Внедрение комплексной автоматизации теплового пункта предполагает автоматизацию всех систем с целью создания оптимальных эксплуатационных режимов при одновременном поддержании требуемых температур воздуха в отапливаемых зданиях и получения максимально возможной экономии энергоресурсов.
Преимущества автоматизированного теплового пункта
- Сокращение общей длина трубопроводов тепловой сети
- Капиталовложения в тепловые сети, а также расходы на строительные и теплоизоляционные материалы снижаются на 20—25%.
- Расход электроэнергии на перекачку теплоносителя снижается на 20- 40%.
- Экономия тепловой энергии составляет около 20-30 %.
- За счет автоматизации регулирования отпуска тепла конкретному абоненту (зданию) экономится до 15% тепла на отопление.
- Потери тепла при транспорте горячей воды снижаются в два раза.
- Значительно сокращается аварийность сетей, особенно за счет исключения из теплосети трубопроводов горячего водоснабжения.
- Так как автоматизированные тепловые пункты работают «на замке», значительно сокращается потребность в квалифицированном персонале.
- Автоматически поддерживаются комфортные условия проживания за счет контроля параметров теплоносителей: температуры и давления сетевой воды, воды системы отопления и водопроводной воды; температуры воздуха в отапливаемых помещениях (в контрольных точках) и наружного воздуха.
- Оплата потребленного каждым зданием тепла осуществляется по фактически измеренному расходу за счет использования приборов учета.
- Появляется возможность существенно снизить затраты на внутридомовые системы отопления за счет перехода на трубы меньшего диаметра, применение неметаллических материалов.
Автоматика АГАВА для автоматизации тепловых пунктов [жилых зданий] обеспечивает:
- Автоматическое регулирование подачи теплоты в систему отопления и вентиляции по температурному графику (в зависимости от температуры наружного воздуха) с возможностью суточной коррекции графика (снижения температуры отопления в ночное время) и коррекцией для выходных и праздничных дней. Возможность принудительной смены режимов отопления по сигналу с дискретного входа. Ускоренный прогрев здания после энергосберегающего режима. Регулирование режима теплопотребления с учетом аккумулирующей способности здания и его ориентации по сторонам света. Возможность ручного регулирования.
- Автоматическое поддержание температуры контура горячего водоснабжения в соответствии с заданной уставкой с возможностью суточной коррекции. Возможность ручного управления.
- Управление циркуляционными насосами с защитой от сухого хода. Контроль наличия потока в трубопроводе. Переключение между насосами с заданным периодом для равномерной наработки.
- Управление подпиточным насосом для автоматического поддержания давления в системе отопления. Автоматика производит постоянное измерение давления в системе отопления, и в случае понижения давления ниже заданной уставки производит включение насоса подпитки. Возможность ручного управления подпиткой.
- Автоматическое поддержание температуры обратной воды. Отработка графика температуры обратной воды в зависимости от температуры наружного воздуха или температуры прямой воды (защита от завышения и занижения температуры обратной воды).
- Сигнализацию об аварийных и нештатных ситуациях.
- Хранение в памяти контроллера нескольких вариантов настройки под разные режимы работы.
- Ведение журнала действий персонала, архива технологических параметров.
- Передачу технологических параметров теплопункта в системы диспетчеризации по проводным и беспроводным каналам связи.
- Встроенный электронный регистратор.
- «Черный ящик» — детальный архив событий, предшествующих возникновению аварийной ситуации.
Экономическая эффективность автоматизации теплового пункта. Основные факторы экономии.
- Снижение температуры воздуха в помещениях в часы отсутствия там людей – ночное время и выходные дни (для административных и производственных зданий). Это, примерно, 10 – 30 % экономии.
- Снятие вынужденных избыточных расходов тепла в переходные, межсезонные периоды (как для жилья, так и для административных или производственных объектов отопления). Применение регулирования температуры СО на АТП позволяет сэкономить от 30 до 40 % в эти периоды. С учётом кратковременности данных периодов доля экономии в годовом теплопотреблении составляет порядка 2 – 6 %.
- Снятие влияния на потери тепла инерции ТС – данный фактор наиболее эффективен при подключении ТП к крупным ТС, например, сетям от ТЭЦ (как для объектов ЖКХ, так и для административно – промышленных объектов). Экономию по данному фактору можно оценить только ориентировочно – порядка 3 – 5 % от общего объёма теплопотребления.
- Экономический эффект за счёт применения графика качественного регулирования и поддержания постоянства расхода (постоянства перепада давления) в СО (как для жилых, так и для административных и производственных объектов). Применение данного фактора позволяет экономить около 4 % годового теплопотребления.
- Учёт при управлении температурой отопления тепловых тепловыделений (для жилья). Применение специальных алгоритмов для жилых зданий может позволить сэкономить до 7 % общего теплопотребления для этих зданий. Реализовать данный график возможно только на индивидуальном АТП.
- Возможность нормированного снижения нагрузки на отопление в часы максимальной нагрузки на горячее водоснабжение (для жилья). Это позволяет дополнительно добиться 1 – 3 % экономии.
- Коррекция температурного графика по фактической производительности приборов отопления и с учётом мероприятий по энергосбережению архитектурно – строительного характера (как для жилья, так и для административно – производственных объектов). Эффект экономии от автоматизации в данном случае может составить в пределах 7 – 15 %.
- Суммарная средняя экономия от внедрения АТП : для жилых зданий составляет от 20 до 40 % от общего объёма теплопотребления, а для объектов административного и производственного назначения от 25 до 60 %.
При анализе окупаемости необходимо сравнить данные по ожидаемой экономии со стоимостью оборудования АТП. Стоимость оборудования ТП в значительной степени зависит от технических условий присоединения.
При оценке окупаемости необходимо учитывать тот факт, что стоимость оборудования для автоматизации теплового пункта хотя и увеличивается с увеличением мощности, однако не пропорционально. Следовательно, наиболее актуальными с точки зрения сроков окупаемости являются более мощные ТП. При прочих равных условиях наиболее выгодным, т. е. наименее дорогостоящим является автоматизация объектов, присоединённых по зависимой схеме, работающих по повышенному температурному графику в условиях бездефицитного теплоснабжения. Кроме того, цены на узлы ввода, узлы учёта тепловой энергии, узлы присоединения систем отопления, вентиляции и ГВС не совсем корректно включать в расчёт окупаемости, поскольку они являются неотъемлемой частью любого теплопункта вне зависимости от того автоматизирован он или нет.
Типовые схемы
1. Одноступенчатая схема ГВС и отопление по независимой схеме |
2. Одноступенчатая схема ГВС и отопление по зависимой схеме |
3. Двуступенчатая схема ГВС и |
Существует так же большое количество комбинаций частей представленных выше схем.
На вариантах 1-2 для движения теплоносителя в системе используется циркуляционный насос. Его параметры (напор и расход) подбираются под параметры системы, по ее сопротивлению и потере давления. Данный насос работает в течении всего отопительного периода с постоянным потреблением мощности на одной частоте вращения. Данные схемы являются наиболее надежными и распространенными на практике, но одновременно не экономичными с точки зрения потребления электрической энергии.
Отдельного внимания заслуживают схемы отопления, для которых движение теплоносителя в системе происходит за счет перепада давления теплосети, к которой присоединяется система отопления. Тепловой пункт по схеме 3 работает следующим образом: контроллер, в зависимости от температуры наружного воздуха, формирует уставку температуры частотному преобразователю, которую необходимо поддерживать на подаче в систему отопления. Далее частотный преобразователь при помощи встроенного ПИД-регулятора поддерживает эту температуру, снижая или увеличивая скорость вращения насоса, установленного на линии подмеса. Для данной схемы необходимо наличие обратного клапана на подаче из теплосети для обеспечения возможности работы насоса с частотой вращения близкой к номинальной.
К явным плюсам схемы 3 относительно остальных можно отнести следующие моменты:
- Отсутствие дорогостоящего двухходового или трехходового клапана, вместе с электроприводом.
- Дополнительная экономия электрической энергии при использовании частотного преобразователя, так как частота, с которой работает насос в процессе эксплуатации, меньше или равна номинальной.
- Увеличение ресурса насоса.
- Большая свобода в выборе мощности насоса.
- Меньшая зависимость от перепада давления воды на входе ТП.
- Стабилизация расхода теплоносителя в сети.
- Независимость давления в сети от температуры подающей воды.
Состав комплекта
- Шкаф КИПиА
- Комплект термосопротивлений (Темп. воды на входе/выходе, темп. наружного воздуха, темп. теплоносителя в систему отопления, темп. воды в систему ГВС)
- Комплект датчиков давления (давление воды в системе отопления, давление воды в системе ГВС)
- Возможна дополнительная комплектация датчиками расхода, давления воды на входе, тепловычислителем.