Погодозависимая автоматика со смесительным трехходовым краном (клапаном) и циркуляционным насосом. В данной статье мы продолжаем разбор возможных вариантов схематических решений для реализации устройства погодозависимой автоматики в индивидуальном тепловом пункте (ИТП) или рамке управления многоэтажных жилых домов. На этот раз перед нами схема погодозависимой автоматики со смесительным трехходовым краном (клапаном) и циркуляционным насосом.


В данной схеме, регулирование температуры в системе отопления происходит за счет изменения (ограничения) расхода теплоносителя через трехходовой клапан и одновременно забора (подмеса) возвращаемой из системы отопления жилого дома сетевой воды при помощи сетевого или как его еще называют циркуляционного насоса и подачи уже разбавленной воды снова в систему отопления квартир. Главных элементов в данной схеме уже три – трехходовой клапан, насос и контроллер – компьютер . Именно контроллер постоянно, через определенные интервалы времени опрашивает датчики температуры теплоносителя, наружного воздуха и воздуха внутри квартир жилого дома (если они имеются), обрабатывает принятую информацию и в соответствии с введенной в него программой (в данном случае температурным графиком) формирует сигнал, дающий команду механизму трехходового клапана на открытие или закрытие.

Данное влияние контроллера корректирует величину открытия или закрытия проходного сечения клапана регулировки. Если в данной системе погодозависимого регулирования отсутствует датчик воздуха внутри квартир, то погодное регулирование осуществляется в соответствии с температурным графиком .

И, наконец, последняя разновидность автоматики для поддержания температуры в квартирах жилых домов в зависимости от температуры на улице это погодозависимая автоматика с запорно-регулирующим клапаном и циркуляционным насосом.

Разберем принцип действия данной автоматики поддержания температуры в квартире, а вернее сказать во всем многоквартирном жилом доме.

Здесь регулирование температуры в отопительной системе происходит за счет изменения пропускной способности клапана и также как и в предыдущей схеме подмеса возвращаемой (обратной) сетевой воды из жилого дома при помощи циркуляционного насоса, установленного теперь уже на обратном трубопроводе отопительной системы. Принципиально, где будет установлен сетевой или циркуляционный насос, вообще то неважно, просто для двухходового клапана такая схема все-таки предпочтительнее из-за его конструктивных особенностей.

В процессе регулирования контроллер также периодически опрашивает датчики температуры теплоносителя в отопительной системе дома, датчики воздуха в помещении (если они установлены) и датчик наружного воздуха. После обработки полученной информации контроллер формирует выходной управляющий сигнал, на открытие или закрытие исполнительного механизма двухходового клапана, при этом соответственно изменяется величина открытия или закрытия проходного сечения регулирующего клапана. При отсутствии датчика воздуха внутри помещения главным приоритетом регулирования также является поддержание температуры в помещении квартир по температурному графику.

Недостаток у схем регулирования с клапанами один – пропадание электроэнергии, подробнее о достоинствах и недостатках погодозависимых автоматик смотрите в статье .
Преимуществом схем погодного регулирования с клапанами перед регулирующим элеватором обычно называют глубину регулирования, хотя по нашему мнению такое преимущество спорное и может легко превратиться в недостаток, если например в ИТП имеется узел учета тепловой энергии, и его пределы измерения хуже пределов работы автоматики погодного регулирования. После установки автоматики погодного регулирования без согласования с энергоснабжающей организацией, такой УУТЭ на законных основаниях может быть признан некоммерческим, а значит, вместо экономии вы опять получите .

Схемы погодозависимого регулирования с клапанами следует применять в тех ИТП жилых домов, где элеваторы технологически применить невозможно, а это:

  • недостаточное давление на вводе в ИТП, менее 0,07 мПа
  • завышенное сопротивление внутренней системы отопления дома, более 5 м.вод.ст.
  • установка на отопительных приборах и стояках автоматической регулирующей арматуры, например фирмы «Danfoss»
  • использование независимой системы отопления через теплообменники.

Хочется также предостеречь жильцов, особо , схемы погодозависимой автоматики со смесительными клапанами нельзя использовать без насоса или с выключенным насосом . В режиме работы с выключенным насосом резко уменьшается прокачка теплоносителя через отопительные приборы, разница в температурах между температурами в отопительных приборах разных квартир порою достигает 45 градусов, вместо рекомендованных для экономичного режима работы погодозависимой автоматики двенадцати. И главное из-за отсутствия смешения в морозы температура в отопительных приборах первых по ходу квартир может достигнуть 115 и более градусов, что неминуемо, приведет к выходу из строя современных полипропиленовых труб , а также ожогам при случайных прикосновениях к отопительным приборам – это как минимум. При этом жильцы последних по ходу теплоносителя квартир будут сидеть в холоде.

Вот такая экономия, а по приборам будет все ОК. И главное если откажет обратный клапан на перемычке между прямым и обратным трубопроводом не только ваш дом, но и весь район может остаться без тепла. Теплоноситель не пойдет в квартиры, а вернется назад в котельную.

Мы разобрали возможные варианты схематических решений для реализации устройства погодозависимой автоматики в рамке управления многоэтажных жилых домов. В любом случае решение о выборе той или иной схемы погодозависимого регулирования температуры в квартирах жилого дома, и главное подбор оборудования следует поручить специалистам. Вам, как жильцам свое слово стоит сказать только при выборе проектирующей организации и типе оборудования – отечественное или импортное. зависит именно от этого.

Все , приобретаемое и монтаж и наладку автоматики погодного регулирования в квартирах жилых домов на следующей странице.

Несмотря на морозы, можно увидеть как люди держат открытыми форточки — это говорит о несбалансированности отопительной системы в доме. Отопление работает без учета фактической необходимости: на улице резко потеплело, а батареи остались горячими. Открывая форточки жильцы фактически выкидывают деньги из окна, но что поделаешь, если ТЭЦ не может быстро сменить температуру. Если в доме есть тепловой пункт, то тепло от ТЭЦ будет потребляться по мере необходимости, а соотвественно платить за лишнее не придется.

Система погодного регулирования отопления позволяет экономить до 35% расхода тепловой энергии. Если учесть, что многоквартирный дом (управляющая компания, ЖСК, ТСЖ) платят за отопление в отопительный сезон от двухсот до четырехсот тысяч рублей в месяц, то экономию и комфорт от системы жильцы почувствуют уже через месяц!

Функционирование системы автоматического регулирования теплопотребления
Регулирование производится полностью в автоматическом режиме, при правильном подборе оборудования узел работает независимо от перепада давления на вводе, а благодаря насосной циркуляции теплоноситель достигает крайних стояков и радиаторов с требуемыми параметрами. В административных зданиях возможна организация понижения температуры воздуха в помещениях в ночное время, выходные и праздничные дни, что даст значительную дополнительную экономию.

Компоненты систем регулирования теплопотребления

Контроллер — головной управляющий орган системы автоматизированного регулирования. Он связывает воедино весь комплекс приборов и устройств узла: в него стекаются данные о параметрах в системе и производится управление всеми исполнительными механизмами.
Регулирующий клапан — основной рабочий орган узла регулирования. Может быть двух- или трехходовым. Его задача регулировать расход теплоносителя в подающем трубопроводе в зависимости от температуры наружного воздуха.
Циркуляционный насос — обеспечивает циркуляцию теплоносителя в системе отопления, благодаря чему, даже удаленные стояки имеют достаточное снабжение теплом. На узлах рекомендуется установка сдвоенных насосов, обеспечивающих безотказную работу всего комплекса.
Датчик температуры — измерительный прибор, предназначенный для измерения температуры теплоносителя в системе отопления и наружного воздуха. Функционирование основано на изменении сопротивления материалов чувствительного элемента датчика в зависимости от температуры среды.

Назначение системы автоматического регулирования теплопотребления

— создание комфортных условий для проживания и работы в помещениях здания, за счет поддержания заданного температурного режима по датчикам, размещенным в контрольных помещениях зданий;
— экономия тепловой энергии за счет понижения температуры теплоносителя в ночные часы, в выходные и праздничные дни;
— экономия тепловой энергии за счет устранения вынужденных «перетопов» (подачи на объект теплоносителя с завышенной температурой теплоносителя) в переходные и межсезонные периоды;
— регулирование параметров теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха с минимальной инерцией. Гибкий температурный график возможен только для индивидуальных теплопунктов, температурный график тепловых сетей не предусматривает быстрого реагирования на изменение погодных условий (это связано со спецификой работы энергетического оборудования);
— регулирование температуры теплоносителя в обратном трубопроводе теплосети для исключения применения штрафных санкций со стороны энергоснабжающих организаций за превышение данной температуры;
— экономия за счет сокращение численности обслуживающего персонала;

Как это работает?

Датчик наружного воздуха (выведенный на теневую сторону улицы) измеряет уличную температуру. Два датчика на подающем и обратном трубопроводе измеряют температуру теплосети. Логический программируемый контроллер вычисляет необходимую дельту и управляя клапаном (КЗР) регулирует скорость потока теплоносителя. С целью защиты от полного перекрывания в клапане предусмотрена защита. Для предотвращения застоя стояков (попадания воздуха) насос обеспечивает циркуляцию теплоносителя в системе, через обратный клапан. Узел погодного регулирования также оборудован автоматическим воздухоотводчиком. Если теплосеть не имеет необходимого перепада (что бывает крайне редко), то проблема легко устраняется установкой автоматического балансировочного клапана.

Система имеет полнопроходной байпас и на 100% гарантирует отсутствие перебоев с теплоснабжением в зимнее время.

Погодное регулирование систем отопления

Радиаторы отопления - самые обыденные приборы для большинства российских городов. По ним в дом приходит тепло. Мы их замечаем только когда в комнате холодно или жарко. Между тем, работа системы отопления в наших домах связана не только с температурой и влажностью в среде нашего обитания, она влияет и на наш бюджет.

Система центрального отопления

Принципиально центральное отопление домов устроено очень просто. Существует котёл, который греет теплоноситель, циркулирующий через радиаторы отопления в доме. Они нагревают воздух, теплоноситель при этом остывает и возвращается в котёл для нагрева. Система разделена на несколько контуров циркуляции. Движение теплоносителя обеспечивают насосы. Наиболее распространённый теплоноситель - вода.

Описанная схема проста и понятна любому. Но для большого количества потребителей она не может быть эффективной:

  • Радиаторы имеют различное расположение по высоте, это оказывает значительное влияние на конвективное движение воды;
  • Потребители одного контура соединены последовательно и нагрев теплоносителя падает по ходу его движения;
  • Сопротивление различно во всех контурах, оно зависит от многих факторов;
  • Зависимость скорости движения рабочего тела от сопротивления носит сложный нелинейный характер;
  • Теплоотдача каждого радиатора и контура в целом не одинакова.

Для того, чтобы в помещениях создавалась требуемая комфортная температура в городских тепловых сетях и индивидуальных контурах применяются средства регулирования. Они состоят из циркуляционных насосов, датчиков нагрева воды и воздуха, регулируемых клапанов и смесителей. Однако, кроме перечисленных воздействий, на работу средств обогрева значительно влияют погодные условия: температура и влажность окружающего воздуха, ветровая нагрузка.

Стереотипы и заблуждения

Не вдаваясь в подробности действия различных факторов на качество решения задачи обеспечения тепла в среде обитания человека, трудно представить себе важность их влияния. Поэтому в непрофессиональной среде существует целый ряд распространённых сложившихся стереотипов и не совсем правильных мнений:

  • Многие горожане полагают, что установка общедомового прибора учёта позволяет добиться полной экономии потребляемых ресурсов энергии. Экономия средств после установки прибора учёта действительно может быть довольно значительной. Счётчик фиксирует фактическое значение количества израсходованного тепла. Соответственно, потребители оплачивают только то количество тепла, которое они получили. Но насколько оптимально была израсходована энергия для отопления?
  • Наиболее комфортная температура помещения для человеческого обитания находится в пределах 20-22С. Многие полагают, что только значение температуры и определяет ощущения теплового комфорта. При этом важным фактором восприятия служит и влажность воздуха.
  • Существует представление, что для существенной экономии ресурсов важнее сначала провести мероприятия по утеплению помещений. Часто кажется, что установка стеклопакетов, современных дверных конструкций обеспечат большую энергоэффективность, чем управление тепловой сетью. Это не совсем так. Конечно, уменьшение отдачи тепла в окружающую среду вносит свой вклад в общее потребление. Однако, как правило, качественное управление контуром с учётом всех свойств тепловой системы и её энергоэффективности позволяет получить значительно большие параметры снижения затрат.
  • Очень часто можно услышать, что регулирование энергопотребления определяется только двумя параметрами: количество градусов в помещении и степень нагрева теплоносителя. Как указано выше, на условия в жилых пространствах оказывают своё влияние многие факторы. При этом наибольшее значение привносят параметры погодных условий: температура окружающей среды, влажность воздуха, ветровая нагрузка на внешние части отапливаемых сооружений.

Сложности регулирования и управления

Структура автоматического управления и регулирования тепловых потоков в современных средствах обогрева домов довольно сложна. Сети прокладываются с учётом количества и видов потребителей, они могут быть открытыми - с отбором горячей воды из системы или закрытыми - с циркуляцией теплоносителя только для отопительных приборов. Встречаются многоконтурные системы, в которых носитель тепла с различной температурой передаёт энергию другому носителю через теплообменник. Однако, даже в самой простой системе автоматизация управления УУТЭ связана с необходимостью решения ряда технических задач:

  • Необходимость равномерного распределения тепла в отапливаемых помещениях;
  • Различная температура рабочего тела, передающего тепло на разных участках
  • Учёт влияния местных регулировок радиаторов;
  • Эффективное поддержание температуры воздуха при значительной инертности греющего контура;
  • Изменения отдачи тепла в окружающую среду вследствие погодных условий и вентиляции.

Как ни странно, фактор инертности системы при изменяющихся параметрах теплоотдачи - наиболее значимая причина перерасходов темповой энергии. При этом установка УУТЭ вместо обыкновенного счётчика не решает задачу энергоэффективного управления количеством тепла, если не учитываются погодные факторы.

Современные возможности в энергоэффективности

Существующие технические средства позволяют экономить 25-35% потребляемой тепловой энергии за счёт квалифицированного управления температурой и скоростью циркуляции рабочего тела с учётом погодных факторов. Основные элементы, позволяющие учитывать изменения погоды:

  • Датчики температуры воздуха, установленные на различных высотах;
  • Наружные и внутренние датчики влажности;
  • Измерительные приборы температуры помещений;
  • Анемометры или другие типы приборов получения информации о ветровой нагрузке;
  • Управляющие клапаны;
  • Контроллер управления процессом
  • Прибор учёта.

Для контроля параметров и установления эффективных режимов требуется большое число элементов автоматики. Такое количество может показаться слишком дорогостоящим. Однако, современная промышленность выпускает все требуемые приборы и механизмы в виде серийных изделий. Опыт применения элементов контроля параметров отопления, учитывающих погодные условия показывает быструю окупаемость вложенных средств. Показания счётчика потребляемой тепловой энергии снизят расходы сразу после установки. Затраты на приобретение комплекса окупятся уже в первый год его эксплуатации при условии компетентной установки и настройки.

Некоторые важные аспекты применения УУТЭ и приборов учёта

Общедомовой прибор учёта, установленный в системе центрального отопления только регистрирует количество энергии, потребляемой жилищным объектом. Приборы учёта экономят затраты собственников жилья только калькуляцией калорий, не снижая самого объёма расходуемых ресурсов. Для полноценной экономии и построения энергоэффективного потребления одним из наиболее значимых аспектов является способность регулирования параметров центрального отопления с учётом погодных факторов окружающей среды. Такие системы несколько дороже более простых аналогов. Но они окупаются быстрее, обеспечивая более высокую эффективность использования ресурсов.

У компании АНК групп большой опыт внедрения погодного регулирования на различных объектах, мы уверены, что сможем Вам помочь, быстро и качественно произвести данные работы.

Проблема экономичности работы системы отопления в большинстве случаев заключается в выборе оптимального соответствия между температурой на улице и текущим расходом тепла на здание. Очень часто котельные (это связано со спецификой работы энергетического оборудования) не успевают реагировать на быстрые изменения погодных условий. И тогда мы можем видеть следующую картину: на улице тепло, а радиаторы топят как "сумасшедшие". В это время теплосчетчик накручивает круглые суммы за никому не нужное тепло.

Решить проблему быстрого реагирования на изменения погодных условий в отдельно взятом здании поможет автоматическая система регулирования теплопотребления по погоде. Суть данной системы заключается в следующем: на улице устанавливается электротермометр, измеряющий температуру воздуха в данный момент. Каждую секунду его сигнал сравнивается с сигналом о температуре теплоносителя на выходе из здания (то-есть фактически с температурой самого холодного радиатора в здании) и/или с сигналом о температуре в одном из помещений здания. На основании данного сравнения регулирующий блок автоматически дает команду на электрический регулирующий клапан, который устанавливает оптимальную величину расхода теплоносителя.

Кроме того, подобная система снабжена таймером переключения режима работы системы отопления. Это означает, что при наступлении определенного часа суток и (или) дня недели она автоматически переключает отопление из нормального режима в экономный и наоборот. Специфика некоторых организаций не требует наличия комфортного отопления в ночное время и система в заданный час суток автоматически снизит тепловую нагрузку на здание на заданную величину, а следовательно сэкономит тепло и деньги. Утром, перед началом рабочего дня, система автоматически переключится в нормальный режим работы и прогреет здание. Опыт установки подобных систем показывает, что величина экономии тепла, получаемая от работы подобной системы составляет порядка 15% зимой и 60-70% осенью и весной за счет постоянных периодических потеплений.

Сегодня одним из наиболее эффективных способов энергосбережения является экономия тепловой энергии на объектах ее конечного потребления: в отапливаемых зданиях. Главным условием, обеспечивающим возможность проведения такой экономии, является, прежде всего, обязательное оснащение теплопунктов приборами учета тепла, т.н. теплосчетчиками. Наличие такого прибора позволяет быстро окупить капиталовложения по оснащению отопительных систем энергосберегающим оборудованием и в дальнейшем получить значительную экономию финансовых затрат, идущих обычно на оплату счетов энергетических компаний.

Теплосчетчики. Простейший теплосчетчик сегодня представляет собой прибор, измеряющий температуры и расход теплоносителя на входе и выходе объекта теплоснабжения (см рис.).

График 3. Работа тепловычислителя

По информации от датчиков микропроцессорный вычислитель тепла каждое мгновенье определяет расход тепла на здание и интегрирует его по времени.

Друг от друга технически теплосчетчики отличаются по методу измерения расхода теплоносителя. На сегодняшний день в серийно выпускаемых теплосчетчиках используются расходомеры следующих типов:

  • · Теплосчетчики с расходомерами переменного перепада давления. В настоящее время данный метод сильно устарел и применяется крайне редко.
  • · Теплосчетчики с крыльчатыми (турбинными) расходомерами. Являются наиболее дешевыми приборами для измерения расхода тепла, но имеют ряд характерных недостатков.
  • · Теплосчетчики с ультразвуковыми расходомерами. Одни из самых прогрессивных, точных и надежных на сегодняшний день теплосчетчиков.
  • · Теплосчетчики с электромагнитными расходомерами. По качеству находятся приблизительно на одной ступени с ультразвуковыми. Во всех теплосчетчиках в качестве датчиков для измерения температуры используются стандартные термометры сопротивления.

График 4. Один из типовых вариантов установки одноконтурной автоматической системы регулирования потребления тепла зданием с коррекцией по погодным условиям

Фактическим стандартом любой системы отопления здания “на западе” сегодня является обязательное присутствие в ней т.н. автоматической системы регулирования тепловой нагрузки с коррекцией по погодным условиям. Наиболее типичная схема ее компоновки представлена на рис. 3.

Сигналы о температурах в контрольном помещении и подающем трубопроводе теплоносителя являются корректирующими. Возможен и другой вариант регулирования, когда контроллер будет поддерживать заданную по графику температуру в контрольном помещении. Такого рода прибор обычно снабжается таймером реального времени (часами), учитывающем время суток и переключающим режим энергопотребления здания из “комфортного” в “экономный” и назад в “комфортный”. Это особенно актуально, например, для организаций, в которых нет необходимости поддерживать комфортный режим отопления в помещениях ночью или в выходные дни. Система обладает также функциями ограничения величины поддерживаемой температуры по верхнему либо нижнему пределу и защиты от замерзания.

График 5. Схема циркуляции потоков внутри здания в обычных системах теплообеспечения

Как это не странно, но почему-то во времена Советского Союза в проектах практически всех новостроящихся высотных зданий была заложена одна из самых неоптимальных в плане распределения тепла схем трубной разводки систем отопления, а именно - вертикальная. Наличие такой схемы разводки уже само по себе предполагает температурный перекос по этажам здания.

График 6. Схема циркуляции потоков внутри здания в замкнутом контуре потоков

Пример такого перекоса (вертикальная разводка) изображен на рисунке. Прямой теплоноситель от котельной по подающему трубопроводу поднимается на верхний этаж здания и оттуда медленно спускается вниз по стоякам через радиаторы системы отопления, собираясь внизу в коллектор обратного трубопровода. Из-за малой скорости протекания теплоносителя по стоякам и возникает температурный перекос - все тепло отдается на верхних этажах и горячая вода просто не успевает дойти до нижних этажей, остывая по дороге.

В результате - на верхних этажах очень жарко, и находящиеся там люди вынуждены открывать форточки, через которые выходит то самое тепло, которого не хватает нижним этажам.

Наличие в здании подобного температурного перекоса подразумевает под собой:

Отсутствие комфорта в помещениях здания;

Постоянные потери 10-15% тепла (через форточки);

Невозможность экономии тепла: любая попытка снизить тепловую нагрузку еще более усугубит ситуацию с перекосом температур (т.к. скорость протекания теплоносителя по радиаторам станет еще меньше).

Решить подобную проблему сегодня можно только с помощью:

  • · полной переделки всей системы отопления здания, что кстати говоря, очень трудоемкое и дорогое удовольствие;
  • · установки в элеватор циркуляционного насоса, который увеличит скорость циркуляции теплоносителя по зданию.

Подобные системы широко распространены на «западе». Результаты опытов, проведенных западными коллегами, превзошли все ожидания: в осенний и весенний периоды, за счет частых временных потеплений, расход тепла на оборудованных данными системами объектах составил всего 40-50%. То есть экономия тепла в это время составила порядка 50-60%. Зимой снижение нагрузки было значительно меньше: оно достигало 7 -15% и получалось, в основном, за счет проведения прибором автоматического “ночного” снижения температуры в обратном трубопроводе на 3-5 оС. В целом же, общая усредненная экономия тепла за весь отопительный период, на каждом из объектов составила около 30-35% по отношению к прошлогоднему потреблению. Срок окупаемости установленного оборудования составил (в зависимости, конечно, от тепловой нагрузки здания) от 1-го до 5 месяцев.

Схема 7. циркуляционного насоса

Наиболее впечатляющие результаты от внедрения были достигнуты в г. Ильичевске, где подобными системами в 1998 г. были оборудованы 24 ЦТП ООАО “Ильичевсктеплокоммунэнерго” (ИТКЭ). Только благодаря этому ИТКЭ получило возможность снизить расход газа в своих котельных на 30 % по отношению к предыдущему отопительному периоду и одновременно существенно уменьшить время работы своих сетевых насосов, так как регуляторы в значительной мере способствовали выравниванию гидравлического режима тепловых сетей по времени.

Аппаратная реализация подобной системы может быть различна. Может быть использовано оборудование как отечественного так импортного производства.

Немаловажным элементом в данной схеме является циркуляционный насос. Бесшумный, бесфундаментный циркуляционный насос осуществляет следующую функцию: увеличение скорости протекания теплоносителя по радиаторам здания. Для этого между подающим и обратным трубопроводом устанавливается перемычка, через которую осуществляется подмешивание части обратного теплоносителя к прямому. Один и тот же теплоноситель быстро и несколько раз проходит по внутреннему контуру здания. Благодаря этому температура в подающем трубопроводе падает, а за счет увеличения в несколько раз скорости протекания теплоносителя по внутреннему контуру здания, в обратном трубопроводе температура поднимается. Происходит равномерное распределение тепла по зданию.

Насос снабжен всеми необходимыми устройствами защиты и работает полностью в автоматическом режиме.

Его наличие необходимо по следующим причинам: во-первых, он в несколько раз увеличивает скорость циркуляции теплоносителя по внутреннему контуру системы отопления, чем повышается комфортность в помещениях здания. А во-вторых, он необходим потому, что регулирование тепловой нагрузки производится путем снижения расхода теплоносителя. В случае однотрубной разводки системы отопления в здании (а это стандарт именно отечественных систем) это автоматически увеличит перекос температур в помещениях: из-за снижения скорости протекания теплоносителя практически все тепло станет отдаваться в первых по его ходу радиаторах, что значительно ухудшит ситуацию с распределением тепла в здании и снизит эффективность регулирования.

Перспективность внедрения подобного оборудования трудно переоценить. Это эффективное средство решения проблемы энергосбережения на объектах конечного потребителя тепла, которое способно при столь относительно малых затратах дать столь высокий экономический эффект.

Кроме этого существуют различные методы оптимизации и выбор того или иного определяется специалистом исходя из специфики объекта.

фирменном магазине .

Автоматическое регулирование потребления тепловой энергии позволяет создать комфортный тепловой режим при более качественном и точном регулировании. Автоматическое регулирование может осуществляться как на тепловом вводе в дом, так и индивидуально в каждой квартире.

Основной принцип автоматических систем заключается в регулировании расхода по измеряемой температуре. При регулировании на тепловом вводе используются измерения температуры наружного воздуха, при регулировании на радиаторах – температура внутри помещения. При увеличении температуры наружного воздуха и температуры внутри помещения расход теплоносителя автоматически пропорционально уменьшается и наоборот увеличивается при снижении температуры внутри помещения и наружного воздуха. За счет снижения величины расхода происходит уменьшение значение потребляемой тепловой энергии.

Регулирование на тепловом вводе производиться следующим образом. На специальный контроллер Рис.2, который является мозгом всей системы, приходит сигнал от датчика температуры наружного воздуха. Далее в контроллере вычисляется необходимое значение температуры теплоносителя Т3в при данной температуре наружного воздуха Тнв. Существует зависимость или график зависимости между температурой наружного воздуха и температурой теплоносителя, которая и программируется в контроллере. Сигнал от датчика фактической температуры теплоносителя Т3 сравнивается с вычисленным значением Т3в и если фактическое значение превышает вычисленное.значение температуры по графику, то регулирующий клапан начинает уменьшать расход до тех пор пока температуры Т3 и Т3в не будут равны.

Понижение температуры воды T3 происходит за счет смешения воды с более низкой температурой из обратного трубопровода в подающий. Расход в системе отопления при этом вне зависимости от положения регулирующего клапана остается постоянным за счет циркуляционного насоса установленного на перемычке между подающим и обратным трубопроводом.

Помимо регулирования по графику температуры в подающем трубопроводе, можно одновременно поддерживать график температуры обратной воды. При таком регулировании обеспечивается заданная зависимость разности температур от температуры наружного воздуха. Дополнительно может быть установлен переход с дневного на ночной режим, т.е. снижение температуры в подающем трубопроводе в ночные часы, но данный режим подходит в основном только для объектов, где ночью отсутствуют люди. В жилых домах должен поддерживаться постоянный тепловой режим.

Индивидуальное автоматическое регулирование на радиаторах достигается при помощи использования радиаторных терморегуляторов. Радиаторный терморегулятор представляет собой регулирующий клапан, устанавливаемый на входе в радиатор по ходу воды. Воздействие на клапан происходит механически при помощи терморегулирующего элемента. Принцип действия терморегулирующего элемента основан на расширении/сжатии газа или жидкости в баллоне терморегулятора при увеличении/снижении температуры внутри помещения. Достаточно установить настройку радиаторного терморегулятора на комфортную температуру, и он автоматически будет поддерживать необходимый расход через радиатор для получения постоянной заданной температуры воздуха в помещении. Диапазон настройки терморегуляторы достаточно велик от 6 до 26 °C. Минимальная настойка предохраняет радиатор от замораживания. Комфортной температурой считается 20 °C при длительном отсутствии людей в помещении её можно уменьшить до 17 °C, а затем обратно вернуть настройку. Нагрев помещения на недостающие три градуса происходит в течение часа. При установке радиаторного терморегулятора вы получаете следующие возможности:

– создание индивидуального комфорта в помещениях, что сохраняет здоровье людей, так как нет колебаний температуры
– исключение «перетопов», не нужно открывать форточки, так как температура в помещении поддерживается постоянной на заданном уровне
– экономия потребляемой тепловой энергии, получаемая за счет уменьшения расхода через отопительные приборы.
Конечно, необходимо сочетать автоматическое регулирование на тепловом вводе с установкой автоматических радиаторных терморегуляторов для получения максимального экономического эффекта при создании комфортных условий в помещениях.

Экономия тепловой энергии

Сейчас все больше людей задумываются о вопросах энергосбережения. И в этом нет ничего удивительного – зачем переплачивать за отопление, когда на этом можно экономить? Самый простой вариант экономия тепловой энергии – установка счетчиков (узлов учета тепловой энергии). Данный способ применяется уже на протяжении 10 лет и позволяет снизить оплату за тепловую энергию на 20-30 %. Практика показала, что в среднем, установка узла учета тепловой энергии для многоквартирного жилого дома окупается в течение одного отопительного сезона. Если вы уже установили узел учета тепловой энергии и ощутили какой эффект это дает – не останавливайтесь. Можно пойти в этом вопросе дальше. Существует несколько способов снижения потребления энергоресурсов, а как следствие сокращение своих затрат.

Основные способы экономии энергии: автоматическое регулирование температуры теплоносителя в системе отопления и сокращение теплопотерь ограждающих конструкции.

Первый способ экономии энергии, получаемый при установке системы автоматического регулирования, объясняется двумя факторами. Во-первых, автоматическое регулирование позволяет поддерживать оптимальную температуру в помещении, исходя из температуры наружного воздуха, сокращая расход теплоносителя из теплосети в периоды резких колебаний температуры. Это происходит за счет повторного использования части теплоносителя в системе отопления здания, так как для обеспечения необходимой температуры требуется гораздо меньшее количество теплоносителя из теплосетей. Этот вариант подходит для жилых, общественных и административных зданий. Во-вторых, для производственных предприятий, благодаря автоматическому регулированию, мы можем устанавливать необходимую нам температуру теплоносителя в то время, когда помещение не используется (в ночное время, праздничные и выходные дни). Таким образом, происходит сокращение расхода тепловой энергии, а, следовательно – экономия тепловой энергии. Утвержденные нормативы потребления тепловой энергии в настоящее время не отражают реального картины потребления теплоносителя зданиями и являются завышенными.

Установка узла учета тепловой позволяет перейти к расчетам за фактическое потребленное количество энергоресурса, а также заняться снижением его потребления.

Регулирование подачи теплоносителя энергоснабжающей организацией осуществляется не в полном объеме, что приводит к явному перерасходу энергоресурса, а как следствие затрат на отопление.

Наличие хорошо работающей системы автоматизации отпуска тепловой энергии непосредственно в здании, а также правильная организация и наладка системы отопления позволяют значительно снизить потребление тепловой энергии для нужд отопления. При подключении системы отопления здания по зависимой схеме (без ЦТП) затраты на отопление можно сократить до 50 % в переходный период, а при подключении системы отопления по независимой схеме (регулирование на ЦТП) затраты можно снизить на 10-15 % в зависимости от качества регулирования на ЦТП. Также устройство автоматизации отпуска тепловой энергии позволит добиться оптимально комфортных условий внутри жилых помещений, улучшив условия проживания жителей.

Актуальность систем автоматического регулирования расхода тепловой энергии

Необходимо отметить, что пароводяное теплоснабжение очень специфично, требует одновременного решения вопросов гидродинамики и теплопередачи; кроме того, тепловая энергия – особенный вид энергии, ее параметры должны контролироваться в обоих направлениях от источника к потребителю и наоборот, поэтому применение систем автоматического регулирования предлагаем рассматривать с учетом технико-экономических приоритетов.

Экономический смысл установки систем автоматического регулирования существует как и без установки приборов учета, так и после установки приборов учета тепловой энергии.

В первом случае система регулирования, регулируя расход тепловой энергии существенно снижает затраты теплоснабжающих организаций в то время как потребители оплачивают тепло по утвержденному тарифу.

Во втором случае потребители оплачивают за фактически потребленное тепло с учетом экономии, которая составляет в среднем от 10% до 30%. Повсеместно устанавливаются общедомовые приборы коммерческого учета тепла. Установка только теплосчетчиков не может уменьшить суммарные затраты на производство и передачу тепловой энергии. Действительно, если теплосчетчики будут установлены всюду, потребители все равно будут оплачивать поставщику тепла все издержки.

Большие резервы экономии имеются в социальной сфере: поликлиники, школы, в общественных, административных зданиях, прежде всего потому, что в них имеются периоды отсутствия людей в отапливаемых помещениях, во время которых возможно задавать заниженные параметры обеспечения теплом и горячей водой без нарушения комфорта в рабочее время. Т.е. при пуско-наладочных работах системы регулирования, например, в школе, возможно сразу заложить экономичный режим потребления тепла этим объектом на период зимних каникул.

В жилых домах неприменимо программное снижение температуры в помещениях. Но имеется возможность раздельного регулирования фасадов одного здания при разных условиях воздействия солнечного освещения и других климатических факторов. Для этого используется двухконтурные регуляторы температуры, в каждый контур которого вводится одинаковая программа регулирования.

Важным фактором энергосбережения для многих объектов является ликвидация осенне-весенних перетопов, когда для целей подготовки горячей воды на объекты подается теплоноситель с заведомо завышенной температурой при положительных температурах наружного воздуха, выше так называемой точки «срезки» температурного графика. В домах, где имеется бойлер для подготовки горячей воды, поскольку в периоды отсутствия разбора горячей воды теплоноситель циркулирует через бойлер-теплообменник напрасно, снижая также его эксплуатационный ресурс, кроме того, изменения параметров теплоисточника очень инерционно распространяются по тепловой сети, что корректируется внутридомовыми регуляторами температуры. По санитарным нормам требуются различные температурные условия в помещениях, а это не всегда реализуется при одинаковой температуре теплоносителя. С учетом всех этих факторов необходимо модернизировать системы теплопотребления с помощью современных систем качественно-количественного регулирования.

В идеальном случае существует эффект от применения систем автоматического регулирования вплоть до каждого отопительного прибора, стояка, калорифера и т.д. Наш более чем многолетний опыт подтверждает эффективность их применения.

Оборудование и его применение

Энергосберегающее оборудование позволяет создавать системы различного назначения и сложности: одно- и двухконтурные, с дополнительными функциями управления насосами или накопления и обработки статистической информации о ходе процесса регулирования. Но за всем этим должен стоять комплексный экономический подход, который включает следующие параметры: учет взаимовлияния объектов и систем теплоснабжения, санитарно-гигиенические требования, комфорт, снижение эксплуатационных издержек, достоверность теплоучета и экономия топливно-энергетических ресурсов. Системы автоматического регулирования включают в себя электронные регуляторы температуры, датчики температуры, электроприводы с импульсным шаговым двигателем, регулирующую и запорно-регулируюшую арматуру. К последней относятся запорно-регулирующие клапаны, смесительные регулирующие клапаны и регулирующие гидроэлеваторы.

Важную роль здесь играют регуляторы температуры, посредством которых осуществляется управление регулирующими звеньями. С 2010 года выпускается регулятор температуры РТ-2010, представляющий собой обновленный и усовершенствованный вариант предшественника РТ-2000А и имеющий дополнительно возможность установки интерфейса RS485; исполнительный механизм для клапанов и элеваторов МЭП-3500, отличающийся от своих предшественников и конкурентов не только конструктивом, но и набором дополнительных функций.

Схема с регулирующим гидроэлеватором очень распространена для объектов, получающих с теплоисточника перегретый теплоноситель. Не допускается применять ее только на объектах с гидравлическими проблемами где перепад давления между подающим и обратным трубопроводом менее 6 метров водяного столба (0,06 МПа). Элеваторы РГ обеспечивают качественное регулирование за счет смещения прямого и обратного теплоносителя. Регулирующий элеватор не требует применения дополнительного насоса, так как одним из элементов его конструкции является струйный насос. Поэтому применение регулирующих гидроэлеваторов, особенно на объектах ЖКХ, снижает монтажные и эксплуатационные расходы и не приводит к нештатным ситуациям при сбоях в электропитании. В аварийных случаях остановка насоса в системе отопления требует неотложных мер, чтобы не допустить замораживания системы. Схема с регулирующим гидроэлеватором лишена этого недостатка и исключаются затраты насоса и на строительно-монтажные работы следовательно значительно ниже.

Для других схем отопления имеется большая гамма запорно-регулирующих клапанов. Если, в соответствии с техническими условиями на объекте установка насоса необходима, то насос может быть установлен на обратном трубопроводе или перемычке. Однако данную схему нельзя применять на теплопунктах, подключенных к ЦТП (график теплоснабжения – 95˚/70˚ С).

Применение запорно-регулирующих клапанов наиболее эффективно в системах автоматического регулирования, допускающих 100%-ное перекрытие подачи теплоносителя. Прежде всего, это – горячее водоснабжение.

Распространены открытые системы ГВС, они сложно поддаются регулировке. По нашему опыту применение двухходовых клапанов не обеспечивает требуемые параметры по температуре горячей воды, обратного теплоносителя и по уровню шумов. Ввиду этого нами предлагаются трехходовые смесительные клапаны КСТ.

На базе энергосберегающего оборудования производим и компактные блочные тепловые пункты, объединяющие в той или иной степени многие схемные решения.

Одним из важнейших направлений, которое в последнее время стало актуальным и востребованным – диспетчеризация объектов регулирования. Так же на базе оборудования предусмотрена возможность реализации подобных систем. Разработаны и широко используются регуляторы температуры РТ-2010, РТ-2000А, которые снабжены интерфейсом RS232 (RS485), по средствам которого имеется возможность удаленного управления систем регулирования.

На сегодняшний день на базе регуляторов уже смонтированы и запущены системы диспетчеризации, включающие кроме регулирования (регуляторы температуры) еще и учет (теплосчетчики).

Разработанные исполнительные механизмы клапанов МЭП-3500 могут снабжаться токовым выходом, дополнительными релейными выходами для определения положения механизма. Это существенно выделяет этот привод на фоне конкурентов. Установка в привода МЭП-3500 интерфейса RS485 позволяет включить их в общую систему диспетчеризации на ряду с регулятором температуры и счетчиком. К реализации подобного проекта уже проявляется интерес со стороны организаций, занимающихся разработкой контроллеров диспетчерского контроля и сбора данных с объектов.

Экономическая эффективность от автоматизации ИТП

При проектировании ИТП кроме требований СНиП проектировщик должен руководствоваться техническими условиями на теплоснабжение объекта с четкими данными о гидравлических параметрах и температурных графиках. Вне зависимости от изготовителя системы автоматического регулирования могут включать комплект регуляторов с датчиками, запорно-регулирующие и смесительные клапаны, насосы, шкафы автоматики и управления, КИП, прочую арматуру. Одним контроллером там, где это необходимо, управляются системы отопления и ГВС.

Рассмотрим применение регуляторов температуры в жилых зданиях. При расчете экономической эффективности применения регулятора температуры отопления с регулирующим гидроэлеватором для 108-квартирного здания экономия составляет 11%, установка оборудования окупается за 0,78 года. В расчете использован только один фактор – перерасход тепла из-за осенне-весенних перетопов. Если второй контур системы регулирования задействован на регулирование тепловой энергии для подогрева горячей воды экономический эффект еще возрастет.

Экономические показатели системы регулирования отопления и ГВС: суммарная экономия составляет более 15%, окупаемость от внедрения системы регулирования – менее 0,5 года.

Расчеты показывают, что для домов с числом квартир 80 и более затраты на внедрение систем автоматического регулирования окупаются менее, чем за 1 год. На объектах, где удельные затраты на энергосберегающее оборудование и его монтаж на 1 Гкал больше срок окупаемости увеличивается, например при числе квартир менее 80 или на небольших объектах социальной сферы. Рассмотрим для примера детский сад. Система автоматического регулирования отоплением включает регулирующий гидроэлеватор и микропроцессорный блок управления им по сигналам с термодатчиков. Окупаемость проекта – 0,94 года. Преимущества данной схемы:

– высокая надежность и безаварийность даже при временном пропадании электропитания, т.к. элеватор выполняет и функцию насоса;
– возможность введения гибкого графика регулирования с учетом ночного времени, выходных и праздничных дней на весь отопительный сезон;
– оптимизация температурного комфорта в помещениях благодаря возможности задания предварительного натопа перед рабочим временем;
– обязательный контроль параметров обратного теплоносителя.

Если на аналогичном объекте имеется подготовка горячей воды и установить регулятор расхода на ГВС, то удельные затраты на автоматизацию теплопункта будут ниже: электронный блок используется тот же, добавляется к нему датчик температуры горячей воды и для ГВС дополнительно используется запорно-регулирующий клапан. Экономический эффект возрастает до 30% при окупаемости 0,72 года.

Все технико-экономические расчеты, особенно при внедрении новых проектных решений, мы поверяем с помощью специальных средств мониторинга, данных коммерческого приборного учета.

В заключении хотелось бы отметить, что сбережение топливно-энергетических ресурсов на основе использования систем автоматического программного регулирования теплопотребления реализуемо и экономически оправдано. Этому процессу нет альтернативы.

Приобрести широкий спектр современного оборудования для автоматизации по выгодным ценам можно в нашем фирменном магазине .