Никто не будет спорить, что система отопления является одной из наиболее важных систем жизнеобеспечения любого жилья, как частного дома, так и квартиры. Если говорить о квартирах, то в них зачастую преобладает централизованное отопление, в частных же домах чаще всего встречаются автономные системы отопления. В любом случае устройство отопительной системы требует пристального внимания. Например, в этой статье мы поговорим о таком важном элементе, как элеваторный узел отопления, о предназначении которого известно далеко не всем. Давайте разбираться.

Для того чтоб наглядно понять устройство и предназначение элеваторного узла можно зайти в обычный подвал многоэтажного дома. Там, среди остальных элементов теплового узла и можно найти нужную деталь.

Рассмотрим принципиальную схему подачи теплоносителя в систему отопления жилого дома. Горячая вода подается по трубопроводам к дому. Стоит отметить, что трубопроводов всего два, из которых:

• 1- подающий (подводит горячую воду к дому);
• 2- обратный (осуществляет отвод теплоносителя, отдавшего тепло, обратно в котельную);

Нагретая до определенной температуры воды из тепловой камеры попадает в подвал здания, где на вход в тепловой узел на трубопроводах установлена запорная арматура. Раньше в качестве запорной арматуры повсеместно устанавливались задвижки, теперь их постепенно вытесняют шаровые краны, изготовленные из стали. Дальнейший путь теплоносителя зависит от его температуры.

В нашей стране котельные работают по трем основным тепловым режимам:

• 95(90)/70 0 С;
• 130/70 0 С;
• 150/70 0 С;

Если вода в подающем трубопроводе нагрета не более чем до 95 0 С, то она просто распределяется по системе отопления при помощи коллектора, оснащенного регулировочными устройствами (балансировочными кранами). В том случае, если температура теплоносителя выше 95 0 С, то согласно действующим нормам такую воду нельзя подавать в отопительную систему. Нужно ее охладить. Именно здесь и вступает в работу элеваторный узел. Стоит отметить, что элеваторный узел отопления является наиболее дешевым и простым способом охлаждения теплоносителя.

Принцип работы элеваторного узла отопления и схема

С помощью элеватора температура перегретой воды опускается до расчетной, после чего подготовленный теплоноситель направляется в приборы отопления. Принцип работы элеваторного узла основан на смешивании в нем перегретого теплоносителя из подающего трубопровода с остывшей водой из обратной трубы.

Приведенная ниже схема элеваторного узла наглядно показывает, что элеватор выполняет сразу 2 функции, что позволяет повысить общую эффективность функционирования системы отопления:

• Работает в качестве циркуляционного насоса;
• Выполняет функцию смешивания;

Преимущество элеватора в его несложном устройстве и, несмотря на это, в высокой эффективности. Стоимость его невысока. Для работы ему не требуется подключения электрического тока.

Стоит упомянуть и недостатки этого элемента:

• Отсутствует возможность регулирования температуры воды на выходе;
• Перепад давления между подающим и обратным трубопроводом не должен выходить из диапазона 0,8-2 Бар;
• Только точный расчет каждой детали элеватора гарантирует его эффективную работу;

На сегодняшний день элеваторы все еще широко используются в тепловых узлах жилых домов, так как эффективность их работы не зависит от изменений тепловых и гидравлических режимов в тепловых сетях. Кроме того элеваторный узел не требует постоянного присмотра, а для его регулировки достаточно правильно подобрать диаметр сопла. Стоит помнить, что весь подбор элементов элеваторного узла стоит доверять только специалистам, имеющим соответствующие разрешения.

Из чего состоит элеваторный узел

• Струйный элеватор;
• Сопло;
• Камера разрешения;

Кроме того в состав элеваторного узла входит так называемая «обвязка элеватора», состоящая из контрольных манометров, термометров, запорной арматуры. В последнее время появились элеваторы, оснащенные электроприводом для регулирования диаметра сопла. Такой элеватор позволяет автоматически регулировать температуру теплоносителя, поступающего в систему отопления. Однако пока такие модели не получают широкого распространения ввиду невысокой степени надежности.

Заключение

Технологии, применяемые в коммунальной сфере, постоянно развиваются. На смену элеваторам приходят тепловые узлы с автоматическим регулированием температуры подаваемого и обратного теплоносителя. Они более экономичны, компактны, но и стоимость их по сравнению с элеватором довольно велика. К тому же для их работы требуется подключение электричества.

Обеспечение многоквартирных домов – процесс сложный и требующий профессионального подхода. Основная проблема состоит в протяженности тепловых магистралей в результате чего происходят большие тепловые потери. Решение этой проблемы может быть реализовано комплексно, а именно:

1. Изоляция труб и применение новых материалов их изготовления.
2. Увеличение температуры воды на выходе из котельной.

Для реализации второго метода используется принцип увеличения давления воды, вследствие чего температура кипения становится больше 100°С. Согласно этому существуют следующие температурные режимы работы котельных:

• 150°С.
• 130°С.
• 95°С.

Это очень удобно для транспортировки, но существует необходимость снижения температуры при распределении теплоносителя в доме. Это возможно благодаря применению элеваторного теплового узла.

Самое очевидное решение – это уменьшить температуру с помощью смешивания остывшего теплоносителя из обратной трубы. Эту задачу выполняет элеваторный температурный узел.

Конструкция состоит из 3-х патрубков:

1. Входной. В него поступает горячая вода из общей магистрали с повышенной температурой.
2. Обратный. Подсоединен к обратному трубопроводу.
3. Смесительный. Подает теплоноситель с нормальной температурой в отопительные приборы помещений.

Для обеспечения автономной работы в конструкции предусмотрен инжектор. Он необходим для уменьшения давления до нормально, но, помимо этого, выполняет очень важную функцию.

Перегретая вода поступает в сопло инжектора и попадает в зону смешивания с большой скоростью. При этом создается разряжение (зона уменьшенного давления), которое обеспечивает приток остывшего теплоносителя из обратной трубы.

Возникающее давление в элеваторном тепловом узле позволяет создавать постоянную скорость движения потока. Это в некоторой мере облегчает работу водяных насосов и способствует созданию одинакового температурного режима для всех потребителей, независимо от порядка подключения к отопительной системе.

Способы регулирования

Важным параметром в работе элеваторного узла является регулирование подачи перегретого теплоносителя. В зависимости о внешних факторов температура воды в обратной трубе может изменяться. На это влияет количество подключенных в данный момент пользователей, время года и состояние здания.

Для обеспечения оптимального температурного режима элеваторный узел в обязательном порядке должен комплектоваться температурными датчиками и приборами показания давления. Каждый такой набор должен устанавливаться на все три подключаемых патрубка.

Один из самых распространенных вариантов обвязки элеваторного узла показан ниже.

1 – , 2 – задвижка, 3 – кран пробковый, 4, 12 – грязевые уловители, 5 – клапан обратный, 6 – дроссельная шайба, 7 – штуцер, 8 – термометр, 9 – манометр, 10 – элеватор, 11 – тепломер, 13 – водомер, 14 – регулятор расхода воды, 15 – регулятор подпара, 16 – вентили, 17 – обводка.

Данная схема работает в ручном режиме. В конструкции элеватора предусмотрен регулировочный клапан, с помощью которого уменьшается (увеличивается) поток горячей воды.

Преимуществами данной системы являются:

1. Ее функционирование возможно без подключения электроснабжения.
2. Небольшая стоимость проектирования и установки.
3. Надежность.

Недостатки:

1. Отсутствует автоматический режим работы.
2. Небольшая эффективность, так как температура теплоносителя на входе может измениться в любой момент, что сразу же скажется на нагреве жилых помещений.

Но в настоящее время есть автоматические системы, позволяющие поддерживать нужный температурный режим без участия человека.

Для этого используют распределительные клапаны с электроприводом и циркулярным насосом. Электропривод подключается к датчику температуры и при ее изменении смещает задвижку клапана. Насос же необходим для обеспечения циркуляции теплоносителя в системе.

Для обеспечения потребностей в отоплении жителей высотных зданий, хорошо подходят централизованные системы теплоснабжения. Централизованное теплоснабжение предполагает передачу подогретого теплоносителя из котельной по сети подведенных к многоэтажному дому изолированных труб. Централизованные котельные обладают достаточным КПД и дают возможность совмещать низкие эксплуатационные расходы и приемлемые показатели эффективности теплоснабжения многоэтажных домов.

Но для того, чтобы эффективность центрального теплоснабжения находилась на должном уровне, схема отопления в многоквартирном доме составляется профессионалами своего дела – инженерами-теплотехниками. Основополагающие принципы, по которым проектируется схема отопления дома, состоят в том, чтобы добиться максимальной эффективности обогрева при минимальной затрате ресурсов.

Подрядчики и строители заинтересованы в том, чтобы обеспечить владельцев квартир надежной и продуктивной системой теплоснабжения, поэтому схема отопления многоэтажного дома разрабатывается с учетом актуальной стоимости теплоресурсов, показателей тепловой отдачи отопительных приборов, их энергоэффективности и оптимальной последовательности подключения к контуру.

Любая схема отопления многоквартирного дома кардинально отличается от способа и последовательности подключения отопительных приборов в частных домах. Она имеет более сложную структуру и гарантирует то, что даже в лютые морозы жители квартир на всех этажах будут обеспечены теплом и не столкнутся с такими неприятностями, как завоздушенные радиаторы, холодные пятна, протечки, гидроудары и промерзшие стены.

Грамотно составленная система отопления многоквартирного дома схема для которой разрабатывается индивидуально, гарантирует что внутри квартир будут поддерживаться оптимальные условия.

В частности, температура зимой будет на уровне 20-22 градусов, а относительная влажность составит около 40%. Для достижения подобных показателей важна не только схема принципиальная отопления, а и качественно выполненная изоляция квартир, препятствующая выходу тепла на улицу через щели в стенах, кровле и оконных проемах.

Разработка схемы

На начальном этапе над разработкой схемы отопления трудятся специалисты-теплотехники, который проводят ряд расчетов и добиваются одинаковых показателей эффективности системы обогрева на всех этажах строения. Ими составляется аксонометрическая схема системы отопления, используемая в дальнейшем монтажниками. Корректно проведенные специалистами расчеты гарантируют, что для спроектированной системы отопления будет характерно оптимальное давление теплоносителя, которое не приведет к гидроударам и перебоям в работе.

Включение в схему отопления элеваторного узла

Подготовленная теплотехниками схема центрального отопления многоквартирного дома, предполагает, что в радиаторы, расположенные в квартире будет поступать теплоноситель приемлемой температуры. Однако на выходе из котельной температура воды может превышать 100 градусов. Чтобы добиться охлаждения теплоносителя путем подмешивания холодной воды, производится соединение обратки и подающей магистрали элеваторным узлом.

Разумная схема элеватора отопления позволяет узлу выполнять ряд функций. Главной функцией узла является непосредственное участие в процессе теплообмена, поскольку горячий теплоноситель, попадая в него, дозируется и смешивается с инжектируемым теплоносителем из обратки. В итоге, узел позволяет добиться оптимальных результатов в вопросах смешивания горячего теплоносителя из котельной и остывшей воды из обратки. После этого подготовленный теплоноситель оптимальной температуры подается в квартиры.

Конструктивные особенности схемы

Эффективная система отопления в многоквартирном доме схема которой требует грамотных расчетов, подразумевает и использование множества других конструктивных элементов. Сразу после элеваторного узла в систему отопления интегрируются специальные задвижки, регулирующие подачу теплоносителя. Они помогают контролировать процесс отопления всего дома и отдельных подъездов, однако доступ к этим приборам имеют лишь сотрудники обслуживающих коммунальных предприятий.

В схеме отопления помимо тепловых задвижек используются и более чувствительные приборы для регулировки и настройки отопления.

Речь идет о приборах, повышающих производительность отопительной системы и позволяющих добиться максимальной автоматизации процесса обогрева дома. Это такие устройства, как коллекторы, терморегуляторы, автоматика, теплосчетчики и пр.

Разводка трубопровода

В то время как теплотехниками обсуждается оптимальная схема отопления дома центрального отопления, поднимается вопрос грамотной разводки трубопровода в доме. В современных многоэтажных домах схема разводки отопления может быть реализована по одному из двух вероятных шаблонов.

Однотрубное подключение

Первый шаблон предусматривает однотрубное подключение с верхней или нижней разводкой и является наиболее используемым вариантом при оборудовании отопительными приборами многоэтажных домов. При этом расположение обратки и подачи не является строго регламентированным и может варьироваться в зависимости от внешних условий – региона, в котором построен дом, его планировки, этажности и конструкции. Непосредственное направление движения теплоносителя по стоякам также может изменяться. Предусмотрен вариант движения подогретой воды по направлению снизу-вверх или сверху-вниз.

Отличается простым монтажом, доступной стоимостью, надежностью и продолжительным сроком эксплуатации, однако при этом оно имеет и ряд недочетов. Среди них потеря температуры теплоносителя во время движения по контуру и низкие показатели эффективности.

На практике могут использоваться различные приспособления для того, чтобы компенсировать недостатки, коими отличается однотрубная схема отопления лучевая система при этом может стать эффективным решением проблемы. Она рассчитана на использование коллектора, помогающего регулировать температурные режимы.

Двухтрубное подключение

Двухтрубное подключение является вторым вариантом шаблона. Двухтрубная схема отопления пятиэтажного дома (как пример) лишена недостатков, описанных выше, и отличается совершенно другой конструкцией, нежели однотрубная. При реализации данной схемы, подогретая вода из радиатора перемещается не к следующему отопительному прибору в контуре, а сразу попадает в обратный клапан и отправляется в котельную для подогрева. Таким образом, удается избежать потери температуры теплоносителя, циркулирующего по контуру многоэтажного дома.

Сложность подключения, которую предполагает батареи отопления в квартире, делает реализацию такого вида обогрева длительным и трудоемким процессом, требующим больших материальных и физических затрат. Обслуживание системы также не отличается дешевизной, но при этом высокая стоимость компенсируется качественным и равномерным обогревом дома на всех этажах.

Среди преимуществ, которые дает двухтрубная схема подключения батарей отопления стоит выделить возможность установки на каждый радиатор в контуре специального прибора – теплосчетчика. Он позволяет контролировать температуру теплоносителя в батарее, и, используя его в квартире, собственник добьется значительных результатов в вопросах экономии средств на оплату коммунальных услуг, ведь он сможет самостоятельно регулировать отопление при необходимости.

Подключение радиаторов к системе

После того, как выбран способ разводки труб, к контуру подключаются батареи отопления схема при этом регламентирует порядок подключения и тип используемых радиаторов. На данном этапе схема отопления трехэтажного дома не будет кардинально отличаться от схемы обогрева высотки.

Поскольку система центрального теплоснабжения отличается стабильной работой, универсальностью и имеет приемлемое соотношение температуры и давления теплоносителя, то схема подключения радиаторов отопления в квартире может подразумевать использование батарей из различных металлов. В многоэтажных домах могут использоваться чугунные, биметаллические, алюминиевые и , которые дополнят систему центрального отопления и предоставят владельцам квартир возможность проживать в комфортных температурных условиях.

Заключительный этап работ

На последнем этапе производится подключение радиаторов, при этом их внутренний диаметр и объем секций рассчитывается с учетом типа подачи и скорости остывания теплоносителя. Поскольку централизованное отопление представляет собой сложную систему взаимосвязанных компонентов, то произвести замену радиаторов или ремонт перемычек в конкретной квартире довольно сложно, ведь демонтаж какого-либо элемента способен вызвать перебои в работе теплоснабжения всего дома.

Поэтому владельцам квартир, использующим для обогрева центральное отопление, не рекомендуется самостоятельно проводить какие-либо манипуляции с радиаторами и системой трубопроводов, поскольку малейшее вмешательство может обратиться в серьезную проблему.

В целом же, грамотно разработанная, продуктивная схема отопления жилого многоквартирного дома позволяет добиться неплохих показателей в вопросах теплоснабжения и обогрева.

С. Дейнеко

Индивидуальный тепловой пункт - важнейшая составляющая систем теплоснабжения зданий. От его характеристик во многом зависит регулирование систем отопления и ГВС, а также эффективность использования тепловой энергии. Поэтому тепловым пунктам уделяется большое внимание в ходе термомодернизаций зданий, масштабные проекты которых в ближайшем будущем планируется воплотить в жизнь в различных регионах Украины

Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) — комплекс устройств, расположенный в обособленном помещении (как правило, в подвальном помещении), состоящий из элементов, обеспечивающих присоединение системы отопления и горячего водоснабжения к централизованной тепловой сети. По подающему трубопроводу осуществляется подача теплоносителя в здание. С помощью второго обратного трубопровода в котельную попадает уже охлажденный теплоноситель из системы.

Температурный график работы тепловой сети определяет то, в каком режиме тепловой пункт будет работать в дальнейшем и какое оборудование необходимо в нем устанавливать. Различают несколько температурных графиков работы тепловой сети:

• 150/70°С;
• 130/70°С;
• 110/70°С;
• 95 (90)/70°С.

Если температура теплоносителя не превышает 95°С, то его остается только распределить по всей отопительной системе. В этом случае возможно применять только коллектор с балансировочными клапанами для гидравлической увязки циркуляционных колец. Если же температура теплоносителя превышает 95°С, то такой теплоноситель нельзя напрямую использовать в системе отопления без его температурной регулировки. Именно в этом и заключается важная функция теплового пункта. При этом необходимо, чтобы температура теплоносителя в системе отопления изменялась в зависимости от изменения температуры наружного воздуха.

В тепловых пунктах старого образца (рис. 1, 2) в качестве регулирующего устройства применялся элеваторный узел. Это позволяло существенно снизить стоимость оборудования, однако с помощью такого ТП было невозможно осуществлять точную регулировку температуры теплоносителя, особенно при переходных режимах работы системы. Элеваторный узел обеспечивал только «качественную» регулировку теплоносителя, когда температура в системе отопления изменяется в зависимости от температуры теплоносителя, приходящего от централизованной тепловой сети. Это приводило к тому, что «регулировка» температуры воздуха в помещениях производилась потребителями при помощи открытого окна и с огромными тепловыми затратами, уходящими в никуда.

Рис. 1.
1 - подающий трубопровод; 2 - обратный трубопровод; 3 - задвижки; 4 - водомер; 5 - грязевики; 6 - манометры; 7 - термометры; 8 - элеватор; 9 - нагревательные приборы системы отопления

Поэтому минимальные изначальные капиталовложения выливались в финансовые потери в долгосрочной перспективе. Особенно низкая эффективность работы элеваторных узлов проявилась с ростом цен на тепловую энергию, а также с невозможностью работы централизованной тепловой сети по температурному или гидравлическому графику, на который были рассчитаны установленные ранее элеваторные узлы.

Рис. 2. Элеваторный узел «советской» эпохи

Принцип работы элеватора заключается в том, чтобы смешивать теплоноситель из централизованной тепловой сети и воду из обратного трубопровода системы отопления до температуры, соответствующей нормативной для данной системы. Это происходит за счет принципа эжекции при использовании в конструкции элеватора сопла определенного диаметра (рис. 3). После элеваторного узла смешанный теплоноситель подается в систему отопления здания. Элеватор совмещает одновременно два устройства: циркуляционный насос и смесительное устройство. На эффективность смешения и циркуляции в системе отопления не влияют колебания теплового режима в тепловых сетях. Вся регулировка заключается в правильном подборе диаметра сопла и обеспечения необходимого коэффициента смешения (нормативный коэффициент 2,2). Для работы элеваторного узла нет необходимости подводить электрический ток.

Рис. 3. Принципиальная схема конструкции элеваторного узла

Однако имеются многочисленные недостатки, которые сводят на нет всю простоту и неприхотливость обслуживания данного устройства. На эффективность работы напрямую влияют колебания гидравлического режима в тепловых сетях. Так, для нормального смешения, перепад давлений в подающем и обратном трубопроводах необходимо поддерживать в пределах 0,8 - 2 бар; температура на выходе из элеватора не поддается регулировке и напрямую зависит только от изменения температуры тепловой сети. В этом случае, если температура теплоносителя, поступающего из котельной, не соответствует температурному графику, то и температура на выходе из элеватора будет ниже необходимой, что напрямую повлияет на внутреннюю температуру воздуха в помещениях здания.

Подобные устройства получили широкое применение во многих типах зданий, подключенных к централизованной тепловой сети. Однако в настоящее время они не соответствуют требованиям по энергосбережению, в связи с чем подлежат замене на современные индивидуальные тепловые пункты. Их стоимость значительно выше и для работы обязательно требуется электропитание. Но, в то же время, эти устройства более экономны - позволяют снизить энергопотребление на 30 - 50%, что с учетом роста цен на теплоноситель позволит уменьшить срок окупаемости до 5 - 7 лет, а срок службы ИТП напрямую зависит от качества используемых элементов управления, материалов и уровня подготовки технического персонала при его обслуживании.

Современные ИТП

Энергосбережение достигается, в частности, за счет регулирования температуры теплоносителя с учетом поправки на изменение температуры наружного воздуха. Для этих целей в каждом тепловом пункте применяют комплекс оборудования (рис. 4) для обеспечения необходимой циркуляции в системе отопления (циркуляционные насосы) и регулирования температуры теплоносителя (регулирующие клапаны с электрическими приводами, контроллеры с датчиками температуры).

Рис. 4. Принципиальная схема индивидуального теплового пункта и использованием контроллера , регулирующего клапана и циркуляционного насоса

Большинство тепловых пунктов имеет в своем составе также теплообменник для подключения к внутренней системе горячего водоснабжения (ГВС) с циркуляционным насосом. Набор оборудования зависит от конкретных задач и исходных данных. Именно поэтому, из-за различных возможных вариантов конструкции, а также своей компактности и транспортабельности, современные ИТП получили название модульных (рис. 5).

Рис. 5. Современный модульный индивидуальный тепловой пункт в сборе

Рассмотрим использование ИТП в зависимых и независимых схемах подключения системы отопления к централизованной тепловой сети.

В ИТП с зависимым присоединением системы отопления к внешним тепловым сетям циркуляция теплоносителя в отопительном контуре поддерживается циркуляционным насосом. Управление насосом осуществляется в автоматическом режиме от контроллера или от соответствующего блока управления. Автоматическое поддержание необходимого температурного графика в отопительном контуре также осуществляется электронным регулятором. Контролер воздействует на регулирующий клапан, расположенный на подающем трубопроводе на стороне внешней тепловой сети («острой воде»). Между подающим и обратным трубопроводами установлена смесительная перемычка с обратным клапаном, за счет которой осуществляется подмес в подающий трубопровод из обратной линии теплоносителя, с более низкими температурными параметрами (рис. 6).

Рис. 6. Принципиальная схема модульного теплового пункта, подключенного по зависимой схеме:
1 - контроллер; 2 - двухходовой регулирующий клапан с электрическим приводом; 3 - датчики температуры теплоносителя; 4 - датчик температуры наружного воздуха; 5 - реле давления для защиты насосов от сухого хода; 6 - фильтры; 7 - задвижки; 8 - термометры; 9 - манометры; 10 - циркуляционные насосы системы отопления; 11 - обратный клапан; 12 - блок управления циркуляционными насосами

В данной схеме работа системы отопления зависит от давлений в центральной тепловой сети. Поэтому во многих случаях потребуется установка регуляторов перепада давления, а, в случае необходимости, и регуляторов давления «после себя» или «до себя» на подающем или на обратном трубопроводах.

В независимой системе для присоединения к внешнему источнику тепла используется теплообменник (рис. 7). Циркуляция теплоносителя в системе отопления осуществляется циркуляционным насосом. Управление насосом производится в автоматическом режиме контролером или соответствующим блоком управления. Автоматическое поддержание необходимого температурного графика в нагреваемом контуре также осуществляется электронным регулятором. Контроллер воздействует на регулируемый клапан, расположенный на подающем трубопроводе на стороне внешней тепловой сети («острой воде»).

Рис. 7. Принципиальная схема модульного теплового пункта, подключенного по независимой схеме:
1 - контроллер; 2 - двухходовой регулирующий клапан с электрическим приводом; 3 - датчики температуры теплоносителя; 4 - датчик температуры наружного воздуха; 5 - реле давления для защиты насосов от сухого хода; 6 - фильтры; 7 - задвижки; 8 - термометры; 9 - манометры; 10 - циркуляционные насосы системы отопления; 11 - обратный клапан; 12 - блок управления циркуляционными насосами; 13 - теплообменник системы отопления

Достоинством данной схемы является то, что отопительный контур независим от гидравлических режимов централизованной тепловой сети. Также система отопления не страдает от несоответствия качества входящего теплоносителя, поступающего из центральной тепловой сети (наличия продуктов коррозии, грязи, песка и т.д.), а также перепадов давления в ней. В то же время стоимость капитальных вложений при применении независимой схемы больше - по причине необходимости установки и последующего обслуживания теплообменника.

Как правило, в современных системах применяются разборные пластинчатые теплообменники (рис. 8), которые достаточно просты в обслуживании и ремонтопригодны: при потере герметичности или выходе из строя одной секции, теплообменник возможно разобрать, а секцию заменить. Также, при необходимости, можно повысить мощность путем увеличения количества пластин теплообменника. Кроме того, в независимых системах применяют паяные неразборные теплообменники.

Рис. 8. Теплообменники для независимых систем подключения ИТП

Согласно ДБН В.2.5-39:2008 «Инженерное оборудование зданий и сооружений. Внешние сети и сооружения. Тепловые сети», в общем случае предписано подсоединение систем отопления по зависимой схеме. Независимая схема предписана для жилых зданий с 12 и более этажами и других потребителей, если это обусловлено гидравлическим режимом работы системы или техническим заданием заказчика.

ГВС от теплового пункта

Наиболее простой и распространенной является схема с одноступенчатым параллельным присоединением подогревателей горячего водоснабжения (рис. 9). Они присоединены к той же тепловой сети, что и системы отопления зданий. Вода, из наружной водопроводной сети подается в подогреватель ГВС. В нем она нагревается сетевой водой, поступающей из подающего трубопровода тепловой сети.

Рис. 9. Схема с зависимым присоединением системы отопления к тепловой сети и одноступенчатым параллельным присоединением теплообменника ГВС

Охлажденная сетевая вода подается в обратный трубопровод тепловой сети. После подогревателя горячего водоснабжения нагретая водопроводная вода подается в систему ГВС. Если приборы в этой системе закрыты (к примеру, в ночное время), то горячая вода по циркуляционному трубопроводу снова подается в подогреватель ГВС.

Эту схему с одноступенчатым параллельным присоединением подогревателей горячего водоснабжения рекомендуется применять, если отношение максимального расхода теплоты на ГВС зданий к максимальному расходу теплоты на отопление зданий менее 0,2 или более 1,0. Схема используется при нормальном температурном графике сетевой воды в тепловых сетях.

Кроме того, применяется двухступенчатая система подогрева воды в системе ГВС. В ней в зимний период холодная водопроводная вода сначала подогревается в теплообменнике первой ступени (с 5 до 30 ˚С) теплоносителем из обратного трубопровода системы отопления, а затем для окончательного догрева воды до необходимой температуры (60 ˚С) используется сетевая вода из подающего трубопровода тепловой сети (рис. 10). Идея состоит в том, чтобы использовать для нагрева бросовую тепловую энергию обратной линии от системы отопления. При этом сокращается расход сетевой воды на подогрев воды в системе ГВС. В летний период нагрев происходит по одноступенчатой схеме.

Рис. 10. Схема теплового пункта с зависимым присоединением системы отопления к тепловой сети и двухступенчатым нагревом воды

Требования к оборудованию

Важнейшей характеристикой современного теплового пункта является наличие приборов учета тепловой энергии, что в обязательном порядке предусмотрено ДБН В.2.5-39:2008 «Инженерное оборудование зданий и сооружений. Внешние сети и сооружения. Тепловые сети».

Согласно разделу 16 указанных норм, в тепловом пункте должно быть размещено оборудование, арматура, устройства контроля, управления и автоматизации, с помощью которых осуществляют:

• регулирование температуры теплоносителя по погодным условиям ;
• изменение и контроль параметров теплоносителя;
• учет тепловых нагрузок, затрат теплоносителя и конденсата;
• регулирование затрат теплоносителя;
• защиту локальной системы от аварийного повышения параметров теплоносителя;
• доочистку теплоносителя;
• заполнение и подпитку систем отопления;
• комбинированное теплообеспечение с использованием тепловой энергии от альтернативных источников.

Подсоединение потребителей к теплосети должно осуществляться по схемам с минимальными затратами воды, а также экономией тепловой энергии за счет установки автоматических регуляторов теплового потока и ограничения затрат сетевой воды. Не допускается присоединение системы отопления к тепловой сети через элеватор вместе с автоматическим регулятором теплового потока.

Предписано использовать высокоэффективные теплообменники с высокими теплотехническими и эксплуатационными характеристиками и малыми габаритами. В наивысших точках трубопроводов тепловых пунктов следует устанавливать воздухоотводчики, причем рекомендуется применять автоматические устройства с обратными клапанами. В нижних точках следует устанавливать штуцеры с запорными кранами для спуска воды и конденсата.

На вводе в тепловой пункт на подающем трубопроводе следует устанавливать грязевик, а перед насосами, теплообменниками, регулирующими клапанами и счетчиками воды - сетчатые фильтры. Кроме того, фильтр-грязевик необходимо устанавливать на обратной линии перед регулирующими устройствами и приборами учета. По обе стороны от фильтров следует предусмотреть манометры.

Для защиты каналов ГВС от накипи нормами предписано использовать устройства магнитной и ультразвуковой обработки воды. Принудительная вентиляция, которой необходимо обустраивать ИТП, рассчитывается на кратковременное действие и должна обеспечивать 10-кратный обмен с неорганизованным приливом свежего воздуха через входные двери.

Во избежание превышения уровня шума, ИТП не допускается располагать рядом, под или над помещениями жилых квартир, спален и комнат игр детсадов и т.д. Кроме того, регламентируется, что установленные насосы должны быть с допустимым низким уровнем шума.

Тепловой пункт следует оснащать средствами автоматизации, приборами теплотехнического контроля, учета и регулирования, которые устанавливают на месте или на щите управления.

Автоматизация ИТП должна обеспечивать:

• регулирование затрат тепловой энергии в системе отопления и ограничение максимального расхода сетевой воды у потребителя;
• заданную температуру в системе ГВС;
• поддержание статического давления в системах потребителей теплоты при их независимом присоединении;
• заданное давление в обратном трубопроводе или необходимый перепад давления воды в подающем и обратном трубопроводах тепловых сетей;
• защиту систем теплопотребления от повышенного давления и температуры;
• включение резервного насоса при отключении основного рабочего и др.

Помимо того, современные проекты предусматривают обустройство удаленного доступа к управлению тепловыми пунктами. Это позволяет организовать централизованную систему диспетчеризации и осуществлять контроль за работой систем отопления и ГВС. Поставщиками оборудования для ИТП являются ведущие компании-производители соответствующего теплотехнического оборудования, например: системы автоматики - Honeywell (США), Siemens (Германия), Danfoss (Дания); насосы - Grundfos (Дания), Wilo (Германия); теплообменники - Alfa Laval (Швеция), Gea (Германия) и др.

Стоит также отметить, что современные ИТП включают достаточно сложное оборудование, которое требует периодического технического и сервисного обслуживания, заключающегося, к примеру, в промывке сетчатых фильтров (не реже 4 раз в год), чистке теплообменников (минимум 1 раз в 5 лет) и т.д. При отсутствии надлежащего технического обслуживания оборудование теплового пункта может прийти в негодность или выйти из строя. Примеры тому в Украине, к сожалению, уже есть.

В то же время, существуют подводные камни при проектировании всего оборудования ИТП. Дело в том, что в отечественных условиях температура в подающем трубопроводе централизованной сети часто не соответствует нормируемой, которую указывает теплоснабжающая организация в технических условиях, выдаваемых для проектирования.

При этом разница в официальных и реальных данных может быть довольно существенной (например, в реальности поставляется теплоноситель с температурой не более 100˚С вместо указанных 150˚С, или наблюдается неравномерность температуры теплоносителя со стороны центральной тепловой по времени суток), что соответственно, влияет на выбор оборудования, его последующую эффективность работы и, в итоге, на его стоимость. По этой причине рекомендуется при реконструкции ИТП на этапе проектирования, проводить замеры реальных параметров теплоснабжения на объекте и учитывать их в дальнейшем при расчетах и выборе оборудования. При этом из-за возможного несоответствия параметров, оборудование стоит проектировать с запасом в 5-20 %.

Реализация на практике

Первые современные энергоэффективные модульные ИТП в Украине были установлены в Киеве в период 2001 - 2005 гг. в рамках реализации проекта Всемирного банка «Энергосбережение в административных и общественных зданиях». Всего было смонтировано 1173 ИТП. К настоящему времени по причине не решенных ранее вопросов периодического квалифицированного технического обслуживания порядка 200 из них пришли в негодность или требуют ремонта.

Видео. Реализованный проект с применением индивидуального теплового пункта в многоквартирном жилом доме, экономия до 30% теплоэнергии

Модернизация установленных ранее тепловых пунктов с организацией удаленного доступа к ним является одним из пунктов программы «Термосанация в бюджетных учреждениях г. Киева» с привлечением кредитных средств Северной экологической финансовой корпорации (NEFCO) и грантов «Фонда Восточного партнерства по энергоэффективности и окружающей среде» (E5P).

Помимо того, в минувшем году Всемирный банк объявил о старте масштабного шестилетнего проекта, направленного на повышение энергоэффективности теплоснабжения в 10 городах Украины. Бюджет проекта составляет 382 млн. долларов США. Направлены они будут, в частности, и на установку модульных ИТП. Планируется также ремонт котельных, замена трубопроводов и установка счетчиков тепловой энергии. Намечено, что проект поможет в снижении издержек, повышении надежности обслуживания и улучшении общего качества теплоты, поступающей свыше 3 млн. украинцам.

Модернизация теплового пункта - одно из условий повышения энергоэффективности здания в целом. В настоящее время кредитованием внедрения данных проектов занимается ряд украинских банков, в том числе и в рамках государственных программ. Подробнее об этом можно прочитать в предыдущем номере нашего журнала в статье «Термомодернизация: что именно и за какие средства ».

Больше важных статей и новостей в Telegram-канале AW-Therm . Подписывайтесь!

Просмотрено: 183 251

Чаще всего, на протяжении многих лет пользуясь таким благом, как современная централизованная отопительная система, мы абсолютно не интересуемся тем, каким образом она устроена и как работает. Точнее, не интересуемся мы этим до тех пор, пока ее работа нас устраивает. Но вот представьте ситуацию – практически всех жильцов вашего дома не устраивает система отопления, и все готовы подключать в своих квартирах отдельные автономные системы. В таком случае и возникает вопрос – а как все работало до этого, и смогут ли квартиры отапливаться независимо друг от друга. Конечно, в таком случае потребуется расчет отопления в многоквартирном доме, составление проекта – все это делают специальные службы.

На самом деле, при строительстве любого дома, вне зависимости от количества этажей в последние несколько лет (а то и десятилетий) использовалась одна и та же достаточно простая схема отопления здания. То есть, и в трехэтажном, и в двенадцатиэтажном доме применяются одинаковые схемы создания отопительной системы. Конечно, возможно наличие незначительных отличий, которые подразумевает проект системы отопления многоквартирного дома, но в большинстве случае – идентичность полная.

Что являет собой схема отопительной системы многоэтажного дома?

На определенном этапе строительства в доме монтируется специальная тепловая трасса. На ней монтируется некоторое количество тепловых задвижек, от которых в дальнейшем и происходит процесс запитывания теплоузлов. Количество задвижек (и узлов, соответственно) напрямую зависит от количества этажей (стояков) и квартир в доме. Следующим после вводной задвижки элементом располагается грязевик. Нередки случаи, когда устанавливается сразу два данных элемента системы. Если проектом дома предусмотрена схема отопления хрущевки открытого типа, это требует после грязевика установки задвижки на ГВС, которая необходима для аварийного удаления теплоносителя из системы. Данные задвижки устанавливаются посредством врезки. Есть два варианта монтажа – на трубу подачи теплоносителя, или же на трубу обрата.

Некоторая сложность и обилие элементов системы централизованного отопления вызваны тем, что в ней в качестве теплоносителя используется сильно нагретая вода. По сути, только повышенное давление в трубах системы, по которой она перемещается, не дает жидкости превратиться в пар.

В случае если подаваемая вода имеет сильно повышенную температуру, возникает необходимость задействования ГВС из обрата. Это обусловлено тем, что на участках, которые производят отток отработанного теплоносителя, давление значительно ниже, чем на подающих. После того, как температура теплоносителя падает до нормального уровня, жидкость вновь с подачки попадает в систему.

Следует отметить, что чаще всего теплоузел делается в небольшом замкнутом помещении, входить в которое могут только представители коммунальной компании, обслуживающей данную отопительную систему. Это обусловлено требованиями безопасности и применимо практически во всех современных многоэтажных домах.

Конечно, невольно возникает вопрос – если нередко температура теплоносителя в системе достигает критической точки, то почему же батареи в квартирах, в основном, – чуть теплые? На самом деле, все довольно банально.

Только схемой работы системы предусмотрено определенное количество элементов, которые защитят систему при повышенной температуре теплоносителя.

Однако довольно часто коммунальные компании попросту экономят топливо, нагревая теплоноситель до уровня, который крайне далек от реально требуемого. Кроме того, весьма часто при монтаже системы из-за халатности работников допускаются грубые ошибки, которые в дальнейшем являются причиной сильной теплопотери.

Конечно, мало кто раньше слышал термин «элеваторный узел». Его смело можно назвать инжектором, который включает схема отопления девятиэтажного панельного дома или дома с меньшим количеством этажей. Ведь именно в него сквозь специальное сопло поступает разогретый практически до предела теплоноситель. Здесь же происходит нагнетание воды обрата, после чего жидкость начинает активно циркулировать в системе отопления. Собственно говоря, после того, как теплоноситель и обрат поступили в систему сквозь элеваторный узел, они получают ту температуру, которую мы ощущаем, прикасаясь к батарее.

Нередко, в зависимости от плана, который подразумевает проект отопления многоквартирного дома, на тепловом узле могут устанавливаться задвижки различных типов. Во многом их вид зависит от того, какое количество помещений следует отапливать, задействован ли данный узел в отоплении одного стояка (подъезда) или всего дома. Кроме того, иногда, помимо задвижек, устанавливается и дополнительный коллектор, на котором, в свою очередь, закреплены запорные элементы. Нередко отдельный участок вводной системы служит для установки счетчиков. Чаще всего применяется один прибор учета для одного подъезда.

Принцип построения отопительной системы

Говоря о принципе работы схемы отопления многоэтажных домов, следует несколько слов сказать и о ее построении. На самом деле она довольно проста. В большинстве современных домов используется однотрубная централизованная схема отопления пятиэтажного дома или дома с меньшим/большим числом этажей. То есть, схема отопления 5 этажного дома являет собой единый (для одного подъезда) стояк, в котором подача теплоносителя может происходить как снизу, так и сверху.

При этом есть два варианта расположения подающего элемента – на чердаке или в подвале. Трубы обрата всегда прокладываются в подвальном помещении.

В соответствии с расположением подающего элемента, различается и два вида направленности теплоносителя. Так, при условии, что трубы подачи расположены в подвале, идет встречное движение теплоносителя. А если подающий элемент на чердаке – то попутное направление.

Многие интересуются, каким образом производится определение площади радиатора для той или иной комнаты. На самом деле, все довольно просто – необходимо лишь учитывать скорость остывания используемого теплоносителя (воды).

Большинство из нас ошибочно полагают, что, чем выше дом – тем сложнее и запутаннее является схема отопления многоэтажного дома. Но это неправильное мнение. На самом деле, в основном, на расчет отопления в многоквартирном доме влияет количество квартир, которые необходимо отапливать.