Принципиальная схема итп

Независимая (закрытая) система отопления

В настоящее время при устройстве новых котельных стала чаще применяться независимая схема присоединения системы отопления. В ней имеют место основной и дополнительный контур циркуляции, гидравлически разделенные теплообменником. То есть, теплоноситель от котельной или ТЭЦ идет до центрального теплового пункта, где попадает в теплообменник, это и есть главный контур. Дополнительный контур – это система отопления дома, теплоноситель в нем циркулирует через этот же теплообменник, получая тепло от сетевой воды из котельной. Схема работы независимой системы показана на рисунке:

Для справки. Раньше в подобных системах устанавливались громоздкие кожухотрубные теплообменники, занимавшие много места. Это было главной трудностью, но с появлением скоростных пластинчатых теплообменников данная проблема перестала существовать.

А как же быть с централизованной подачей горячей воды, ведь теперь брать ее из магистрали нельзя, там слишком высокая температура (от 105 до 150 ºС)? Все просто: независимая схема подключения допускает установку любого количества пластинчатых теплообменников, присоединенных к магистральным трубопроводам. Один будет обеспечивать теплом отопительную систему дома, а второй может готовить воду для хозяйственных нужд. Как это реализуется, показано на схеме:

Чтобы горячая вода поступала всегда одинаковой температуры, контур ГВС делается замкнутым с организацией автоматической подпитки в обратном трубопроводе. В многоквартирных домах циркуляционную обратную линию ГВС можно увидеть в ванной комнате, к ней подсоединяются полотенцесушители.

Очевидно, что эксплуатация независимой системы отопления имеет массу преимуществ:

• домашний контур отопления не зависит от качества внешнего теплоносителя, состояния магистральных сетей и перепадов давления. Вся нагрузка ложится на пластинчатый теплообменник;
• есть возможность регулировать температуру в помещениях с помощью термостатических вентилей;
• теплоноситель в малом контуре можно отфильтровать и очистить от солей, главное, чтобы трубы были в хорошем состоянии;
• в системе ГВС будет вода питьевого качества, поступающая в дом по водопроводной магистрали.

Тем не менее из-за грязного теплоносителя низкого качества в центральной сети потребуется периодическая промывка независимой системы отопления, а точнее, — пластинчатого теплообменника. Благо, сделать это не так уж сложно. Еще из недостатков следует отметить более высокие затраты на приобретение оборудования, а именно: теплообменников, циркуляционных насосов и запорно — регулирующей арматуры. Зато закрытая система надежнее и безопаснее открытой, она больше отвечает современным требованиям и лучше адаптирована к новому оборудованию.

Майбес для компактных тепловых пунктов

Чтобы не усложнять инженерное решение и остаться с теплотрассой, как в первом варианте, можно использовать решение на базе оборудования немецкой компании Meibes. Meibes давно известна своими решениями в области техники быстрого монтажа.

Решение строится на базе использования станций для индивидуального отопления. Станции также применимы для поквартирного отопления и учета теплоты. Внешний вид станции показан ниже.

Станция Meibes LogoComfort RUS выглядит привлекательно

Станции Meibes LogoTherm (в частности LogoComfort RUS) позволяют производить отопление помещений как водяными отопительными приборами, так и системой «теплый пол», обеспечивая приготовление горячей воды в параллельном режиме. Отопительной нагрузки станции в 25 кВт хватит для отопления квартиры или коттеджа, частного дома или другого здания площадью до 200 м². Станция также может обеспечить параллельную подготовку до 17 литров горячей воды в минуту при нагреве ее на 45К.

К станции можно подключить «теплый пол» параллельно к трубам отопления. Для этого достаточно поставить рядом небольшой коллекторный шкаф с гребенкой для системы напольного отопления совместно с узлом понижения температуры.

Оборудование Майбес для подключения «теплого пола»

Станцию LogoComfort RUS можно оборудовать балансировочными вентилями для отладки и увязки нескольких домов на участке или в коттеджном поселке. Также можно оборудовать станцию счетчиками теплоты для поквартирного или покоттеджного учета теплоты.

Как же выглядит станция в интерьере? На фото ниже показана станция для напольного отопления коттеджа.

Станция Майбес и коллекторный шкаф «теплого пола» с открытыми люками

Станция Майбес и коллекторный шкаф напольного отопления с закрытыми люками

Очевидно, что данное компактное решение позволяет организовать тепловой пункт фактически за углом в коридоре, не выделяя специального помещения.

Безопасность и эффективность независимых систем отопления

Чтобы иметь возможность экономить деньги на обогреве необходимо соблюсти несколько условий:

1. Разработать и согласовать проект в разрешительных органах. Без утвержденного ГИП и согласованного со всеми инстанциями проекта все модификации будут незаконными. Поэтому воспользоваться результатами не удастся.
2. Произвести монтаж или реконструкции существующего оборудования согласно проектного решения.
3. Установить счетчик тепловой энергии. Это позволить рассчитываться за полученную тепловую энергию именно в том объеме, в котором она была потреблена.
4. Обеспечить необходимый уровень автоматизации либо ручного регулирования. ТЭЦ не особо оперативно реагирует на температурные изменения погодных условий и могут продолжать кочегарить свои котлы на полную катушку. А через бак теплообмена невостребованная энергия будет передаваться в сети потребителей, открывающих окна и форточки от избыточной жары.

Гидроизоляция проходов трубопровода

Гидроизоляция трубопровода имеет свои особенности и трудности. При выполнении таких работ необходимо учитывать не только сильное давление воды извне, но и ответное давление внутренних жидкостей, а так же постоянную разницу температур. Обычные герметики не смогут долго выдерживать такую значительную нагрузку. Поэтому для входов, проходов и вводов трубопровода используют принцип трехкомпонентной гидропломбы.

Такая гидропломба состоит из безусадочных бетонных смесей и полиуретанового состава. Особенно эффективно применение подобной конструкции в зданиях, где предполагается значительное усыхание и подвижка конструкции. В качестве полиуретанового наполнителя применяют:

• «Аквидур ТС-Б»,
• «Аквидур ЭС»,
• «Аквидур ТС-Н».

Цели и задачи

• Реализация оптимальных режимов теплоснабжения за счет ведения функций автоматического управления технологическим оборудованием и автоматического регулирования технологических параметров теплового пункта, в том числе за счет поддержания температурного графика теплоснабжения
• Предотвращение или снижение ущерба от аварий вследствие оперативного выявления мест возникновения и характера аварий и, следовательно, сокращение времени на их локализацию, ликвидацию и устранение их последствий
• Вывод на экраны диспетчерского пункта достоверной и своевременной технологической информации для ведения оперативного контроля и управления оборудованием, а также вывод ретроспективной технологической информации для возможности анализа, оптимизации и планирования работ по эксплуатации оборудования теплового пункта и его ремонтов
• Снижение непроизводственных расходов из-за «недоучета» и сверхнормативного потребления энергоресурсов за счет их автоматизированного коммерческого/технического учета
• Снижение производственных издержек вследствие:
  • экономии электроэнергии за счет регулирования частоты вращения двигателей насосов (при использовании частотно-регулируемых приводов)
  • экономии теплоресурсов за счет оптимизации процесса теплоснабжения, в том числе за счет ведения коррекции отпускаемой тепловой энергии по температуре наружного воздуха (температурный график), скорости ветра
  • снижения количества аварийных ситуаций, продолжительности вынужденных простоев оборудования и затрат на его ремонт за счет устранения «человеческого фактора» при управлении технологическим оборудованием и автоматической диагностике всех элементов системы
  • снижения затрат на сервисное обслуживание системы в целом благодаря унификации решения, использованию однотипных аппаратных и программных средств
  • оптимизации загрузки оборудования и процесса планирования ремонтов вследствие наличия в системе информации по наработке оборудования
  • снижения ненормативных расходов (потерь, небалансов) энергоресурсов за счет ведения коммерческого/технического учета отпускаемых и потребляемых энергоресурсов, своевременного и быстрого обнаружения, локализации и устранения аварийных ситуаций
  • прямой экономии денежных средств за счет внедрения «безлюдной» технологии (возможности работы теплового пункта без эксплуатационного персонала).

Что такое ИТП и ЦТП: их плюсы и минусы

Прежде чем говорить про отличия ИТП и ЦТП, надо сначала дать определение теплового пункта. Говоря простыми словами, тепловой пункт – это помещение для подготовки воды, которая необходима для системы отопления (теплоснабжения), системы горячего водоснабжения (ГВС) и технологических нагрузок. С определение разобрались, пора перейти к раскрытию двух аббревиатур ЦТП и ИТП. ИТП – индивидуальный тепловой пункт, тот же самый тепловой пункт, определение которого дал выше, обеспечивающий нагрузками одно здание или часть здания. Как правило, ИТП находится в одном здании (жилой дом, детский сад и т.п. здания), которое может быть встроено в здание и располагаться в подвальном помещении или быть пристроенным к зданию. ЦТП – центральный тепловой пункт, все те же функции, что и в ИТП, но обеспечивает нагрузкой более одного здания. Как правило, ЦТП – отдельно-стоящее сооружение, с обязательным проездом к нему и которое обслуживает группу зданий. Многие в своих дворах наверняка видели одноэтажное здание возле дома.

В центральных тепловых пунктах рекомендуется предусматривать: уборную с умывальников, туалет, шкаф для хранения одежды, а также место для приема пищи. В ИТП этого всего нет, поэтому это один из плюсов ИТП по сравнению с ЦТП.

Технических тонкостей в устройстве тепловых пунктов очень много и все они отражены в нормативном документе СП 41-101-95 Проектирование тепловых пунктов, который разъясняет требования как для ИТП, так и для ЦТП. Высота минимальная для ИТП должна составлять 2,2 м, а минимальная высота для ЦТП 3,6 м. ИТП нельзя располагать под жилыми квартирами, поэтому, чаще всего нежилые все первые этажи жилых домов, либо именно определенная часть первого этажа, под которым располагается ИТП. Это своего рода как плюсы, так и минусы, всё индивидуально.

Возникает вопрос, а кто же всё-таки определяет и решает, что проектировать (строить) ИТП или ЦТП? В решении этого вопроса участвует свой круг специалистов, как правило, архитекторы и инженеры генерального плана (генпланисты), которые определяют облик будущего района и проектировщики тепловых пунктов совместно с проектировщиками тепловых сетей. Чаще всего решением останавливаются на ИТП, так как не надо строить отдельное здание возле жилых домов, это не портит облик района и как-никак это всё-таки здание на земле. А земля сейчас очень дорого стоит, да к тому же в тесной городской среде, и никто не хочет строить ЦТП на ней. Это можно считать вторым и самым главным плюсом ИТП по сравнению с ИТП. Все минуты ЦТП вытекают их плюсов ИТП, как вы сами уже догадались.

В идеале, необходимо провести какое-нибудь маркетинговое исследование провести и просчитать экономическую эффективность, чтобы была конкретика в цифрах отражена. Главное, чтобы не забывалось про технические сложности, которые могут возникнут, если в существующем районе строить ЦТП, ведь как правило, в таком районе под землей уже нет свободного участка куда можно «воткнуть» ЦТП. Сделать то это можно, вот только появится необходимость выноса всех подземных коммуникаций из участка строительства ЦТП.

Виды циркуляции в контурах отопления

Для доставки тепла к батареям нужно переместить нагретый котлом теплоноситель. Применяется естественная циркуляция в системе отопления и принудительное перемещение воды с помощью циркуляционного насоса. Естественная циркуляция применяется в простых системах отопления, она требует минимума оборудования при минимальных затратах на монтаж и эксплуатацию.

Для реализации этого метода перемещения теплоносителя используется изменение физических свойств воды при нагревании. Скорость перемещения зависит от разности температур и от величины гидравлического сопротивления, которое уменьшают увеличением диаметра труб.

Открытый контур отопления

Самотечная система отопления с естественной циркуляцией открытая имеет несомненные преимущества.

Преимущества открытой естественной циркуляции теплоносителя:

1. простота и небольшие затраты на монтаж;
2. экономичность;
3. легко превращается в систему с принудительной циркуляцией, циркуляционный насос устанавливается обычно в «обратке».

Поэтому система отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией весьма популярна и успешно используется. Основные недостатки подобного отопления – большая инерция. Кроме того, наличие открытого расширительного бака предопределяет ответ на вопрос — можно ли залить тосол в систему отопления дома. Залить можно, но он будет постоянно испаряться, что сделает эксплуатацию системы нерентабельной.

Закрытый контур отопления

Теплоноситель в закрытой системе отопления не имеет контакта с атмосферным воздухом. Для компенсации теплового расширения устанавливают герметичные мембранные расширительные баки. Закрытая система отопления схема может быть любой, для перемещения теплоносителя оборудуется циркуляционным насосом. Отсутствие контакта теплоносителя с воздухом значительно увеличивает срок службы труб и оборудования контура отопления.

Если при монтаже предусмотреть уклон труб, то при отсутствии напряжения сети и переключении байпаса возникнет естественная циркуляция в закрытой системе отопления дома. Конечно, эффективность системы упадет, но отопление будет работоспособно и продолжит обогревать жилище.

Основные преимущества закрытой системы отопления:

• применение герметичного расширительного бака исключает испарение жидкости, в закрытых системах можно применять тосол в качестве теплоносителя;
• отсутствие контакта воды с воздухом защищает элементы контура от внутренней коррозии;
• закрытый контур отопления имеет малую инерционность и высокую эффективность;
• применение циркуляционного насоса позволяет уменьшить диаметр труб и уменьшить расходы на их приобретение;
• для теплых полов и для сложных разветвленных схем устанавливают дополнительный насос в системе отопления, который обеспечит их эффективную работу.

Общая информация о типовых ИТП

Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) предназначен для распределения тепла с целью обеспечения отоплением и горячей водой жилого, коммерческого или производственного здания.

Основными узлами теплового пункта, подлежащими комплексной автоматизации, являются:

• узел холодного водоснабжения (ХВС);
• узел горячего водоснабжения (ГВС);
• узел отопления;
• узел подпитки контура отопления.

Узел холодного водоснабжения предназначен для обеспечения потребителей холодной водой с заданным давлением. Для точного поддержания давления обычно используется частотный преобразователь и датчик давления. Конфигурация узла ХВС может быть различной:

• один насос;
• каскад из двух и более насосов;
• два или три насоса, работающих поочередно с АВР (автоматический ввод резерва).

Узел ГВС обеспечивает потребителей горячей водой. Основной задачей является поддержание заданной температуры при изменяющемся расходе. Температура не должна быть слишком горячей или холодной. Обычно в контуре ГВС поддерживается температура 55 °С.

Теплоноситель, поступающий из теплосети, проходит через теплообменник и нагревает воду во внутреннем контуре, поступающую к потребителям. Регулирование температуры ГВС производится при помощи клапана с электроприводом. Клапан устанавливается на линии подачи теплоносителя и регулирует его расход с целью поддержания заданной температуры на выходе теплообменника.

Циркуляция во внутреннем контуре (после теплообменника) обеспечивается при помощи насосной группы. Чаще всего используются два насоса, которые работают поочередно для равномерного износа. При выходе из строя одного из насосов происходит переключение на резервный (автоматический ввод резерва – АВР).

Узел отопления предназначен для поддержания температуры в отопительной системе здания. Уставка температуры в контуре формируется в зависимости от температуры воздуха на улице (наружного воздуха). Чем холоднее на улице тем горячее должны быть батареи. Зависимость между температурой в контуре отопления и температурой наружного воздуха определяется отопительным графиком, который должен настраиваться в системе автоматики.

Кроме регулирования температуры, в контуре отопления должна быть реализована защита от превышения температуры воды, возвращаемой в теплосеть. Для этого используется график обратной воды.

Согласно требованиям тепловых сетей, температура обратной воды не должна превышать значений, заданных в графике обратной воды.

Температура обратной воды является показателем эффективности использования теплоносителя.

Кроме описанных выше параметров, существуют дополнительные методы повышения эффективности и экономичности теплового пункта. Ими являются:

• сдвиг графика отопления в ночное время;
• сдвиг графика в выходные дни.

Данные параметры позволяют оптимизировать процесс потребления тепловой энергии. Примером может служить коммерческое здание, работающее в будние дни с 8:00 до 20:00. Снизив температуру отопления ночью и выходные дни (когда организация не работает), можно добиться экономии на отоплении.

Контур отопления в ИТП может быть подключен к теплосети по зависимой схеме или независимой. При зависимой схеме вода из теплосети подается в батареи без использования теплообменника. При независимой схеме теплоноситель через теплообменник подогревает воду во внутреннем контуре отопления.

Регулирование температуры отопления производится при помощи клапана с электроприводом. Клапан устанавливается на линии подачи теплоносителя. При зависимой схеме клапан непосредственно регулирует количество подаваемого теплоносителя в батареи отопления. При независимой схеме клапан регулирует расход теплоносителя с целью поддержания заданной температуры на выходе теплообменника.

Циркуляция во внутреннем контуре обеспечивается при помощи насосной группы. Чаще всего используются два насоса, которые работают поочередно для равномерного износа. При выходе из строя одного из насосов происходит переключение на резервный (автоматический ввод резерва – АВР).

Узлы

Котел – это сердце системы. Он преобразует либо электрическую энергию, либо углеводородное топливо в тепловую энергию. Именно в его компетенции разогревать теплоноситель, дабы через него передать тепло до места назначения.

Различают котлы по потребляемому топливу:

Газовое отопление в доме

• газовые котлы;
• котлы на жидком топливе (дизельное топливо или керосин).

Устанавливать котлы обязательно нужно в хорошо вентилируемом помещении. В случае газового топлива, должен быть проект подключения, и он должен состоять на контроле подшефной газовой службе.

Котлы на требуют определенный запас горючей жидкости для полноценного функционирования. Самым экономичным котлом является котел на газу.

Бойлер – выполняет задачи по нагреву воды, которая по водопроводу попадет в краны и смесители. Так как основной теплоноситель циркулирует в замкнутой системе и имеет плохое качество, а в последнее время вместо воды в качестве теплоносителя используют антифриз, поэтому напрямую через котел теплая вода не идет. Она нагревается в специальном резервуаре, который имеет связь с котлом.

Таким образом, чистая вода никак не смешивается с технологической водой. Нагрев происходит через стенки трубопроводов, которые опоясывают внутренний контур резервуара. В сборе этот резервуар и есть бойлер.

Циркуляционные насосы предназначены для создания направленного движения теплоносителя по трубопроводам. Появление насосов обусловило появление все более усложненной системы отопления. Дома стали многоэтажными, контуров стало более одного и естественный (конвекционный) ток воды по трубопроводам стал неэффективен.

С применением циркуляционных насосов распределение тепла по комнатам стало значительно лучше, диаметр трубопроводов значительно уменьшился. К тому же, при использовании теплого пола с жидкостным обогревом, установка циркуляционного насоса становится жизненно необходимым.

Трубопроводы служат путепроводами для жидкости, которая переносит тепло от источника до потребителя. Они должны выдерживать большие температуры до 80 градусов, и при этом должны выдерживать давление, создаваемое насосами. Их стенки обязаны долгое время создавать минимальное сопротивление току теплоносителя, тем самым достигается экономия на электроэнергию. Ведь насосы работают на электричестве.

Радиаторы замыкают технологический процесс по обогреву помещения. Они рассеивают по нему тепло, которое пришло от котла с теплоносителем.

Систему отопления следует резервировать. При выходе из строя котла, на время его ремонта или замены, должен быть резервный источник тепла. Он должен предотвратить расхолаживание всего дома.

Особенности работы ЦТП монтаж тепловых пунктов

Центральные тепловые пункты могут работать по зависимой схеме, когда теплоноситель с магистральной сети поступает непосредственно к потребителям. В этом случае ЦТП выступает в роли распределительного узла – теплоноситель делится для системы горячего водоснабжения (ГВС) и системы отопления. Вот только качество горячей воды, льющейся из наших кранов при зависимой схеме подключения, часто вызывает нарекания потребителей.

При независимом режиме работы, здание ЦТП оборудуется специальными подогревателями – бойлерами. В этом случае перегретая вода (с магистрального трубопровода) нагревает воду, проходящую по второму контуру, которая в дальнейшем и идет к потребителям.

Зависимая схема является экономически выгодной для ТЭЦ. Она не требует постоянного присутствия персонала в здании ЦТП. При такой схеме монтируются автоматические системы, которые позволяют дистанционно управлять оборудованием центральных тепловых пунктов и регулировать основные параметры теплоносителя (температуру, давление).

Зависимость систем от электричества

Энергетическая зависимость систем определяется как возможность работы при наличии или отсутствии электричества. Энергонезависимые коммуникации монтируются в условиях длительного выключения света. Для нормального функционирования отопления используется несколько способов:

• Установка электрогенератора или инверторных АКБ. Устройства запускают питание после того, как сеть обесточивается.
• Обеспечение энергонезависимой генерации тепла. Понадобится автоматический котел – пеллетный, жидкотопливный или газовый. Оборудование работает без электричества, но неэкономично расходует основное топливо.
• Создание гравитационного давления. Жидкость движется посредством разницы плотностей при нагреве и остывании. Нагретые водные массы идут вверх, остывшие опускаются вниз. Гравитационное давление создается посредством монтажа котла в нижней точки, уклона горизонтального трубопровода по движению воды.

При реализации циркуляционного или энергозависимого теплоснабжения понадобится циркуляционная помпа. Систему подключают к трубам любого диаметра, на обогрев также работают специальные конвекторы и теплые полы. Температура воды поддерживается на заданном уровне. На случай отсутствия электричества устанавливается генераторы.