Тепловые и газовые системы

Комплекс технических средств по автоматизации и диспетчерскому управлению тепловых пунктов общественных и жилых зданий

Существующая тепловая нагрузка потребителей разнородна, на одном и том же абонентском вводе к тепловой сети присоединена тепловая нагрузка системы отопления, горячего водоснабжения (ГВС), вентиляции.

Для обеспечения высокого качества теплоснабжения, а так же экономичного режима выработки теплоты на станции (ТЭЦ или котельная) применяется центральное регулирование по совмещенной нагрузке – отопления и ГВС.

Отпуск тепла от станции ведется по повышенному температурному графику 150-70⁰С  со срезкой  температуры в подающей линии тепловой сети Т₁=75⁰С,  для обеспечения работы систем ГВС.

На сегодняшний день, когда оборудование станций изношено, и они не в состоянии выдавать расчетные параметры сетевой воды при низких температурах наружного воздуха, температурный график 150-70⁰С в теплосети является условным (виртуальным).    Повышенный отопительный график принят исключительно для выдерживания расчетных расходов сетевой воды в теплосети потребителями, согласно договоров  на теплоснабжение.

Поэтому - максимальный отпуск тепла станциями осуществляется в осенне-весенний периоды.

Если учесть, что в большинстве регионах страны климат становится значительно теплее, а осенний период растягивается по декабрь (Тн.в.= от -5 до -10⁰С) то видно, что зимний сезон сокращается до 50%.

Системы отопления в это время перетапливаются, мы все ощущаем это на себе – весной и осенью в квартирах жарко.

Большинство тепловых вводов зданий в регионах страны оборудованы элеваторами, не позволяющими в этот период осуществлять  качественную регулировку температуры воды на системы отопления.

На практике установлено, что тепловая нагрузка абонентов тепла не постоянна. Она изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха, режима расхода воды на ГВС и других факторов.

На отопительном графике (рис.1) штрих пунктиром выделена зона непроизводительного расхода тепла от станции, который оплачивается потребителями, из-за отсутствия узлов смешения.

За 12 лет, с момента принятия «Правил учета тепловой энергии и теплоносителя» (Москва 1995 г.) и массовой установки абонентами приборов учета тепла, теплогенерирующие компании подняли стоимость 1Гкал тепла в разы.

На сегодняшний день в выигрыше не те, кто ставит приборы учета тепла, а те абоненты, которые оснащают тепловые пункты системой автоматического регулирования в сочетании с учетом тепла.

Потребители тепла, имеющие приборы учета и автоматизированные узлы управления, сокращая свой расход сетевой воды, тем самым перераспределяют его на остальных потребителей, работающих с перегревом и оплачивающих весь переизбыток тепла от станции.

Температура наружного воздуха, ˚С

Т₁ - температура сетевой воды на выходе с источника тепла

Т₀₁ - температура сетевой воды на выходе из смесительных устройств в системы отопления

Т₀₂ - температура сетевой воды после систем отопления

Рис.1  Непроизводительный расход тепла

С 2006 г. на тепловых узлах  предприятия  ЧГУЭС ОАО «Уралсвязьинформ» опробован и внедрен комплекс технических средств по автоматизации и диспетчерскому управлению тепловыми пунктами зданий АТС.

В состав комплекса входит:

1. Счетчик тепловой энергии с возможностью снятия показаний по теплу с удаленных объектов в «реальном времени».
2. Автоматика тепловых пунктов с контроллером ТАС Xenta 282.
3. Рабочая станция ТАС Vista с программой диспетчеризации, работающая через свою выделенную сеть по г. Челябинску.

Результаты сравнительных показаний потребления количества тепла в месяц на примере одного тепловом пункта АТС-65 по ул. Цвилинга,10 и сравнение его работы при регулировании вручную (с теплосчетчиком)  и регулировании с автоматизированной системой, приведены в таблице.

Сравнительные показания работы не автоматизированной и автоматизированной системы АТС-65 Q_Р = 0,455 Гкал/ч

Сезон 2005 г	Ручной режим	Сезон 2007 г	Автоматический режим
	Гкал/месяц		Гкал/месяц
Январь	138,5	Январь	85,2
Февраль	120,2	Февраль	72,5
Март	92,6	Март	41,3
Апрель	60,5	Апрель	36,7
Октябрь	84,6	Октябрь	43,2
Ноябрь	122,4	Ноябрь	68,8
Декабрь	132,3	Декабрь	78,8

Принципиальная схема установки представлена на рис.2

Основные элементы установки:

1. смесительный насос;
2. клапан ТАС Venta и электропривод ТАС Forta;
3. датчики температуры  ТАС;
4. контроллер ТАС Xenta 282.

Работа комплекса автоматизации происходит следующим образом.

Программа работы системы теплоснабжения здания заложена в контроллере ТАС Xenta 282 , поддерживающей заданный температурный график  на систему отопления Т=95-70⁰С  и температуру на систему ГВС Т=55⁰С.

Вся информация с теплового пункта передается по сети на рабочее место оператора (диспетчера), оборудованное компьютером с программой ТАС Vista.

Диспетчер видит картинку теплового узла с данными:

• расход сетевой воды и температуру из теплосети на тепловом вводе здания;
• температуру на систему отопления здания и в теплосеть;
• температуру на систему ГВС;
• процентное открытие клапанов ТАС Venta на отопление и на теплообменник ГВС.

При возникновении сбоев в работе системы (аварии) вся информация с теплового узла поступает на компьютер.

При необходимости с компьютера диспетчера можно включить (отключить) насос, поменять «уставку» температуры на ГВС или отопление.

В осенне-весенний период, когда температура в теплосети выше, чем требуется  по графику для систем отопления, 2-х ходовой клапан прикрывается и циркуляционный насос размешивает воду в системе отопления до требуемой температуры согласно Тн.в.  Регулирование сетевой воды на ввод из теплосети происходит пропусками, без изменения общего расхода количества воды на систему отопления.

Ещё одна интересная особенность работы автоматизированных систем с контроллером в периоды похолоданий, когда станция не выдерживает температурный график по температуре подачи в теплосеть, тем не менее, системы отопления срабатывают температуру обратной сетевой воды в теплосеть по графику.

В это время, для поддержания температуры на систему отопления по графику, 2-х ходовой клапан открывается, и регулирование на вводе из теплосети происходит количественное, без изменения общего расхода воды на систему отопления.

Преимущества работы автоматизированных систем управления с телемеханизацией:

• автоматическое регулирование температуры подачи на отопление и ГВС в зависимости от   Тн.в. и возможность снижения расхода из теплосети в нерабочее время;
• управление и контроль с одного рабочего места несколькими тепловыми пунктами значительно удаленных объектов;
• получение  аварийной сигнализации при несоответствии требуемых параметров;
• автоматическая работа тепловых пунктов без постоянного обслуживающего персонала.

Анализ работы комплекса автоматизации на объектах ЧГУЭС за 2007 г. в сравнении с 2005 г. приведен в таблице.

Расчет сокращения расхода тепла на отопление объектов ЧГУЭС при внедрении автоматизированной системы

	Расчетная нагрузка системы	Расход тепла за 2005 г	Расход тепла за 2007 г	Сокращение расхода тепла
	Qр, (Гкал/ч)	Гкал	Гкал	Гкал
АТС-65 ул. Цвилинга,10	0,455	761,1	416,5	344,6
АТС-21 ул. Черкасская,5	0,435	743,6	388,8	354,8
МТС ул. Воровского,71	1,192	1987,7	1008,4	979,3
АТС-53 ул. Масленникова,20	0,500	845,8	402,7	443,1
АТС-41 Комсомольский пр.55	0,292	482,3	221,5	260,8
АТС-37 ул. Монакова,45	0,733	1332,4	612,6	719,8
АТС-32 ул. Воровского,46	0,307	526,7	245,3	281,4
Итого		6679,6	3295,8	3383,8

Полученные результаты

1. Сокращение расхода тепла на 45% от годового расхода тепла на отопление.
2. Снижение температуры обратной воды с системы отопления в теплосеть на 3-5⁰С.
3. Расчетный срок окупаемости в ценах 2007г. – 1 год.

На сегодняшний день в г. Челябинске данный комплекс успешно внедрен и работает на жилых домах управляющих компаний:

• ООО «Жилсервис» - ж/дома в 17 м/районе Северо-Запада.
• ООО «Галеон»  - ж/дома в 17 м/районе  Северо-Запада и в центре города.
• ТСЖ «У ОЗЕРА»  ул. Новороссийская,80 – 3 т/узла.
• ТСЖ «Наш дом»   ул. Новороссийская,88 – 4 т/узла.