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.
Виды независимых схем подключения теплового пункта и в каких случаях применяются.
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.
Виды зависимых схем подключения теплового пункта и в каких случаях применяются.
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.
вопрос : комментарий : отзыв
242
Каталог OTOS
