Температурный график подачи теплоносителя в систему отопления

Виды схем установки тепловых узлов

Становится понятно, что тепловой узел в многоквартирном доме находится в подвале, где и начинается подача тепла в каждую квартиру. Схема теплового узла указана на этом фото.

Как видно из картинки, это элеваторная схема. Ее можно назвать самой простой и не дорогостоящей. Но, недостатком этой системы является то, что выполнять регулировку температуры в трубах невозможно. В связи с этим возникают некоторые неудобства у конечных потребителей. Тепловая энергия перерасходуется при оттепели за отопительный сезон. Основная делать такой схемы — это элеватор. А перед ним может быть установлен редуктор понижения давления. А сам элеватор служит для того, чтобы подмешивать остывший теплоноситель к горячему. На его выходе создается разряжение, что и служит основой работы. За счет этого разряжения, в элеваторе теплоноситель находится под меньшим давлением, поэтому и происходит смешивание.

Но, есть еще одна схема установки системы. Она работает на основе теплообменника. Вы можете увидеть ее на этом фото.

Благодаря тому, что тепловой пункт подключается через этот самый теплообменник, теплоноситель внутри дома и теплоноситель из теплотрассы разделяется. А за счет этого разделения, предоставляется возможность его выполнять его подготовку. Для этой цели используются присадки и фильтрация. Именно эта схема открывает большие двери для регулирования температуры и давления теплоносителя в трубах

Почему это важно? Дело в том, что схема на основе теплообменника позволяет снижать растраты на отопление

Если говорить о подмешивании теплоносителя, то для такой системы оно выполняется за счет термостатических клапанов. Особенностью использования является и то, что жильцы могут позволить себе использование алюминиевых радиаторов. Только вот есть небольшой нюанс — при некачественном теплоносителе внутри системы, срок службы радиаторов снижается. Естественно, что вы не сможете осуществлять контроль качества теплоносителя внутри. Вот почему лучше не рисковать и довольствоваться биметаллическими или чугунными радиаторами.

Обратите внимание!
При подключении ГВС через теплообменник, появляется возможность контроля давления внутри и температуры воды. Хочется отметить, что некоторые управляющие, что любят наживаться на добросовестных плательщиках, могут заниматься обманом жильцов дома

Как? Занижая температуру воды всего лишь на несколько градусов. На выходе получается, что потребители не замечают этого отличия, однако, беря во внимание весь дом, можно сделать вывод, что управляющие смогут заработать несколько десятков тысяч рублей всего за один месяц.

Достоинства автоматизации

• Уменьшение общей протяженности труб теплосети;
• Финансовые вложения в теплолинии, в том числе растраты на возводимые и теплоизоляционные изделия сокращаются на 15-25%;
• Затраты электричества на перекачку носителя сокращаются на 25-40%;
• Экономичность теплоэнергии составляет порядка 25-30%;
• Благодаря автоматике регуляции отпуска теплоты определенному клиенту (постройке) сберегается до 15% теплоты на обогрев;
• Расходы тепла при передаче ГВС уменьшаются в 2 раза;
• Существенно снижается аварийность линий, в особенности благодаря исключению из сети труб ГВС;
• Поскольку АТП функционируют «на замке», ощутимо снижается потребность в специализированном штате;
• Автоматически сохраняются удобные условия жительства благодаря ревизии значений теплоносителя: t и p линейной воды, жидкости ОС и водопроводной жидкости, t воздуха в обогреваемых помещениях (в контрольных секциях), также внешнего воздуха;
• Платежи затрачиваемой каждым сооружением теплоты производятся по типично измеренной растрате благодаря применению УУ;
• Находится вероятность значительно понизить расходы на внутридомовые ОС посредством перехода на трубы уменьшенного ∅, использование неметаллических композитов;

Подобный тип автоматики разрешит уменьшить расходы на потребление энергии. При планировании профи используют качественное оснащение, сборка производится спецами. Они посодействуют формированию АТП, окупаемость которого осуществится в течение двух лет.

На ценообразование объекта будет воздействовать цена применяемой оснастки для производства теплоцентра, построение, проектирование и ПНР. Едва оснащение будет запущено в деятельность, профессионалы станут обслуживать структуры автоматики в соответствии договора с клиентом.

Тема 7. Тепловые сети, их классификация.

1. Понятия тепловой сети.

2. Схемы тепловых сетей.

3. Классификация тепловых сетей.

4. Устройство тепловых сетей.

5. Оборудование тепловых сетей.

Тепловая сеть – это система трубопроводов, по которым теплоноситель (горяча вода или пар) передается от генератора теплоты к потребителям тепла. Схема тепловой сети определяется следующими факторами: размещением источника теплоснабжения относительно района теплопотребления, характером тепловой нагрузки потребителей, видом теплоносителя. Основные принципы, которыми руководствуются при выборе схемы тепловых сетей – надежность обеспечения потребителя теплотой и экономичность системы теплоснабжения.

Тепловые сети подразделяются на:

— магистральные, которые прокладываются по главным

направлениям объектов;

— распределительные, которые расположены между магистральными

тепловыми сетями и узлами ответвлений;

— ответвления тепловых сетей к отдельным потребителям.

В зависимости от схемы магистральных трубопроводов различают кольцевые и радиальные (лучевые) тепловые сети.

В кольцевых тепловых сетях предусмотрены перемычки между определенными магистральными направлениями, которые делают схему более надежной, но требуют затрат труб.

При небольших диаметрах магистралей, что характерно для маломощных тепловых сетей, используют радиальную схему с постоянным уменьшением диаметров труб по мере удаления от источника теплоснабжения. Такая сеть наиболее проста в эксплуатации и требует меньших начальных затрат.

По назначению тепловые сети подразделяются на системы отопления и вентиляции и сети горячего водоснабжения. По виду используемого теплоносителя сети подразделяются на водяные и паровые сети.

Совокупность трех основных элементов: трубопровода, по которому транспортируется теплоноситель (его обычно выполняют из стальных труб); изоляции, несущей конструкции, которая воспринимает весовую нагрузку теплопровода и усилий, которые возникают при работе теплопроводной сети – называют теплопроводом.

Прокладка тепловых сетей может быть наземной и подземной.

Наземная прокладка допускается на территории предприятий, площадках, свободных от застройки. Наземная прокладка может быть на низких опорах и опорах средней высоты.

Подземная прокладка наиболее распространена. Различают канальную и безканальную прокладку. При канальной прокладке изоляционная конструкция трубопроводов разгружена от внешних нагрузок грунта. При безканальной прокладке изоляционная конструкция теплопроводов несет нагрузку грунта. Каналы выполняют проходными, полупроходными и непроходными. Этот способ используется при температуре теплоносителя не больше 115 С.

Монолитные безканальные прокладки наиболее совершенны. Их можно использовать при температуре теплоносителя до 180 С, используя литые теплопроводы в пенобетонном массиве.

Перспективной является прокладка теплопроводов в гидрофобных порошках. Преимущества этого способа заключаются в простоте изготовления изоляционного слоя.

Тепловая изоляция – самый важный элемент теплопровода. Она служит для снижения тепловых потерь и уменьшения падения температуры на пути к потребителю тепла. От качества изоляции зависит долговечность теплопровода.

В качестве тепловой изоляции широко используют минеральную вату. Слой изоляции защищает от увлажнения битумом. Укладку изоляции осуществляют таким способом: на стальную поверхность трубы накладывают антикоррозионное покрытие, сверху которого укладывают минеральную вату в виде скорлупы, на которую накладывают стальную сетку. На сетку устанавливают полуциллиндрические асбестоцементные футляры, которые закрепляют бандажами из кровельной стали. На практике как изоляцию используют также пенобетон, перлитобетон, керамзитобетон и др.

Для сооружения тепловых сетей чаще всего используют стальные трубы. Для водяных тепловых сетей при давлении Р ≤ 12 МПа рекомендуются трубы из сталей Ст 2 СП, Ст 3 СП, а также сталей 10, 20.

Обычно глубина заложения теплопроводов равна 0,5 … 1,0 м. Минимальный уклон водяных сетей принимается0,002. Для паровых сетей при направлении уклона по ходу пара минимальный уклон равняется 0,002, а для направления против хода пара – 0,01.

Вследствие нагревания труб происходит температурная деформация теплопроводов. Удлинения, которые возникают при этом в трубах, воспринимаются компенсаторами.

Основные неисправности элеваторов

Среди достоинств устройства имеется несколько его недостатков, среди которых:

• не допускается сильный перепад давления, который возникает в двух трубах (подающей и обратной);
• допустимой нормой перепада давления является 2 Бар;
• устройство не позволяет регулировать температуру теплоносителя на выходе из системы;
• каждый элемент элеваторного узла нуждается в составлении расчетов, без чего невозможна точность их работы.

Среди частых случаев неисправностей, происходящих с данными устройствами, бывают:

• засорение грязевиков;
• засор всего оборудования;
• выход из строя арматуры;
• увеличение диаметра сопла, происходящее со временем и затрудняющее возможность регулировки температуры воды в отопительных трубах;
• поломка регуляторов.

Один из примеров засорения грязевиков

Частыми причинами неисправностей являются различные засоры оборудования и увеличивающееся в диаметре сопло. Любая неисправность быстро дает о себе знать сбоем в работе узла. В системе возникает резкий перепад температуры теплоносителя. Серьезным перепадом является изменение температуры на 5С. В подобных случаях требуется диагностика конструкции и проведение ее ремонта.

Сопло увеличивается в своем диаметре по двум главным причинам:

• из-за непроизвольного сверления;
• из-за коррозии в результате постоянного контакта с водой.

Проблема приводит к нарушению баланса в системе и регулировки температуры в ней. Ремонтные работы при этом должны быть проведены в кратчайшие сроки.

Общие положения[править]

Водяные тепловые сети испытывают на расчетную температуру теплоносителя. Испытание заключается в проверке тепловой сети на прочность в условиях температурных деформаций, вызванных подъемом температуры теплоносителя до расчетных значений, а также в проверке в этих условиях компенсирующей способности тепловой сети. Испытанию на расчетную температуру теплоносителя подвергают всю тепловую сеть — от источника теплоснабжения до тепловых пунктов систем теплопотребления, включая магистральные, разводящие теплопроводы и абонентские ответвления .

Эксплуатируемые тепловые сети подвергают испытаниям на расчетную температуру теплоносителя не реже одного раза в два года. Вновь сооружаемые тепловые сети подвергают испытаниям на расчетную температуру теплоносителя до ввода их в эксплуатацию. Если тепловую сеть прокладывают в зимний период и она не имеет отдельного вывода с ТЭЦ, допускается проводить испытания этой сети на расчетную температуру в конце первого отопительного сезона. Испытания действующих тепловых сетей на расчетную температуру теплоносителя, как правило, проводят непосредственно перед окончанием отопительного сезона при устойчивых суточных плюсовых температурах наружного воздуха.

Испытания на расчетную температуру теплоносителя тепловых сетей, эксплуатируемых длительное время и имеющих ненадежные участки, проводят после текущего ремонта и предварительных испытаний этих сетей на плотность, но не позднее, чем за три недели до начала отопительного сезона. Аналогичным образом испытывают отдельные тепломагистрали, подвергавшиеся ремонту. Запрещается одновременно проводить испытания на расчетную температуру теплоносителя и на плотность.

Испытания на расчетную температуру теплоносителя проводят при расчетных значениях температуры воды, циркулирующей в подающем трубопроводе, при этом температура воды в обратном трубопроводе не должна превышать 90°С. Необходимо строго следить за тем, чтобы высокотемпературный теплоноситель не попадал в обратный трубопровод во избежание нарушения нормальной работы сетевых насосов, условий работы компенсационных устройств и целости изоляционных конструкций. Для снижения температуры воды, поступающей в обратный трубопровод, испытания проводят с включенными системами отопления, присоединенными через смесительные устройства и водоподогреватели, а также с включенными системами горячего водоснабжения, присоединенными по закрытой схеме и оборудованными автоматическими регуляторами температуры.

Во время испытаний на расчетную температуру теплоносителя от тепловой сети отключают: а) отопительные системы детских и лечебных учреждений; б) неавтоматизированные закрытые системы горячего водоснабжения; в) системы горячего водоснабжения, присоединенные по открытой схеме; г) системы отопления, присоединенные через элеваторы с заниженными по сравнению с расчетными коэффициентами смешения; д) калориферные установки; е) отопительные системы с непосредственной схемой присоединения. На промышленных предприятиях по согласованию с отделом главного энергетика допускается во время испытаний оставлять в работе присоединенные по непосредственной схеме отопительные приборы конвективно-излучающего действия.

Рис. 5.7. Примерный график изменения температуры воды в подающем трубопроводе котельной (ТЭЦ) при испытаниях:

1 — прогрев тепловой сети; 2 — подъем температуры до расчетной; 3 — поддержание заданной расчетной температуры; 4 — снижение температуры; 5 — режим после окончания испытаний

Проектирование тепловых узлов

Проектирование тепловых узлов является одной из начальных стадий строительства. Разработка проекта теплового узла необходима для согласования с теплоснабжающей организацией. На этом этапе производятся необходимые расчеты, осуществляется подбор оборудования, определяется объем монтажных работ.

Правильно и грамотно составленный проект теплового узла позволяет подсчитать расходы на строительство, избежать неоправданных затрат, решить множество задач в ходе дальнейшей эксплуатации. Более подробно об этом процессе описано в материале проектирование тепловых пунктов.

Современный тепловой узел – важнейший элемент теплосети, к которому предъявляются самые высокие требования. Грамотно выполненный монтаж тепловых узлов дает возможность долгое время сохранить их работоспособность и повысить надежность.

В наше время тепловые узлы кроме распределяющей функции проводят контроль расхода тепловой энергии, поэтому профессиональный и качественный монтаж ИТП (теплоузла) позволяет наладить бесперебойную и эффективную работу оборудования, а также обеспечивает точный учет и экономию энергетических ресурсов.

Режим испытаний тепловой сети на расчетную температуру теплоносителя[править]

Для проведения испытаний температуру воды в подающем трубопроводе тепловой сети на выходе с ТЭЦ (или другого источника теплоснабжения) поднимают до расчетного значения. Снижение температуры воды, поступающей в обратный трубопровод, достигается включением систем отопления и горячего водоснабжения. Испытания проводят методом «температурная волна» (рис. 5.7), что позволяет сократить их продолжительность и уменьшить нежелательный перегрев подключенных потребителей теплоты. Продолжительность поддержания максимальной температуры воды с учетом возможного размыва граничных зон «температурной волны» по мере удаления от ТЭЦ составляет 2 ч. При недостаточной тепловой мощности оборудования ТЭЦ, не обеспечивающей достижения расчетной температуры воды при одновременном испытании всей сети, испытания сети выполняют по частям. Давление воды в тепловой сети при испытаниях не должно превышать значений, которые имеют место при эксплуатационном режиме, т. е. во всех точках сети должно соблюдаться условие Р_исп≤Р_экс.

Если испытания тепловой сети на расчетную температуру теплоносителя проводят по частям, необходимо предусмотреть соответствующее снижение давления в подающем трубопроводе на выходе с ТЭЦ. Для этого в каждом конкретном случае перед началом испытаний делают оценочный гидравлический расчет для наиболее неблагоприятных точек сети. Во всех точках подающей линии тепловой сети при испытаниях поддерживают давление, обеспечивающее невскипание воды при расчетной температуре.

На период испытаний должны быть заданы определенные параметры: максимальная (расчетная) температура сетевой воды на выходе с ТЭЦ; максимально допустимая температура обратной воды на ТЭЦ; давление в обратном коллекторе ТЭЦ; давление в подающем коллекторе ТЭЦ; ожидаемый расход сетевой воды; ожидаемый максимальный отпуск теплоты (с указанием, в какие часы суток); ожидаемый минимальный отпуск теплоты при прохождении пика температуры обратной воды после окончания испытаний (с указанием, в какие часы суток) и максимально допустимая величина подпитки. Отклонения от заданного режима испытаний не должны превышать: по температуре воды в подающем коллекторе ТЭЦ (относительно максимального значения) ±2°С; по давлению в обратном коллекторе ТЭЦ — 0,2 кгс/см2; по давлению в подающем коллекторе ТЭЦ ±5%.

Температуру воды на тепловых вводах систем теплопотребления не задают; она определяется естественным охлаждением воды по длине теплопровода. При подготовке к испытаниям следует учитывать значительные изменения объемов воды в тепловой сети при повышении и снижении температуры в процессе испытаний. Величину ожидаемого часового прироста объема воды в тепловой сети (м3/ч) при изменении температуры можно приближенно определить по формуле

ΔV=G(1/ν_t2-1/ν_t1)

где G — расход циркулирующей воды, кг/ч; 1/ν_t2 и 1/ν_t1— плотность воды при температуре соответственно t₂ и t₁, кг/м3; t₁ и t₂ — соответственно начальная и конечная температура воды, °С.

При испытаниях заданную величину давления в обратном трубопроводе ТЭЦ поддерживают регулированием величины подпитки и дренажа. Скорость изменения температуры воды при испытаниях определяют при подъеме температуры в зависимости от пропускной способности дренажного трубопровода, а при снижении температуры — в зависимости от производительности подпиточного устройства. При этом скорость изменения температуры не должна превышать 30°С/ч.

Температура воды в присоединенных к тепловой сети системах отопления при испытаниях не должна превышать расчетной величины для систем отопления, а для систем горячего водоснабжения она должна быть не более 75°С.

В период испытаний с целью снижения температуры воздуха внутри помещений потребителям следует рекомендовать усиленно проветривать помещения.

Схемы подключения

Элеваторный узел может быть использован в системах с различными специфическими особенностями — однотрубных, автономных или иных линиях теплоснабжения. Принципы подачи теплоносителя, параметры потока не всегда позволяют обеспечить неизменный и стабильный результат на выходе. Для организации нормального теплоснабжения квартир или корректировки параметров потока, поступающего из магистральной сети, используются различные схемы подключения элеваторных узлов. Все они нуждаются в наличии дополнительного оборудования, иногда в достаточно больших объёмах, но результат, который достигается вследствие этого, компенсирует понесённые расходы. Рассмотрим существующие схемы подключения:

С регулятором расхода воды

Расход воды является основным фактором, делающим возможной регулировку режима обогрева помещений. Изменения расхода вызывают колебания температуры в жилых комнатах, что недопустимо. Вопрос решается установкой перед узлом смешивания регулятора, обеспечивающего постоянный расход воды и стабилизирующего тепловой режим.

Схема элеваторного узла смешения с регулятором расходом: 1 — подающая линия тепловой сети; 2 — обратная линия тепловой сети; 3 — элеватор; 4 — регулятор расхода; 5 — местная система отопления

Особенно важным такое решение становится в однотрубных системах, где имеется нагрузка в виде ГВС, дестабилизирующая расход горячей воды и создающая существенные колебания во время активного водоразбора (утренние и вечерние часы, праздничные и выходные дни). При этом данная схема не способна исправить ситуацию при изменениях температуры теплоносителя в магистральной линии, что является её недостатком, хоть и не слишком существенным. Падение температуры теплоносителя в питающих трубопроводах означает аварию на ТЭЦ или ином пункте нагрева, а это случается редко.

С регулирующим соплом

Схема подключения элеваторного узла с возможностью регулировки пропускной способности сопла позволяет оперативно реагировать на изменения параметров теплоносителя в магистральной линии.

Схема элеваторного узла с регулирующей иглой: 1 — подающая линия тепловой сети; 2 — обратная линия тепловой сети; 3 — элеватор; 5 — местная система отопления ; 6 — регулятор с иглой, вдвигаемой в сопло элеватора

При этом ручная регулировка малоэффективна, поскольку для этого надо постоянно подходить к элеватору, который обычно расположен в подвальном помещении. Наибольшая эффективность системы с регулируемым соплом достигается при полной автоматизации процесса, с использованием датчиков температуры и давления, подающих сигнал на сервопривод элеватора. Такая схема позволяет получить дополнительные возможности при настройке режима работы, но необходимость в ней возникает не всегда, а только в перегруженных или нестабильных системах с возможными колебаниями температуры теплоносителя.

К недостаткам подобных схем принято относить необходимость изначально обеспечить высокое давление в системе, так как регулировка возможна лишь в пределах параметров потока в магистрали. Кроме того, нагрузки на механику, в частности — на сопло и иглу, создают необходимость постоянного наблюдения и своевременной замены элементов, вышедших из строя.

С регулирующим насосом

Подобные схемы используются при отсутствии достаточного для функционирования элеватора давления в питающих трубопроводах.

Схема элеваторного узла с корректирующим насосом: 1 — подающая линия тепловой сети; 2 — обратная линия тепловой сети; 3 — элеватор; 4 — регулятор расхода; 5 — местная система отопления ; 7 — регулятор температуры; 8 — смесительный насос

Увеличение давления делает возможным применение элеваторного узла в автономных тепловых сетях частного дома, позволяет обеспечить циркуляцию теплоносителя при исчезновении давления в магистрали. Насос устанавливается перед элеватором или на перемычке между прямым и обратным трубопроводами перед входом в элеватор. Для обеспечения нормального режима работы в дополнение к насосу требуется использовать регулятор температуры, а также необходимо подключение электропитания.