АКТУАЛЬНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ УЗЛОВ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМИ ПУНКТАМИ

Централизованное теплоснабжение появилось еще в начале 20 века. Оно стало возможно благодаря применению элеваторных узлов систем отопления. Началом российской теплофикации считается осуществление пароводяного отопления 37 корпусов Петербургской больницы В.В. Дмитриевым.

Первая установка состояла из водогрейного и парового котла, а вода подсасывалась элеватором и через котел поступала в систему отопления здания [4].

Вода из тепловой сети поступает c температурой выше, чем должна поступать в отопительную систему жилых зданий. Возникает необходимость снизить температуру, для этой цели используется элеваторный узел.

Элеваторный узел (Рисунок 1.) состоит из элеватора, запорной арматуры, манометров, термометров [3].

Рисунок 1. Схема элеваторного узла.

В прошлом веке использование элеватора было широко распространено. Связано это было с низкой стоимостью, простотой и независимостью от электроснабжения. В то время применение данного решения оправдывалось высокими темпами строительства, это позволяло вводить в строй целые районы жилых домов. Никто не задумывался о рациональном использовании сжигаемого топлива для отопления жилых комплексов.

В 90-е годы 20-го века в связи с переходом на рыночную экономику были выпущены новые законы, вследствие чего за тепловую энергию стало необходимо платить в соответствии с количеством ее использования. Возникает вопрос о ее экономии.

При использовании элеватора (на тот период он использовался во всех домах, подключенных к централизованному отоплению) количество тепла, подаваемого в квартиры, не зависит от температуры наружного воздуха, происходит нецелесообразный расход тепла. Вследствие этого мы получаем перегрев помещений, это вызывает у людей дискомфорт, происходит регулирование температуры с помощью форточки.

Появился стимул для регулирования теплопотребления и его учета. Экономия возможна за счет местного регулирования теплопотребления, которое не было заложено в существующую схему.

На сегодняшний день пришли к решению, что индивидуальный тепловой пункт или автоматизированный узел являются наиболее эффективным решением для местного регулирования потребления тепла.

23 ноября 2009 года был принят Федеральный Закон №261ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергоэффективности» [5].

Закон был принят для рационального использования энергетических ресурсов с учетом климатических условий, систематизации мероприятий по повышению энергетической эффективности, организации учета индивидуального регулирования потребления тепла в зданиях и уменьшения тепловых потерь.

Энергосбережение начинается с учета. Для учета потребления тепла необходимо зафиксировать экономию тепловой энергии общедомовыми приборами учета. Предотвратить излишнее поступление тепла возможно с помощью регулирования в ИТП в соответствии с температурой наружного воздуха.

Для эффективной работы системы отопления в существующих зданиях, необходима замена старых тепловых узлов (см. рис.1.) на современные тепловые пункты с погодным регулированием.

Автоматизированный узел управления (АУУ) представляет собой компактный индивидуальный тепловой пункт, который предназначен для управления параметрами теплоносителя в системе отопления в зависимости от температуры наружного воздуха и условий эксплуатации здания [1].

Рисунок 2. Автоматизированный тепловой пункт с зависимым подключением системы отопления.

АУУ состоит регулирующего клапана с электроприводом, регулятора перепада давления, контролера, датчиков давления и температуры.

Автоматизированный узел управления регулирует расход воды с помощью регулирующего клапана, на который поступает сигнал от контроллера. В контроллере заложен алгоритм регулирования в соответствии с температурным графиком.

АУУ обеспечивает циркуляцию теплоносителя в системе, поддержание расчетного режима, контроль температуры подающего и обратного теплоносителя. Расчетный режим поддерживается с помощью регулятора перепада давления, который установлен в месте входа теплоносителя из тепловой сети в автоматизированный узел. С помощью него осуществляется постоянство гидравлического режима в системе отопления, что положительно сказывается на работе внутренних приборов этой системы, предотвращает аварийные ситуации, увеличивает срок службы оборудования. Контроль температуры осуществляется с помощью датчиков температуры установленных в подающем и обратном трубопроводе.

Рассмотрим, какие преимущества кроме экономии тепловой энергии дает применение АУ. Как оказалось это снижение затрат на эксплуатацию, настройка параметров под конкретный объект, комфортные условия проживания, снижения стоимости оплаты коммунальных услуг.

Известен ряд альтернативных АУУ технических решений узла ввода, таких как [2]:

• узел смешения теплоносителя с элеваторами с постоянным или изменяющимся коэффициентом смешения;
• узел без смешения теплоносителя; применяется при подаче в здание теплоносителя с температурой, равной расчетной температуре в системе отопления.

Применение таких решений в качестве энергоэффективных неприемлемо. Для обеспечения их работоспособности, необходимо поддержание в системе отопления постоянного и малого по своей величине гидравлического сопротивления, а это невозможно, так как модернизация узла ввода подразумевает и модернизацию системы отопления, а в рамках ФЗ №261 установка терморегуляторов является обязательной. Они создают дополнительное сопротивления и переменный гидравлический режим, что подразумевает невозможность применения модернизированных элеваторных узлов.

Существующие схемы регулирования элеваторных узлов не обеспечивают поддержания требуемого отпуска тепла на отопление или связаны с дополнительными затратами на оборудование, а также затратами электроэнергии на устанавливаемые насосы. Применение элеваторных узлов в системах отопления зданий противоречит требованию по обеспечению нормативного энергоэффективного уровня теплопотребления.

АУУ применяются во всех вновь возводимых зданиях, начиная с 2010. Но, к сожалению, при реконструкции жилых домов старой постройки предпочитают модернизировать старое решение. Это связано с экономией средств, но, как уже было сказано ранее, данное решение не отвечает требуемым нормам энергосбережения. Для достижения рационального использования топлива, сжигаемого для отопления зданий, необходимо во всех зданиях применять автоматический узел управления.

Список литературы:

1. «Автоматизированный узел управления»// НТЦ Энергосервис. [Электронный ресурс] – Режим доступа.− URL: http://www.ntc-eserv.ru/equipment/27-energosberegayushchee-oborudovanie/avtomatizirovannyj-uzel-upravleniya-auu  (дата обращения 25.04.2017).
2. Грановский В. Л. «Энергоэффективные системы отопления:  тенденции, практика, проблемы»// АВОК. ‒ 2011.‒ №11.
3. Громов Н.К. «Абонентские устройства водяных тепловых сетей» - М.: Энергия, 1979.
4. «Зарождение централизованного теплоснабжения в России»// Журнал Энергосбережение.− 2003. − №4.[Электронный ресурс] – Режим доступа.−  URL: https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=2132  (дата обращения 25.04.2017).
5. Федеральный закон "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" от 23.11.2009 N 261-ФЗ.