Тепловые пункты: устройство, работа, схема, оборудование

Тепловой пункт представляет собой комплекс технологического оборудования, которое используется в процессе теплоснабжения, вентиляции и горячего водоснабжения потребителей (жилых и производственных зданий, строительных площадок, объектов социального назначения). Главное назначение тепловых пунктов — это распределение тепловой энергии от тепловой сети между конечными потребителями.

Все тепловые пункты полностью автоматизированы, что сводит к минимуму эксплуатационные и трудовые затраты. Работа пунктов ТП заключается в водоподготовке, регулировании параметров теплоносителя, его распределении и контроле требуемых параметров, отключении и защите систем теплопотребления в случае аварийных ситуаций, учете расхода теплоносителя и получаемой энергии.

Мощность теплового пункта может достигать 50 МВт при рабочей температуре до 150°С. В качестве теплоносителя могут выступать жидкости, как, например, вода, пар или различные антифризы.

Проектирование, изготовление, комплектация и эксплуатация тепловых пунктов отвечают требованиям СП 41-101-95 «Проектирование тепловых пунктов».

Преимущества установки тепловых пунктов в системе теплоснабжения потребителей

Среди преимуществ тепловых пунктов можно назвать следующие:

• минимизация тепловых потерь
• сравнительно низкие эксплуатационные затраты, экономичность
• возможность выбора режима теплоснабжения и теплопотребления в зависимости от времени суток и сезона
• бесшумная работа, малые габариты (по сравнению с другим оборудованием системы теплообеспечения)
• автоматизация и диспетчеризация процесса эксплуатации
• возможность изготовления по индивидуальному заказу

Тепловые пункты могут иметь разные тепловые схемы, типы систем теплопотребления и характеристики используемого оборудования, что зависит от индивидуальных требований Заказчика. Комплектация ТП определяется на основе технических параметров тепловой сети:

• тепловые нагрузки на сеть
• температурный режим холодной и горячей воды
• давление систем тепло- и водоснабжения
• возможные потери давления
• климатические условия и т.д.

Виды тепловых пунктов

Вид необходимого теплового пункта зависит от его назначения, количества подводящих теплосистем, количества потребителей, способу размещения и монтажа и выполняемых пунктом функций. В зависимости от вида теплового пункта выбирается его технологическая схема и комплектация.

Тепловые пункты бывают следующих видов:

• индивидуальные тепловые пункты ИТП
• центральные тепловые пункты ЦТП
• блочные тепловые пункты БТП

Открытые и закрытые системы тепловых пунктов. Зависимые и независимые схемы подключения тепловых пунктов

В открытой системе теплоснабжения вода для работы теплового пункта поступает непосредственно из теплосетей. Водозабор может быть полным или частичным. Объем воды, забранный для нужд теплового пункта, восполняется поступлением воды в теплосеть. Следует отметить, что водоподготовка в таких системах осуществляется только на входе в теплосеть. Из-за этого качество воды, поступающей потребителю, оставляет желать лучшего.

Открытые системы, в свою очередь, могут быть зависимыми и независимыми.

В зависимой схеме подключения теплового пункта к тепловой сети теплоноситель из теплосетей попадает непосредственно в систему отопления. Такая система достаточно проста, так как в ней отсутствует необходимость установки дополнительного оборудования. Хотя эта же особенность ведет к существенному недостатку, а, именно, к невозможности регулирования подачи тепла потребителю.

Независимые схемы подключения теплового пункта характеризуются экономической выгодой (до 40%), так как в них между оборудованием конечных потребителей и источником теплоэнергии установлены теплообменники тепловых пунктов, которые регулируют количество подаваемого тепла. Также неоспоримым преимуществом является повышение качества подаваемой воды.

В связи с энергоэффективностью независимых систем многие тепловые компании реконструируют и модернизируют свое оборудование из зависимых систем в независимые.

Закрытая система теплоснабжения является полностью изолированной системой и использует циркулирующую воду в трубопроводе без забора ее из тепловых сетей. Такая система использует воду только в качестве теплоносителя. Утечка теплоносителя возможна, но вода восполняется автоматически при помощи регулятора подпитки.

Количество теплоносителя в закрытой системе остается постоянным, а выработка и распределение тепла потребителю регулируется температурой теплоносителя. Закрытая система характеризуется высоким качеством водоподготовки и высокой энергоэффективностью.

Способы обеспечения потребителей тепловой энергией

По способу обеспечения потребителей тепловой энергией различают одноступенчатые и многоступенчатые тепловые пункты.

Одноступенчатая система характеризуются непосредственным присоединение потребителей к тепловым сетям. Место присоединение называется абонентским вводом. Для каждого объекта теплопотребления должен быть предусмотрен свое технологическое оборудование (подогреватели, элеваторы, насосы, арматура, оборудование КИПиА и др.).

Недостатком одноступенчатой системы подключения является ограничение предела допустимого максимального давления в теплосетях из-за опасности высокого давления для радиаторов отопления. В связи с этим такие системы, в основном, используют для небольшого количества потребителей и для тепловых сетей небольшой длины.

Многоступенчатые системы подключения характеризуются наличием тепловых пунктов между источником тепла и потребителем.

Индивидуальные тепловые пункты

Индивидуальные тепловые пункты обслуживают одного мелкого потребителя (дом, небольшое строение или здание), который уже подключен к системе центрального теплоснабжения. Задача такого ИТП — обеспечение потребителя горячей водой и отоплением (до 40 кВт). Существуют крупные индивидуальные пункты, мощность которых может достигать 2 МВт. Традиционно ИТП размещают в подвале или техническом помещении здания, реже их располагают в отдельно стоящих помещениях. К ИТП подключают только теплоноситель и осуществляют подвод водопроводной воды.

ИТП состоят из двух контуров: первый контур — это контур отопления для поддержания заданной температуры в отапливаемом помещении при помощи датчика температуры; второй контур — это контур горячего водоснабжения.

Центральные тепловые пункты

Центральные тепловые пункты ЦТП применяют для теплообеспечения группы зданий и сооружений. ЦТП выполняют функцию обеспечения потребителей ГВС, ХВС и теплом. Степень автоматизации и диспетчеризации центральных тепловых пунктов (только контроль за параметрами или контроль/управление параметрами ЦТП) определяется Заказчиком и технологическими нуждами. ЦТП могут иметь как зависимую, так и независимую схему подключения к тепловой сети. При зависимой схеме подключения теплоноситель в самом тепловой пункте разделяется на систему отопления и систему горячего водоснабжения. В независимой схеме подключения теплоноситель нагревается во втором контуре теплового пункта поступающей водой из тепловой сети.

Они поставляются на монтажную площадку в полной заводской готовности. На месте последующей эксплуатации осуществляется только подключение к теплосетям и настройка оборудования.

Оборудование центрального теплового пункта (ЦТП) включает в себя следующие элементы:

• подогреватели (теплообменники) — секционные, многоходовые, блочного типа, пластинчатые — в зависимости от проекта, для горячего водоснабжения, поддерживающие нужную температуру и напор воды у водоразборных точек
• циркуляционные хозяйственные, противопожарные, отопительные и резервные насосы
• смесительные устройства
• тепловые и водомерные узлы
• контрольно-измерительные приборы КИП и автоматики
• запорно-регулирующая арматура
• расширительный мембранный бак

Блочные тепловые пункты (модульные тепловые пункты)

Блочный (модульный) тепловой пункт БТП имеет блочное исполнение. БТП может состоять из более, чем одного блока (модуля), смонтированных, зачастую, на одной объединенной раме. Каждый модуль является независимым и законченным пунктом. При этом регулирование работой общее. Блоснче тепловые пункты могут иметь как локальную систему управления и регулирования, так и дистанционное управление и диспетчеризацию.

В состав блочного теплового пункта могут входить как индивидуальные тепловые пункты, так и центральные тепловые пункты.

Основные системы теплоснабжения потребителей в составе теплового пункта

• система горячего водоснабжения (открытая или закрытая схема подключения)
• система отопления (зависимая или независимая схема подключения)
• система вентиляции

Типовые схемы подключения систем в тепловых пунктах

Типовая схема подключения системы ГВС

Типовая схема подключения системы отопления

Типовая схема подключения системы ГВС и отопления

Типовая схема подключения системы ГВС, отопления и вентиляции

В состав теплового пункта также входит система холодного водоснабжения, но она не является потребителем тепловой энергии.

Принцип работы тепловых пунктов

Тепловая энергия поступает на тепловые пункты от теплогенерирующих предприятий посредством тепловых сетей — первичных магистрельных теплосетей. Вторичные, или разводящие, теплосети соединяют ТП уже с конечным потребителем.

Магистральные теплосети обычно имеют большую протяженность, соединяя источник тепла и непосредственно тепловой пункт, и диаметр (до 1400 мм). Зачастую магистральные тепловые сети могут объединять несколько теплогенерирующих предприятий, что увеличивает надежность обеспечения потребителей энергией.

Перед поступление в магистральные сети вода проходит водоподготовку, которая приводит химические показатели воды (жесткость, рН, содержание кислорода, железа) в соответствии с нормативными требованиями. Это необходимо для того, чтобы снижать уровень коррозионного влияния воды на внутреннюю поверхность труб.

Разводящие трубопроводы имеют сравнительно малую протяженность (до 500 м), соединяя тепловой пункт и уже конечного потребителя.

Теплоноситель (холодная вода) поступает по подающему трубопроводу в тепловой пункт, где проходит через насосы системы холодного водоснабжения. Далее он (теплоноситель) использует первичные подогреватели ГВС и подается в циркуляционный контур системы горячего водоснабжения, откуда поступает уже к конечному потребителю и обратно в ТП, постоянно циркулируя. Для поддержания необходимой температуры теплоносителя, он постоянно подогревается в подогревателе второй ступени ГВС.

Система отопления — это такой же замкнутый контур, как и система ГВС. В случае возникновения утечек теплоносителя, его объем восполняется из системы подпитки теплового пункта.

Затем теплоноситель поступает в обратный трубопровод и поступает опять на теплогенерирующее предприятие по магистральным трубопроводам.

Типовая комплектация тепловых пунктов

Для обеспечения надежной эксплуатации тепловых пунктов они поставляются со следующим минимальным технологическим оборудованием:

• два пластинчатых теплообменника (паяные или разборные) для системы отопления и системы ГВС
• насосная станция для перекачки теплоносителя к потребителю, а именно — к отопительным приборам здания или сооружения
• система автоматического регулирования количества и температуры теплоносителя (датчики, контроллеры, расходомеры) для контроля параметров теплоносителя, учета тепловых нагрузок и регулирования расхода
• система водоподготовки
• технологическое оборудование — запорная арматура, обратные клапаны, контрольно-измерительные приборы, регуляторы

Следует отметить, что комплектация теплового пункта технологическим оборудованием во многом зависит от схемы подключения системы горячего водоснабжения и схемы подключения системы отопления.

Так, например, в закрытых системах устанавливаются теплообменники, насосы и оборудование водоподготовки для дальнейшего распределения теплоносителя между системой ГВС и системой отопления. А в открытых системах устанавливаются смесительные насосы (для смешения горячей и холодной воды в нужной пропорции) и регуляторы температуры.

Наши специалисты оказывают весь комплекс услуг, начиная с проектирования, производства, поставки, и заканчивая монтажом и пуско-наладкой тепловых пунктов различной комплектации.

05 Декабря 2020 г.

© 2007–2021 «ХК «Газовик». Все права защищены.
Использование материалов сайта без разрешения владельца запрещено и будет преследоваться по закону.

Тепловой пункт в доме: как его правильно оборудовать + схемы

Тепловой пункт в доме: как его правильно оборудовать + схемы

Любые тепловые сети включают в себя тепловой источник – тепловую централь, котельную, вторичные и первичные магистрали для передачи теплового носителя, а также потребитель (квартира, дом или целое предприятие).

Показатели горячего теплового носителя в магистрали ощутимо отличаются от температуры жидкости, которая подается в радиаторы.

Индивидуальный тепловой пункт домов представляет собой комплекс, в котором тепловой носитель подготавливается для подачи потребителей.

Разновидности и особенности тепловых пунктов

Тепловой пункт включает в себя оборудование, которое дает возможность присоединять энергетические установки к тепловым сетям, системы жидкостной подачи, а еще аппараты для контроля и измерения. Как правило, тепловой узел устанавливают в отдельном здании или помещении. Назначение любых видов тепловых пунктов – регулирование подачи теплового носителя. Все системные элементы – трубопровод, магистрали, обслуживающие квартиры, а также радиаторы рассчитаны на работу с тепловым носителем определенной чистоты, температуры и загазованности. Нарушение таких показателей приведет к засорению и системному отказу.

Тепловой пункт помогает контролировать показатели выходящей и входящей воды. Потребители получат жидкость оптимальной температуры под тем давлением, на которое рассчитана система водопровода, отопления и вентиляции.

Если какие-то из показателей меняются и получается недопустимая величина, то система контроля автомат отключит водную подачу. Тут же происходит преобразование теплового носителя, к примеру, паровая конденсация и превращение в чересчур нагретую воду. Тепловой пункт способен обслуживать разное число потребителей, подключать разные системы потребления тепла. Еще отличаются методы монтажа оборудования.

Центральный

Особенности тепловых узлов – огромное число подключенных потребителей, а центральный тепловой пункт обслуживает сразу несколько домов, микрорайон или предприятие. Как правило, он размещен в отдельной постройке, но допустим монтаж в подвальном помещении, если позволяют размеры. Этот вариант не самый удобный для рядовых потребителей – жителя квартиры. ЦТП устанавливает одинаковую температуру теплового носителя без учета того, длина трубопровода не одинаковая. Ближайшие здания обычно перегреваются, а дальние получают почти еле теплую воду. При ремонтных и профилактических работах без тепла останется сразу целый микрорайон.

Индивидуальный

Если говорить про индивидуальный пункт тепла, то он выполняет все те же функции, что и центральный тепловой пункт, правда в меньшем объеме. Он подает тепловой носитель в одно здание или только в его часть. Так как его размеры куда меньше, то тепловой узел размещают в подвале или ином техническом помещении. Преимуществом индивидуального пункта подготовки тепла – подача потребителям воды с одинаковой температурой, причем длина трубопровода даже в высотном здании не столь велика, чтобы воздействовать на температуру. Данный вариант куда экономичнее, так как для поддержания идеального режима в квартире нужно меньшее нагревание.

Модульный

Тепловой узел будет модульным или блочным – это заводское готовое изделие. Блоки довольно компактные по размеру, собраны и при этом функционируют по единой схеме. Их можно разместить на максимально малом участке, а блоки монтируют довольно быстро – следует лишь подсоединить внешние типы проводом. По числу покупателем модульный пункт может быть и индивидуальным, и даже центральным.

Подробности — Достоинства и недостатки

Каждый из видов тепловых пунктов для частного дома или квартиры имеет определенные преимущества и недостатки. Плюсы таковы:

• Пункт способен обслуживать огромное число пользователей.
• Технические характеристики теплового носителя – давление, температура будут поддерживаться и контролироваться в автоматическом режиме.

Минусов же у такого решения куда больше:

1. Каждый из пользователей получит строго дозированный тепловой объем, но такие доли равны исключительно на уровне центрального теплового пункта. Из-за разной длины трубопровода жильцы строений получат воду с разными температурами.
2. Чем больше будет длина трубопровода, тем больше получится тепловая потеря. Из-за этого приходится увеличивать температуру на центральном тепловом пункте, что приведет к росту трат на горячую воду и отопление.
3. При ремонтных работах без тепла будет оставаться огромное число жильцов.
4. Циркулирование горячей воды неравномерное, а в домах, размещенных далеко от центрального теплого пункта, потребуется в течение долгого времени сливать холодную воду перед тем, как получить горячую. Счетчик же будет учитывать весь такой объем, как расход горячей воды.

А вот индивидуальные тепловые пункты куда выгоднее:

• Потери тепла меньше при передаче теплового носителя, а монтаж индивидуальной системы в строении поможет сэкономить от 15 до 25% расходов.
• Все квартиры будут получать одинаковое число тепла с учетом площади квартиры.
• Из крана действительно будет идти горячая вода, причем сразу.
• Так как тепловой узел работает без высоких нагрузок, вероятность поломок в разы меньше, а ремонт и монтаж необходимого оборудования займет меньше времени.
• При выходе из строя теплового пункта пострадает меньшее число жильцов.

Недостатки индивидуальных комплексов связаны лишь с его ограниченными возможностями, а тепловой пункт обслуживает лишь один дом или его часть. Чтобы модифицировать комплекс на дальнейшее обслуживание микрорайона потребуется довольно много финансовых вложений. Преимущества и недостатки модульного теплого пункта определяются его предназначением, но у этой системы есть и свои преимущества:

• Монтаж довольно простой – его лишь следует подключить к тепловой трассе и электрическим сетям.
• Готовые модули занимают минимальное количество места, и даже если речь идет про центральный тепловой пункт, то его можно монтировать в подвале.

Чем выше уровень автоматизации теплового узла, тем меньше будет расходов на его обслуживание и содержание.

Рабочий принцип

Принцип работы теплового пункта в многоквартирном доме простой. Жидкость из основной магистрали начинает отдачу тепла через тепловой обменник в систему отопления и горячего водоснабжения. После этого тепловой носитель будет передаваться по обратному трубопроводу в энергетическую централь или котельную, где нагревается снова. Прогретая жидкость из теплового пункта распределяется среди всех потребителей. Тепловой пункт снабдит пользователей носителем для прогревания и горячей водой. рабочие схемы систем отличаются. Водопроводная вода начнет поступать в тепловой пункт, а часть не нагретой воды будет подаваться пользователям, а остальное нагревается в подогреватели первой ступени. Нагретая вода поступает в контур циркуляции, а насос обеспечит постоянное движение горячей воды по контурам от теплового узла к потребителям и обратно. По мере необходимости жители дома отбирают горячую воду.

Так как жидкость постепенно охлаждается, то ее регулярно заново прогревают в подогревателе второй ступени. Из-за того, что в контуре уменьшается объем воды, следует производить постоянный забор холодной воды, нагревать и восполнять недостающий объем. Рабочая схема теплового узла в многоквартирном доме чуть отличается, и она проще – вода, отдавая тепло трубам и отопительным радиаторам, возвращается почти в том же объеме, в каком она подавалась. Утечки имеют место быть, но риск невелик. Система подпитки восполняет потери, потому что она функционирует на базе первичных тепловых сетей.

Ключевые компоненты в тепловом пункте

Тепловой комплекс включает в себя такие главные элементы:

1. Тепловой обменник – аналог тепловых котлов в котельной, и тут тепло от жидкости в магистральных тепловых сетях передается тепловому носителю теплового пункта. Речь идет про элемент современного комплекса.
2. Насосы – подпитывающие, циркуляционные, повысительные и смесительные.
3. Грязевой фильтр – его устанавливают на выходе и входе трубопровода.
4. Регуляторы температур и давления.
5. Запорная арматура – начнет работать при утечке или аварийном изменении параметров.
6. Узел теплового учета.
7. Гребенка для распределения – разводит потребителям тепловой носитель.
8. Узел теплового учета.

А теперь поговорим о том, как выбирать системы.

Выбор систем

Подготовка воды для того, чтобы передавать пользователям, производится посредством узла регулировки. По виду такого элемента выделяют разные схемы работы теплового узла.

Элеватор – его устанавливают на старые образцы тепловых пунктов. В этом случае узел будет смешивать жидкость из магистральной сети и остывшую воду из обратного трубопровода, чтобы получился тепловой носитель с температурой, которая пригодная для вторичных сетей. Температура будет поддерживаться на определенном уровне вне зависимости от воздушной температуры в помещении или на улице. При перегревании единственным методом удаления теплового избытка будет открытие окна. При недогревании потребуется подключать электрообогреватели.

Схема тепловых узлов с контроллерами куда эффективнее, потому что контролирующее оборудование и тепловой обменник дают возможность регулировать уровень температуры воды в контуре прогревания по реальным показателям воздуха.

Выделим пару систем такого типа:

1. Зависимая схема – будет уменьшать или увеличивать температуру подаваемой жидкости смешиванием остывшего теплового носителя из обратного трубопровода. Контроллер отслеживает за изменениями температуры и автоматически подключает клапаны и насосы. Обязателен монтаж регуляторов давления, так как этот показатель отличается в первичных и вторичных сетях.
2. Независимая – вода, применяемая для домового обогревания, будет циркулировать по замкнутому контуру, а тепло от теплового носителя из магистрали будет передаваться лишь через тепловой обменник. Регуляторы уровня давления тут не требуются, все происходит быстрее и точнее. Цена теплового пункта по независимой схеме куда больше, но зато комплекс получается экономичным в применении – вода не загрязняется, не перегреется, не приведет к трубной и радиаторной коррозии.

Горячая система водоснабжения тоже будет реализована по таким схемам:

• Одноступенчатая – вода из системы водопровода будет подаваться на подогреватель, причем она нагревается посредством сетчатого теплового носителя, который пришел от источника. Охлажденная сетевая будет передаваться к источнику, а прогревая водопроводная поступит к пользователям.
• Двухступенчатая – вода будет прогреваться в 2 этапа, и вначале за счет теплового носителя из обратного трубопровода, что составляет от +5 до +30 градусов, а далее нагревается за счет применения подающего теплового провода до +65 градусов. В таком случае применяется бросовая энергия обратного трубопровода, так как это намного дешевле.

Чем эффективнее тепловой пункт уменьшает цену услуг тепловой подачи, тем дороже обойдется монтаж.

Системная балансировка

Расчеты каждой гидравлической системы довольно сложные. При установке начинают проявляться особенности и отклонения, которые при вычислениях нереально учесть – окалина, засоры и сужения. В реальности гидравлику увязывают еще при проектировании, а после выполняют налаживание посредством клапанов балансировки давления на тепловом пункте многоэтажного дома. Речь идет про регулируемую шайбу, посредством которой меняют пропускную способность клапана, а точнее гидравлическое сопротивление. Так будет связана работа всех контуров. Клапаны балансировки устанавливают на все системы тепловых пунктов и узлы – насосы, тепловой обменник, контуры вентиляции/водоснабжения/отопления. дополнительные устройства нужны для согласования контурных работ и компенсирования работы насосов.

Эффективность монтажа

Индивидуальный тепловой узел в высотке ощутимо уменьшает траты на отопление и горячее водоснабжение:

• Индивидуальный пункт теплового типа работает по графику – ночью уменьшает температуру, насосы перестают работать, а утром нагрузка увеличивается.
• Закрытые системы теплового снабжения максимально выгодные – не требуется постоянно очищать воду, ремонтировать радиаторы и трубы. Тепловые потери в закрытых системах очень малы.
• Автоматизация сократить траты на обслуживание, а максимально точная температурная регулировка тоже уменьшит траты.

Тепловые пункты за 5 лет экономят 1.5-8 млн рублей.