АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ЗДАНИЙ

Понятия процессов теплоснабжения. Уровни управления в системах централизованного теплоснабжения

Теплоснабжение - это процесс, связанный со снабжением теплом жилых, общественных и промышленных зданий (сооружений), для обеспечения коммунально-бытовых и технологических нужд потребителей (системы отопления и горячего водоснабжения зданий, приточно-вентиляционные установки и тепловые завесы, технологические процессы и др.).

В России широко применяется централизованное теплоснабжение. При этом система централизованного теплоснабжения включает источник тепла, тепловую сеть и теплопотребляющие установки, присоединяемые к сети через тепловые пункты. Источниками тепла являются теплоэлектроцентрали (вырабатывающие электрическую и тепловую энергии), котельные установки различной мощности (вырабатывающие тепловую энергию), энергоустановки для утилизации тепловых отходов промышленности и другие их типы. Под теплоносителем в системах теплоснабжения зданий понимается среда, которая передает тепло от источника тепла в системы отопления, горячего водоснабжения, ПВУ и др. По виду теплоносителя системы теплоснабжения делятся на две группы: водяные и паровые. Самыми распространенными из них являются водяные системы теплоснабжения зданий.

При этом водяные системы теплоснабжения зданий по способу присоединения систем ГВС разделяются на две группы: закрытые и открытые системы теплоснабжения.

При закрытой системе теплоснабжения водопроводная вода нагревается теплоносителем из тепловых сетей, например, в водонагревателях, устанавливаемых в центральных тепловых пунктах или в ИТП. При открытой системе теплоснабжения горячая вода отбирается потребителями непосредственно из тепловой сети, т.е. при этом не используются водонагреватели, однако для «подпитки» таких систем требуется большое количество воды, прошедшей предварительную обработку. Системы теплоснабжения обоих типов получили распространение в РФ.

Существующие схемы присоединений систем отопления или

ПВУ к тепловым сетям подразделяются на два типа: зависимые и независимые.

Регулирование подачи тепла в системах теплоснабжения осуществляется от источника тепла и заканчивается теплопотребляющими установками. При этом выделяется 6 основных уровней автоматического управления системами централизованного теплоснабжения:

• центральное регулирование (в источниках

централизованного теплоснабжения) с учетом объекта управления в виде системы теплоснабжения с магистральными тепловыми сетями (1-й уровень);

• • районное регулирование (на контрольно-распределительных пунктах (КРП)) с учетом объекта управления в виде некоторого района теплоснабжения с распределительными тепловыми сетями микрорайона (2-й уровень);
• • групповое регулирование (на центральных тепловых пунктах ЦТП) с учетом объекта управления в виде системы теплоснабжения для группы зданий с внутриквартальными тепловыми сетями (3-й уровень);
• • местное регулирование (в индивидуальных тепловых пунктах) с учетом объекта управления в виде системы теплоснабжения одного здания или его блок-секции (4-й уровень);
• • позонное или пофасадное регулирование (в индивидуальных тепловых пунктах) с учетом, например, объектов управления в виде отдельных ветвей системы отопления здания, отдельных зон (фасадов) (5-й уровень);
• • индивидуальное регулирование (на отопительных приборах) с учетом объекта управления в виде отдельного отапливаемого помещения (6-й уровень).

Каждый уровень управления в системах теплоснабжения характеризуется своими целями и задачами управления, причем уровень распределенности энергосистем снижается с увеличением уровня от 1-го к 3-му, соответственно от объекта управления в виде системы теплоснабжения с магистральными тепловыми сетями до объекта управления в виде системы теплоснабжения для групп зданий с внутриквартальными тепловыми сетями. При этом на верхних уровнях стоят задачи управления теплоснабжением распределенных энергосистем. На нижних уровнях стоят задачи управления системами отопления, вентиляции, кондиционирования и горячего водоснабжения зданий.

Для водяных систем теплоснабжения характерно центральное качественное регулирование подачи тепла по основному виду тепловой нагрузки - отоплению или по сочетанию двух видов нагрузки - отоплению и горячему водоснабжению. При этом регулировании изменяется температура теплоносителя, подаваемого от источника тепла в тепловую сеть, в соответствии с принятым температурным графиком в виде функциональной зависимости температуры теплоносителя в теплосети от температуры наружного воздуха. Для регулирования в ИТП характерно дополнительное количественное регулирование путем изменения расхода теплоносителя, например, через теплообменник системы отопления здания.

В качестве примера в этом разделе рассмотрим особенности управления системами отопления, ГВС, вентиляции и кондиционирования зданий, характерные с 4-го по 6-й уровни управления применительно к системам централизованного теплоснабжения.

Основные приборы и оборудование, предназначенные для выполнения определенных функций в автоматизированных ИТП, могут классифицироваться следующим образом:

• 1. Фильтры для очистки горячей и холодной воды:
  • • фильтры грубой очистки (грязевики);
  • • фильтры тонкой очистки;
  • • магнито-механические фильтры и др.
• 2. Датчики и измерительные приборы автоматизированных ИТП:
  • • теплосчетчик с комплектом первичных измерительных преобразователей;
  • • датчики давлений, расположенные на подающем и обратном трубопроводах;

• • счетчики горячей и холодной воды;
• • термометры различного типа;
• • манометры, дифференциальные манометры и др.
• 3. Регуляторы прямого действия автоматизированных ИТП:
  • • регулятор перепада давления прямого действия;
  • • регулятор температуры прямого действия;
  • • радиаторный терморегулятор;
  • • терморегулятор для систем нагрева, охлаждения и др.
• 4. Электрическая часть приборов и оборудования автоматизированного ИТП:
  • • электронные регуляторы (контроллеры);
  • • исполнительные механизмы;
  • • частотные преобразователи для управления электродвигателями;
  • • пускатели бесконтактные реверсивные и др.
• 5. Циркуляционная часть приборов и оборудования автоматизированного ИТП:
  • • теплообменники или перемычки с обратными клапанами между подающими и обратными трубопроводами (в зависимости от схемы присоединения систем отопления к тепловым сетям);
  • • циркуляционные насосы в системах отопления;
  • • циркуляционные насосы в системах ГВС и др.
• 6. Регулирующие клапаны и запорно-присоединительная арматура системы теплоснабжения ИТП:
  • • регулирующие клапаны;
  • • запорно-присоединительные элементы приборов отопления;
  • • запорная и спускная трубопроводная арматура;
  • • перепускные клапаны и др.

Возможны и другие варианты классификационных признаков приборов и оборудования автоматизированного ИТП.