Устройство и принцип работы теплового пункта

Любая теплосеть включает источник тепла – котельную, теплоцентраль, первичные или вторичные магистрали для передачи теплоносителя, и потребителя – дом, квартиру, предприятие. Показатели горячей воды в магистрали значительно отличаются от температуры жидкости, которую подают в батареи. Тепловой пункт – это комплекс, в котором теплоноситель подготавливается для подачи потребителю.

Виды и особенности теплового пункта

Теплопункт включает оборудование, позволяющее присоединить энергоустановки к теплосетям, системы подачи жидкости, аппараты измерения и контроля. Обычно тепловой узел размещают в отдельном помещении или здании.

Назначение любого типа ТП – регулировка подачи теплоносителя. Все элементы системы – магистрали, трубопроводы, обслуживающие квартиры, радиаторы – рассчитаны на работу с теплоносителем определенной температуры, чистоты, загазованности. Нарушение этих показателей приводит к засорению и отказу системы.

ТП контролирует показатели входящей воды и выходящей. Потребитель получает жидкость оптимальной температуры под тем давлением, на которое рассчитана отопительная, вентиляционная, водопроводная системы. Если какие-то показатели изменяются на недопустимую величину, система контроля отключает подачу воды.

Здесь же происходит преобразование теплоносителя, например, конденсация пара и превращение в перегретую воду.

ТП может обслуживать разное количество потребителей, включать разные системы теплопотребления. Отличаются также способы монтажа и установки оборудования.

Центральный тепловой пункт

Особенность теплоузла – большое число подключенных потребителей. ЦТП обслуживает несколько домов, предприятие или даже целый микрорайон. Обычно его размещают в отдельном строении, но допускается установка в подвальном помещении, если его размеры это позволяют.

Такой вариант не слишком удобен для рядового потребителя – обитателя квартиры. ЦТП устанавливает одинаковую температуру теплоносителя, не учитывая, что длина трубопроводов неодинакова. Ближайшие здания, как правило, перегреваются, дальние – получают весьма прохладную воду. Во время профилактических и ремонтных работ без тепла остается сразу целый микрорайон.

Индивидуальный тепловой пункт

ИТП – это индивидуальный тепловой пункт. Он выполняет те же функции, что и ЦТП, но в меньшем объеме. Он подает теплоноситель в 1 здание или даже в одну его часть. Так как габариты его намного меньше, размещают теплоузел в подвале или в другом техническом помещении.

Плюс индивидуального теплового пункта – подача потребителям воды одинаковой температуры. Длина трубопровода даже в высотном здании не настолько велика, чтобы повлиять на температуру. Такой вариант экономичнее, поскольку для поддержки оптимального режима в квартирах требуется меньший нагрев.

Модульный тепловой пункт

Тепловой узел блочный или модульный – это готовое заводское изделие. Блоки компактны, собраны и работают по одной схеме. Разместить их можно на самом маленьком участке. Монтируют блоки очень быстро: нужно только подсоединить внешние провода. По количеству потребителей модульный пункт может быть как индивидуальным, так и центральным.

Преимущества и недостатки

Каждый из видов ТП обладает своими достоинствами и недостатками. Плюсы ЦТП:

• параметры теплоносителя – температура, давление, поддерживаются и контролируются автоматически;
• пункт обслуживает большое число потребителей.

Недостатков у этого решения намного больше:

• Каждый потребитель получает строго дозированное количество тепла. Однако равны эти доли только на уровне ЦТП. Из-за разной длины трубопровода жильцы зданий получают воду с разной температурой.
• Чем длиннее трубопровод, тем больше потеря тепла. Из-за этого приходится повышать температуру на ЦТП, что приводит к росту расходов на отопление и горячую воду.
• Во время ремонта без тепла остается большое количество жильцов.
• Циркуляция горячей воды неравномерна. В домах, расположенных далеко от ЦТП, приходится долго сливать холодную воду, прежде чем получить нагретую. Счетчик учитывает весь этот объем как расход горячей.

ИТП в подвале дома экономит до 30% расходов на горячую воду

ИТП намного выгоднее:

• Меньше потеря тепла при передаче теплоносителя. Установка ИТП в здании экономит от 15 до 30% расходов.
• Все квартиры получают одинаковое количество тепла с учетом площади.
• Из крана вода идет действительно горячая и сразу.
• Поскольку теплоузел работает без высокой нагрузки, вероятность поломок ниже. Монтаж и ремонт оборудования занимает меньше времени.
• При выходе из строя ТП страдает меньшее количество жильцов.

Недостатки индивидуального комплекса связаны только с его ограниченными возможностями. ТП обслуживаете 1 дом, порой даже его часть. Для модификации целого микрорайона потребуется немало денежных средств.

Преимущества и недостатки МТП определяются его назначением. Однако у такой системы есть свои плюсы:

• Готовый модуль занимает минимум места. Даже если это ЦТП, его можно установить в подвале.
• Монтаж крайне прост – его нужно лишь подключить к теплотрассе и электросети.

Чем выше степень автоматизации теплоузла, тем меньше расходов на его содержание и обслуживание.

Принцип работы

Принцип работы современного теплового пункта прост. Жидкость из магистрали отдает свое тепло через теплообменник в систему горячего водоснабжения и отопления. Затем теплоноситель передается по обратному трубопроводу в котельную или энергоцентраль, где нагревается вновь. Нагретая жидкость из ТП распределяется среди пользователей.

Теплопункт снабжает пользователей носителем для обогрева и горячей водой. Схемы работы систем отличаются.

Водопроводная вода поступает в ТП. Часть холодной воды подается потребителям, другая часть нагревается в подогревателе 1 ступени. Нагретая жидкость поступает в циркуляционный контур. Насос обеспечивает постоянное движение горячей воды по контуру от теплоузла к пользователям и обратно. По мере надобности обитатели дома отбирают горячую воду.

Так как постепенно жидкость охлаждается, ее периодически вновь прогревают в подогревателе 2 ступени. Так как объем воды в контуре уменьшается, необходимо постоянно забирать холодную воду, подогревать и восполнять ее недостаток.

Схема работы теплового узла отопления в многоквартирном доме несколько отличается. Она проще: вода, отдав тепло трубам и радиаторам, возвращается практически в таком же объеме, в каком была подана. Утечки возможны, но невелики. Восполняет потери система подпитки, функционирующая на базе первичной тепловой сети.

Ключевые компоненты теплового пункта

Тепловой комплекс включает несколько основных элементов:

• Теплообменник – аналог теплового котла котельной. Здесь тепло от жидкости в магистральной теплосети предается теплоносителю ТП. Это элемент современного комплекса.
• Насосы – циркуляционные, подпиточные, смесительные, повысительные.
• Грязевые фильтры – монтируются на входе и выходе трубопровода.
• Регуляторы давления и температуры.
• Запорная арматура – действует при утечках, аварийном изменении параметров.
• Узел учета тепла.
• Распределительная гребенка – разводит теплоноситель потребителям.

Более крупные ТП включают и другое оборудование.

Подбор систем

Подготовка воды для передачи пользователям выполняется с помощью регулирующего узла. По виду этого элемента выделяют несколько схем работы теплоузла.

Элеватор – устанавливался на ТП старого образца. Узел смешивает жидкость из магистральной сети и остывшую воду из обратного трубопровода, чтобы получить теплоноситель с температурой, пригодной для вторичных сетей. Температура поддерживается на определенном уровне вне зависимости от температуры воздуха на улице или в помещении. При перегреве единственный способ удалить избыток тепла – открыть окно. При недогреве приходится подключать электрические обогреватели.

Схема теплового узла с контроллером намного эффективнее. Теплообменник и контролирующее оборудование позволяет регулировать температуру воды в обогревательном контуре по реальным показаниям воздуха. Выделяют 2 системы такого рода:

• Зависимая схема – увеличивает или уменьшает температуру подаваемой жидкости перемешиванием остывшего теплоносителя из обратного трубопровода. Контроллер следит за изменениями температуры и автоматически включает насосы и клапаны. Обязательна установка регуляторов давления, поскольку этот показатель в первичных и вторичных сетях отличается.
• Независимая – вода, используемая для обогрева дома, циркулирует по замкнутому контуру, тепло от теплоносителя из магистрали передается только через теплообменник. Регуляторы давления здесь не нужны, регулировка температуры выполняется точнее и быстрее. Стоимость ТП с независимой схемой выше, однако она экономичнее в использовании: вода не загрязняется, не перегревается, не приводит к коррозии труб и радиаторов.

Горячее водоснабжение тоже реализуется по 2 схемам:

• Одноступенчатая – вода из водопровода подается на подогреватель. Нагревается сетевым теплоносителем, который пришел от источника. Охлажденная сетевая передается к источнику, а нагретая водопроводная поступает к потребителю.
• Двухступенчатая – вода нагревается в 2 этапа. Сначала за счет теплоносителя из обратного трубопровода – до+5–+30 С, затем догревается благодаря использованию подающего теплопровода – до +60 С. В этом случае используют бросовую энергию обратного трубопровода – это дешевле.

Чем эффективнее ТП снижает стоимость услуги подачи тепла, тем дороже его установка.

Балансировка системы

Расчеты любой гидравлической схемы очень сложны. При монтаже проявляются особенности и отклонения, которые при вычислениях учесть невозможно: засоры, окалина, сужения. На практике гидравлику увязывают на этапе проектирования, а затем производят наладку с помощью балансировочных клапанов. Это устройство – регулируемая шайба. С ее помощью меняют пропускную способность клапана, то есть гидравлическое сопротивление. Таким образом связывают работу всех контуров.

Балансировочные клапаны ставят на все узлы и системы ТП: теплообменник, насосы, контуры водоснабжения, вентиляции, отопления. Дополнительные устройства требуются для согласования работы контуров и компенсации работы насосов.

Эффективность установки

Индивидуальный теплоузел в многоквартирном доме снижает расходы по отоплению и горячему водоснабжению:

• Счетчик тепла сам на его расход не влияет, но правильно учитывает. Отопительные компании часто возвышают стоимость услуг, при этом не поставляя достаточного количества тепловой энергии. При точном учете выясняется, что до установки ТП жители переплачивали.
• Автоматизация сокращает затраты на обслуживание. Более точная регулировка температуры тоже снижает расходы.
• Закрытая система теплоснабжения выгоднее: нет нужды постоянно очищать воду, ремонтировать трубы и радиаторы. Потери тепла в закрытой системе меньше.
• ИТП работает по графику: снижает ночью температуру, прекращает работу насосов, а утром увеличивает.

Теплопункт за 5 лет экономит от 1,5 до 8 миллионов рублей.

Сферы применения

ТП необходимы для правильного распределения тепла между потребителями. К ним относятся:

• Снабжение горячей водой. Часть тепла, поскольку горячая вода подается по трубам, уходит на отопление ванной и кухни.
• Отопительные системы – поддерживают комфортную температуру в жилых и публичных помещениях.
• Вентиляционная система – перед поступлением в здание воздух подогревается.
• Холодное водоснабжение – относится не к потребителям, а к элементам обеспечения. Холодная вода служит регулятором.

Устанавливают ТП для отопления, водоснабжения, кондиционирования и старых, и новых зданий.

Индивидуальный тепловой пункт (ИТП): состав системы и применение

К индивидуальным тепловым пунктам (ИТП) относят – отдельно стоящие небольшие здания или отведённые изолированно помещения, в которых располагаются разные элементы оборудования, подающего тепло в здания (точки потребления).

• подключиться к централизованной сети теплоподачи, водоснабжению, электричеству;
• использовать разные теплоносители;
• модифицировать структуру в любое время;
• управлять уровнем потребления тепловой энергии;
• выставлять режимы.

Такие установки показывают высокую работоспособность, длительные сроки эксплуатации и удобство. Электропитание необходимо для работы насосных установок.

Что входит в общие задачи системы

Предназначение индивидуального теплопункта состоит в выполнении целого ряда задач и функций.

Направленность использования заключается в том, чтобы обеспечивать помещения:

• хорошей вентиляцией;
• горячей водой;
• нагревом помещений жилых домов, коммунальных администраций, а также – производственных предприятий, организаций и целых комплексов.

Задачами является следующее – ИТП должен:

1. Учитывать, сколько расходует тепла и его носителя.
2. Защищать тепловую систему от переизбытка теплоносителя в параметрах. В противном случае это может повлечь за собой аварийные ситуации.
3. Своевременно отключать работу потребительских систем.
4. Равномерно распределять внутри системы прохождение теплоносителя.
5. Осуществлять контрольно-регулировочные функции над жидкостью, циркулирующей по трубам и радиаторам.
6. Обеспечивать успешное преобразование одного теплоносителя в другой вид. Например, сделать переход из воды к антифризу или пропиленгликолю.

Если говорить о малых вариантах установок, то они вполне годятся для обслуживания жилого дома на одну среднюю семью, либо маленького здания под офис, контору и прочее. Когда речь заходит о крупномасштабных сооружениях, то они уже подают тепло для многоквартирных домов и больших зданий. Такие пункты и мощность имеют большую 50 кВт – 2 МВт.

Преимущества индивидуальных тепловых пунктов

К плюсам слаженной работы автоматизированного преобразователя ИТП относят:

1. Очевидную экономию в денежных тратах – на 40-60% меньше только одних расходов на содержание и использование установки.
2. Сниженное потребление тепловой энергии на 30%, если сравнить неавтоматизированными пунктами.
3. Точность наладки режимов доводит сокращение теплопотерь до 15%.
4. Бесшумность в работе.
5. Компактность в монтаже и её связь с нагрузкой. Например, агрегатная система производительностью до 2 Гкал/ч будет иметь место по площади всего 25-30 кв.м.
6. Удобство размещения – можно оборудовать подвальное помещение любого здания.
7. Автоматизация рабочего процесса, что приводит к сокращению численности персонала.
8. У обслуживающих операторов не обязательно должна быть высокая квалификация в должности.
9. Возможность выставлять оптимальные режимы в разные дни – праздники, выходные, в периоды сложностей погодных условий.

Такие пункты эффективно сберегают энергию, служат средством для обеспечения в помещении комфорта. Производители часто выпускают такие системы под заказ, что позволяет их максимально удобно спроектировать в индивидуальном порядке.

Учётные приборы

Прибор для учёта позволяют правильно рассчитать объемы потребляемой тепловой энергии, которые необходимы для расчетного взаимодействия между предприятием, подающим услуги и абонентом, их потребляющим. Это исключает риск завышения значений нагрузки поставщиками тепла. Приборы учета нужны для следующих операций:

1. Создание комфортных отношений компании с клиентами-абонентами в виде точных взаиморасчетов.
2. Ведение в документальной форме истории рабочих параметров системы (давление, расход теплоносителя, и температура).
3. Рациональное использование всей энергоподающей системы – гидравлика, тепловой режим и контроль над этим.

Прибор учёта имеет следующую комплектацию:

• счетчик;
• манометр и танометр;
• преобразователи – на расход и подачу;
• фильтр (сетчато-магнитный).

1. Считывающее устройство включают и снимают показания.
2. Проводят анализ.
3. Выясняют причин сбоев.
4. Проверяют пломбы на целостность.
5. Снова делают анализ.
6. Проверяют и сравнивают показания температур посредством термометров на трубопроводах.
7. Проверка контактов заземления.
8. Дополнение масла в гильзах.
9. Очищение фильтров и иных участков от грязи и пыли.

Конструктивная схема

• учётный прибор;
• ввод от теплосети;
• точки для подключения – вентиляции, отопления, горячей воды;
• область для согласования давления между уровнями снабжения и потребления;
• независимая схема запитывания от отопления или вентиляции (подбирается в качестве дополнительной комплектации).

Виды ИПТ по типу систем потребления тепловой энергии

Системы можно использовать стандартные, а можно сделать комбинированными. Так классические варианты подбора систем обеспечения теплом заключаются в следующей комплектации к общей схеме ИТП:

1. Функция отопления.
2. Подача горячей воды.
3. Совмещение двух функций – отопления и горячего водоснабжения (ГВС).
4. Совмещение подачи горячей воды и теплой вентиляции.

Тип схемы – независимая:

— пластинчатый теплообменник с 100-процентной нагрузкой;

— запитывание от обратного трубопровода теплосети.

— блок горячей воды;

— учетные приборы и иные узлы.

Тип схемы – параллельная, одноступенчатая:

— теплообменник – 2 шт. по 50% нагрузки, пластинчатые;

— группа насосных установок.

— учетные приборы и прочее.

Тип схемы отопления – независимая, для ГВС – независимая, двухступенчатая:

— пластинчатый теплообменник с 100-процентной нагрузкой;

— запитывание из обратного трубопровода теплосети насосом;

— пластинчатых теплообменника 2 (для ГВС);

— запитывание от холодного водоснабжения (для ГВС).

По желанию заказчика

Отопление + ГВС + Вентиляция

Схемы независимые, ГВС – независимая и параллельная, 1-ступенчатая:

— для вентиляции встроен пластинчатый теплообменник с нагрузкой 100%;

— для ГВС – 2 теплообменника пластинчатых по 50% нагрузки на каждый;

— группа насосных установок;

— запитывание – обратный трубопровод и холодная вода для ГВС.

По какому принципу функционирует пункт

Самая распространенная схема подключения ИТП – это независимая отопительная и независимая закрытая система ГВС. Принцип работы для индивидуального объекта теплоподачи заключается в следующих процессах:

1. Подающий трубопровод снабжает пункт теплоносителем, который, в свою очередь, отдаёт тепловую энергию подогревателям и вентиляции.
2. Далее носитель устремляется к обратному трубопроводу, а затем, для повторного использования на магистраль предприятия, где происходит первичная тепловая генерация.
3. Какой объем теплоносителя расходуется точками потребления, чтобы восполнять потери тепла.
4. Вода (холодная) из водопровода течет через насос по трубам. Потом часть нагревается и перетекает в циркуляционный контур ГВС, часть отдается точкам потребления.
5. Горячая вода, циркулируя по системе, постепенно нагревает емкости (радиаторы, трубы), которые и отдают тепло.

Документы для Энергонадзора

Чтобы успешно был проведен допуск в эксплуатацию, в службу Энергонадзора предоставляются следующий пакет бумаг:

• техусловия, справка по подключению установки энергоснабжающей организацией;
• проект, согласования;
• акты – ответственности, готовности системы, приёмки выполненных работ, скрытые работы, промывке системы, допуска к безопасному эксплуатированию;
• паспорт ИТП;
• справка о готовности пункта;
• справка о том, что с энергоснабжающим предприятием заключено соглашение;
• перечень лиц, ответственных за обслуживание и ремонт системы;
• приказ о том, что назначен ответственное лицо, прикрепленное за ИТП;
• свидетельство специалиста сварочных работ (копия);
• сертификаты качества на комплектующие и элементы;
• инструкции должностей по обеспечению пожарной и эксплуатационной безопасности;
• инструкция по эксплуатации пункта;
• журнал КИПа, где отмечаются наряды, допуски, дефекты и иное;
• наряд на подключение тепловых сетей к ИТП.

Квалификация у обслуживающего персонала ИТП должна быть обязательно, но не требуется её высокий уровень. Поэтому все операторы, допускаемые к использованию и содержанию пункта, проходят обучение. В период перекрытой системы водоподачи насосы запускать не разрешается. Показатели манометров следует регулярно наблюдать, отслеживать порог давления, регулировать по схеме и инструкции. Также крайне важно не допускать перегрева электродвигателей, повышенного уровня вибраций, шума. Перекрывая клапаны, чрезмерных усилий делать не нужно, разбирать регуляторы во время скачка давления строго воспрещается. Перед эксплуатацией система внутри должна быть промыта.