обеспечивающих автоматическое регулирование температуры и расхода теплоносителя на вводе в каждое здание точно в соответствии с заданным для этого здания температурным графиком или в соответствии с потребностями жителей.

К преимуществу АУУ в сравнении с тепловыми и элеваторными узлами, имеющими фиксированное сечение проходного отверстия (сопла элеватора, дроссельной диафрагмы), через которое теплоноситель поступает во внутридомовую систему отопления, относится возможность изменения количества подаваемого теплоносителя в зависимости от температуры воды в подающем и обратном трубопроводах системы отопления с коррекцией по температуре наружного воздуха в соответствии с температурным графиком.

В отличие от элеваторных узлов, устанавливаемых на каждой секции дома, АУУ монтируется, как правило, один на здание (если в доме 2 тепловых ввода, то устанавливаются 2 АУУ), при этом присоединение выполняется после узла учета тепловой энергии системы отопления (при его наличии).

Принципиальная схема и вид АУУ в аксонометрии представлена на рис. 1, 2 (по материалам ООО «Данфосс»). Возможны конструктивные варианты, обусловленные схемой присоединения к тепловой сети, гидравлическими режимами на тепловом вводе, конкретной конструкцией системы отопления здания и условиями эксплуатации (всего 12 типовых решений).

Принциапиальная схема АУУ с насосами смешения на перемычке для температуры до АУУ t = 150—70 ˚C при одно- и двухтрубных системах отопления с термостатами (Р₁ – Р₂ ≥ 12 м вод. ст.)

Примерная схема АУУ предусматривает: 1 – электронный блок (щит управления); 2 – датчик температуры наружного воздуха; 3 – датчики температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах; 4 – клапан регулятора расхода с редукторным приводом; 5 – клапан регулятора перепада давления; 6 – фильтр; 7 – циркуляционный насос; 8 – обратный клапан.

Как видно из схемы, АУУ принципиально состоит из трех частей: сетевой, циркуляционной и электронной.

Сетевая часть АУУ включает клапан регулятора расхода теплоносителя с редукторным приводом, клапан регулятора перепада давления с пружинным регулирующим элементом и фильтр.

Циркуляционная часть АУУ включает циркуляционный (смесительный) насос и обратный клапан. В качестве насосов смешения устанавливаются два насоса фирмы Grundfos (или другие типы насосов, удовлетворяющие требованиям АУУ), которые работают попеременно по таймеру с цикличностью 6 ч. Контроль за работой насосов осуществляется по сигналу датчика перепада давлений, установленного на насосах.

Электронная часть АУУ включает электронный блок (щит управления), обеспечивающий автоматическое управление тепломеханическим и насосным оборудованием с целью поддержания заданного температурного графика и гидравлического режима в системе отопления здания, карту ECL (предназначена для программирования контроллера теплового режима), датчик температуры наружного воздуха (устанавливается на северной стороне фасада здания), датчики температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах и редукторный электропривод клапана регулирования расхода теплоносителя в сетевой части АУУ.

Ошибки при внедрении АУУ

Основной темой данной статьи являются ошибки, допускаемые при планировании работ, проектировании и монтаже АУУ в Москве, которые свели на нет всю проделанную работу и не позволили получить запланированные показатели по энергоэффективности и энергосбережению. На протяжении полутора лет установленные АУУ практически не использовались по назначению либо использовались неэффективно, дорогостоящее оборудование зачастую простаивало в отключенном состоянии, а теплоноситель поступал во внутридомовые системы отопления через недемонтированные элеваторы.

Конечно, многие из ошибок в дальнейшем были исправлены, а работа АУУ налажена, однако ошибок можно было не допустить при правильной организации работ на всех стадиях процесса.

Так что же это были за ошибки?

1. На стадии планирования и организации работ.

При выборе технического решения, в нарушение требований МГСН 2.01–99 «Энергосбережение в зданиях» (п. 4.2.1.) не осуществлялось технико-экономическое сопоставление вариантов: 1) установка АУУ от распределительных сетей ЦТП или 2) устройство ИТП от городских магистральных теплопроводов и сетей водопровода. В результате при установке АУУ происходило дублирование функций оборудования, установленного в ЦТП, что противоречит «Правилам технической эксплуатации тепловых энергоустановок» Ростехнадзора РФ (п. 9.1.2.), а монтаж АУУ и балансировочных клапанов приводил к увеличению гидравлического сопротивления в системе и необходимости замены (реконструкции) тепломеханического оборудования ЦТП. Однако реконструкция ЦТП не предусматривалась, а АУУ внедрялись не кустовым методом, начиная с концевых домов, а некомплексно, только в отдельных зданиях в начале или середине привязки к ЦТП. Как следствие, некомплексная установка АУУ нарушала установившийся гидравлический и тепловой баланс во внутриквартальных тепловых сетях, приводила к ухудшению работы систем отопления большинства присоединенных строений и вызывала необходимость проведения дорогостоящей тепловой наладки (с расчетом диаметров сопел элеваторов и дроссельных диафрагм, их установкой на вводно-распределительных узлах и последующей корректировкой (заменой) в процессе эксплуатации в отопительный период.

2. На стадии проектирования:

– отсутствовали рабочие проекты, нередко вместо рабочих проектов использовались выкопировки из типового проекта без расчетов, подбора и привязки оборудования к местным условиям, что приводило к ошибочным решениям при выборе и установке оборудования и, как следствие, к нарушениям режимов теплоснабжения при его работе;

– выбранные схемы монтажа АУУ не соответствовали требуемым, что сразу негативно отражалось на теплоснабжении. Например, в трех жилых домах ЗАО в результате демонтажа элеваторного узла и применения в зависимой системе отопления схемы АУУ, предназначенной для независимых систем без узла смешения, был нарушен проектный температурный график работы системы (95–70 °С) и в отопительные приборы поступил первичный перегретый теплоноситель с температурным графиком (150/70 °С), что привело к перегреву ближайших по ходу теплоносителя жилых помещений и к нарушению циркуляции теплоносителя в концевых стояках (недогреву помещений, расположенных на концевых стояках). Эксплуатация системы в таком режиме была чревата ожогами жителей при прикосновении к приборам и трубопроводам. Только своевременное вмешательство помогло устранить эту ошибку до наступления холодов;

– выданные технические условия (ТУ) не соответствовали фактическим параметрам: например, в ТУ и проекте указывался график 150/70 °С вместо фактического 105/70 °С, что повлекло неправильный выбор схемы АУУ. Также при выдаче технических условий для АУУ не учитывалось то, что в ходе капитального ремонта системы отопления реконструировались (изменялись схемы с однотрубной на двухтрубную, диаметры разводящих трубопроводов и стояков, площади нагрева отопительных приборов и т. п.), при этом расчет АУУ производился для системы отопления до реконструкции.

3. На стадии монтажа и ввода в эксплуатацию:

– ошибочно было выбрано время для монтажа: АУУ зачастую монтировались уже в зимний период после окончания других работ, что приводило к жалобам жителей на несвоевременный пуск тепла, частые отключения отопления, к нарушениям температурного режима;

– напрасно отказывались от установки АУУ в случаях, когда в ходе капитального ремонта на стояках систем ЦО были установлены балансировочные клапаны. Их установка приводила к резкому увеличению гидравлического сопротивления в системах, а при отсутствии АУУ с насосным оборудованием и непроведении работ по замене насосов в ЦТП в таких жилых домах и соседних по привязке домах в отопительный период сразу возникали проблемы с теплоснабжением;

– датчики температуры наружного воздуха монтировались не на северной стороне здания, что приводило к некорректной настройке теплового режима из-за влияния солнечной радиации на датчик (его нагрев);

– работа АУУ осуществлялась во внештатном ручном режиме и не была переведена в автоматический режим;

– отсутствовали документы и карты ECL в связи с тем, что монтажная организация не передала их управляющей компании;

– отсутствовало резервное питание АУУ, что в случае отключения электроэнергии могло привести к остановке системы ЦО;

– не проводились регулировочно-наладочные работы и обесшумливающие мероприятия;

– отсутствовало техобслуживание АУУ.

Вследствие указанных ошибок и нарушений, в домах с установленными АУУ возникали многочисленные жалобы жителей на непрогревы системы отопления и шум от работы оборудования.

Все описанное выше стало возможным из-за плохой организации работ, отсутствия должного контроля со стороны заказчика за всеми стадиями процесса внедрения АУУ. Автор надеется, что опубликованная статья поможет избежать подобных ошибок в дальнейшем как в Москве, так и в других городах.

При внедрении АУУ необходимо четко организовать работу проектных организаций, соответствующих строительно-монтажных и ремонтно-эксплуатационных служб, тщательно проверять выданные технические условия на соответствие фактическим данным, вести технический надзор на каждой стадии работ и сразу же после завершения монтажа приступать к техобслуживанию АУУ силами специализированной организации. Иначе простой дорогостоящего оборудования АУУ или его неквалифицированное обслуживание приведет к выходу из строя, утрате техдокументации и к прочим негативным последствиям.

Эффективное применение АУУ

Применение АУУ наиболее эффективно в следующих случаях:

– в домах с абонированными элеваторными узлами системы отопления, непосредственно присоединенными к городским магистральным тепловым сетям;

– в концевых домах по привязке к ЦТП с недостаточным перепадом давления в системе ЦО с обязательной установкой насосов ЦО;

– в домах с газовыми водонагревателями (с децентрализованным горячим водоснабжением) и центральным отоплением.

Устанавливать АУУ следует комплексно, кустовым методом, охватывая все без исключения жилые и нежилые строения, присоединенные к ЦТП.

Монтаж и сдача-приемка в эксплуатацию системы отопления и оборудования АУУ должны вестись одновременно.

Следует отметить, что наряду с установкой АУУ, достаточно эффективными являются следующие мероприятия:

– перевод ЦТП с зависимой схемой присоединения систем отопления на независимую с установкой в тепловом пункте мембранного расширительного бака;

– установка в ЦТП с зависимой схемой присоединения оборудования автоматического регулирования отпуска тепла (САР ЗСО), аналогичного АУУ;

– наладка внутриквартальных сетей центрального отопления с установкой расчетных сопел элеваторов и дроссельных диафрагм на вводно-распределительных узлах зданий;

– перевод тупиковых систем горячего водоснабжения на циркуляционные схемы.

В целом, эксплуатация образцовых АУУ показала, что использование АУУ в совокупности с балансировочными клапанами на стояках системы ЦО, термостатическими вентилями на каждом отопительном приборе и проведением утеплительных мероприятий позволяет экономить до 25–37 % тепловой энергии и обеспечивать комфортные условия проживания в каждом помещении.

Литература

1. Грудзинский М. М., Прижижецкий С. И. Энергоэффективные системы отопления // «АВОК». – 1999. – № 6.

2. Грановский В. Л., Прижижецкий С. И. Система отопления жилых зданий массового строительства и реконструкции с комплексным автоматизированием теплопотребления // «АВОК». – 2002. – № 5.

Вам также может понравиться

2 трубная только отопление

Схемы двухтрубных систем отопления для частного дома

2 трубная система отопления частного дома своими руками схема

Двухтрубная система отопления: все нюансы, которые

2 трубная система отопления диаметр труб

Необходимый диаметр труб для разных систем отопления

2 питьевой пояс водоснабжения

Постановление Главного государственного санитарного

2 питьевое водоснабжение для предприятия

Водоснабжение промышленных предприятий: виды систем

2 категория водоснабжения для расчета штатного расписания муп

Штатное расписание. Унифицированная форма Т-3 Штатное

1 категория водоснабжения требования

Исполнительная документация Какие бывают категории

354 постановление правительства холодное водоснабжение

Постановление Правительства РФ от 06.05.2011 N 354 (ред.