Итп чем греется вода

Принцип работы теплового пункта (ИТП)

ИТП подключенного по независимой схеме

В тепловом пункте подключённом по независимой схеме гидравлический контур системы отопления отделён от гидравлического контура источника тепла теплообменным аппаратом. Теплоноситель циркулирующий в системе отопления контактирует с горячей водой поступающей от источника тепла только через теплообменные поверхности, не смешиваясь.

Управляет работой теплового пункта электронный программируемый контроллер, оснащённый датчиком температуры наружного воздуха, датчиком температуры теплоносителя поступающего в систему отопления и регулирующим клапаном с электрическим приводом способным частично или полностью перекрыть подачу теплоносителя на вводе от источника.

В контроллер вносится таблица зависимости температуры воды поступающей в систему отопления от температуры наружного воздуха, называемая температурным графиком. Программе можно задать температуру снижения на которую контроллер понизит температуру теплоносителя по температурному графику в зависимости от дня недели и времени суток, что часто используется зданиями с фиксированным графиком эксплуатации, например, школами, офисными и производственными помещениями.

Контроллер с определённой периодичностью замеряет температуру наружного воздуха, определяет соответствующую ей температуру теплоносителя на входе в систему отопления и сравнивает с фактическим значением этой температуры по сигналу соответствующего датчика. Если температура воды поступающей в систему отопления превышает заданную – контроллер подаёт управляющий сигнал электрическому приводу на закрытие регулирующего клапана и перекрывает подачу греющего теплоносителя к теплообменному аппарату. Если температура ниже заданной – на привод регулирующего клапана идёт открывающий сигнал.

Если поток греющего теплоносителя перекрыт полностью, вода отобранная из обратного трубопровода системы отопления проходит через теплообменник не нагреваясь и с той же температурой поступает назад в систему. Чем сильнее открыт регулирующий клапан, тем больше греющего теплоносителя поступает в теплообменник и тем сильнее нагревается теплоноситель поступающий в систему отопления.

Циркуляцию в контуре системы отопления обеспечивают два циркуляционных насоса один из которых резервный.

На вводе тепловой сети перед регулирующим клапаном установлен регулятор перепада давления стабилизирующий располагаемый напор на вводе и используемый для ограничения расхода теплоносителя.

Прирост объёма воды образующийся при её нагреве в замкнутом контуре системы отопления принимают расширительные баки, которые при последующем охлаждении вернут саккумулированную во время нагрева воду — назад в систему.

Для защиты системы отопления и оборудования теплового пункта от превышения давления выше допустимых значений — в ИТП предусматривается установка предохранительного клапана.

Заполнение и подпитка замкнутого контура системы отопления в случае утечки осуществляется через подпиточную линию в ручном или автоматическом режиме. Если давление на вводе от источника тепла достаточно для заполнения системы – на линии подпитки применяют соленоидный клапан или регулятор давления «после себя», а в случае недостаточного давления на вводе – блок подпиточных насосов.

Преимущества независимого подключения ИТП:

1 Защитит систему отопления от высокого давления на вводе тепловых сетей источника тепла.

2 Позволит создать желаемый гидравлический режим в контуре системы отопления.

3 Исключит опустошение системы отопления при дренировании трубопроводов источника тепла и при низком давлении на вводе.

4 Обеспечит защиту элементов системы отопления от шлама поступающего с потоком теплоносителя от источника тепла.

Недостатки независимых схем подключения ИТП

1 Температура теплоносителя поступающего в систему отопления всегда будет, как минимум на 10°C ниже температуры теплоносителя пришедшего из тепловой сети. В скоростном теплообменном аппарате, температура нагреваемой воды не может достичь температуры греющей.

2 Более высокая стоимость блочного теплового пункта с независимым подключением превышающая стоимость модульного ИТП аналогичной мощности, но с зависимым подключением примерно в 2-2,5 раза.

3 Давление в системе отопления колеблется при нагреве и охлаждении теплоносителя. При минимальной (расчётной) температуре наружного воздуха – давление в системе отопления, достигает принятого при расчёте максимального значения, а в тёплые дни отопительного периода – соответственно – минимального давления, которое равно статическому давлению системы отопления с небольшим избытком.

4 Более сложный пуск, настройка и техническое обслуживание, по сравнению с тепловыми пунктами подключёнными по зависимой схеме.

5 Циркуляция воды в системе отопления прекратится в случае обесточивания насосов.

Работа теплового пункта подключенного по зависимой схеме

Работой теплового пункта управляет программируемый контроллер к которому подключены электропривод клапана влияющего на отбор теплоносителя из тепловой сети, датчик температуры наружного воздуха и датчик температуры теплоносителя поступающего в систему отопления.

В контроллер вносится зависимость температуры теплоносителя на входе в систему отопления от температуры наружного воздуха, дня недели и времени суток. Контроллер с определённой периодичностью замеряет температуру наружного воздуха и сравнивает фактически замеренную температуру теплоносителя с заданным для текущих условий значением. Если температура ниже заданной – на регулирующий клапана поступает открывающий сигнал, а если выше – закрывающий.

В подающий трубопровод системы отопления поступает смесь двух потоков теплоносителя. Один поток «горячий» поступает из подающего трубопровода тепловой сети пропущенный регулятором, а второй поток «охлаждённый» подмешивается через перемычку из обратного трубопровода.

Независимо от того открыт регулирующий клапан, или закрыт – в системе циркулирует постоянный объёмный расход теплоносителя, а от степени закрытия зависит лишь пропорции «горячего» и «холодного» потоков в этом объёме. То есть, если отбор из тепловой сети полностью перекрыт – в систему будет поступать только вода отобранная из обратного трубопровода, через перемычку.

Стабильную циркуляцию в системе отопления и смешение создают два бесшумных насоса с мокрым ротором, один из которых всегда работает, а второй находится в резерве на случай выхода из строя рабочего.

Преимущества зависимого подключения ИТП

1 Более низкая по сравнению с независимым подключением стоимость блока.

2 Возможность автоматического программного управления режимом работы системы отопления.

3 Давление в системе отопления стабильно и равно давлению в обратном трубопроводе источника тепла.

4 Простой пуск и настройка модуля теплового пункта.

5 Возможность подать в систему теплоноситель с температурой равной температуре теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети (только в случае применения трёхходового клапана).

Недостатки зависимого подключения ИТП

1 Система отопления опустошится в случае дренажа теплотрассы.

2 Циркуляция воды в системе отопления прекратится в случае обесточивания насосов.

Как работает тепловой пункт с элеваторным узлом смешения

Элеваторные узлы смешения устанавливают в тепловых пунктах зданий, которые подключены к тепловой сети работающей в режиме с качественным регулированием на «перегретой» воде.

Качественное регулирование предполагает изменение температуры воды поступающей в систему отопления в зависимости от температуры наружного воздуха, при постоянном расходе воды циркулирующей в ней.

«Перегретой» вода считается, если она поступает из тепловой сети с температурой, превышающей необходимую для подачи в систему отопления.

Например, тепловая сеть может работать по графику 150/70, 130/70 или 110/70, а система отопления рассчитана на график 95/70. Температурный график 150/70 предполагает, что при расчётной температуре наружного воздуха (для Киева это -22°С) температура на вводе тепловых сетей в дом должна быть равной 150°C, а уйти в тепловую сеть должна с температурой 70°C, при этом в дом рассчитанный на график 95/70 эта вода должна попасть с температурой 95°C.

Элеваторный узел смешивает поток воды из подачи тепловой сети с температурой 150°C и поток воды вышедший из системы отопления с температурой 70°C, — в результате смешения на выходе из элеватора получается поток с температурой 95°C, который подаётся в систему отопления.

Как происходит смешение

В камере смешения элеваторного узла расположен конфузор «сопло / конус» разгоняющий поток перегретой воды. При повышении скорости потока давление в нём понижается (это свойство описано законом Бернулли) на столько, что становится несколько ниже давления в обратном трубопроводе. Разница давлений между камерой смешения и обратным трубопроводом приводит к перетеканию теплоносителя через перемычку «сапог элеватора» из обрата в подачу.

В камере смешения образуется смесь двух потоков с уже требуемой температурой, но давлением ниже давления обратного трубопровода. Смесь поступает в диффузор элеватора, в котором скорость потока понижается, а давление повышается над давлением обратного трубопровода. Повышение давления составляет не более 1,5 м.вод.ст, что и накладывает на элеваторные узлы ограничения в применении для систем отопления с высоким гидравлическим сопротивлением.

Достоинства тепловых пунктов с элеваторными узлами

1 Дешёвый и простой

2 Не требует обслуживания

3 Не зависит от электрической сети

Недостатки элеваторных узлов смешения

1 Не совместим с автоматическими регуляторами, поэтому нормативно запрещена их совместная установка.

2 Создаёт располагаемый напор на вводе в систему отопления не более 1,5м.вод.ст., что исключает установку элеваторных тепловых пунктов в зданиях системы отопления которых оборудованы радиаторными термостатическими клапанами.

3 Элеваторный узел обладает постоянным коэффициентом смешения, что не позволяет подать в систему отопления теплоноситель необходимой температуры, при недогреве в тепловой сети.

4 Слишком высокая чувствительность к располагаемому напору на вводе тепловой сети. Снижение располагаемого напора относительно расчётного значения ведёт к снижению объёмного расхода воды циркулирующего в системе отопления, что в свою очередь приводит к разбалансировке системы и останове дальних стояков/ветвей.

5 Для работы элеватора разница давлений между подающим и обратным трубопроводом должна превышать 15 м.вод.ст.

Где установлены тепловые пункты с элеваторными узлами?

Практически все системы отопления введённые в эксплуатацию до 2000 года оборудованы тепловыми пунктами с элеваторными узлами.

Где можно применять элеваторные ИТП?

В настоящее время для всех проектируемых и реконструируемых жилых и административных зданий, обязательно применение автоматического регулирования в тепловом пункте. Применение же элеваторных узлов совместно с автоматическими регуляторами запрещено нормативно.

Элеваторные узлы могут устанавливаться лишь на объектах где нет необходимости в автоматическом управлении системой отопления, располагаемый напор (разница давлений между подающим и обратным трубопроводом) на вводе стабилен и превышает 15 м.вод.ст, для работы подключённой системы отопления достаточно перепада давлений между подачей и обратом в 1,5м.вод.ст, а система отопления работает с постоянным расходом и не оборудована автоматическими регуляторами.

Источник

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

Тепловой пункт регулирует подачу теплоносителя, его температуру, подключается в систему отопления

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

Чтобы дома хорошо прогревались, установка должна быть в каждом здании

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 имеет меньше габариты и может располагаться в подвале или отдельном строении

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

Схема работы ИТП в частном или многоквартирном доме

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

Компоненты устройства ИТП

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

ИТП с элеватором стоит дешевле, но дороже в эксплуатации

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

Балансировочные клапаны настраиваются после установки оборудования и пуска теплоносителя

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

ИТП для подогрева воздуха в системе вентиляции

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.

Источник