Индивидуальный тепловой пункт (концептуальный проект)

Требования, предъявляемые на сегодняшний день к качеству и энергоэффективности объектов жилого и социально бытового значения, диктуют необходимость включения в состав проекта современных подходов к контролю и управлению инженерными сетями.

Основными признаками инженерных систем являются максимальная автоматизация процесса, возможность удаленного контроля и соответственно эффективное энергосбережение.

Концептуальный проект, включающий технические решения по проектированию индивидуального теплового пункта ( ИТП) в здании дошкольного образовательного учреждения разработан на основании действующих строительных норм и правил, правил устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды, правил технической эксплуатации тепловых энергоустановок, правил техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей [1-15].

Источником основного теплоснабжения проектируемого здания служат тепловые сети. Ввод тепловой сети осуществляется в помещение узла учета тепловой энергии. В месте ввода тепловой сети осуществляется учет тепловой энергии на нужды теплоснабжения здания. Разработка узла учета тепловой энергии в рамки данного проекта не входит.

Тепловой схемой, разработанной в рабочем проекте, предусматривается использование тепловой энергии на нужды систем отопления, теплоснабжения воздухонагревателей приточных установок и горячего водоснабжения, автоматическое регулирование параметров теплоносителя.

Технические решения, принятые в концепте проекта, предусматривают использование современного теплового оборудования, материалов и средств автоматизации оборудования.

Разработанный комплекс автоматизации теплового пункта отслеживает и регулирует заданные параметры контуров тепло-водопотребления. Регулирующее оборудование поддерживает установленные параметры без резких скачков давления и температуры. Регулирующим оборудованием являются температурные датчики (рис. 1, указаны пунктиром), регулирующие клапаны с электроприводами 32, 33, 34 . С помощью системы автоматизации в ИТП предусматриваются следующие решения:

• •    котнур отопления: регулирование отпуска теплоносителя клапанами 15, 16, 17 в зависимости от температуры наружного воздуха для поддержания температурного режима в подающей и обратной линиях;

• •    контуры горячего водоснабжения: поддержание постоянной температуры в системе при помощи регулирующего клапана 32,33, 34 .

Энергетические характеристики выбранного оборудования приняты на основании исходных данных с учетом объемов воды, статической высоты, гидравлического сопротивления и технологических режимов систем, потребляющих энергию теплоносителя.

В проектируемом тепловом пункте предусматривается:

• •    установка насосного оборудования 18,20 ;

• •    установка запорно-регулирующей арматуры ( блок управления ECL 310 );

• •    установка теплообменника ( 1 );

• •    установка контрольно-измерительных приборов 24,24,26,38 ;

• •    установка щитов управления и автоматики.

В рамках концептуального решения присоединения к тепловым сетям осуществляется:

• ·    отопление по зависимой схеме со смесительным насосом на перемычке между подающим и обратным трубопроводами для снижения температуры теплоносителя и её автоматического регулирования пропорционально температуре наружного воздуха;

• ·    вентиляция по независимой схеме со смесительным насосом на перемычке между подающим и обратным трубопроводами для снижения температуры теплоносителя и её автоматического регулирования пропорционально температуре наружного воздуха;

• ·    горячее водоснабжение по закрытой схеме через разборный пластинчатый теплообменник.

Рис. 1. Принципиальная схема ИТП

От узла учета тепловой энергии трубопроводы систем отопления, вентиляции и ГВС прокладываются к общему распределительному коллектору отопления и вентиляции и ГВС. От общего распределительного коллектора трубопроводы распределяются как:

• ·    отопление непосредственно к пластинчатому разборному теплообменнику контура отопления;

• ·    вентиляция к контуру вентиляции;

• ·    ГВС непосредственно к пластинчатому разборному теплообменнику.

Подпитка и заполнение внутреннего контура отопления производится из обратного трубопровода теплосети. Сброс теплоносителя при расширении осуществляется в установленный на обратном трубопроводе расширительный бак. В полу теплового пункта для случайных проливов предусмотрены водосборные приямки. Компенсация температурных удлинений трубопроводов выполнена за счет углов поворотов. Все оборудование и трубопроводы теплового пункта теплоизолируются. В качестве изоляции для трубопроводов применяются трубки из вспененного синтетического каучука.

Штаты. Для обслуживания теплового пункта постоянного присутствия персонала не требуется. Для контроля и периодического обслуживания ИТП необходим следующий состав специалистов службы эксплуатации:

• ·    слесарь-сантехник (профильное образование не ниже средне-специального) – 2 человека;

• ·    инженер-теплотехник (профильное высшее образование по специальности ТГВ) – 1 человек.

По усмотрению заказчика обслуживание систем, предусмотренных проектом, может выполнять любая специализированная организация, имеющая свидетельство о членстве в саморегулируемых организациях (СРО) на данный вид деятельности.

Автоматизация теплового пункта . Проектные решения по автоматизации предусматривают применение новых технологий, использование современного оборудования и материалов, позволяющих обеспечить:

• •    регулирование с погодной компенсацией температуры теплоносителя в системах отопления и ГВС;

• •    регулирование температуры теплоносителя в зависимости от температуры в тепловой сети;

• •    управление основным и резервным циркуляционными насосами;

• •    защиту от "сухого хода" насосов.

В проекте предусматривается разработка:

• •    функциональной схемы автоматизации;

• •    принципиальной электрической схемы питания щита регулирования температуры (Щит ЩРТ);

• •    принципиальной схемы регулирования температуры в системах отопления и ГВС;

• •    чертежа общего вида щита ЩРТ;

• •    схемы соединений и подключения внешних проводок щита ЩРТ (рис. 2).

  

Поз. обозн.	Наименование	Кол	Примечание
ЩРТ	Щит регулятора температуры	1
ECL 310	Эл. регулятор температуры	1
ТЕ1...ТЕ4	Поверхностный ватник температуры	4
ТЕ5	Датчик температуры наружного воздуха	1
Н1.1, Н1.2	Насос отопления	2
Н2.1, Н2.2	Насос ГВС	2
М1, М2	Клапан	2
PS1,PS2	Реле давления	2

Рис. 2. Схема автоматизации теплового пункта

В качестве аппаратуры регулирования в проекте принят электронный регулятор температуры. Регулятор является автоматическими устройством, позволяющим реализовывать различные программы поддержания температурного режима в системах теплоснабжения зданий. Программы управления выбираются и задаются с помощью сменных ключей программирования и с лицевой панели регулятора при помощи дисплея и кнопок управления.

Регулятор имеет тиристорные выходы для управления приводами регулирующих клапанов и релейные выходы для управления насосами. Функции защиты двигателя циркуляционных насосов обеспечивает стабильное управление и долгий срок службы. Регулирование по расписанию основано на недельной программе, программа выбора выходных дней позволяет установить дни с комфортным режимом или режимом энергосбережения. Встроенные часы реального времени автоматически поддерживают режим работы по недельной программе.

Таким образом, электронным регулятором реализуется эффективное управление тепловым пунктом с максимальным энергосбережением. Для возможности интеграции в систему диспетчеризации здания регулятор оснащен встроенным портом Ethernet. Регулятор и коммутационная аппаратура устанавливаются в щит ЩРТ. Подвод электропитания к щиту в границы проектирования данного подраздела не входит и предусмотрен разделом электроснабжения.

Выводы

• 1.    Концептуальный проект может найти широкое применение не только в зданиях дошкольного образования, но и зданиях районных сельских школ, имеющих подключение к районным тепловым сетям.

• 2.    Использование тепла обратной воды может дать значительное количество тепловой энергии в зависимости от трех факторов: наружной температуры воздуха, температурного режима внутри здания и колебаний температуры в подводящих трубопроводах.