Тепловые пункты в теплосетях

Обеспечение горячей водой, прогрев помещения до определенных температур, наличие воздушного отопления – это не только про лучшее качество жизни, но и для многих помещений, таких как больницы, школы, детские сады ит.д., это необходимые санитарные требования.

С целью качественного обеспечения всех этих норм требуется носитель тепла. Его подготовка и передача потребителю с нужными параметрами осуществляется в тепловых пунктах.

Ниже мы подробно рассмотрим вопросы: «Что такое тепловой пункт?», «какие виды пунктов существуют и в чем их отличия?» и т.д.

Что такое тепловой пункт

Тепловой пункт (ТП) – это строение, где осуществляется присоединение к теплосети отопительной системы, устройств вентиляции и горячего водоснабжения.

Обычно в ТП стоит ряд установок и аппаратов:

• Теплообменные приборы;
• Запорная арматура;
• Насосы;
• Расширительные баки;
• Регуляторы давления;
• Другие устройства для наблюдения, организации и автоматизации процесса.

Предназначение ТП заключается в:

• Доведении несущих сред до нужных параметров (определенная температура и давление) перед запуском во внутреннюю схему помещения;
• Контроле и регулировке за температурным режимом и давлением внутри сети;
• Учете использованного тепла;
• Контроле за количеством носителя тепла и его распространением внутри отдельных структур;
• Сохранении внутренней сети от предельных значений температурного режима и давления;
• Прогревании до требуемых температур горячей воды перед подачей.

Принцип работы ТП

Носитель тепла изначально прогревают до определенных температур в ТЭЦ или котельных, откуда используя теплосети он попадает в тепловые пункты.

Изначально температура носителя тела, нагретого в ТЭЦ, равна 150/70 ᵒС. Однако, подобную горячую воду нельзя подавать во внутренние системы помещения, поскольку возможен риск получения ожогов. По этой причине необходимо снижение значения температуры носителя тепла. Это можно осуществить следующим образом:

• С помощью зависимого подключения. В этом случае будут применены элеваторы или специальные насосы для подмешивания воды из обратной линии в подающую.
• С помощью независимого подключения. В этом случае применяются теплообменные приборы. В эти приборы подается теплоноситель из магистральной сети, прогревая собой внутреннюю структуру с носителем тепла, который и попадет во внутреннюю схему здания.

Для кругооборота носителя тепла по внутренней схеме здания в тепловых пунктах располагают специальные циркуляционные насосы. Тут же располагают контролеры давления во избежание аварийных ситуаций во время превышения значений давления в теплосетях.

Тепловой пункт также отвечает за координацию количества подаваемого тепла. Изначально количество тепла, передаваемое от теплосетей, рассчитано на максимум, при котором даже в самый сильный мороз внутри здания будет поддержана необходимая температура. Однако, когда температура на улице повышается, то нужно снизить количество подаваемого тепла, чтобы не перегревать воздух внутри помещения.

Для горячего водоснабжения прогрев воды также производится в ТП через теплообменный прибор.

Согласно закону об энергосбережении №261-ФЗ любой тепловой пункт должен быть оснащен узлом учета тепла.

И ещё одним компонентом ТП выступает распределительная гребенка, что отвечает за распределение теплоносителя по нужным структурам.

Виды тепловых пунктов

Выделяют три вида ТП:

• Центральные (ЦТП). Эти пункты оказывают сервисные услуги сразу для нескольких домов или даже для целого микрорайона.
• Индивидуальные (ИТП). Служат всего лишь для одного дома и, в большинстве случаев, в нём же и располагаются, используя для этого подвальные комнаты.
• Блочные (БТП). Эти ТП являются готовым продуктом, что доставляется в помещение частями (блоками). Их нужно всего лишь присоединить к системе с помощью фланцев. Такой подход значительно уменьшает сроки ввода ТП в эксплуатацию, и самого процесса установки оборудования. Может быть использован и для ЦТП, и для ИТП.

Различия видов тепловых пунктов касается только количества зданий, взятых ими для сервиса, все остальные функции и принцип работы совершенно одинаков.

Сравнение ЦТП и ИТП

В наше время всё чаще используют ИТП для подключения здания к теплосетям.

В чем преимущество и минусы каждой из систем рассмотрим на примере таблицы ниже.

Средние значения температур выставляются одинаковыми для всех подключенных зданий. Поэтому может возникнуть ситуация, в которой ближнее к ЦТП здание будет получать больше тепла, нежели более дальние здания. А самое удаленное здание может и вовсе недополучать тепло.

Значения температуры выставляются для конкретного помещения индивидуально.

Нет возможности установить оптимальное значение температуры горячей воды для конкретного помещения. Поскольку все помещения, присоединенные к ЦТП, расположены на разных расстояниях от него, а значит располагают трубопроводами разной длины. Соответственно, горячая вода по пути в здание по-разному теряет тепло.

Значения температуры горячей воды оптимальны, поскольку теплообменный прибор для ГВС расположен уже в здании и нет потерь тепла от прохождения по трубопроводам.

Затруднен процесс циркуляции горячей воды, в результате в некоторых помещениях требуется предварительный слив из крана сначала холодной воды, а уже после идёт горячая.

Горячая вода всегда течет из крана, поскольку организована непрерывная циркуляция ГВС в здании.

Значительные потери тепла в процессе прохода теплоносителя по трубопроводам.

Минимальные потери тепла, поскольку длина трубопроводов до ИТП от теплосетей имеет минимально возможные значения.

При неисправности центрального теплового пункта, подача тепла приостановится сразу для нескольких зданий.

Минимально возможные отключения тепла в здании, только в случае аварии.

Для ежегодного сервисного обслуживания теплового пункта в летнее время осуществляется приостановка подачи горячей воды на довольно продолжительный срок.

Сервисное обслуживание с отключением горячей воды длится более короткий срок и затрагивает меньшее количество потребителей.

Выводы

Тепловые пункты являются неотъемлемой частью инженерных систем каждого здания. В настоящее время при строительстве зданий большим приоритетом пользует строительство индивидуальных тепловых пунктов. Это происходит потому что:

• ИТП поддерживают оптимальные значения температур для отопления и горячей воды;
• Потери тепла при транспортировке теплоносителя минимальны;
• Упрощен процесс использования ТП и его сервисного обслуживания;
• Располагают более точной настройкой.

Разработка блочных тепловых пунктов значительно упростила процесс организации ТП установки оборудования. После поставки блоков ТП, специалистам нужно лишь произвести подключение их к теплосети и электричеству.

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.