Работа ИТП влияет на экономичность всей системы теплоснабжения. ИТП — стратегически важная часть системы теплоснабжения. Переход от четырехтрубной системы к современной двухтрубной сопряжен с определенными трудностями. Во-первых, это влечет за собой необходимость инвестиций, во-вторых, без наличия определенного «ноу-хау» внедрение ИТП может наоборот увеличить текущие расходы управляющей компании. Принцип работы ИТП заключается в том, что тепловой пункт находится непосредственно в здании, которое отапливается и для которого готовится горячая вода. При этом к зданию подключено только три трубы: две для теплоносителя и одна для водоснабжения. Таким образом, упрощается структура трубопроводов системы, и при плановом ремонте трасс сразу имеет место экономия на прокладке труб.
Управление контуром отопления ИТП. Контроллер ИТП управляет тепловой мощностью отопления, изменяя температуру воды на отопления. Уставка температуры отопления определяется по температуре наружного воздуха и кривой отопления (погодозависимое управление). Кривая отопления определяется с учетом инерционности здания.
Инерционность здания. Инерционность зданий в большой степени влияет на результат погодозависимого управления отоплением. Современный контроллер ИТП должен учитывать этот влияющий фактор. Инерционность здания определяется значением постоянной времени здания, которое находится в диапазоне от 10 часов у панельных домов до 35 часов у кирпичных домов. Контроллер ИТП определяет на основании постоянной времени здания «комбинированную» температуру наружного воздуха, которая и используется в качестве корректирующего сигнала в автоматической системе регулирования.
Ограничение температуры обратной воды. Все описанные выше виды управления косвенно влияют на снижение температуры обратной воды.
Эта температура является главным показателем экономичной работы системы теплоснабжения. При различных режимах работы ИТП температура обратной воды может быть снижена при помощи функций ограничения. Однако все функции ограничения влекут за собой отклонения от комфортных условий, и их применение должно иметь техникоэкономическое обоснование.
В независимых схемах подключения контура отопления при экономичной работе теплообменника разность температур обратной воды первичного контура и контура отопления не должна превышать 5 °C. Экономичность обеспечивается функцией динамического ограничения температуры обратной воды (DRT): при превышении заданного значения разности температур обратной воды первичного контура и контура отопления контроллер снижает расход теплоносителя в первичном контуре. При этом снижается и пиковая нагрузка.
Функция статического ограничения температуры обратной воды используется, если отопительные приборы в контуре отопления оборудованы термостатическими регуляторами или если необходимо гарантировать выполнение условий подключения теплового пункта к сети теплоснабжения. В этом случае контроллер снижает расход теплоносителя в первичном контуре при превышении заданного значения температуры обратной воды.
Ограничение расхода или мощности ИТП. Компоненты ИТП и, тем самым, всей системы теплоснабжения рассчитаны и подобраны на основании номинальной нагрузки с определенным запасом. В динамических условиях работы системы теплоснабжения возникают пиковые нагрузки, которые значительно превышают номинальные.
Пиковые нагрузки в лучшем случае снижают экономию и срок эксплуатации компонентов, в худшем — могут вызвать сбой системы. Контроллер ИТП помогает избежать пиковых нагрузок при помощи функции ограничения мощности. Эта функция может работать при наличии узла учета, из которого получает соответствующую информацию. При обнаружении предельной максимальной нагрузки контроллер уменьшает расход тепла в соответствии с установленным ограничением.
Исполнительные компоненты автоматики. Система автоматизации состоит из нескольких компонентов, и ошибочно полагать, что автоматика — это только контроллер. На конечный результат влияет правильный подбор всех компонентов, так как контроллер не может компенсировать недостатки других элементов системы.
Датчики температуры. Качество используемых датчиков по непонятным причинам часто недооценивается. Датчики должны быть не только надежными, но, что важно для систем ГВС, малоинерционными. Рекомендуется использовать датчики с постоянной времени менее 4 с. Так при замене датчика с константой 8 с на датчик с константой 4 с срок службы привода увеличивается на 40 %. При подборе качественного датчика температуры не имеет смысла экономить копейки. В системах ГВС с циркуляцией рекомендуется использовать также датчик температуры холодной воды, который предварительно информирует контроллер об изменении нагрузки и, тем самым, влияет на качество управления.
Контроллер. Контроллер системы ГВС должен работать по ПИД-алгоритму и быть оснащенным функциями адаптации и оптимизации, которые описаны ниже.
Приоритет нагрева ГВС. При наличии ИТП в системе теплоснабжения рекомендуется подбирать трубопроводы, ориентируясь не на полную нагрузку отопления и ГВС, а только на 70 %, поскольку пики нагрузок отопления и ГВС не совпадают. Кроме этого при пиковом потреблении горячей воды контроллер в контуре отопления кратковременно снижает потребление тепловой энергии. Ограниченное снижение мощности отопления не влияет на снижение температуры (комфорта) в помещениях здания. Для этого существует схема ИТП с параллельным подключением контура отопления и ГВС. Контроллер ИТП распознает пиковую нагрузку в системе ГВС без дополнительных датчиков. Пиковая нагрузка определяется только на основании значения температуры подачи ГВС (датчик ВЗ). Если при полном открытии регулирующего клапана ГВС (У5/У6) температура ГВС опускается ниже заданной, например, 48 °C, то контроллер начинает определять степень пиковой нагрузки по значению интеграла от этого отклонения. По значению интеграла формируется воздействие на прикрытие управляющего клапана отопления (У1/У2).
Качество автоматического управления определенным образом влияет на загрязнение пластин теплообменника, которое происходит из-за наличия примесей в воде
Задача решается либо чисто гидравлически, либо при помощи управления контроллером. При гидравлическом решении используются два теплообменника ГВС или специальные двойные теплообменники. Такие системы экономят энергию, а также снижают загрязнение теплообменника ГВС. Стоит отметить, что качество автоматического управления определенным образом влияет на загрязнение пластин теплообменника, которое происходит из-за наличия примесей в нагреваемой воде и значительно снижает стабильность работы всей системы ГВС. Степень загрязнения зависит от концентрации примесей и разности температур между нагреваемой и греющей водой на пластинах теплообменника. Работа автоматики оказывает значительное влияние на разность температур на пластинах теплообменника.
С учетом этого к устройствам автоматики предъявляются следующие требования: быстродействие привода регулирующего клапана (рекомендуется электромагнитный клапан); возможность использования информации от температуры холодной воды и комбинированной структуры автоматической системы регулирования с компенсацией возмущения; возможность снижения температуры (например, путем смешивания) воды, входящей в теплообменник, кроме того, рекомендуется подключение с двумя клапанами ГВС;
Разделу «Индивидуальные тепловые пункты» в статье уделено особое внимание, поскольку правильная работа ИТП в системе теплоснабжения особенно важна.
Источник: http://www.c-o-k.ru/articles/osnovnye-principy-postroeniya-sistem-teplosnabzheniya