Тепловой узел: схема теплового узла, принцип работы и устройство

Структура системы центрального отопления

Основными структурными элементами системы центрального отопления являются:

1. Источник тепловой энергии, в качестве которого могут выступать крупные котельные или теплоэнергоцентрали (ТЭЦ); в них осуществляется нагрев теплоносителя за счет использования какого-либо вида источника энергии. При этом в котельных для передачи тепловой энергии до потребителей используется вода, тогда, как в ТЭЦ она сначала нагревается до состояния пара, имеющего более высокие энергетические показатели и направляющегося в паровые турбины для выработки электроэнергии. И уже отработанный пар используется для нагрева той воды, которая поступает в систему отопления многоквартирного дома.
2. Теплосети – сложная, разветвленная, протяженная система трубопроводов, предназначенная для транспортировки тепла к объектам. Они представляют собой два теплопровода – подачи (горячий) и обратный (с отработанным теплоносителем), выполняемые обычно из стальных труб диаметром 1000-1400 мм. Прокладка теплосетей может осуществляться как наземным, так и подземным способом с обязательной теплоизоляцией в обоих случаях.
3. Потребители тепла – отопительное оборудование, установленное непосредственно в многоквартирном доме или другом объекте.

Как работает система центрального отопления

В большинстве домов нашей необъятной Родины, которая к слову на 2/3 состоит из вечной мерзлоты, тепло в квартиры поступает от ТЭЦ, и называется это гордым словом «центральное отопление». Об этом мы сегодня и поговорим. ТЭЦ нагревает теплоноситель и по трубам, как по кровеносным сосудам, через весь город тепло поступает к вам в дом: сначала в тепловой узел, который как правило расположен в подвале, а затем и в батареи Вашей квартиры. Отдавая тепло, теплоноситель остывает и через так называемую обратку, уходит назад на ТЭЦ. Кстати, как правило теплоноситель — это обычная вода с добавлением присадок, которые предотвращают отложения в батареях отопления и трубах. Тут кстати, есть очень важный нюанс, о котором как показала моя практика даже многие сантехники не подозревают. В тепловом узле есть элеваторный узел, изобретение 19 века, но увы до сих пор повсеместно применяемое.

В элеваторном узле, есть так называемое сопло, он же конус. Многие сантехники считают, что его задача просто заузить сечение, чтобы поменьше тепла поступало в дом. На самом деле нет. Его задача, создать разрежение, при котором горячая вода с подающего трубопровода на высокой скорости, но с меньшим давлением, начинает смешиваться с остывшей обраткой (с той водой, которая уже прошла через батареи отопления Вашего дома) и за счет этого происходит регулирование температуры отопления на вводе в дом. К сожалению, сопло — устройство примитивное, изобретенное в 19 веке, и поэтому смешивание происходит всегда одинаковое, независимо от того, какая температура сейчас на улице +5 или -40.

Многие сантехники, когда получают жалобы от жильцов, которым стало холодно растачивают сопло элеватора выше нормативного сечения или даже полностью его убирают. Делать это категорически не рекомендуется, так как согласно графику, ТЭЦ в сильные морозы подает теплоноситель под крайне высоким давлением температурой до 130 градусов! Если запустить такое тепло в квартиру, и не дай Бог прорвет батарею отопления — жертвы гарантированы. Кстати, ровно по этой причине производители полипропиленовых труб, так широко полюбившихся российским сантехникам, запрещают или не рекомендуют использовать их на центральном отоплении. Большинство полипропиленновых труб держат максимум 90 градусов и то, относительно не долгий срок. Посмотрите теперь на трубы в вашей квартире и задумайтесь.

Что такое «теплосеть» и «теплоузел»

Сеть отопления дома представляет собой совокупность трубопроводов, которые обеспечивают теплом каждое жилое помещение. Это сложная система, которая состоит из двух теплопроводов: горячего и остывшего.

Тепловой узел – система теплооборудования; место, где труба гвс сливается с системой отопления здания. Тут происходит распределение и учет тепла.

В список выполняемых задач входят:

• контроль за состоянием источника тепла;
• контроль состояния трубопроводов воды и тепла;
• регистрация данных с аппаратов учета.

Общая информация

Тепловой пункт расположен у входа теплотрассы в помещение. Основная его задача заключается в изменении рабочих параметров жидкости-теплоносителя, а если быть точным — в снижении температуры и давления воды перед ее попаданием в радиатор или конвектор. Такой процесс необходим не только для повышения безопасности жильцов и предотвращения возможного обжигания при контакте с батареей, но и для увеличения эксплуатационных сроков всего оборудования. Функция незаменима в тех случаях, если в здании имеются полипропиленовые или металлопластиковые трубы.

В соответствующей документации указаны регламентированные режимы работы подобных узлов. Они указывают на верхний и нижний порог температур, до которых может прогреваться теплоноситель. Также согласно современным стандартам на каждом узле должен присутствовать датчик тепла, определяющий текущие показатели жидкости, с которой работает теплоузел.

Схема, принцип работы и устройство теплового оборудования могут зависеть от нескольких особенностей, включая проект, который создавался с учетом индивидуальных требований заказчиков. Среди существующих типов тепловых узлов, особым спросом пользуются модели на основе элеватора. Такая схема характеризуется особой простотой и доступностью, но с ее помощью нельзя менять температуру жидкости в трубах, что доставляет потребителю массу неудобств. Главная проблема — чрезмерный расход тепловых ресурсов при временных оттепелях во время отопления.

В системе тепловых узлов на основе элеватора может присутствовать редуктор пониженного давления, который расположен непосредственно перед элеватором. Сам элеватор осуществляет подмешивание остывшей жидкости из обратной трубы к прогретому теплоносителю, достигшему подающего контура.

Принцип действия узла базируется на создании разряжения в месте выхода, что существенно снижает давление воды и запускает процесс смешивания.

Применение элеваторного узла системы отопления

Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) — комплекс устройств, состоящий из элементов, обеспечивающих присоединение системы отопления и горячего водоснабжения к централизованной тепловой сети. Основными элементами ИТП являются: теплообменники, насосы, клапаны, датчики, контроллеры, различные блоки управления и запорно-регулирующая арматура

Одновременно с ИТП в зданиях устанавливаются узлы учета тепловой энергии, позволяющие отслеживать реально потребленное зданием количество тепла на отопление, горячее водоснабжение или вентиляцию. Потребителю это дает возможность производить расчеты с теплоснабжающей организацией по показаниям счетчика, что, в свою очередь, подталкивает к рациональному использованию энергоресурсов путем модернизации своих систем. Более подробную информацию об установке узлов учета тепловой энергии вы найдете в статье «Правильная установка счетчика тепла в многоквартирном доме».

ИТП – важнейшая составляющая теплоснабжения зданий. От его характеристик во многом зависит регулирование отопления и ГВС, а также эффективность использования тепловой энергии. Поэтому ИТП уделяется большое внимание в ходе термомодернизаций зданий и на данный момент масштабные проекты по их обустройству в многоквартирных домах воплощаются в жизнь в различных регионах Украины.
В связи с массовой установкой ИТП изменяется и схема распределения тепловой энергии от источника тепла к потребителю (рис. 1).

Рис. 1. Схемы распределения тепловой энергии от источника тепла к потребителю

Современные решения позволяют подключать каждое здание напрямую к источнику тепла, минуя центральные тепловые пункты (ЦТП). Данная схема дает возможность в случае аварии или ремонта трубопровода отключать от системы только одного потребителя, а не всю группу, одновременно лишая отопления или горячей воды множество потребителей.

Температурный график работы тепловой сети определяет то, в каком режиме индивидуальный тепловой пункт будет работать в дальнейшем и какое оборудование необходимо в нем устанавливать. Различают несколько температурных графиков работы 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, его нельзя напрямую использовать в системе отопления без температурной регулировки. Именно в этом и заключается важная функция теплового пункта. При этом необходимо, чтобы температура теплоносителя изменялась в зависимости от температуры наружного воздуха.

В тепловых пунктах старого образца (рис. 2, 3) 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, т.е. когда температура наружного воздуха колебалась в пределах от +5 до минус 5°С. Элеваторный узел обеспечивал только «качественную» регулировку, когда температура в системе отопления изменялась 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. 2. Схема теплового пункта с элеваторным узлом:
1 – подающий трубопровод; 2 – обратный трубопровод; 3 – задвижки; 4 – водомер; 5 – грязевики; 6 – манометры; 7 – термометры; 8 – элеватор; 9 – нагревательные приборы

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

Рис. 3. Тепловой ввод в здание и элеваторный узел «советской» эпохи

Принцип работы элеватора заключается в том, чтобы смешивать теплоноситель из централизованной 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. 4). 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, дроссельной шайбы и обеспечения необходимого коэффициента смешения (нормативный коэффициент 2,2). Для работы элеваторного узла не было необходимости подводить электрический ток.

Рис. 4. 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 внешней 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 энергоноситель 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.

Характеристики узла и особенности работы

По схемам можно понять, что элеватор в системе нужен для охлаждения перегретого теплоносителя. В некоторых конструкциях присутствует элеватор, который может и нагревать воду. Особенно такая система отопления актуальна в холодных регионах. Элеватор в этой системе запускается только тогда, когда остывшая жидкость смешивается с горячей водой, поступающей из подающей трубы.

Схема. Под номером «1» обозначена подающая линия тепловой сети. 2 – это обратная линия сети. Под цифрой «3» обозначен элеватор, 4 — регулятор расхода, 5 – местная система отопления.

По этой схеме можно понять, что узел значительно повышает эффективность работы всей системы отопления в доме. Он работает одновременно как циркуляционный насос и смеситель. Что касается стоимости, то обойдется узел достаточно дешево, особенно тот вариант, который работает без электроэнергии.

Но любая система имеет и недостатки, коллекторный узел не стал исключением:

• Для каждого элемента элеватора нужны отдельные расчеты.
• Перепады компрессии не должны превышать 0,8-2 Бар.
• Отсутствие возможности контролировать высокую температуру.

Назначение

Основными задачами ТП являются:

• учет тепловых потоков и расходов теплоносителя и конденсата
• контроль параметров теплоносителя
• регулирование расхода теплоносителя
• распределение теплоносителя по системам потребления теплоты
• преобразование вида теплоносителя или его параметров
• защита местных систем от аварийного повышения параметров теплоносителя
• заполнение и подпитка систем потребления теплоты
• сбор, охлаждение, возврат конденсата и контроль его качества
• аккумулирование теплоты
• подготовка воды для систем горячего водоснабжения
• отключение систем потребления теплоты

Виды тепловых пунктов

Центральный тепловой пункт в подвальном помещении

ТП различаются по количеству и типу подключенных к ним систем теплопотребления, индивидуальные особенности которых определяют тепловую схему и характеристики оборудования ТП, а также по типу монтажа и особенностям размещения оборудования в помещении ТП. Различают следующие виды ТП:

• Индивидуальный тепловой пункт (ИТП). Используется для обслуживания одного потребителя (здания или его части). Как правило, располагается в подвальном или техническом помещении здания, однако, в силу особенностей обслуживаемого здания, может быть размещён в отдельностоящем сооружении.
• Центральный тепловой пункт (ЦТП). Используется для обслуживания группы потребителей (зданий, промышленных объектов). Чаще располагается в отдельностоящем сооружении, но может быть размещен в подвальном или техническом помещении одного из зданий.
• Блочный тепловой пункт (БТП). Изготавливается в заводских условиях и поставляется для монтажа в виде готовых блоков. Может состоять из одного или нескольких блоков. Оборудование блоков монтируется очень компактно, как правило, на одной раме. Обычно используется при необходимости экономии места, в стесненных условиях. По характеру и количеству подключенных потребителей БТП может относиться как к ИТП, так и к ЦТП.

Источники тепла и системы транспорта тепловой энергии

Источником тепла для ТП служат теплогенерирующие предприятия (котельные, теплоэлектроцентрали). ТП соединяется с источниками и потребителями тепла посредством тепловых сетей. Тепловые сети подразделяются на первичные магистральные теплосети, соединяющие ТП с теплогенерирующими предприятиями, и вторичные (разводящие) теплосети, соединяющие ТП с конечными потребителями. Участок тепловой сети, непосредственно соединяющий ТП и магистральные теплосети, называется тепловым вводом.

Магистральные тепловые сети, как правило, имеют большую протяжённость (удаление от источника тепла до 10 км и более). Для строительства магистральных сетей используют стальные трубопроводы диаметром до 1400 мм. В условиях, когда имеется несколько теплогенерирующих предприятий, на магистральных теплопроводах делаются закольцовки, объединяющие их в одну сеть. Это позволяет увеличить надёжность снабжения тепловых пунктов, а в конечном счёте и потребителей, теплом. Например, в городах, в случае аварии на магистрали или местной котельной, теплоснабжение может взять на себя котельная соседнего района. Также, в некоторых случаях, общая сеть даёт возможность распределять нагрузку между теплогенерирующими предприятиями. В качестве теплоносителя в магистральных теплосетях используется специально подготовленная вода. При подготовке в ней нормируются показатели карбонатной жёсткости, содержания кислорода, содержания железа и показатель pH. Неподготовленная для использования в тепловых сетях вода (в том числе водопроводная, питьевая) непригодна для использования в качестве теплоносителя, так как при высоких температурах, вследствие образования отложений и коррозии, будет вызывать повышенный износ трубопроводов и оборудования. Конструкция ТП предотвращает попадание относительно жёсткой водопроводной воды в магистральные теплосети.

Вторичные тепловые сети имеют сравнительно небольшую протяжённость (удаление ТП от потребителя до 500 метров) и в городских условиях ограничиваются одним или двумя кварталами. Диаметры трубопроводов вторичных сетей, как правило, находятся в пределах от 50 до 150 мм. При строительстве вторичных тепловых сетей могут использоваться как стальные, так и полимерные трубопроводы. Использование полимерных трубопроводов наиболее предпочтительно, особенно для систем горячего водоснабжения, так как жёсткая водопроводная вода в сочетании с повышенной температурой приводит к усиленной коррозии и преждевременному выходу из строя стальных трубопроводов. В случае с индивидуальным тепловым пунктом вторичные тепловые сети могут отсутствовать.

Источником воды для систем холодного и горячего водоснабжения служат водопроводные сети.

Как устроен тепловой узел?

ТУ состоит из:

• счетчика тепла;
• запорной арматуры;
• термопреобразователя;
• грязевика;
• расходомера;
• термодатчика и другого оборудования.

Понятно, что счетчик тепла — это главный элемент этого узла, он устанавливается на трубе отопления на месте ее ввода в дом или квартиру, максимально близко к сетям, принадлежащим поставщику тепла или находящимся на ином балансе. Если счетчик поставить дальше от этой границы, то он будет регистрировать и учитывать тепло, которое выделяют отопительные трубы на отрезке от труб поставщика до труб потребителя после счетчика, и за это придется платить.

Устройство

Стандартный проект УУТЭ предполагает определенный перечень обязательных элементов и включает следующие механизмы:

1. Запорные агрегаты. Отсекают подачу ресурса.
2. Грязевик или фильтры. Препятствуют проникновению взвеси и уберегают остальные приборы и общую систему от порчи, засорения.
3. Термопреобразователь, который связан со счетчиком. Аппарат чаще всего вваривается во входную трубу.
4. Прибор учета тепловой энергии (вычислитель). Современные модели решают целый комплекс задач, от измерения до вычисления разных параметров.
5. Датчик давления. Монтаж обязателен, если многоквартирный объект потребляет тепла более 0,5 Гкал/час.
6. Отдельно устанавливаются простой манометр и жидкостный термометр. Это вспомогательные элементы для обслуживающего персонала.
7. Преобразователь расхода, после которого размещается задвижка.

Система устанавливается на входящем трубопроводе. На обратном участке будут находиться грязевик и термодатчик.

Помимо традиционных для распределительной системы агрегатов, централизованный узел учета тепловой энергии оборудуется вычислительным блоком, а также принтером и телеметрическим модулем для передачи данных

Состав и расположение

Многоквартирные дома могут иметь разную конфигурацию. От этого УУТ могут быть непохожими по виду и устройству друг на друга.

Устанавливать такие узлы можно и для частного дома, если он подключен к центральной системе отопления

Однако основные элементы входят в состав каждого узла:

1. Запорно-регулирующая арматура. Приспособления и устройства для регулирования и полного отключения различных узлов отопительной системы.
2. Тепловой счётчик. Основной измерительный прибор, который может отличаться по конструкции, но обязан давать показания основных параметров подачи тепла.
3. Грязевик. Место сбора мусора. Основная цель этого устройства — предотвратить попадание посторонних предметов и веществ в систему отопления.
4. Расходомер. Прибор, который учитывает расход теплоносителя и помогает регулировать его подачу.
5. Элеватор. Элеваторный узел отопления служит для регулирования температуры теплоносителя. В этом устройстве за счёт смешения горячего и остывшего теплоносителя (обратки) происходит регулировка до нормативных показателей.
6. Термодатчик. Измерительный прибор для фиксации температуры теплоносителя при возврате из системы отопления.
7. Вспомогательное оборудование. Многие центры контроля обеспечиваются дополнительными приборами и агрегатами. Современные технологии позволяют значительно расширить возможности контроля.

Основным требованием к расположению приборов и всех составляющих системы контроля является максимальная точность и эффективность. Поэтому есть определённые правила последовательности и места расположения основных узлов. Вот лишь некоторые из них:

1. Размещать приборы учёта на границе раздела, максимально близко к задвижкам и регуляторам подачи теплоносителя.
2. Запрет на оборудование дополнительных отведений трубопровода в обход датчиков.
3. Термодатчик на обратке размещают перед задвижкой с внешней стороны.
4. Размещать приборы так, чтобы был хороший визуальный доступ для снятия показаний приборов и их обслуживания.

Это интересно: принцип двухходового клапана для отопления.

Следуя основным указаниям, оборудовать узел учёта отопления не составит большого труда, если есть все необходимые компоненты для его работы.

Схему размещения и последовательности продумывают заранее, сделав необходимые чертежи и вычисления.

Основные элементы

Тепловой узел состоит из комплекта устройств и приборов учета, которые обеспечивают выполнение как одной, так и одновременно нескольких функций: хранение, накопление, измерение, отображение информации о массе (объеме), количестве тепловой энергии, давлении, температуре циркулирующей жидкости, а также времени работы.

Как правило, в качестве прибора учета выступает теплосчетчик, в состав которого входит термопреобразователь сопротивлений, тепловычислитель и первичный преобразователь расхода. Дополнительно теплосчетчик может комплектоваться фильтрами и датчиками давления (в зависимости от модели первичного преобразователя). В теплосчетчиках могут использоваться первичные преобразователи со следующими вариантами измерения: вихревое, ультразвуковое, электромагнитное и тахометрическое.

Роль элеваторного узла

Обогрев отечественных многоквартирных домов осуществляется за счет централизованной отопительной системы. Для этой цели в маленьких и больших городах возводятся небольшие ТЭЦ и котельные. Каждый из этих объектов вырабатывает тепло для нескольких домов или микрорайонов. Недостатком такой системы является существенная потеря тепла.

Принцип работы узла

Границей здания являются внешние стены и верхняя поверхность самого высокого потолка, подвал в подвальных зданиях или уровень земли в зданиях без подвалов. В случае компактных зданий граница между отдельными объектами — это плоскость контакта верхней стенки, и если между двумя стенками имеется стык, граница между зданиями проходит через центр.

Границы установки здания, в зависимости от типа установки, например, фитинг, инспекционные люки, запорные клапаны для воды, газа, отопления и т.д. Строительное оборудование включает в себя все установки, встроенные в постоянное здание, например, санитарную, электрическую, сигнализацию, компьютерную, телекоммуникационную, противопожарную и обычную строительную технику, такую ​​как встроенная мебель.

При слишком продолжительном пути теплоносителя невозможно регулировать температуру перемещаемой жидкости. По этой причине каждый дом должен быть оборудован элеваторным узлом. Это позволит решить многие проблемы: существенно уменьшит расход тепла, предотвратит аварии, которые могут возникнуть в результате обесточивания или выхода из строя оборудования.

Этот вопрос особенно актуальным становится в осенний и весенний периоды года. Теплоноситель нагревается в соответствии с установленными стандартами, однако его температура зависит от наружной температуры воздуха.

Таким образом, в ближайшие дома, по сравнению с теми, что расположены дальше, поступает более горячий теплоноситель. Именно по этой причине так необходим элеваторный узел системы центрального отопления. Он разбавит перегретый теплоноситель холодной водой и тем самым компенсирует потери тепла.

Расчет и подбор элеватора системы отопления

Как уже говорилось, для каждого здания требуется определенное количеств тепловой энергии. Это означает что необходим определенный расчёт элеватора, исходя из заданных условий эксплуатации системы.

К исходным данным можно отнести:

1. Значения температуры:

— на входе их тепловой централи;

— в «обратке» тепловой централи;

— рабочее значение для внутридомовой системы отопления;

— в обратной трубе системы.

1. Общее количество тепла, потребное для отопления конкретного дома.
2. Параметры, характеризующие особенности внутридомовой разводки отопления.

Порядок расчета элеватора установлен специальным документом – «Сводом правил по проектированию Минстроя РФ», СП 41-101-95, касающимся именно проектирования тепловых пунктов. В этом нормативном руководстве приведены формулы расчета, но они – достаточно «тяжеловесные», и приводить их в статье – нет особой необходимости.

Те читатели, которых мало интересуют вопросы расчета, могут смело пропустить этот раздел статьи. А тем, кто желает самостоятельно рассчитать элеваторный узел, можно порекомендовать потратить 10 ÷ 15 минут времени, чтобы создать собственный калькулятор, основанный на формулах СП, позволяющий проводить точные подсчеты буквально за считанные секунды.

Создание калькулятора для расчета

Для работы потребуется обычное приложение Excel, которое есть, наверное, у каждого пользователя – оно входит в базовый пакет программ MicrosoftOffice. Составление калькулятора не представит особого труда даже для тех пользователей, которые никогда не сталкивались с вопросами элементарного программирования.

Рассмотрим пошагово:

(если часть текста в таблице выходит за рамки, то внизу есть «движок» для горизонтальной прокрутки)

Провести подсчет в созданном приложении – не составляет никакого труда. Достаточно лишь заполнить известными значениями область ввода – дальше программа все рассчитает в автоматическом режиме.

• Температуру подачи и «обратки» в тепловой централи можно узнать в ближайшем к дому теплопункте (котельной).
• Требуемая температура теплоносителя во внутридомовой системе в большей мере зависит от того, какие теплообменные приборы установлены в квартирах.
• Температура в трубе «обратки» системы чаще всего принимается равной аналогичному показателю в централи.
• Потребность дома в общем притоке тепловой энергии зависит от количества квартир, точек теплообмена (радиаторов), особенностей здания – степени его утепленности, объема помещений, количества общих теплопотерь и т.п. Обычно эти данные рассчитываются заблаговременно еще на стадии проектирования дома или при проведении реконструкции системы его отопления.
• Коэффициент сопротивления внутреннего контура отопления дома рассчитывается по отдельным формулам, с учетом особенностей системы. Однако, не будет большой ошибкой взять и усредненные значения, приведенные в таблице ниже:

Проведение расчетов и подбор нужной модели элеватора

Попробуем калькулятор в действии.

Допустим, что температура в подающей трубе тепловой централи – 135, а в обратной – 70 °С. Планируется поддерживать в системе отопления дома температуру в 85 °С, на выходе – 70 °С. Для качественного обогрева всех помещений необходима тепловая мощность в 80 кВт. По таблице определено, что коэффициент сопротивления равен «1».

Подставляем эти значения в соответствующие строки калькулятора, и сразу же получаем необходимые результаты:

После внесения исходных данных сразу получаем готовый результат

В итоге имеем данные для подбора нужной модели элеватора и условия для его корректной работы. Так, получена требуемая производительность системы – количество теплоносителя, прокачиваемого в единицу времени, минимальный напор водяного столба. И самые основные величины – это диаметры сопла элеватора и его горловины (смесительной камеры).

Диаметр сопла принято округлять до сотых долей миллиметра в меньшую сторону ( в данном случае – 4,4 мм). Минимальное значение диаметра должно быть 3 мм – в противном случае сопло просто будет быстро забиваться.

Калькулятор позволяет и «поиграть» значениями, то есть посмотреть, как они будут изменяться при изменении исходных параметров. Например, если температура в теплоцентрали понижена, скажем, до 110 градусов, то это повлечет и другие параметры узла.

Изменение любого исходного параметра сразу дает и изменение результатов вычислений

Как видно, диаметр сопла элеватора уже составляет 7,2 мм.

Это дает возможность выбора устройства с наиболее приемлемыми параметрами, с определенным диапазоном регулировок, или же комплекта сменных сопел для конкретной модели.

Имея рассчитанные данные, уже можно обратиться к таблицам предприятий-изготовителей подобного оборудования для выбора требуемого варианта исполнения.

Обычно в этих таблицах, помимо рассчитанных величин, приводятся и другие параметры изделия – его габариты, размеры фланцев, масса и пр.

Для примера – водоструйные стальные элеваторы серии 40с10бк:

Основные линейные параметры струйного элеватора

Фланцы: 1 – на входе, 1—1 – на врезке трубы из «обратки», 1—2 – на выходе.

2 – входной патрубок.

3 – съемное сопло.

4 – приемная камера.

5 – смесительная горловина.

7 – диффузор.

Основные параметры сведены в таблицу – для удобства выбора:

При этом производитель допускает самостоятельную замену сопла с нужным диаметром в определенном диапазоне:

Подобрать требуемую модель, имея на руках результаты расчета – не представит особого труда.

При монтаже элеватора или при проведении профилактических работ следует обязательно учитывать, что от правильности установки и целостности деталей напрямую зависит эффективность работы узла.

Так, конус сопла (стакан) должен быть установлен строго соосно с камерой смешения (горловиной). Сам стакан в посадочное гнездо элеватора должен входить свободно, чтобы была возможность его извлечения для ревизии или замены.

При проведении ревизий следует обращать особое внимание на состояние поверхностей отделов элеватора. Даже наличие фильтров не исключает абразивного воздействия жидкости, плюс к этому никуда не деться от эрозийных процессов и коррозии. Сам рабочий конус должен иметь отполированную внутреннюю поверхность, ровные, неизношенные края сопла. При необходимости производится его замена на новую деталь.

Сопла элеватора нуждаются в периодической ревизии и замене

Несоблюдение таких требований влечет снижение КПД узла и падение давления, необходимого для циркуляции теплоносителя во внутридомовой разводке отопления. Кроме того, износ сопла, его загрязнение или слишком большой диаметр (существенно выше расчётного), приведут к появлению сильных гидравлических шумов, которые по трубам отопления будут передаваться в жилые помещения здания.

Элеваторный узел с автоматической регулировкой

Конечно, система отопления дома с простейшим элеваторным узлом – далеко не образец совершенства. Она весьма тяжело поддается регулировке, которая требует разборки узла и замены инжекторного сопла. Поэтому оптимальным вариантом видится, все же, модернизация с установкой регулируемых элеваторов, позволяющих изменять параметры смешения теплоносителя в определенном диапазоне.

А как регулировать температуру в квартире?

Температура теплоносителя во внутридомовой сети может быть избыточна для отдельно взятой квартиры, например, если в ней используются «теплые полы». Значит, потребуется установка собственного оборудования, которое поможет поддерживать степень нагрева на нужном уровне.

Варианты, как подключить теплые полы к отоплению – в специальной статье нашего портала.

И напоследок – видео с компьютерной визуализацией устройства и принципа действия элеватора отопления:

Стоимость проектирования ИТП

Монтаж тепловых узлов

Современный тепловой узел – важнейший элемент теплосети, к которому предъявляются самые высокие требования. Грамотно выполненный монтаж тепловых узлов дает возможность долгое время сохранить их работоспособность и повысить надежность.

В наше время тепловые узлы кроме распределяющей функции проводят контроль расхода тепловой энергии, поэтому профессиональный и качественный монтаж ИТП (теплоузла) позволяет наладить бесперебойную и эффективную работу оборудования, а также обеспечивает точный учет и экономию энергетических ресурсов.

Обслуживание и ремонт теплового узла

Обслуживание теплового узла (обслуживание ИТП) представляет собой комплекс мероприятий, который обеспечивает бесперебойную работу оборудования, контроль за функционированием узлов и элементов объекта в процессе эксплуатации, проведение сезонных и пусконаладочных работ, организационно-правовое сопровождение техработ, проведение мелких ремонтных работ, проверку КИПиА.

Все работы по обслуживанию теплоузлов производятся согласно действующих нормативных документов (ПТЭ ТЭ). Ремонт тепловых узлов с заменой вышедших из строя агрегатов обычно производится специализированной организацией согласно дополнительного соглашения.

Стоимость технического обслуживания (ТО)

Калькулятор расчета стоимости обслуживания (ТО) теплового пункта

Экономия вследствие оснастки

Сегодняшние автоматизированные агрегаты гарантируют хорошую экономичность энергозапасов. Потому все владельцы жилья могут извлечь значительную экономию. Помимо этого, полностью исключаются ситуации, в которых управляющая инстанция безосновательно завышает цену на энергозапасы или распределяет завышение промеж всеми владельцами недвижимости.

В конце, конечно же, замечу, что ИТП в многоквартирном доме значительно уменьшает и гарантирует как потребление теплоэнергии, так и комфортность условий самих проживающих.

Рентабельность от использования

Уменьшение теплоупотребления на 38% в промышленных, административных и, вместе с тем, общественных строениях на 13% — в обитаемых, благодаря учитыванию действительной t внешней сферы и уменьшенного графика обогрева ночью:

• Понижение расходов на формирование теплопункта, благодаря уменьшению величин и периодов совершения сборки, транспортно-подготовительных и настроечных растрат;
• Закрытие на автомате поставки ГВС и аннулирование учитывания траты при появлении аварийных обстоятельств;
• Присутствие встроенного УУ и юстировка теплоэнергии;
• Разрешает (при пользовании блочных и ИТП) переводиться на 2-х трубную структуру перевода теплоносителя от теплолиний;

Механизм учета тепловой энергии

Учет тепловой энергии осуществляется с помощью узла – комплекса механизмов, включающих в себя механические или электронные устройства. Они предполагают контроль, регистрацию основных показателей носителей тепла.

Набор модулей подлежит установке в месте ввода тепловой энергии в жилую постройку. В него входят: приборы, обеспечивающие учет расхода тепла, изменяющие давление, температуру, а также вычислитель. Основное их предназначение – определение всего количества потребленного тепла на дом. В процессе установки счетчика учета решаются такие вопросы первостепенной важности, как разработка проекта. Необходимо выбрать подходящее оборудование, пригодное для использования в определенных условиях.

Схема проекта узла учета.

Установка завершается процессом монтажа выбранного оборудования, а также проверкой всех его технических параметров и запуском в эксплуатацию. Общедомовые приборы учета тепловой энергии приобретаются и монтируются на основании определенных правил. В первую очередь вопрос установки счетчика тепла решается на общем собрании собственников квартир. Заключается договор с теплоснабжающей организацией. Выбирается ответственное лицо, обслуживающее счетчик. Необходимым документом является договор с технической организацией для обслуживания приборов учета.

Помещение, в котором находится счетчик тепла, должно быть сухим, обеспеченным вентиляционной системой, с постоянным освещением.

Учет и контроль над потребленной тепловой энергией является актуальным вопросом как для ЖКХ, так и для рядового потребителя. Ежегодно ЖКХ требуется от 35 до 50% на расходы от местных бюджетов для содержания потребителей тепла.

При введении эффективных способов учета тепла ликвидируются огромные потери в тепловых сетях. На современном этапе 20% тепла составляет утечка в сетях, 30% всей отпущенной энергии теряется при транспортировке. В жилых зданиях на тепловых пунктах отопительные нагрузки не регулируются, в результате в домах перерасходуется тепло.

Функции теплосчетчика

Прибор любого типа должен выполнять следующие задачи:

1. Автоматическое измерение:

• Продолжительности работы в зоне ошибок.
• Времени наработки при поданном напряжении питания.
• Избыточного давления циркулирующей в системе трубопроводов жидкости.
• Температуры воды в трубопроводах систем горячего, холодного водоснабжения и теплоснабжения.
• Расхода теплоносителя в трубопроводах горячего водоснабжения и теплоснабжения.

2. Вычисление:

• Потребленного количества тепла.
• Объема теплоносителя, протекающего по трубопроводам.
• Тепловой потребляемой мощности.
• Разности температуры циркулирующей жидкости в подающем и обратном трубопроводе (трубопроводе холодного водоснабжения).

Возможные неисправности и ремонт

Невзирая на надежность оборудования, в некоторых случаях элеваторный отопительный узел может давать сбои. Горячий теплоноситель и повышенное давление быстро находят уязвимые участки и провоцируют выход из строя этого устройства. Это неизбежно происходит, если отдельные элементы имеют некачественную сборку, расчет размера сопла произведен неправильно, а также из-за появления засоров.

Шум в отопительном трубопроводе. Элеваторный узел отопления во время своей работы может создавать шум. Если это отмечается, это значит, на выходе сопла во время эксплуатации появились неровности или трещины.

Причина образования этих дефектов заключается в перекосах сопла, которые вызваны подачей горячей воды под высоким давлением. Это может случиться, если чрезмерный напор не дросселируется расходным регулятором.

Неверный температурный режим

Качественную работу отопительного элеватора можно поставить под сомнение, если температура на входном и выходном контуре значительно отличается от температурного графика. Вероятней всего, причиной для этого является завышенный размер сопла.

Неправильный расход теплоносителя

Неисправный дроссель может привести к изменению расхода теплоносителя в отличие от проектного показателя.

Это нарушение можно с легкостью определить за счет изменения температуры в подающей и обратной трубе. Проблему можно решить с помощью ремонта расходного регулятора.

Неисправные части узла

Если схема подключения системы отопления к наружной магистрали независима, то причину некачественной работы элеватора могут вызвать неисправные водонагревательные элементы, циркуляционные насосы, защитная и запорная арматура, различные утечки в оборудовании и трубах, выход из строя регуляторов.

К главным причинам, которые негативно влияют на принцип работы и схему насосного оборудования, относится разрушение эластичных мембран в соединениях валов электрического двигателя и насоса, износ подшипников и выход из строя посадочных участков под них, появление трещин и неровностей на корпусе, протекание сальников. Все вышеперечисленные поломки можно устранить только с помощью ремонта.

Некачественная работа водонагревателей может наблюдаться, если нарушена герметичность трубопровода, произошло слипание или разрушение трубного узла. Решить проблему можно только с помощью замены труб.

Преимущества индивидуального теплового пункта

Устройство многоэтажного строения ИТП имеет большое количество достоинств. Ключевые из них:

1. Наличие теплоэнергии не предусматривается от трудностей инфраструктуры ЦО;
2. Уменьшение вероятности аварийных обстоятельств посредством компактности структуры;
3. Понижение растрат на утепление;
4. Уменьшение трат на обеспечение труботрассы;
5. Обеспечение надобного температурного распорядка;

Засоры и загрязнения

Засоры являются одной из самых частых причин некачественного теплоснабжения. Их появление обусловлено попаданием грязи в отопительную систему, если грязевые фильтры не справляются со своей задачей. Увеличить проблему могут и наросты коррозий внутри трубопровода.

Уровень загрязнения фильтров можно узнать по данным манометров, которые установлены возле фильтра и за ним. Сильный перепад давления сможет подтвердить или опровергнуть предположение об уровне загрязненности. Для очистки фильтров необходимо вывести грязь через спускные клапаны, которые находятся внизу корпуса.

Любые неисправности работы в системе отопительного оборудования и труб необходимо исправить незамедлительно!

Любые замечания, которые не влияют на работу системы отопления, в непременном порядке должны быть зарегистрированы в специальной документации, ее необходимо включить в план капитальных или текущих работ по ремонту оборудования. Устранение неисправностей необходимо производить в летнее время перед сезоном отопления.

Балансировка системы

Балансировочные клапаны настраиваются после установки оборудования и пуска теплоносителя

Расчеты любой гидравлической схемы очень сложны. При монтаже проявляются особенности и отклонения, которые при вычислениях учесть невозможно: засоры, окалина, сужения. На практике гидравлику увязывают на этапе проектирования, а затем производят наладку с помощью балансировочных клапанов. Это устройство – регулируемая шайба. С ее помощью меняют пропускную способность клапана, то есть гидравлическое сопротивление. Таким образом связывают работу всех контуров.

Балансировочные клапаны ставят на все узлы и системы ТП: теплообменник, насосы, контуры водоснабжения, вентиляции, отопления. Дополнительные устройства требуются для согласования работы контуров и компенсации работы насосов.

Эффективность установки

Индивидуальный теплоузел в многоквартирном доме снижает расходы по отоплению и горячему водоснабжению:

• Счетчик тепла сам на его расход не влияет, но правильно учитывает. Отопительные компании часто возвышают стоимость услуг, при этом не поставляя достаточного количества тепловой энергии. При точном учете выясняется, что до установки ТП жители переплачивали.
• Автоматизация сокращает затраты на обслуживание. Более точная регулировка температуры тоже снижает расходы.
• Закрытая система теплоснабжения выгоднее: нет нужды постоянно очищать воду, ремонтировать трубы и радиаторы. Потери тепла в закрытой системе меньше.
• ИТП работает по графику: снижает ночью температуру, прекращает работу насосов, а утром увеличивает.

Теплопункт за 5 лет экономит от 1,5 до 8 миллионов рублей.

Работа автоматизированного индивидуального теплового пункта в многоквартирном доме

ИТП является связующим звеном между ТЭЦ (котельной) и каждой квартирой в МКД. В результате жильцы обеспечиваются теплом и горячей водой. Причем модульная установка функционирует благодаря подключению к тепловым сетям. ИТП дает возможность платить меньше за поставляемые ресурсы, но величина экономии зависит от степени нагрузки и режима работы устройства. Указанные факторы в обязательном порядке учитываются в проектной документации, иначе индивидуальный тепловой пункт в многоквартирном доме может не дать ожидаемого сокращения затрат на оплату услуг ЖКХ.

Безопасность эксплуатации

В работе по обслуживанию теплоузла задействуются исключительно лица, обладающие достаточным уровнем квалификации. Последние должны безукоризненно знать правила эксплуатации ИТП и уметь применять их на практике. Также важно соблюдать технику безопасности при обращении с модульной установкой. В частности:

• необходимо систематически анализировать показатели входного и выходного давления;
• запрещается эксплуатировать насосы при отсутствии воды;
• следует реагировать на посторонние шумы/вибрацию и перегрев мотора при работе с агрегатами;
• не разрешается разбирать регуляторы, если система находится под давлением.

Приведенный список не является исчерпывающим.

Подготовка необходимой документации

Для легального монтажа ИТП необходимо представить сотрудникам Ростехнадзора определенный перечень бумаг. К ним относятся:

• проект;
• ТУ;
• документ, подтверждающий подключение к сетям ресурсоснабжающей организации;
• паспорт теплового пункта;
• акты выполненных работ;
• соглашение на поставку тепла;
• сертификаты, доказывающие качество оборудования и комплектующих;
• приказ о назначении ответственного за обслуживание модульной установки лица;
• должностные инструкции тех специалистов, кто будет обеспечивать эксплуатацию и безопасность работы оборудования.

На заключительном этапе заводятся журналы, в которых фиксируются наряды допуска, дефекты и пр. В отдельном указываются лица, ознакомленные с техникой безопасности при работе с ИТП.