Теплообменные аппараты ТТАИ
Сочетают в себе преимущества кожухотрубных и пластинчатых теплообменников без их недостатков.
РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению
РосТепло.ру - всё о теплоснабжении в России
ЦЭЭВТ

Абонентские тепловые пункты городских систем теплоснабжения

Д.т.н. В.И. Шарапов, профессор, заведующий кафедрой теплогазоснабжения, руководитель НИЛ «Теплоэнергетические системы и установки», Ульяновский государственный технический университет, г. Ульяновск

Способы регулирования тепловой нагрузки в тепловых пунктах

В централизованных системах теплоснабжения применяются центральные тепловые пункты (ЦТП), к которым подключена двухтрубная тепловая сеть от ТЭЦ и в которых производится приготовление сетевой воды и воды для горячего водоснабжения (ГВС) с параметрами, пригодными для непосредственного использования этих теплоносителей потребителями (абонентами). ЦТП, как правило, рассчитаны на обслуживание городского микрорайона или жилого квартала. Местные тепловые пункты (МТП) обслуживают менее крупные объекты: жилой дом или подъезд жилого дома (в отличие от классификации автора такие тепловые пункты в соответствии с СП 124.13330.2012 «Тепловые сети» называют индивидуальными тепловыми пунктами (ИТП). - Прим. ред.). Квартирные индивидуальные тепловые пункты устанавливаются в каждой квартире жилого дома.

Назначение тепловых пунктов соответствует применяемым в них способам регулирования тепловой нагрузки: групповое регулирование (ЦТП), местное (МТП), индивидуальное (квартирные ИТП). При теплоснабжении объектов жилищно-коммунального сектора может применяться либо один из перечисленных способов регулирования, либо комбинация этих способов, например, сочетание центрального регулирования на ТЭЦ, группового регулирования на ЦТП и индивидуального регулирования на ИТП.

Долгое время предпочтительным считалось применение группового регулирования на ЦТП [1, 2]. При существующих в 1960-1980 гг. дефиците и дороговизне средств автоматического регулирования это позволяло централизовать и автоматизировать регулирование абонентских систем.

Широкое внедрение группового регулирования тепловой нагрузки на ЦТП, однако, вскоре выявило его существенные недостатки. Необходимость сооружения четырехтрубных внутриквартальных тепловых сетей от ЦТП до абонентов (подающий и обратный трубопроводы отопления, подающий и рециркуляционный трубопроводы ГВС) приводила к существенному удорожанию систем. В закрытых системах теплоснабжения трудноразрешимой проблемой стал интенсивный коррозионный износ трубопроводов ГВС при неблагоприятном составе водопроводной питьевой воды, используемой в качестве исходной воды для ГВС. При проведении наладочных и исследовательских работ в южных районах России и южных республиках СНГ мне приходилось наблюдать, как использование для ГВС воды из природных водоемов с большим содержанием сульфатов и хлоридов приводило к повреждениям разветвленных внутриквартальных трубопроводов горячего водоснабжения от ЦТП до потребителей из-за локальной внутренней коррозии уже через год после пуска их в эксплуатацию.

В дальнейшем проектные организации стали отказываться от применения группового регулирования на ЦТП. Предпочтение стали отдавать местному регулированию тепловых нагрузок на МТП. Отказ от ЦТП давал возможность снизить стоимость внутриквартальных тепловых сетей, а в закрытых системах теплоснабжения, кроме того, уменьшить протяженность подверженных внутренней коррозии трубопроводов ГВС, работающих на недеаэрированной водопроводной воде. В то же время уровень эксплуатации МТП практически повсеместно был крайне неудовлетворительным, прежде всего, из-за неквалифицированного обслуживания работы регуляторов расхода воды на отопление и регуляторов температуры воды для ГВС.

В последние годы, во многом благодаря совершенствованию, удешевлению и резкому увеличению номенклатуры средств автоматизации, а также распространению хорошо зарекомендовавших себя в европейских странах технологий теплоснабжения, наметилась тенденция к применению индивидуального поквартирного регулирования тепловой нагрузки. Применяются в основном квартирные ИТП зарубежного производства, предназначенные для применения в закрытых системах теплоснабжения, получивших преимущественное распространение в европейских странах.

В настоящее время западные производители квартирных ИТП, у которых внутренний рынок давно переполнен, развернули беспрецедентную торговую экспансию на российском рынке. Организуются многочисленные бесплатные просветительские курсы для наших работников сферы ЖКХ как в европейских странах, так и в российских филиалах этих компаний. В результате многие отечественные специалисты стали хорошо представлять преимущества квартирных ИТП и активно продвигать их применение в городских системах теплоснабжения. Были выпущены рекомендации «Квартирные тепловые пункты в многоквартирных жилых домах» [3].

Достоинства и недостатки квартирных ИТП

Квартирные ИТП действительно имеют много преимуществ перед ЦТП и МТП. К квартире подводятся только три трубопровода: подающий и обратный сетевые трубопроводы и трубопровод водопроводной питьевой воды для холодного и горячего водоснабжения. Малая протяженность квартирных трубопроводов горячей воды позволяет отказаться от трубопроводов и насосов рециркуляции. Малогабаритный квартирный ИТП с весьма эффективной автоматикой осуществляет местное управление температурным режимом в квартире и регулирование температуры воды для ГВС. Естественно, что в таком ИТП обеспечивается и учет потребляемой тепловой энергии.

Оснащение жилых домов квартирными ИТП является весьма дорогостоящим мероприятием. Осуществлять его целесообразно лишь при новом строительстве жилых кварталов. Предпринимаемые иногда попытки внедрения квартирных ИТП в рамках реконструкции инженерного оборудования жилых домов являются экономически не окупаемыми. Представители западных фирм-производителей в частных беседах нередко говорят, что проще построить новый дом с квартирными ИТП, чем реконструировать инженерные коммуникации в старом доме.

К удорожанию домов с квартирными ИТП приводит также необходимость установки промежуточных домовых тепловых пунктов при подключении к сетям централизованного теплоснабжения [3].

Несмотря на все достоинства квартирных ИТП, сами по себе они не гарантируют надежного и высококачественного теплоснабжения. Для организации такого теплоснабжения необходима эффективная работа всех элементов системы: ТЭЦ, тепловых сетей и абонентских систем. В ряде городов с неудовлетворительным качеством водоподготовки на тепловых источниках, например, приходилось наблюдать забивание малогабаритных пластинчатых подогревателей воды для ГВС квартирных ИТП продуктами коррозии.

Отметим также, что в квартирных ИТП западных производителей с подогревателями ГВС, включенными по параллельной схеме, полностью игнорируется преимущество отечественных последовательных и смешанных двухступенчатых схем включения подогревателей, позволяющих использовать теплоту обратной сетевой воды для подогрева воды для ГВС. Это преимущество отечественных схем весьма существенно для повышения энергетической эффективности теплофикационных систем, и мы можем его просто утратить при широком распространении квартирных ИТП зарубежного производства.

Сфера применения квартирных ИТП ограничена параметрами сетевой воды: температура на входе в ИТП не должна превышать 110 ОС [3].

Другим недостатком любых тепловых пунктов, в том числе и квартирных ИТП, в закрытых системах централизованного теплоснабжения является необходимость поддержания повышенной температуры сетевой воды (по сравнению с открытыми системами теплоснабжения) для преодоления термического сопротивления подогревателей ГВС. Традиционно такое повышение оценивается в 10 ОС [1, 2]. Повышение температуры сетевой воды ведет к повышению параметров отборов пара теплофикационных турбин и к соответствующему снижению выработки электроэнергии на тепловом потреблении на ТЭЦ. Так, только для одной турбины Т-100-130, наиболее распространенной на отечественных ТЭЦ, повышение температуры сетевой воды на 10 ОС ведет к годовому перерасходу условного топлива более чем на 2 тыс. т.

Таким образом, при использовании квартирных ИТП зарубежного производства для закрытых систем теплоснабжения мы в значительной мере снижаем эффективность теплофикации - централизованного теплоснабжения на базе комбинированной выработки электрической и тепловой энергии [1].

Квартирные ИТП в открытых системах теплоснабжения

Тем не менее, тенденция к расширению сферы применения квартирных ИТП в определенной мере оправдана. Жаль, однако, что реализовывать ее нередко берутся люди, очарованные западным опытом теплоснабжения, и плохо знакомые с огромным опытом отечественной теплофикации.

Так, похоже, случилось при подготовке закона «О водоснабжении и водоотведении» [4], в результате чего была принята поправка к закону «О теплоснабжении» [5], запрещающая применение открытых систем теплоснабжения в России. В статьях [6, 7] я подробно обосновал несостоятельность этой «поправки». В городах России открытые и закрытые системы теплоснабжения распространены в равной мере. Общеизвестно, что в открытых системах наиболее полно ощутим выигрыш от теплофикации. Переформатирование открытых систем теплоснабжения в закрытые системы бессмысленно и нереалистично, поэтому пресловутой «поправке» едва ли суждена долгая жизнь. Открытые системы теплоснабжения доказали свою эффективность и будут развиваться в дальнейшем.

Почему-то никто из радетелей квартирных ИТП не задумался над совершенно очевидным обстоятельством: использование их в открытых системах теплоснабжения более эффективно, чем в закрытых системах. Производителям продажа квартирных ИТП для открытых систем теплоснабжения, конечно, будет несколько менее выгодна, чем для закрытых систем, поскольку не потребуется установка наиболее дорогой части ИТП - теплообменника горячего водоснабжения.

Один из вариантов квартирного ИТП, который может быть рекомендован для открытой системы теплоснабжения, показан на рисунке. Установка таких ИТП в городах с открытыми системами теплоснабжения имеет следующие преимущества:

■ значительное повышение качества теплоснабжения за счет индивидуального регулирования тепловой нагрузки (регулирования отопительной нагрузки и температуры воды для ГВС);

■ существенное удешевление теплового пункта по сравнению с квартирным ИТП для закрытых систем;

■ сохранение преимуществ теплофикационной выработки электрической и тепловой энергии на ТЭЦ.

Последнее имеет особенное значение для территориальных генерирующих компаний, поскольку позволяет обеспечить ощутимую экономию топлива на ТЭЦ благодаря использованию низкопотенциальных источников теплоты для подготовки значительных количеств воды для ГВС. Именно поэтому, на мой взгляд, территориальные генерирующие компании наряду с муниципальными органами управления могли бы выступить инициаторами широкого внедрения квартирных ИТП в городах с открытыми системами теплоснабжения.

Полагаю, что пора остановить иностранную экспансию на рынке квартирных ИТП. Изготовление достаточно простых и недорогих квартирных ИТП для открытых систем теплоснабжения просто должны освоить отечественные производители инженерного оборудования для жилищно-коммунального хозяйства.

Заключение

Подводя итог, можно с уверенностью утверждать, что в современных условиях весьма перспективно применение в теплофикационных системах индивидуальных тепловых пунктов с эффективным регулированием нагрузок отопления и горячего водоснабжения, позволяющих существенно повысить качество теплоснабжения. Особо следует отметить, что применение квартирных ИТП наиболее эффективно в открытых системах теплоснабжения благодаря невысокой стоимости этих пунктов и сохранению преимуществ теплофикации.

Литература

1. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. - М.: Энергоиздат. 1982. 360 с.

2. Ионин А.А., Хлыбов Б.М., Братенков В.Н., Терлецкая Е.Н. Теплоснабжение. - М.: Стройиздат. 1982. 336 с.

3. Квартирные тепловые пункты в многоквартирных жилых домах. Рекомендации АВОК Р НП «АВОК» 3.2.1-2009. - М.: ООО ИИП «АВОК-ПРЕСС». 2009. 46 с.

4. Федеральный закон от 7 декабря 2011 г. № 417-ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в связи с принятием Федерального закона «О водоснабжении и водоотведении».

5. Федеральный закон Российской Федерации от 27 июля 2010 г. № 190-ФЗ «О теплоснабжении».

6. Шарапов В.И. Преимущества и недостатки открытых и закрытых систем теплоснабжения//Надежность и безопасность энергетики. 2012. № 4. С. 65-68.

7. Шарапов В.И. О законодательных и нормативных актах по централизованному теплоснабжению // Труды Академэнерго. 2013. № 1. С. 52-67.

В.И. Шарапов, Абонентские тепловые пункты городских систем теплоснабжения

Источник: Журнал «Новости теплоснабжения» №11 (183) 2015 г. , www.rosteplo.ru/nt/183

Оставить комментарий

Тематические закладки (теги)

Тематические закладки - служат для сортировки и поиска материалов сайта по темам, которые задают пользователи сайта.

Похожие статьи:

Подбор теплообменника!

Теплообменник ТТАИ для ГВС, отопления, промпроизводств.

+7(495)741-20-28, info@ntsn.ru