Приборы учета: теплосчетчики и расходомеры. Энергоаудит. Вибродиагностика

Блочные индивидуальные тепловые пункты: преимущества и недостатки

В последнее время все чаще обсуждаются вопросы рационального, или цивилизованного энергопотребления.

В это понятие входят:

1. обеспечение достаточных комфортных условий внутри помещений;
2. снижение непроизводительных трат энергии;
3. надежное, стабильное функционирование оборудования, обеспечивающего теплоснабжение;
4. минимизация капитальных и эксплуатационных затрат.

Одним из основных элементов системы централизованного теплоснабжения здания является тепловой пункт, который обеспечивает функцию устойчивой циркуляции и преобразования теплоносителя, распределения его по потребителям.

Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) дополнительно к указанным функциям должен поддерживать необходимые параметры теплоносителя (температуру, скорость, давление) для обеспечения в отапливаемых помещениях заданного комфортного температурного режима, температуру воды в системе ГВС, а также стабильный гидравлический режим. Кроме этого, ИТП должен обеспечивать возможность контроля технологических параметров системы и коммерческий учет потребленного тепла и воды, а также содержать необходимые для его эксплуатации и обслуживания элементы (грязевики, запорную арматуру, устройства для дренажа и т.д.).

ИТП с технической точки зрения является достаточно сложным устройством, которое содержит в своем составе оборудование различных систем, вплоть до системы диспетчеризации, предназначенной для обеспечения дистанционного контроля необходимых параметров.

Существует два подхода к построению ИТП.

Один из них заключается в том, что монтаж теплового пункта из составных частей производится на месте его использования, то есть в здании, часто в подвальном помещении.

Второй подход, приобретающий в последнее время все большую популярность, состоит в монтаже теплового пункта в условиях стационарного производства, причем конструкция такого ИТП существенно отличается от собранного на месте эксплуатации, так как он выполняется в виде законченного комплектного изделия и в собранном виде доставляется на место использования.

Собранные в заводских условиях тепловые пункты принято называть блочными индивидуальными тепловыми пунктами (БИТП), впрочем, такое название нельзя считать устоявшимся, поскольку такой пункт часто содержит системы подготовки горячей воды, коммерческого учета тепла и теплоносителя, учета холодной воды, систему так называемого «погодного» регулирования теплопотребления, но является полноценным тепловым пунктом.

Оба подхода имеют свои преимущества и недостатки и, по нашему мнению, еще долго будут иметь право на существование. Однако дальше более подробно рассмотрим именно БИТП.

Необходимо привести некоторые из предпосылок, которые стимулируют растущую популярность использования ИТП в готовом, блочном виде:
1.Сложность инженерных задач. Процесс построения БИТП состоит из нескольких этапов:

• реконструкция систем отопления и горячего водоснабжения (например, перевод зависимого присоединения в независимое, или открытой системы в закрытую);
• организация коммерческого учета тепла и теплоносителя в системах отопления и ГВС, часто с диспетчеризацией показаний;
• построение систем автоматического регулирования теплопотребления;
• отказ от ЦТП и переход на ИТП.

2.Появление на рынке современных компактных пластинчатых теплообменников по разумным ценам.

3.Дефицит на местах внедрения опытных квалифицированных проектировщиков.

4.Недостаток высококвалифицированного персонала для монтажа теплового пункта.

На наш взгляд, это далеко не полный перечень возможных предпосылок. Что же все-таки это такое БИТП и каковы его преимущества и недостатки? Блочный Индивидуальный Тепловой Пункт представляет собой собранные на одной или нескольких рамах в общую конструкцию отдельные функциональные узлы, включающие в себя приборы коммерческого учета тепла и теплоносителя, погодного регулирования, различного рода технологическое и контрольное оборудование.

Принципиально БИТП может состоять из следующих узлов:
а) узел приготовления теплоносителя, в котором могут создаваться стабильные гидравлические режимы работы системы отопления, предусмотрено оборудование для присоединения к тепловой сети, обеспечивается очистка теплоносителя и производится измерение основных технологических параметров. В состав узла может входить запорная арматура (шаровые краны или задвижки), оборудование для удаления примесей в теплоносителе (грязевики и фильтры) и контрольно – измерительные приборы для определения давления и температуры теплоносителя (манометры, термометры или термоманометры);
б) узел коммерческого учета тепла и теплоносителя, в котором осуществляется учет фактического потребления указанных величин объектом, дается информация о технологических параметрах поставляемого тепла, часто с применением технологий предоставления удаленного доступа к этой информации. Коммерческий учет потребленного тепла и теплоносителя осуществляется теплосчетчиком, в состав которого входят преобразователи расхода и термометры, а также тепловычислитель, который обрабатывает и хранит полученную от преобразователей информацию. Для передачи накопленной информации потребителю тепла в узле может размещаться аппаратура системы диспетчеризации, которая, кроме указанных, может выполнять пожарно – охранные функции ;
в) узел автоматического «погодного» регулирования теплоснабжения, который обеспечивает поддержание оптимального температурного графика для создания заданных комфортных климатических условий на объекте, а также дает возможность снижения количества потребленного тепла за счет уменьшения «перетопов». Также одна из важных функций данного узла – обеспечение стабильного гидравлического режима с целью равномерного снабжения всех потребителей теплоносителем. Узел содержит регулирующий клапан с электроприводом, электрический циркуляционный насос, датчики температуры для определения температуры теплоносителя и воздуха (внутри помещения и вне здания), а также электронный управляющий блок (термоконтроллер), обеспечивающий управление указанным оборудованием по заложенным алгоритмам;
г) узел приготовления воды для системы горячего водоснабжения, в котором независимо от внешних условий в тепловой сети поддерживается нормативная температура горячей воды; узел также обеспечивает необходимое быстродействие для выдачи нужного количества воды потребителю. Часто узел содержит теплообменник для нагрева водопроводной воды, а также быстродействующий клапан для обеспечения необходимого количества горячей воды при постоянной нормативной температуре;
д) узел вентиляции, в котором обеспечивается подача необходимого количества тепла в системы вентиляции объекта. Узел может содержать теплообменник с набором необходимой запорно – регулирующей арматуры и контрольно – измерительных приборов.

Исходя из приведенной информации, БИТП могут различаться по мощности, измеряемой в Гкал/час, составу оборудования и, соответственно, габаритам.

БИТП к тепловым сетям могут подключаться по двум видам принципиальных схем: по независимой и зависимой. В первом варианте теплоноситель тепловой сети и теплоноситель внутреннего контура отопления объекта разделены, БИТП содержит в своем составе теплообменник, обеспечивающий разделение контуров отопления. Во втором, теплоноситель из тепловой сети попадает в систему отопления объекта; теплообменник тоже может присутствовать, но в узле приготовления горячей воды.

Что же положительного получает потребитель, используя БИТП? 1.БИТП – тепловой пункт заводской готовности. Этим обеспечивается высокое качество изготовления в соответствии с действующими нормами и правилами. Оборудование проходит комплексную проверку, в том числе опрессовку повышенным давлением. Приборы и системы смонтированы строго по требованиям, что обеспечивает их правильную и долговечную работоспособность.

2.Резко сокращаются сроки монтажа теплового пункта на объекте: остается подключиться к тепловой сети и трубопроводам внутренней системы объекта, а также подвести электропитание (если требуется) и сигналы с внешних датчиков (если они есть). Немаловажным является и тот факт, что снижаются требования к квалификации персонала.

3.Компактность БИТП позволяет размещать его в условиях дефицита места, либо использовать высвободившиеся площади для других целей.

4.В случае нового строительства, либо при реконструкции объекта использование БИТП полностью исключает затраты на строительство ЦТП. При этом значительно снижаются затраты на прокладку или ремонт трубопроводов к объекту, на эксплуатацию и обслуживание теплового пункта.

Конечно, наряду с преимуществами, имеют место некоторые недостатки. В их число входят:

• необходимость нести дополнительные затраты на транспортировку и погрузочно-разгрузочные операции;
• ограничения вследствие геометрических размеров дверных проемов и помещений, что вызывает трудности при транспортировке БИТП на объект;
• нестандартные схемы отдельных БИТП, что требует индивидуального подхода и увеличивает сроки поставки .

Однако, как показывает опыт, преимущества значительно перекрывают недостатки, тем более что производители БИТП постоянно работают над оптимизацией изделия. В настоящее время несколько предприятий предлагают к реализации блочные тепловые пункты. Можно упомянуть таких производителей как ЗАО «Данфосс», ЗАО «Взлет», ЗАО «Теплоэффект», ЗАО «Теплоком» и др.

В 2008 году производство подобной продукции освоено ЗАО «ПромСервис». Анализ текущей ситуации привел нас к выработке несколько иного подхода к решению данной технической задачи. С целью упрощения транспортных операций и монтажа на месте принято решение о разбиении пункта на отдельные функциональные модули. Каждый модуль представляет собой законченное изделие на собственной раме, имеет в своем составе необходимое механическое, технологическое, электрическое и электронное оборудование, которое обеспечивает выполнение заданных функций. Например, Блочный Модуль Учета (БМУ) или Блочный Модуль Регулирования (БМР).

Модули спроектированы и изготовлены в соответствии с действующими в Российской Федерации нормами и правилами /1-6/. Например, модуль учета включает в себя:

1. узел приготовления теплоносителя с присоединительной арматурой, регуляторами перепада давления (если необходимо), спускниками и термометрами, грязевиком;
2. узел коммерческого учета тепла и теплоносителя, который имеет в своем составе теплосчетчик с системой диспетчеризации (по заказу), шкаф электрический, в котором размещены электрические элементы и электронные блоки;
3. при необходимости, узел коммерческого учета горячей и (или) холодной воды;
4. для обеспечения безопасности при эксплуатации предусмотрена возможность подключения датчиков пожаро-охранной сигнализации и затопления, сигнализирующих о возгорании, затоплении и несанкционированном проникновении в помещение теплового узла соответственно.





Рис.1 Чертеж модуля блочного индивидуального теплового пункта.






Рис.2 Блочный индивидуальный тепловой пункт.




Монтаж первичных преобразователей расхода и термометров сопротивления выполнен с учетом всех требований эксплуатационной документации, что обеспечивает достоверные измерения с нормативными погрешностями. Сдача такого модуля в коммерческий учет не представляет сложностей, так как он выполнен по действующим нормам и правилам. Габаритные размеры и масса модуля обеспечивают возможность работы с ним без использования грузоподъемных механизмов в тесных помещениях и дверных проемах.

Модуль регулирования содержит в себе элементы системы автоматического регулирования, смонтированные на отдельной легкой раме, запорную арматуру и приборы контроля параметров. Электронная часть системы размещена в шкафу управления, который расположен непосредственно на модуле в удобном для обслуживания месте.

При всей компактности модулей предусмотрена возможность транспортирования их по частям в помещения с узкими проемами и лестничными маршами. При этом разбираются элементы модуля, исключая измерительные линии. Внешний вид модуля регулирования БМР представлен на рисунке 3.






Рис.3 Внешний вид модуля регулирования БМР.



Практически все время процесс изготовления модулей начинается с подготовки индивидуального технического проекта.

С одной стороны, в проекте можно учесть все специфические требования местной теплоснабжающей организации, и перед изготовлением модулей ИТП согласовать его у поставщиков тепла, что ускорит и упростит процесс сдачи объекта. С другой стороны, такой подход удлиняет сроки выполнения всей работы и не позволяет производить модули на склад.

Стремление к переходу на типовые схемные решения, несомненно, уменьшит сроки поставки БМУ и БМР и упростит взаимоотношения с Заказчиком. Но что будет при сдаче их теплоснабжающей организации? При наличии федеральной системы норм и правил, на местах, часто вразрез правилам, выдвигаются свои, особенные требования, в которые не укладываются типовые схемные решения.

При дальнейшем распространении БИТП необходимо принятие нормативного документа, в котором тепловой пункт (или модуль) рассматривался бы как сертифицированная единица оборудования со своими описанными функциями и проектировщик предусматривал бы БИТП как «квадратик» на схеме. Такой подход позволил бы стандартизировать этот вид оборудования и упростить процесс оснащения объектов несомненно полезными энергосберегающими технологиями.


Литература:

1. Поектирование тепловых пунктов. СП 41-101-95;
2. Тепловые сети СНиП 2.04.07-86;
3. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов СНиП 2.04.14-88;
4. Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды ПБ 10-573-03;
5. Нормы расчета на прочность трубопроводов тепловых сетей ПБ 10-400-01;
6. Правила учета тепла и теплоносителей.




Ещенко Сергей Николаевич, к.т.н.,
технический директор ЗАО «ПромСервис»,
г. Димитровград, Т/ф (84235) 2-18-07, 4-58-32, 6-69-26.