Особенности и виды узлов учета тепловой энергии

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.

Системы технического учета расходы воды

Аналогично всем, системы технического учета расходы воды бывают двух видов: автоматизированные системы технического учета питьевой, технической и сточной воды (АСТУВ) и автоматизированные системы коммерческого учета питьевой, технической и сточной воды (АСКУВ) .

Система учета воды – это многоуровневая автоматизированная система, которая функционирует в режиме реального времени и осуществляет коммерческий учет потребления воды. Количество уровней и архитектура построения системы определяются на стадии разработки технического задания и зависят от сложности и системы водоснабжения объекта.

Задачи системы учета воды включают в себя:

• Автоматизированный учет расхода воды, температуры и давления в трубопроводах;
• Автоматический сбор информации со всех счетчиков воды и контроллеров;
• Обработка и статистический анализ полученных данных;
• Сбор данных о состоянии средств измерений;
• Дистанционная автоматическая диагностика состояния технологического оборудования;
• Предупредительная сигнализация при нарушении режимов потребления воды, нештатной работе оборудования, несанкционированном вмешательстве в работу оборудования;
• Формирование сигналов защит и блокировок в случае возникновения аварийных ситуаций;
• Формирование отчетных документов.

Система учёта воды позволяет анализировать данные о:

• Количестве питьевой, технической и сточной воды, поданной (полученной) за определенный период и ее параметры;
• Суммарном времени накопления объема и массы воды в каждом трубопроводе;
• Техническом состоянии оборудования;
• Техническом состоянии инженерных сетей;
• Несанкционированном доступе к приборам учета.

Для учёта расхода воды применяются следующие виды счётчиков: тахометрические, электромагнитные, ультразвуковые, вихревые.

Устройство и принцип работы элеватора отопления

В точке входа трубопровода тепловых сетей, обычно в подвале, в глаза бросается узел, который соединяет трубы подачи и «обратки». Это элеватор — смесительный узел для отопления дома. Изготовляется элеватор в виде чугунной или стальной конструкции снабженной тремя фланцами. Это обычный элеватор отопления принцип работы его основан на законах физики. Внутри элеватора находится сопло, приемная камера, смесительная горловина и диффузор. Приемная камера соединяется с «обраткой» с помощью фланца.

Перегретая вода поступает на вход элеватора и проходит в сопло. Вследствие сужения сопла скорость потока увеличивается, а давление уменьшается (закон Бернулли). В область пониженного давления подсасывается вода из «обратки» и смешивается в смесительной камере элеватора. Вода уменьшает температуру до нужного уровня и одновременно уменьшается давление. Элеватор работает одновременно как циркуляционный насос и смеситель. Таков вкратце принцип работы элеватора в системе отопления здания или сооружения.

Схема теплового узла

Регулировку подачи теплоносителя осуществляют узлы элеваторные отопления дома. Элеватор – основной элемент теплового узла, нуждается в обвязке. Регулировочное оборудование чувствительно к загрязнениям, поэтому в обвязку входят грязевые фильтры, которые подключаются к «подаче» и «обратке».

В обвязку элеватора входят:

• грязевые фильтры;
• манометры (на входе и выходе);
• термодатчики (термометры на входе элеватора, на выходе и на «обратке»);
• задвижки (для проведения профилактических или аварийных работ).

Это самый простой вариант схемы для регулировки температуры теплоносителя, но она часто используется как базовое устройство теплового узла. Базовый узел элеваторный отопления любых зданий и сооружений, обеспечивает регулировку температуры и давления теплоносителя в контуре.

Преимущества его применения для отопления больших объектов, домов и высоток:

1. безотказность, благодаря простоте конструкции;
2. низкая цена монтажа и комплектующих деталей;
3. абсолютная энергонезависимость;
4. существенная экономия потребления теплоносителя до 30%.

Но при наличии бесспорных преимуществ использования элеватора для систем отопления следует отметить и недостатки применения этого прибора:

• расчет делается индивидуально для каждой системы;
• нужен обязательный перепад давления в системе отопления объекта;
• если элеватор нерегулируемый, то невозможно изменить параметры контура отопления.

Элеватор с автоматической регулировкой

В настоящее время созданы конструкции элеваторов, в которых при помощи электронной регулировки можно изменять сечение сопла. В таком элеваторе имеется механизм, который перемещает дроссельную иглу. Она меняет просвет сопла и в результате меняется расход теплоносителя. Изменение просвета меняет скорость движения воды. В результате изменяется коэффициент смешивания горячей воды и воды из «обратки», чем достигается изменение температуры теплоносителя в «подаче». Теперь понятно, зачем в системе отопления нужно давление воды.

Элеватор регулирует подачу и давление теплоносителя, а его давление движет поток в контуре отопления.

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 .

В настоящие время доля оплаты за ОТОПЛЕНИЕ, наибольшая строчка в квитанции за коммунальные платежи. В связи с этим у многих собственников появляется заинтересованность в возможности снижения этих расходов.

Одним из способов для этого, оснастить систему отопления дома автоматическим ИТП (погодным регулятором).Система погодного регулирования отопления оправдывает себя только в случае, если в доме уже установлен теплосчетчик (узел учета тепловой энергии).

Энергетикам сложно соблюдать температурный график (температуры на подающем и обратном трубопроводах отопления в зависимости от температуры уличного воздуха). Их цель дать как можно больше тепла для потребителей, для того чтобы было достаточно температуры всем домам расположенным в районе вокруг ЦТП (ближайшим, и удаленным). Так же на ЦТП параметры теплоносителя не меняться в взаимности от времени суток (солнечный день, ночь, день недели и т.д.)

Горячее водоснабжение в системах отопления

ГВС в многоэтажных домах обычно является централизованным, при этом вода нагревается в котельных. Подключают горячее водоснабжение от контуров отопления, причем и от однотрубных, и от двухтрубных. Температура в кране с горячей водой по утрам бывает теплой или холодной, что зависит от количества магистральных труб. Если имеется однотрубное теплоснабжение многоквартирного дома высотой в 5 этажей, то при открытии горячего крана сначала в течение полминуты из него пойдет холодная вода.

Причина кроется в том, что ночью редко кто из жильцов включает кран с горячим водоснабжением, и теплоноситель в трубах остывает. В результате наблюдается перерасход ненужной остывшей воды, поскольку она сливается напрямую в канализацию.

В отличие от однотрубной системы в двухтрубном варианте циркуляция горячей воды происходит непрерывно, поэтому вышеописанной проблемы с ГВС там не возникает. Правда, в некоторых домах через систему горячего водоснабжения закольцовывают стояк с трубами – полотенцесушителями, которые даже в летнюю жару горячие.

В летний период испытаниям подвергается вся система, обеспечивающая центральное отопление в многоквартирном доме. Коммунальные службы проводят текущие и капитальные ремонтные работы на теплотрассе, отключая при этом на ней отдельные участки. Накануне предстоящего отопительного сезона отремонтированная тепловая магистраль повторно подвергается испытаниям (подробнее: «Правила подготовки к отопительному сезону жилого дома «).

Особенности подачи тепла в многоквартирном доме, детали на видео:

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.

Сферы применения

ИТП для подогрева воздуха в системе вентиляции

ТП необходимы для правильного распределения тепла между потребителями. К ним относятся:

• Снабжение горячей водой. Часть тепла, поскольку горячая вода подается по трубам, уходит на отопление ванной и кухни.
• Отопительные системы – поддерживают комфортную температуру в жилых и публичных помещениях.
• Вентиляционная система – перед поступлением в здание воздух подогревается.
• Холодное водоснабжение – относится не к потребителям, а к элементам обеспечения. Холодная вода служит регулятором.

Устанавливают ТП для отопления, водоснабжения, кондиционирования и старых, и новых зданий.

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.

Из каких устройств состоит блок учета энергоресурсов?

Исходя из особенностей теплопотребления конкретного объекта, количество узлов учёта бывает больше или меньше. Все узлы соединяются при помощи кабельных трасс, которые ведут от приборов к вычислителю. Вычислитель, как правило, располагается в приборном шкафу, с его помощью осуществляется расчет количества потребляемой тепловой энергии, при пересчете показаний приборов.

Его также иногда укомплектовывают GPRS-передатчиком, который при помощи сети сотовой связи осуществляет при запросе (или по расписанию) передачу показаний всех подключенных приборов, поставщику воды, а в случае наличия необходимой настройки передатчикам, потребителю. Как правило, эти показания сверяются раз в день. Данный тип передачи данных называется диспетчеризация. Потребитель также может проверить показания в любой момент, просто открыв шкаф и просмотрев данные отображаемые на электронном табло вычислителя.

Узел учета тепловой энергии – представляет собой не один прибор, а комплекс устройств. Установка уутэ необходима для учета и регулирования энергии и настройки количества теплоносителя внутри. Системы служат для того чтобы регистрировать и контролировать параметры. Монтаж данного оборудования делается в подвале многоэтажек на трубах отопления.

Основные части оборудования:

1. Запорная арматура.
2. Датчики мониторинга давления и температуры в системе.
3. Запорная арматура.
4. Преобразователи расхода, температуры и давления.
5. Вычислитель.

Тепловой узел, установка коего изначально проектируется по внедрению в коммунальные системы многоквартирных домов, создается при помощи целого комплекса различных приборов и оборудования. Подобное устройство может служить как одну, так и несколько функций, которыми являются:

1. Измерение количества тепловой энергии, ее давления, массы, объема и температуры жидкости, которая проходит по трубопроводу во время работы.
2. Сбор и архивирование данных на локальном носителе.
3. Вывод информации на приборы учета.

Основываясь на предоставляемых данных, происходит проверка функционирования работы отопительного оборудования в многоквартирных домах, его регулировка и сервис.

Прибором учета выступает такое устройство, как счетчик, в схему которого входит:

1. Первичного преобразователя расхода.
2. Тепловычислителя.
3. Термопреобразователя сопротивлений.

Исходя из того какой тип первичного преобразователя имела место(электромагнитного, тахометрического, ультразвукового или вихревого варианта измерения), теплосчетчик может включать в свое устройство фильтры и датчики давления.

Порядок монтажа УУТЭ

• Первое, с чего начинается процесс установки — это произведение осмотра объекта с последующим созданием проекта. В обязательном порядке его нужно согласовать с организацией по поставке тепла, согласно нормам и правилам СНиП.
  

  В проект входит:

  • Произведение расчетов, касающиеся установки.
  • Подборка качественного и надежного оборудования входящих в состав конструкции.
  • Составление сметы.
  • Порядок и схема установки конструкции.
• К проекту должна быть приложена пояснительная записка, где описывается и обосновывается выбор оборудования, назначение узла, перечень документации, использованной при выполнении проектирования УУТЭ.
• Вторым этапом является подготовка объекта, закупка оборудования и необходимых приспособлений.
• Далее, следует монтирование, всех составляющих узла учета. Сюда входит:
  • Врезка приборов в трубопровод, таких как запорная арматура, модули.
  • Выполнение электромонтажных работ, которые заключаются в подключении расходомера, датчика и их запуска.
  • После завершения монтажных работ выполняется наладка всех элементов, которая заключается в проверке и по необходимости наладки работоспособности конструкции, а также программирования вычислителя.

Использование модулей на перемычке

При работе с приборами на смежных сетях и перемычке потребитель регулярно подает поставщику отчет об использовании энергии. Способ передачи (электронный, на бумаге или посредством автоматического считывания) указывается в договоре. Пользователь требует, а поставщик обязан дать расчет объема потребленного тепла или носителя за отчетное время (через 15 рабочих дней после предоставления отчета).

Если владельцем узла выступает снабженец теплом, то пользователь может требовать распечатки показаний, снятых с прибора и характеризующих использование продукта за последний период. В случае сомнений любая сторона инициирует ревизию с привлечением комиссии, о чем составляется акт проверки. Если показания признаны правильными, то материальные траты несет сомневающаяся сторона. В случае неправильной работы счетчика ответственность перекладывается на владельца прибора.

Потребитель должен регулярно подавать поставщику отчет об использовании энергии

В последнем случае для установления размера оплаты применяется расчетный способ. Для этого используют данные, считаные в архиве модуля, а если такие отсутствуют, то берут последние показания. Собственник учетных приборов обязан обеспечить в эксплуатационный период:

• доступ к измерительным модулям второй стороне соглашения;
• сохранность установленных средств регистрации;
• целостность пломб на приборах и всех датчиках, входящих в комплект.