Введение
Энергоемкость валового внутреннего продукта России в 2,5 раза выше среднемирового уровня и в 2,5-3,5 раза выше, чем в развитых странах. Приоритетами государственной политики в соответствии с Указом Президента Российской Федерации от 4 июня 2008 г. № 889 является снижение к 2020 году энергоемкости валового внутреннего продукта Российской Федерации не менее чем на 40 процентов по отношению к уровню 2007 года.
В общей структуре потребления топливно-энергетических ресурсов Санкт-Петербурга значительная доля приходится на население (43,4%). Потребление тепловой энергии населением составляет 45% от общего объема потребления, электрической энергии - 18,8%.
Очевидно, что решение задач, направленных на достижение эффективного и рационального использования топливно-энергетических ресурсов в сфере ЖКХ является крайне актуальным.
Целью разработки настоящих методических рекомендаций является доведение до руководителей управляющих организаций и других заинтересованных лиц, участвующих в управлении и обслуживании инженерных систем многоквартирных домов (МКД) основ построения, эксплуатации и обслуживания индивидуальных тепловых пунктов (ИТП) и узлов учета тепловой энергии (УУТЭ). Основными результатами выполнения данных рекомендаций должно быть доведение потребления тепловой энергии МКД на нужды отопления до уровня нормативных требований и нормализацию работы системы приборного учета тепловой энергии.
1.Индивидуальные тепловые пункты.
-
Принципы построения ИТП.
В силу исторических причин в Санкт-Петербурге сформировалась централизованная система генерации и распределения тепловой энергии на нужды отопления и горячего водоснабжения (ГВС).
Тепловые сети города имеют большую протяженность и неоднородную топологию, вследствие чего потребители тепловой энергии удалены от источника тепловой энергии на различные расстояния. Кроме того, тепловые нагрузки потребителей также отличаются друг от друга. Объективные тепловые потери в сетях зависят от протяженности пути доставки теплоносителя от источника до абонента. В результате основные параметры теплоносителя (давление и температура) не могут быть стандартизированы для всех абонентов сети.
Задача подключения различных абонентов к единой тепловой сети и преобразования параметров теплоносителя для конкретных потребностей объектов теплопотребления решается в индивидуальных тепловых пунктах (ИТП).
Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок [4] трактуют понятие «тепловой пункт» как комплекс устройств, расположенный в обособленном помещении, состоящий из элементов тепловых энергоустановок, обеспечивающих присоединение этих установок к тепловой сети, их работоспособность, управление режимами теплопотребления, трансформацию, регулирование параметров теплоносителя.
Функция преобразования параметров теплоносителя (давление и температура) на подавляющем количестве ИТП выполняется элеватором.
Это устройство, изобретенное еще в конце XIX века русским инженером В.М. Чаплиным до настоящего времени широко используется в тепловых пунктах для преобразования параметров теплоносителя. Схема элеваторного узла смешивания представлена ниже.
Водоструйный элеватор предназначен для понижения температуры сетевого теплоносителя поступающего из сетей теплоцентрали за счёт частичного смешивания с водой, поступающей из обратного трубопровода системы отопления дома и организации циркуляции теплоносителя в системе.
Принцип работы узла. Теплоноситель под давление P1 подается в корпус сопла (стакан). После сопла струя теплоносителя поступает в смесительную камеру. Вследствие разницы давлений (P1>P2) струя теплоносителя поступает далее в расширенный корпус элеватора, увлекая за собой часть охлажденного теплоносителя из системы отопления (P2,t2). В результате смешивания получают теплоноситель с параметрами P3,t3, который подается в систему отопления здания. При этом соблюдаются неравенства.
P1>P3>P2 и t1>t3>t2
Достоинства водоструйного элеватора:
простота и низкая стоимость;
надежность;
независимость от электроснабжения.
Недостатки:
настройка режима работы (коэффициента смешения) производится подбором диаметра сопла элеватора и дроссельного устройства (ограничительной шайбы) перед элеватором;
рабочая точка смесительной характеристики элеватора зависит от давления на входе. При его изменении режим работы меняется;
принципиальная невозможность глубокой регулировки параметров теплоносителя по погодным условиям и потребностям абонента.
Элеваторный узел является основным, но не единственным элементом ИТП.
Ниже представлен схематический рисунок простейшего ИТП с элеваторным узлом смешивания без линий горячего водоснабжения (ГВС), вентиляции и т.п.
Условные обозначения:
P1 -манометр прямопоказывающий;
T1, T2, T4,T5 -задвижки шаровые;
T3 -затворная задвижка;
F1 -фильтр грязевой.
Поток теплоносителя из тепловой сети через задвижку 1 и дроссельное устройство (между фланцами Т1 и F1) поступает на элеватор. Скорость потока (и его давление P1) регулируется затворной задвижкой Т3.
Первоначальная настройка режима работы элеватора (диаметр дроссельного устройства и сопла) производится в среднем положении затворной задвижки. Органы ее управления имеют режим фиксации и шкалу положения.
При необходимости, увеличения теплового потока, поступающего на здание, производится путем открытия задвижки T3 пропорционально снижению температуры окружающего воздуха. Этот пример характерен для Санкт-Петербурга, когда усиление юго-западного ветра при сохранении средней минусовой температуры окружающего воздуха, приводит к снижению температуры внутри помещений за счет повышенных инфильтрационных потерь зданием.
При этом необходимо четко понимать, что повышение давления P1 перед элеватором приводит к увеличению циркуляции теплоносителя в системе отопления и, как итог, к повышению температуры теплоносителя в обратном трубопроводе. Этот показатель является значимым для ресурсоснабжающей организации и зафиксирован в договоре о теплоснабжении.
Для Санкт-Петербурга наиболее характерными являются периоды, когда температура наружного воздуха в дневное время выше средней, а повышенное тепловое излучение солнца обеспечивает дополнительный нагрев ограждающих конструкций и оконных проемов здания. Поставщик тепловой энергии объективно не в состоянии снизить температуру теплоносителя на выходе из котельной ниже 70ºС. В результате внутренняя температура в помещениях повышается и становится некомфортной. Сверхнормативное потребление оплачивается собственниками жилых помещения в МКД за счет личных и бюджетных средств.
В этот период здравый смысл подсказывает ограничить поступление теплоносителя в систему отопления путем частичного закрытия затворной задвижки T3. Давление Р1 перед элеватором уменьшится, что приведет к уменьшению подачи и циркуляции теплоносителя через систему отопления и, как следствие, к повышению разности температур между начальной и конечной точками розлива. Другими словами, в зданиях с верхним розливом температура тепловых приборов на верхних этажах будет значительно выше температуры приборов на нижних этажах.
Тем не менее, среднее потребление тепловой энергии на отопление снизится.
Выбор той или иной схемы построения ИТП индивидуален для каждого объекта и осуществляется на этапе проектирования.
|