Управление комбинированной системой отопления

Под комбинированной системой подразумевается проектное решение, при котором помещение отапливается и водяным теплым полом и радиаторами. Такая система в основном используется в том случае, когда одно напольное отопление не может компенсировать расчетные теплопотери помещения даже при максимально допустимой температуре теплоносителя. Дело в том, что в соответствии с п. 6.4.9. СП 60.13330.2016, температура поверхности пола в помещениях с постоянным пребыванием людей не должна превышать 26 °С. Если учесть, что средний коэффициент теплоотдачи пола составляет 10,8 м 2 /°С • Вт, а средняя расчетная температура воздуха в помещении 20 °С, то с поверхности теплого пола можно по- лучить удельный тепловой поток, не превышающий 10,8 (26-20) = 64,8 Вт/м 2 .

Установив у себя дома комбинированную систему отопления, мы сразу же столкнемся с вопросом: каким образом выполнять ее регулировку?

Классическим методом управления системой отопления является использование электронных комнатных термостатов совместно с электротермическими сервоприводами, устанавливаемыми на отопительном коллекторе. Принцип этого управления прост: на комнатном термостате пользователем устанавливается желаемая температура воздуха в помещении, например 20 °С. В случае, если фактическая температура воздуха превышает установленную, термостат находится в положении «выключить» и сервопривод перекрывает подачу теплоносителя к радиатору или петле теплого пола. Когда фактическая температура воздуха опускается ниже настроечной величины более чем на величину гистерезиса (0,5 °С), термостат переключается в положение «включить». Сервоприводы открываются, и поток теплоносителя начинает вновь циркулировать. Гистерезис необходим для кор- ректной работы термостата. В противном случае, при достижении требуемой величины в 20 °С термостат начал бы постоянно включаться и выключаться, то есть — вошел в режим «дребезга».

Работа системы управления теплым полом при помощи обычного комнатного термостата приведена на рис. 1.

Рис. 1. Управление системой отопления с помощью термостата и сервопривода

С управлением обычной системой отопления все достаточно ясно, однако как быть в случае использования комбинированной системы?

Конечно, можно от комнатного термостата одновременно подавать сигнал на включение или выключение и теплого пола и радиаторов. Однако, такой вид регулирования не всегда удобен. Дело в том, что в течение отопительного периода существуют так называемые периоды межсезонья — осень и весна. В эти периоды как раз и возникает ситуация, при которой отопление должно работать лишь на 10—15 % своей расчетной мощности. В это время теплового потока от теплых полов вполне достаточно для обогрева помещений. При понижении температуры наружного воздуха к компенсации теплопотерь уже должна подключаться система радиаторного отопления. То есть при комбинированной системе отопления схема управления отоплением тоже должна быть комбинированной. Пример такой схемы приведен на рис. 2.

Рис. 2. Двухконтурное управление комбинированной системой отопления

Как видно из рисунка, термостат уже управляет не одним, а двумя контурами отопления при помощи дополнительного реле. В меню настроек такого термостата введена величина dT, которая определяет зону температур выше уставки, при которой включено только одно реле. В примере, приведенном на рис. 2, эта величина составляет dT = 3 °С. Рассмотрим более подробно принцип работы данного устройства. На термостате задаются две величины: первая — уставка самого термостата (20 °С), и вторая величина — dT, которая настраивается один раз и применима при любых значениях уставки. Если фактическая температура воздуха в помещении ниже уставки, то это означает, что в помещении холодно, и необходимо систему отопления включить на все 100 % для его прогрева. Этот режим обозначен на рисунке как зона 1. В этом случае термостат включает оба реле, тем самым обеспечивая отопление теплым полом и радиатором. Такая ситуация возникает, как правило, в пиковые периоды холода, когда на улице устанавливается минимальная температура.

При возрастании температуры выше уставки (20 + 0,5 °С = 20,5 °С) реле, управляющее радиатором, отключается. Таким образом, при оптимальном диапазоне температур будет выключен радиатор, но теплый пол для обеспечения комфорта в помещении останется включенным. Если температура воздуха начинает снижаться, то термостат опять включает реле и радиаторное отопление вновь работает. Однако в случае, если температура воздуха продолжает расти (мощности теплого пола хватает с избытком), то при нагреве воздуха на величину dT (3 °С) термостат отключает также и контур напольного отопления. После остывания системы и падения температуры внутреннего воздуха ниже 23 °С термостат включает теплый пол и, если его мощности оказывается недостаточно, и температура продолжает падать, то включается и радиаторное отопление. Таким образом, мы получаем диапазон температур от 20 °С до 23 °С, в котором наша система работает с максимальной эффективностью.

Для выполнения такого регулирования компанией VALTEC на основе имеющегося хронотермостата VT.AC709 был разработан двухконтурный хронотермостат VT.АС711 (рис. 3 и 4).

Рис. 3. Передняя панель двухконтурного хронотермостата VT.AC711

Рис. 4. Задняя панель двухконтурного хронотермостата VT.АС711

Как видно из рис. 4, в приборе появилось дополнительное реле, при этом весь спектр функциональных возможностей хронотермостата VT.AC709 остался прежним. В меню расширенных настроек поя- вился отдельный пункт настройки величины dT (рис. 5).

Рис. 5. Меню настройки параметра dT

Данная величина по умолчанию составляет 3 °С, однако задавать ее рекомендуется исходя из особенностей конкретной системы и ее тепловой инерционности.

Таким образом, мы имеем полноценный двухконтурный регулятор, который может управлять нашей системой отопления как в ручном режиме, так и по суточному и недельному графикам.

Схемы подключения сервоприводов различного типа показаны на рис. 6.

Рис. 6. Схемы подключения сервоприводов

Следует обратить внимание, что при подключении сервоприводов в соответствии с рис. 6 необходимо установить перемычку между клеммами 1 и 3. Подключение приводов также может осуществляться по схеме, приведенной на рис. 7.

Рис. 7. Альтернативная схема подключения сервопривода

Описанная в статье система двухконтурного регулирования может также применяться в многоквартирном доме, в случае использования термостатов совместно с сервоприводами вместо традиционных термостатических головок. Такой алгоритм работы рекомендуется задавать в случае, когда есть необходимость управлять двумя отопительными приборами, расположенными в одном помещении. То есть при достижении величины уставки сначала отключается один отопительный прибор, а затем, если температура внутреннего воздуха продолжает расти, отключается и второй прибор. Это позволяет не просто экономить тепловую энергию, но и поддерживать более комфортные условия для жильцов.

Автор: Бобров А.А., инженер по автоматизации

Блочные тепловые пункты «ТЭМ®-АИТП»

Артикул:
Производитель:	ТЭМ

Получить альбом типовых решений

При использовании модулей БТП «ТЭМ®-АИТП» существенно упрощаются необходимые монтажные работы в труднодоступных помещениях, значительно уменьшаются сроки проектных работ, повышается качество сварочных и сборочных работ в связи с возможностью использования высокотехнологичного оборудования в заводских условиях. Использование модулей БТП «ТЭМ®-АИТП» позволяет избежать ошибок подрядных организаций при производстве монтажных работ. Консорциум ЛОГИКА-ТЕПЛОЭНЕРГОМОНТАЖ на сегодняшний день предлагает заказчику широкий выбор типовых решений автоматизированных тепловых пунктов в блочном исполнении, который также позволяет исполнить Ф3-190 о теплоснабжении: «С 1 января 2022 года использование централизованных открытых систем теплоснабжения (горячего водоснабжения) для нужд горячего водоснабжения, осуществляемого путем отбора теплоносителя на нужды горячего водоснабжения, не допускается».

«ТЭМ®-АИТП» может состоять из следующих модулей:

• модуль ввода;
• модуль системы отопления с автоматическим погодным регулированием;
• модуль системы вентиляции с автоматическим погодным регулированием;
• модуль системы горячего водоснабжения.

Функциональные задачи БТП «ТЭМ®-АИТП»

• Автоматическое управление значениями параметров теплоносителя в системе отопления и вентиляции в зависимости от температуры наружного воздуха, времени года и суток;
• Поддержание постоянного значения температуры горячего водоснабжения согласно требованиям санитарных норм;
• Поддержание заданных гидравлических параметров всех систем теплопотребления, а также тепловой сети;
• Управление циркуляционными насосами в автоматическом режиме;
• Автоматическая подпитка всех систем теплопотребления при подключении по закрытой схеме.

Преимущества БТП «ТЭМ®-АИТП»

• Компактные размеры, позволяющие использовать блочные тепловые пункты в малогабаритных помещениях;
• Сборка, проверка и настройка БТП «ТЭМ®-АИТП» происходят в заводских условиях;
• Значительная экономия времени и затрат при проектировании, установке и запуске в эксплуатацию;
• Кратчайшие сроки производства БТП «ТЭМ®-АИТП» за счет использования универсальных модульных заготовок;
• Блочный тепловой пункт «ТЭМ®-АИТП» изготавливается с учетом габаритных размеров помещений и дверных проемов (удобство при разборке и сборке);
• Не требует наличия высококвалифицированных специалистов для подключения «ТЭМ®-АИТП» к инженерным коммуникациям;
• Широкий ряд типовых технических решений;
• Поставка как в виде отдельных модулей, так и в полностью скомплектованном виде;
• Возможность дистанционного регулирования теплопотребления и контроля параметров теплоносителя;
• Гарантия распространяется как на все изделие в целом, так и на его отдельные компоненты.

БТП «ТЭМ®-АИТП» дополнительно может быть укомплектован узлом учета тепловой энергии.

При необходимости выполняются все работы «под ключ» (проектирование, установка, присоединение ко всем инженерным коммуникациям, запуск, согласование и сдача всем надзорным органам). Модули «ТЭМ®-АИТП» соответствуют нормам нормативно-методических документаций АВОК и «Альбому типовых проектных решений» Национального объединения изыскателей и проектировщиков.

Особенности и назначение блочных тепловых пунктов

Блочный тепловой пункт (БТП) – это модульная система для применения в сетях отопления, водоснабжения, вентиляции приточного типа. Этот узел – важнейшая инженерная точка объекта, на которой выполняется прием, обработка, распределение тепловой энергии. Монтируется в многоэтажных, частных домах, офисах, на предприятиях.

Преимущества модульных решений

По сравнению с обычными центральными и индивидуальными моделями установки блочного типа имеют следующие плюсы:

Модульное исполнение – можно увеличивать мощность параллельным подключением нескольких блоков.

Конструкция позволяет перевозить собранный модуль автотранспортом прямо на объект.

Простота монтажа на теплопункте.

Повышение экономичности сети. По сравнению с индивидуальными ТП расход снижается примерно на 15%.

Возможность демонтажа конструкции, перемещения на другое место.

Простота обслуживания благодаря отлаженной автоматике и наличию необходимых датчиков.

В работе техники для повышения эффективности используется электроавтоматика. Система производит гибкое управление задачами отопления, водоснабжения: учитывается температура окружающей среды, давление, температуры жидкостей, другие факторы. Устройство можно настроить для работы в определенное время, что позволяет снизить потребление электричества и других ресурсов, сделать систему более экономичной. Блок автоматики размещен в щите с высоким уровнем защиты.

Комплектация

блок включает пластинчатые теплообменники, насосное оборудование, трубы, фильтры, фланцы, запорную арматуру различной конструкции и назначения, расширительные баки, краны, счетчики и расходомеры, датчики.

Блочно-модульные тепловые пункты традиционного исполнения состоят из следующих компонентов:

• Отсек учета и регулирования – необходим для контроля расхода внутренней среды, настройки теплоносителя в соответствии с нужной температурой.

Модуль отопления для распределения теплоносителя.

Узел водоснабжения для сохранения температуры воды на уровне 55–60 градусов, ее подачи потребителю.

Механизм вентиляции – регулирует расход теплоэнергии с учетом температуры окружающей среды. Может снижать затраты тепла в дневное время, когда на улице теплее.

Комплектация может отличаться с учетом назначения (может быть не нужна вентиляция, средства очистки воздуха).

Обычно блочный автоматизированный тепловой пункт поставляется в готовом для использования виде, все компоненты располагаются на одной раме. Нужно только выполнить подключение к электрической сети, инженерным коммуникациям на объекте.

При необходимости возможно проектирование конструкции из нескольких модулей на разных рамах. При установке в теплообменик эти блоки соединяются согласно проектной документации. Это необходимо в том случае, если расположение теплоузла не позволяет переместить внутрь один большой блок.

Особенности котельной для БТП

Проектирование модульной котельной – сложная инженерная задача. Важно точно рассчитать мощность каждого узла. Также нужно предусмотреть запас, который исключит использование техники с максимальными нагрузками, позволит подключить новых потребителей при необходимости. Благодаря конструкции агрегатов, всегда можно увеличить продуктивность путем дополнения или замены отдельных узлов (при этом не потребуется менять весь блок).

Проектирование котельной с использованием БТП включает:

изучение документации о здании или сооружении, определение специфики эксплуатации оборудования на конкретном объекте;

выбор типа котельной, ее конфигурации;

определение типа топлива, которое будет применяться для работы;

определение числа потребителей;

выбор мощности установок;

подготовка проекта будущего блока.

Доверять проектирование котельной необходимо профессионалам, которые точно знают, что такое БТП и как выбрать его мощность и комплектацию.

Благодаря удачным проектным решениям возможна установка БТП в помещениях маленькой площади. Однако там должно быть достаточно места для качественной вентиляции в целях корректной работы датчиков и автоматики.

БТП выполняют следующие функции:

преобразуют энергию от теплоносителя;

регулируют, контролируют, измеряют необходимые для работы параметры;

распределяют потоки жидкостей;

защищают систему от сбоев, перегрева оборудования.

На фото блочного теплового пункта можно посмотреть, как выглядит конструкция, чтобы иметь хотя бы общее представление.

Эффективная работа оснащения позволяет снизить затраты на энергоносители. При регулярном техническом обслуживании существенно увеличивается ресурс агрегатов. Плюсом является и то, что при износе или повреждении отдельных компонентов их можно заменить. Поэтому установки могут работать достаточно много времени без снижения своей продуктивности (естественно, при своевременном техобслуживании). Вас также могут заинтересовать комплектующие для промывки и пластины для теплообменников.