Энергоэффективные автоматизированные ИТП зданий разработки БГТУ им. В.Г.Шухова

Применяемое в настоящее время центрально-качественное регулирование отпуска тепла потребителям обладает серьезным недостатком: не учитываются характерные особенности режима теплопотребления конкретных зданий различного назначения, что приводит к значительному перерасходу тепловой энергии особенно в переходные осеннее-весенние периоды («перетопам» зданий).

Применявшиеся до недавнего времени технические решения по присоединению ИТП зданий к наружным тепловым сетям по зависимой схеме с помощью элеваторных узлов обладают рядом недостатков:

- зависимость гидравлического режима работы отопительных систем здания от режима работы наружных сетей, что приводит в случае понижения располагаемого перепада давления на вводе в здание к резкому ухудшению циркуляции в системе отопления;

- из-за низкого КПД элеватора значительно повышаются гидравлические потери в отопительных системах;

- из-за влияния на работу системы отопления установок горячего водоснабжения (особенно при непосредственном водоразборе в открытых системах) возникает перерасход тепловой энергии в переходные весеннее-осенние периоды («перетопы» зданий).

В БГТУ им. В.Г. Шухова разработан современный энергоэффективный автоматизированный ИТП для общественно-административных зданий. Схема этого теплого пункта с открытой системой теплоснабжения представлена на рис. 4.7.

Рис. 4.7. Схема энергоэффективного автоматизированного ИТП

1-циркуляционные насосы UPSD; 2- обратный клапан; 3- магнитный фильтр; 4 – электронный регулятор температуры; 5 – регулирующий клапан температуры для системы отопления; 6 – регулирующий клапан температуры для ПВУ; 7- регулирующий клапан температуры для системы ГВС; 8- трехходовой кран; 9 – перемотка подмеса; 10 регулятор перепада давления; 11 – теплосчетчик; 12 первичный преобразователь расхода; 13 термопреобразователь; 14 – манометр; 15 – термометр; 16 – грязевик

Отличительными особенностями теплового пункта являются:

- вместо элеватора установлена сдвоенная группа циркуляционных насосов 1 типа UPSD фирмы «Grundfos» на подающей линии и обратным клапаном на перемычке подмеса 9;

- тепловой пункт снабжен системой автоматического регулирования, обеспечивающей управление работой систем отопления, приточно-вентиляционной установки и системы горячего водоснабжения посредством электронного регулятора температуры 4 и трех регулирующих клапанов 5, 6, 7;

- для учета потребляемой тепловой энергии предусмотрен комплект теплосчетчика 11 и 2 первичных преобразователя расхода 12.

В зависимости от температуры наружного воздуха в соответствии с данной местностью и отопительным графиком регуляторы обеспечивают поддержание температуры:

- теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе системы отопления, а также ПВУ и горячего водоснабжения;

- насос на подающей линии обеспечивает постоянный подмес воды из обратного трубопровода и циркуляцию воды в системе отопления;

- регулятор перепада давления 10 обеспечивает постоянный перепад давления на вводе, независимо от колебаний давления перед ним, тем самым обеспечивая стабильное регулирование в системе отопления.

Безэлеваторный автоматизированный тепловой пункт позволяет обеспечить экономное и рациональное использование тепловой энергии в соответствии с реальной потребностью потребителей и в результате дает возможность снизить теплопотребление на 20-30%.

Насосное оборудование

На производственно отопительных котельных и ЦТП в основном применяют насосы типа К (консольные) и типа КМ (моноблок на фланце электродвигателя), предназначенные для воды с температурой соответ­ственно до 105 и 50° С и с максимальной высотой всасывания до 6 м (при 20° С) или подпором до 20 м при частоте вращения . В системах теплоснабжения они применяются для пода­чи водопроводной, химочищенной, дренажной воды, конденсата при

соответствующих температурах и в качестве сетевых, подпиточных, разгрузочных, подмешивающих и циркуляционных насосов. Для уменьшения шума в ИТП применяются насосы типа К на .

При выборе насосов, особенно работающих в за­мкнутом кольце, необходимо, чтобы при потребном расходе воды его напор по характеристике был равен падению напора в сети при том же расходе воды. Если напор насоса будет меньше падения напора в сети, то он не подаст необходимого количества воды, а если больше, то увеличится расход теплоносителя в системе. В обоих случаях не будут выдержаны ее гидравлические режимы, график пьезометрических давлений, изменится подача тепла потребителям. При наладке системы излишки напора должны дросселироваться. При подборе насоса необходимо выбирать его с максимальным коэффициентом полезного действия и без ременной передачи.

Технические характеристики насосов типа К и КМ приведены в прил. 7.

Насосы подбираем по необходимой расчетной производительности и расчетному напору , равному сумме всех последовательно включенных сопротивлений системы с запасом примерно 10% на неучтенные потери и на возможное отклонение действительной характеристики от каталожной:

( 4.27)

, (4.28 )

где и - расчетные максимальный расход воды, т/ч, и падение напора в сети, м.вод.ст ; плотность перекачиваемой среды,

Необходимая установленная мощность электродвигателя, кВт, для привода насоса

(4.29)

где - мощность на валу насоса (берется по характеристике насоса); коэффициент запаса мощности (в зависимости от мощности двигателя принимается: при при ); КПД механической передачи и КПД насоса необходимая (расчетная) производительность насоса, кг/ч; Н- напор, создаваемый насосом при производительности по его характеристике, м.вод.ст.

Рабочий напор сетевых насосов замкнутой водяной сети вычисляется по формуле

(4.30)

где — потеря напора в подогреватель­ной установке (бойлерной) станции, пико­вой котельной и станционных коммуника­циях (обычно 20—25 м); — потери напора в подающей и обратной линиях теп­ловой сети (определяются гидравлическим расчетом сети); — требующийся распо­лагаемый напор в конечной точке сети на абонентском вводе (ИТП) или групповой подстанции (ЦТП) с учетом потери напора в авторегуляторах.

Значение зависит от местной теплопотребляющей установки и схемы ее присоединения к тепловой сети. При размещении узлов присоединения на абонентских вводах (ИТП) можно принимать следую­щие значения :

при зависимом присоединении отопи­тельных и вентиляционных установок без применения элеваторов, а также при неза­висимом присоединении с помощью по­верхностных подогревателей 6—10 м;

при присоединении отопительных уста­новок с помощью элеватора 15—20 м;

при последовательном включении водо-водяных подогревателей горячего водоснабжения и элеваторного узла 20—25 м.

Проектная подача рабочих сетевых насосов, устанавливаемых на станции, долж­на соответствовать максимальному расходу воды в сети. Количество устанавливаемых сетевых насосов должно быть не менее двух, из которых один резервный. При чис­ле параллельно работающих сетевых насо­сов больше пяти установку резервного наcoca можно не предусматривать.

Для удовлетворения нагрузки горячего водоснабжения в летний период целесооб­разно в закрытых системах теплоснабжения устанавливать на станции специальный на­сосный агрегат меньшей мощности.

Контрольные вопросы

1. Конструктивные особенности скоростных и пластинча-

тых водо-водяных подогревателей горячего водоснабжения тепловых пунктов. В чем преимущества и недостатки этих водоподогревателей?

2. В чем заключается метод определения расчетных расходов сетевой воды на горячее водоснабжение при параллельной двухступенчатой последовательной и смешанной схемах включения водоподогревателей?

3. Охарактеризуйте последовательность конструктивного расчета водоподогревателей горячего водоснабжения.

4. Как осуществляется расчет типоразмеров скоростных и пластинчатых водоподогревателей горячего водоснабжения?

5. Изобразите принципиальную схему энергоэффективного автоматизированного ИТП разработки БГТУ им. В.Г. Шухова. В чем энергетические преимущества этого ИТП?