ПРОЕКТ ПЕРВОЙ РЕДАКЦИИ

Сәулет, қала құрылысы және құрылыс саласындағы мемлекеттiк нормативтер

РЕСПУБЛИКАЛЫҚ НОРМАТИВТІК ҚҰЖАТ

Государственные нормативы в области архитектуры, градостроительства и строительства

РЕСПУБЛИКАНСКИЙ НОРМАТИВНЫЙ ДОКУМЕНТ

ҚОЗҒАЛТҚЫШ ЖИІЛІГІН РЕТТЕГІШПЕН ЖАБДЫҚТАЛҒАН СОРАПТАРЫ БАР ЖЫЛУМЕН ҚАМТУ ЖҮЙЕСІНІҢ РЕЖИМІН БАСҚАРУҒА ҚАТЫСТЫ ӘДІСТЕМЕЛІК ҰСЫНЫСТАР

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО УПРАВЛЕНИЮ РЕЖИМАМИ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ С НАСОСАМИ С ЧАСТОТНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ

Ресми басылым

Издание официальное

Қазақстан Республикасы Құрылыс жəне тұрғын үй-коммуналдық шаруашылық істері агенттiгi

Агентство Республики Казахстан по делам строительства и жилищно-коммунального хозяйства

Астана 2011

Предисловие

Настоящие Методические указания не могут быть полностью или частично воспроизведены, тиражированы и распространены в качестве официального издания без разрешения ГУ «Агенство Республики Казахстан по делам строительства и жилищно-коммунального хозяйства».

Содержание

Агентство по делам строительства и жилищно -

коммунального хозяйства Республики Казахстан

ВВЕДЕНИЕ

Необходимость улучшения автоматизации или модернизации теплоэнергетических объектов, котельных, ТЭЦ в системе теплоснабжения определяется снижением основных эксплуатационно - технологических показателй, что связана с изношенностью оборудования, ухудшением работоспособности основных элементов системы, , в т. ч. насосных агрегатов, которые влекут за собой сверхнормативные потери и неоправданные затраты.

Одним из наиболее актуальных вопросов является рациональное использование питательных, сетевых и циркуляционных насосных агрегатов. Повышение эффективности их позволяет реально снижать себестоимость вырабатываемого тепла. Как показывает мировая практика, это особенно заметно при применении технологии частотного регулирования насосами. Востребованность широкого распространения указанного метода регулирования работой насосов в масштабе республики требует разработки методических указании по управлению режимами системы теплоснабжения применением насосов с частотным регулированием.

Методика разработки. При разработке нормативного документа был использован опыт работы отечественых и зарубежных обьектов теплоснабжения, изучены материалы по управлению режимами системы теплоснабжения, результаты исследования и эксплуатации насосов с частотным регулированием в системах водоснабжения и теплоснабжения.

Новизна планируемой разработки – достижение стабилизации давления холодной и горячей воды на выходе обьекта теплоснабжения путем применение в качестве сигнала обратной связи датчика расхода воды в зависимости от изменения соответствующих технологических параметров.

Область применения норматива – системы теплоснабжения и водоснабжения

Практическая значимость – снижение энергопотребление насосных агрегатов за счет применения преобразователей частоты, улучшение гидравлического режима работы агрегатов, снижение расхода воды за счёт сокращения утечек при превышении давления в магистрали.

Нормативные ссылки

1.МСН 4.. Тепловые сети. Взамен СНиП 2.04.07-86. -34с.

2.Пособие к МСН 4.. Тепловые сети. Комитет по деламстр-во и ЖКХ МИТ РК от 15.12.08,№ 000 (с1.06.2009г).-74с.

3. СП РК 4..Проектирование автономных источников теплоснабжения. Взамен МСН 4.. -32с.

4.Сп РК 4..Проектирование тепловых пунктов. Впервые. -80с.

5. СНиП РК 4..Котельные установки. Взамен СНиП РК . - 96с.

6.СН РК 4..Инструкция по проектированию и строительству городских тепловых сетей в зонах с высоким уровнем грунтовых вод. -20с.

7.СНиП РК 4..Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. -122с.

8.СНиП РК 4..Внутренний водопровод и канализация зданий. -49с.

Международные стандарты, касающиеся систем частотного регулирования:
1.IEC 61131-2. Программируемые логические контроллеры. Требования к оборудованию и тестирование. Стандарт для продукции на ЭМС;
2. 61000-ЭМС - помехоустойчивость в промышленных средах, групповой стандарт;
3. 61000-ЭМС - излучаемые помехи в промышленных средах, групповой стандарт.

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Система теплоснабжения - совокупность гидравлически связанных трубопроводов, установок и устройств для производства, передачи, распределения и использования тепловой энергии.

Закрытая система теплоснабжения - водяная система теплоснабжения, в которой не предусмотрено использование сетевой воды для обеспечения горячего водоснабжения потребителей путем ее отбора из тепловой сети.

Открытая система теплоснабжения - водяная система теплоснабжения, в которой сетевая вода непосредственно используется для горячего водоснабжения потребителей путем ее отбора из тепловой сети.

Источник тепловой энергии - теплогенерирующая установка (тепловая электрическая станция или котельная), предназначенная для производства и отпуска тепловой энергии.

Центральный тепловой пункт (ЦТП) - установка, служащая для подготовки и распределения сетевой воды и тепловой энергии по системам теплопотребления нескольких зданий или сооружений, в каждом из которых расположен индивидуальный тепловой пункт.

Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) - установка, служащая для подготовки и распределения сетевой воды и тепловой энергии по одной или нескольким системам теплопотребления, расположенным в одном здании или сооружении или в его части.

Подающая или обратная линия системы теплоснабжения - функциональное объединение подающих или обратных трубопроводов на всех выводах источников тепловой энергии в системе теплоснабжения в один условный трубопровод.

Тепловая сеть - совокупность трубопроводов и установок, предназначенных для передачи тепловой энергии от источников ее потребителям.

Потребитель тепловой энергии (потребитель) - комплекс систем теплопотребления, присоединенных к одному центральному или индивидуальному тепловому пункту.

Подающая или обратная линия тепловой сети - функциональное объединение подающих или обратных трубопроводов тепловой сети в один условный трубопровод.

Подпиточная вода - вода, подаваемая в водяную тепловую сеть для восполнения потерь сетевой воды и ее разбора на горячее водоснабжение.

Автоматизированная система отопления или вентиляции - система, на тепловом пункте или на входящих в ее состав теплопотребляющих приборах которой осуществляется регулирование расхода тепловой энергии прямым или косвенным (по температуре или расходу теплоносителя) методами в зависимости от метеорологических условий

Автоматизированная система горячего водоснабжения - система, на тепловом пункте которой осуществляется поддержание постоянства температуры нагретой водопроводной воды (в закрытой системе теплоснабжения) или сетевой воды (в открытой системе теплоснабжения) за подогревателями горячего водоснабжения или за узлом смешения.

Гидравлическая энергетическая характеристика тепловой сети - зависимость от температуры наружного воздуха нормативного значения удельного расхода электроэнергии на транспорт тепловой энергии по тепловой сети энергоснабжающей организации, стабильная при неизменном состоянии системы теплоснабжения в условиях соблюдения нормативной температуры сетевой воды в подающих трубопроводах и нормативной разности давлений в подающих и обратных трубопроводах на выводах источников тепловой энергии.

Нормативный режим системы теплоснабжения - зависимость от температуры наружного воздуха нормативных расходов и температур сетевой воды в подающей и обратной линиях системы теплоснабжения и нормативного отпуска тепловой энергии от источников тепловой энергии.

Качественный режим регулирования отпуска тепловой энергии - режим подачи тепловой энергии, при котором постоянный расход сетевой воды на системы отопления и определенные соответствующим образом температуры ее в подающей линии тепловой сети обеспечивают поддержание постоянной температуры воздуха в отапливаемых зданиях.

Система управления - комплекс действий, направленных на поддержание эксплуатационных характеристик узлов отопительной системы и горячего водоснабжения в соответствии с целью управления — создания максимально комфортных условий в отапливаемых помещениях здания.

Диспетчерское управление теплоснабжением — централизованное управление режимами системы теплоснабжения, осуществляемое специализированной службой эксплуатации теплоснабжающего предприятия. Основная задача — оптимальное согласование режимов всех сооружений и оборудования системы с целью бесперебойного снабжения потребителей теплотой и горячей водой.

1. Общие положения

1.1 Рациональное использование системы теплоснабжения и сетей требует качественного управления оборудованием, осуществляющим подачу тепла, контроля за его состоянием, поддержания температуры на заданном уровне, учета потребляемой тепловой энергии, а также оповещения о нештатных и аварийных ситуациях.

1.2 Подача тепла к потребителям производится из специализированных центральных (ЦТП) или индивидуальных теплопунктов (ИТП). Через теплопункт преимущественно проходят два контура – отопления и горячего водоснабжения (ГВС). Контур отопления замкнут, вся циркулирующая в нем вода возвращается обратно, из контура ГВС производится забор горячей воды потребителями, а неиспользованная вода возвращается в теплопункт, где смешивается с холодной водой из водопровода.

1.3 Нагрев воды в обоих контурах осуществляется в подогревателях или теплообменниках теплоносителем, подаваемым по третьему контуру – из теплосети. Из этого контура при падении давления в контуре отопления происходит подпитка водой.

1.4 Для обеспечение движения воды по контурам ГВС и отопления служат соответствующие насосы. Насосами же осуществляется и подача холодной воды и подпитка контура отопления. Теплопункт служит для обеспечения пересечения этих контуров, для размещения всего этого оборудования – насосов, теплообменников, датчиков температуры и давления в контурах на прямой и обратной линиях, а также исполнительных устройств, позволяющих указанные параметры поддерживать на заданном уровне.

1.5 При решении задачи автоматизации теплопункта управление сводится к определенному алгоритму: переключение работы оборудования по расписанию, поддержание температуры и давления воды, аварийная сигнализация.

1.6 Автоматизированные системы теплоснабжения на основе частотного регулирования позволяют:

- существенно снизить расход теплоносителя;

- получить экономию воды;

- существенно снизить энергопотребление ЦТП за счет применения преобразователей

частоты в контуре ГВС и ХВС;

- в 1.5-2 раза увеличить межремонтный цикл насосного и электрооборудования,

трубопроводной арматуры;

- значительно снизить риск порыва водопроводов за счет исключения гидравлических

ударов;

- облегчить работу оператора ЦТП

1.7 Основной задачей диспетчерского управления теплоснабжением является оптимальное согласование режимов всех сооружений и оборудования системы с целью бесперебойного снабжения потребителей теплотой и горячей водой. Диспетчерская служба подчинена руководству предприятия, а по вопросам теплоснабжения в энергетических системах — диспетчерской части последних. Состоит из группы режимов и дежурных смен диспетчерских пунктов

2. Режим работы системы теплоснабжения

2.1 Режимные параметры системы теплоснабжения характеризуются зависимостью от температуры наружного воздуха нормативных значений удельного расхода и разности температур сетевой воды в подающей и обратной линиях системы теплоснабжения.

2.2 Рациональным режимом работы следует считать режим нормальной работы теплопотребляющих систем. Для нормальной работы потребителей теплоты необходимо соблюдать соответствие параметров гидравлического режима тепловой сети на вводе требуемым (расчетным) параметрам гидравлического режима местных систем:

·  в динамическом режиме - Но > hм. з, Ро < Рд для залива местных систем без разрушения приборов; ΔН > Δ hp для возможности подачи расчетного расхода сетевой воды в местную систему;

·  в статическом режиме - Нст > hм. з, Рст < Рд для залива местных систем без разрушения нагревательных приборов (обозначение параметров см. в примеч. к табл. 1).

2.3 Если указанные условия для ИТП не соблюдены, то в зависимости от характера отклонения гидравлического режима тепловой сети в схему ИТП и схему его автоматизации вводятся дополнительные элементы.

2.4 Гидравлический режим работы ИТП реализуется заданием определенных значений параметров регулирования, которые следует рассчитывать по формулам, представленным в табл. 1 (гр. 4).

2.5 Для закрытых систем теплоснабжения мощностью более 35 МВт, в которых имеются условия для принятия в качестве расчетного повышенного температурного графика центрального регулирования по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения (рис. 1, кривая 2), выбираются следующие схемы:

- при 0,2 ≤ ρм ≤ 1 и отсутствии бака-аккумулятора системы ГВС - смешанную с ограничением максимального расхода сетевой воды на ИТП при присоединении системы отопления через насос или водонагреватель и смешанную (без ограничения расхода) в случае присоединение системы отопления через элеватор;

- при 0,2 ≤ ρм ≤ 1 и наличии бака-аккумулятора - смешанную (без ограничения расхода);

- при ρм < 0,2 и ρм > 1, а также в случае прерывного водопотребления - параллельную. Повышенный график рассчитывается с учетом значения отношения среднечасовой нагрузки ГВС к расчетной нагрузке отопления ρср = ρт, являющегося типовым для данной системы теплоснабжения.

Таблица 1

Средства и параметры регулирования режимов работы ИТП при отклонениях режимов тепловой сети от требуемых для нормальной работы потребителей

Примечание : h м. з - напор, необходимый для залива местных систем отопления, м; Нп, Но (Ро) - напоры (давление) в подающей и обратной линиях тепловой сети (в динамическом режиме, м (МПа); Нст (Рст) - напор (давление) в системе теплоснабжения при останове сетевых насосов на теплоисточнике (в статическом режиме), м (МПа); Рд - давление воды, допустимое для нагревательных приборов систем отопления, вентиляции, МПа; Δ Н - располагаемый напор на входе ИТП, м; Δ hp - располагаемый напор, необходимый для преодоления гидравлического сопротивления местных систем, м; Ррег - давление, задаваемое регуляторам давления (подпора), МПа; Рст. м - давление в местной системе в статическом режиме при независимом присоединении, МПа.

2.5 При существующих тепловых сетях и дооборудовании ИТП средствами автоматического регулирования отпуска теплоты следует учитывать существующие диаметры трубопроводов тепловых сетей и параметры сетевых насосов в котельной, увеличение которых связано со значительными капитальными затратами. Поэтому схема присоединения водонагревателя ГВС должна быть принята такой, чтобы расчетный расход сетевой воды на ИТП не превышал расчетного расхода воды, который был до дооборудования.

2.6 Расчетные расходы сетевой воды и параметры режимов работы автоматизированных теплопунктов необходимо определять с целью проведения расчетов гидравлических режимов тепловых сетей и тепловой схемы теплоисточника, выявления эффективности работы ИТП. Для ИТП со смешанной (без ограничения расхода), последовательной и параллельной схем присоединения водонагревателя ГВС расчетные расходы и параметры режимов определяются по известным методикам [ 1, 5].

Рис. 1. Температурные графики центрального регулирования отпуска теплоты при автоматизации ИТП:

1 – ступенчатый, при постоянной температуре; 2 - качественного регулирования по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения района теплоснабжения; 3 - качественного регулирования по нагрузке отопления, ограниченный наименьшей температурой, необходимой для подогрева воды, поступающей в системы ГВС.

2.7 С целью устранения возможности опорожнения отопительных систем зданий (при снижении расхода воды в тепловой сети, вызванном работой автоматизированных ИТП в котельной) следует применять приведенные ниже режимы работы устройства подпитки тепловой сети:

1) при коэффициенте гидравлической устойчивости тепловой сети K больше предельного его значения Kпред:

значение давления в обратном трубопроводе в котельной, поддерживаемого одноимпульсным регулятором подпитки (рис. 2, поз. 1, 2), увеличить путем изменения параметра настройки этого регулятора на величину , где  - потери напора в тепловой сети, м. При этом, регулятор подпитки работает с фиксированным значением настройки;

2) при коэффициенте гидравлической устойчивости тепловой сети K меньше предельного его значения Kпред:

2.8 Коэффициент гидравлической устойчивости тепловой сети K определяется по известной формуле, а значение Kпред находится по табл. 2 в зависимости от располагаемого напора на абоненте Δ ha и статического напора Нст.

Рис.2. Автоматизация подпитки тепловой сети в котельной (варианты):

1, 2 - регулятор давления подпитки (одноимпульсный) с одним датчиком давления Нп (вариант с фиксированным режимом настройки); 1, 2, 3 - то же, двухимпульсный с двумя датчиками - давления Нп и расхода Gc (вариант с переменным режимом настройки); ПН - подпиточный насос; СН - сетевой насос.

Таблица 2

Значения Kпред для выбора режима работы устройства подпитки сети (допустимое давление для отопительных приборов Рд = 0,06 МПа, удельный вес воды γ = 1000 кг/м3)

2.9 Рациональный температурный график регулирования отпуска теплоты из котельной (по минимуму эксплуатационных затрат) следует принимать в зависимости от фактической степени загрузки системы теплоснабжения, типового отношения нагрузок ГВС и отопления ρт, степени охвата ИТП автоматизацией систем теплопотребления, преимущественной схемы присоединения систем отопления и структуры распределительных тепловых сетей.

2.10 При двухтрубных тепловых сетях с ИТП (без ЦТП) графики температур принимают к реализации согласно табл. 3.

Таблица 3

Рациональные температурные графики отпуска теплоты из котельной при двухтрубных сетях с ИТП (без ЦТП)

3. Особенности управление режимами системы теплоснабжения и автоматизации технологического процесса

3.1 Основной функцией системы управления является:

- получение информации о температурных параметрах системы отопления и горячего

водоснабжения;

- оценка полученной информации;

- выбор управляющих действий для достижения требуемых температурных режимов

отапливаемых помещений;

- практическая реализация последовательных действий.

3.2 В зависимости от объема обслуживания предусматривается одноступенчатое управление — с одним диспетчерским пунктом или двухступенчатое — с централизованным диспетчерским пунктом предприятия и несколькими районными диспетчерскими пунктами, обслуживающими районы тепловых сетей.

Диспетчерский пункт осуществляет: контроль за гидравлическим температурным и водным режимами, за состоянием оборудования теплоисточников, сетевых сооружений и потребителей; рациональное использование теплоносителя и соблюдение экономичных режимов работы всех звеньев системы теплоснабжения; руководство оперативным персоналом районов и служб тепловой сети; руководство операциями по обнаружению, локализации и ликвидации аварий в тепловых сетях.

Система управления контуром отопления горячего водоснабжения функционирует в 4 режимах: автоматического регулирования, непрерывной работы, ожидания и горячего водоснабжения.

3.4 Современные системы управления являются микропроцессорными панелями, которые в автоматическом режиме предусматривают погодную компенсацию, предназначенную для автоматической регулировки температуры теплоносителя в подающей линии отопительного агрегата. Данная функция способствует оптимальному потреблению топливных ресурсов, служит основанием увеличения эффективности и экономичности отопительного агрегата и системы отопления в целом.

3.5 Возможность регулирования приоритетов между контурами отопительной системы и горячего водоснабжения способствует оптимизации мощности котла. Наличие данной программы во многих случаях демонстрирует возможность эксплуатации отопительного оборудования с меньшей мощностью.

В режиме ожидания система отопления гарантирует выполнение базовых функций защиты отопительного агрегата и системы отопления от замерзания. Последняя функция активна в любом режиме работы и требует приоритетного исполнения. В зависимости от наружной температуры происходит включение насосов системы отопления для прокачки теплоносителя. При снижении температуры наружного воздуха ниже -10°С насос работает постоянно.

3.6 Назначение автоматической системы управления элементами контуров отопления и горячего водоснабжения состоит в проведении последовательных операций, направленных на поддержание их стабильного функционирования без непосредственного участия человека:

- для автоматического регулирования температуры горячей воды в системе отопления в зависимости от температуры воздуха на улице;
- поддержания заданного давления воды в трубопроводе.

3.7 В автоматическом режиме управление описываемой системой целесообразно осуществить программируемым контроллером SIMATIC S7-200 фирмы SIEMENS. Он осуществляет поддержания заданной температуры теплоносителя, управляя клапаном расхода пара с МЭО и поддержание заданного давления в сети, управляя насосами подпитки. Использование программируемого контроллера позволяет значительно упростить и удешевить электрическую схему, тем самым повысить её надёжность. Кроме того, это позволяет обмениваться информацией по шине PROFIBUS с единым диспетчерским пультом пара-силовго цеха. Визуализация технологических параметров системы осуществляется на месте с помощью панели оператора, переключателей и индикаторных ламп.

3.8 Система автоматического управления должна обеспечивать:

- непрерывное измерение и отображение параметров системы теплоснабжения,
- автоматическое регулирование температуры воды в прямом трубопроводе.
- автоматический расчет задания температуры в прямом трубопроводе на основе данных о

температуре наружного воздуха и скорости ветра.
- поддержание заданного давления в сети.

- выдачу сигнала “АВАРИЯ” при выходе параметров системы за предельные значения,

при возникновении неисправностей в измерительных преобразователях.
- передачу на диспетчерский пульт пара-силового цеха информации о работе системы теплоснабжения.

3.9 Автоматический узел управления (АУУ) должен осуществить:

- погодную коррекцию температуры теплоносителя, подаваемого в систему отопления;

- контроль по заданному погодозависимому графику температуры теплоносителя,

подаваемого на автоматизированный узел управления жилого дома и возвращаемого в

тепловую сеть;

- управление насосами смешения;

- работу системы отопления с терморегуляторами

3.10 Конструкция АУУ, в зависимости от условий присоединения систем теплоснабжения к зданию должна предусматривать возможность размещения насосов смешения. Должен быть оснащен собственным щитом управления, выполненным по классу защищенности IP 56 и включающим в себя электрическую часть и контроллер управления оборудованием автоматики. Предусматрываются следующие режимы управления:

- автоматический по заданной программе с базового блока;

- дистанционный с базового блока;

- местный с помощью кнопок, установленных на силовом щите и у исполнительного механизма регулирующего клапана.

3.11 В качестве средства автоматизации может быть использован двухканальный многофункциональный цифровой контролер пропорционального погодного регулирования с возможностью управления клапанами, регуляторами, насосами и коммутации с датчиками температуры и давления.

4 Выбор требуемых насосов и управление насосными агрегатами

В системе теплоснабжения в основном применяются питательные, сетевые и циркуляционные насосы.

4.1 Питательные насосы ПЭ предназначены для питания водой стационарных паровых котлов теплопунктов, работающих на органическом топливе. При установке производительность каждого насоса должна быть равна 110% паропроизводительности всей котельной. При паропроизводительности котлов менее 0,5 т/ч можно устанавливать центробежный насос и ручной (в качестве резервного). Общая вместимость конденсационно-питательных баков должна быть рассчитана на 1—2-часовой запас воды для работы котельной. Скорость движения воды в основной питательной линии составляет 1— 1,5 м/с, а в ответвлениях — 0,5—1 м/с.

В качестве подпиточных насосов, предназначенные для подачи воды с целью восполнения утечек в системах теплоснабжения, рекомендуется принимать консольные насосы(типа К). На каждом узле устанавливается не менее двух насосов.

4.2 Сетевые насосы СЭ используются для работы в составе тепловых сетей, а также иных коммуникаций, где необходима перекачка относительно чистой воды высокой температуры (до 180С). Такое оборудование является достаточно надежным, что во многом становится возможным благодаря сравнительно простой конструкции сетевых насосов СЭ. Высокая производительность сетевых насосов СЭ также является отличительным качеством устройств данной группы. Для воды с температурой до +180°С, содержащая твердые частицы размером не более 0, 2 мм при концентрации не более 5 мг/л, рекомендуется насосы спирального типа с колесами двухстороннего входа одноступенчатые (СЭ 500-70, СЭ 800-55, СЭ 1250-70, СЭ 2500-60, СЭ , СЭ 5000-70, СЭ ) и двухступенчатые (СЭ 800-100, СЭ).

4.3 Функцию поддержания постоянной циркуляции теплоносителя в системе отопления и горячего водоснабжения выполняют циркуляционные насосы. Главная задача их состоит в создании необходимого давления теплоносителя для преодоления сопротивления трубопровода, принуждая циркулировать его в замкнутом контуре, что обеспечивает увеличение теплоотдачи в отопительной системе. При использовании кольцевой системы рекомендуется устанавливать на каждый контур системы отопления отдельный насос. Это позволяет регулировать температуру в каждом контуре независимо от других контуров отопительной системы.

4.4 Для правильного выбора насоса системы отопления требуется установить потребность здания в тепле (Q, Вт), рассчитанная для наиболее холодного времени года. Потребность в тепле зависит по площади (обьема) обогреваемого помещения.

Согласно существующим стандартам на отопление 1 кв. м в доме с 1–2 квартирами необходимо 100 Вт, а для многоквартирных домов 70 Вт. Если состояние здания не отвечает нормативам, то принимается более высокое удельное потребление тепла. Для жилых домов с улучшенной теплоизоляцией и производственных помещений рекомендуется 30–50 Вт/кв. м.

4.5 Расчет требуемой производительности насоса (подачи) рекомендуется производить по формуле:

G = Q / 1,16 х δT, кг/ч, ( 1)

где: δT – разница температур в подающем и обратном трубопроводе схемы отопления (в стандартных двухтрубных системах она составляет 20 град C; в низкотемпературных 10 град C; для теплых полов 5º C);

1,16 – удельная теплоемкость воды (Вт*ч/кг*град C). Если используется другой теплоноситель, то в формулу вносится соответствующие коррективы.

Согласно СНиП 2.04.05-91, для расчета возможно использование также следующей формулы (при новом строительстве):

G = 3,6 х Q / (c х δT),кг/ч, (2)

где: c – удельная теплоемкость воды, равная 4,2 кДж/ кг*град C.

Для пересчета полученной величины в куб. м/ч необходимо разделить ее на плотность воды при расчетной температуре. При 80ºC указанная плотность составляет 971,8 кг/м3.

4.6 Требуемый напор, необходимый для преодоления сопротивления трубопроводной сети и подьема воды на нужную высоту (H, м):

H = ( R х L + Z ) / ρ х g, м, , (3 )

где: R – сопротивление в прямой трубе, Па/м; Для правильного выбора

нужно определить потери в наиболее протяженной линии схемы (до

самого дальнего радиатора).

L – длина трубопровода, м;

Z – сопротивление всех элементов нитки (труб, фитингов, арматуры и

приборов) и т. д., Па;

ρ – плотность перекачиваемой среды, кг/куб. м;

g – ускорение свободного падения, м/кв..

Общие потери давления в системе отопления принимаются в зависимости от конфигурации системы отопления, ее размеров, а также от характеристики труб, с помощью которых осуществлялся монтаж системы отопления, а расход теплоносителя - от тепловой мощности системы.

Преимущественно, сопротивление прямых участков трубы (R) составляет порядка 100–150 Па/м. Это соответствует необходимому напору насоса в 0,01–0,015 м на 1 м трубопровода. В расчетах следует учитывать длину подающей и обратной линии.

Потери в фитингах и арматурах составляют порядка 30% от потерь в прямой трубе. На трехходовой смеситель в узле управления всей системой отопления или устройство, предотвращающее естественную циркуляцию, приходится 20%. Если установка не оснащена терморегулирующим вентилем и смесителем, то ZF = 1,3, а для контура с терморегулирующим вентилем Z = 2,2. Когда система включает оба прибора, тогда ZF = 2,6.

Вследствие небольшой скорости циркуляции теплоносителя, величина гидравлического сопротивления для частного дома не приводит к потерям более 1-2 метров (0,1 - 0,2 атм).

4.7 При обычном перекачивании (например, из емкости в емкость) насос преодолевает не только потери на трение в трубопроводах, но и затрачивает энергию на «продавливание» различных местных сопротивлений (столба жидкости, различного рода фильтрующих загрузок, создание противодавления). При этом потери напора в этих системах, прежде всего, обусловлены созданием необходимого противодавления (Нг), а остальные составляющие потерь хоть и не постоянны, но их колебания мало влияют на скорость перекачивания жидкости (рис.3).

Рис.3. Принципиальная схема работы насоса в режиме перекачивания

4.8 В случае работы насоса в системе циркуляции необходимо, чтобы вода в трубопроводе должна постоянно находиться в движении. При этом потери напора в циркуляционной системе складываются только из потерь на трение в трубопроводах и местных сопротивлений элементов циркуляционной сети. Эти потери напора на протяжении всего времени работы насоса остаются фактически постоянными.

4.9 Давление и температура воды на всасывающих патрубках сетевых, подпиточных, подкачивающих и смесительных насосов не должны быть ниже давления кавитации и не должны превышать допускаемых по условиям прочности конструкций насосов. Напор подкачивающих насосов на подающем и обратном трубопроводах следует определять по пьезометрическим графикам при максимальных расходах воды в трубопроводах с учетом гидравлических потерь в оборудовании и в трубопроводах.

4.10 Подачу (производительность) рабочих подпиточных насосов на источнике теплоты в закрытых системах теплоснабжения следует принимать равной расходу воды на компенсацию потерь сетевой воды из тепловой сети, а в открытых системах — равной сумме максимального расхода воды на горячее водоснабжение и расхода воды на компенсацию потерь. Напор смесительных насосов следует определять по наибольшему перепаду давлений между подающим и обратным трубопроводами.

4.11 При определении напора сетевых насосов перепад давлений на вводе двухтрубных водяных тепловых сетей в здания (при элеваторном присоединении систем отопления)

следует принимать равным расчетным потерям давления на вводе и в местной системе, коэффициентом 1,5, но не менее 0,15 МПа. Рекомендуется избыточный напор гасить в

тепловых пунктах зданий.

При проектировании СЦТ с расходом теплоты более 100 МВт следует определять необходимость комплексной системы защиты, предотвращающей возникновение

гидравлических ударов и недопустимых давлений в оборудовании водоподогревательных установок источников теплоты, в тепловых сетях, системах теплоиспользования.

4.12 В случае сложности выполнения расчета гидравлического сопротивления производительность требуемого насоса рекомендуется выбрать по средней точке его расходно-напорной характеристики (рис. 4) или с использованием установленной зависимости циркуляционных насосов от тепловой мощности системы и площади помещения ( прилож. В).

4.13 Определив по графику рабочую точку циркулирования (напор и подачу), из каталога подбирается насос с близкой характеристикой. По производительности (Q) рабочая точка должна попадать в среднюю треть графика.

4.14 Число насосов следует принимать: сетевых - не менее двух, один из которых являя-

ется резервным; при пяти рабочих сетевых насосах в одной группе резервный насос допускается не устанавливать; подкачивающих и смесительных (в тепловых сетях) -

не менее трех, один из которых является резервным, при этом резервный насос предусматривается независимо от числа рабочих насосов; подпиточных - в закрытых системах теплоснабжения не менее двух, один из которых является резервным, в

открытых системах - не менее трех, один из которых также является резервным.

Число насосов определяется с учетом их совместной работы на тепловую сеть.

Рис.4 Расходно-напорная характеристика циркуляционного насоса

4.15 Основной особенностью выбираемой конструкции циркуляционного насоса с мокрым ротором (рис.5 )является то, что ротор электродвигателя, закреплённый на валу, работает полностью погруженным в воду. За счет этого  происходит смазка графитовых или керамических подшипников и охлаждение двигателя. Рабочее колесо, закрепляемое на валу с помощью шпильки или штифта, изготавливается из композитного полимерного материала (как правило, из полипропилена с армирующими и термоустойчивыми присадками), либо из металлокерамики.

.

Рис.5. Принципиальная конструкция насоса с мокрым ротором. 1 – клеммная коробка с частотной регулировкой; 2 – гильза; 3 – электродвигатель; 4 – подшипник; 5 – рабочее колесо; 6 – фиксатор; 7 – корпус.

 4.16 Насосы указанного типа практически не требуют технического обслуживания. Они отличаются бесшумностью в работе, оптимальными значениями между подачей и напором. Недостатки - ограниченность по производительности. Это связано со сложностью герметизации гильзы, отделяющей воду от статора, при переходе на большие диаметры ротора

4.17  Насосы с «сухим ротором» (рис.6) используются при перекачивании больших объёмов воды. В отличие от насосов с мокрым ротором для этой конструкции насосов необходимо использовать уплотнение двигателя, чтобы отделить его от перекачиваемой среды. При эксплуатации насосов, как с сальниковым, так и с торцевым уплотнением важным моментом является то, что при работе насоса в режиме «сухого хода» происходит разрушение уплотняющих поверхностей, так как и первый и второй тип уплотнения требует присутствия «смазочной» жидкости.

Рис 6. Принципиальная конструкция насоса с сухим ротором. 1 – фонарь; 2 – кожух муфты; 3 – муфта; 4 – корпус насоса; 5 – вентиляционная пробка; 6 – вал; 7 – рабочее колесо; 8 – щелевое уплотнение; 9 – торцевое уплотнение; 10 – уплотнительное кольцо.

4.18  Циркуляционные насосы UPS серии 100  предназначены специально для работы в системах отопления и ГВС. Они применяются, главным образом, для одно или двухтрубных систем отопления, но могут также использоваться в более крупных смесительных контурах крупных систем. Обмотки электродвигателя большинства этих насосов устойчивы к току блокировки и не требуют дополнительной защиты.

4.19 Для систем с сильно изменяющимся графиком производительности рекомендуется применять насосы с регулируемой частотой вращения, такие как насосы MAGNA или UPE 2000. Они автоматически подстраиваются под требуемые параметры системы, что позволяет достичь хороших энергосберегающих показателей и высокой степени комфорта потребителей.

4.20 Насосы Omega – это насосы «ин-лайн» с электродвигателем, непосредственно закрепленным на корпусе насоса. Рабочее колесо насоса закреплено на валу электродвигателя, без дополнительной муфты, что обеспечивает компактность насоса и гарантирует стабильную работу и надежную эксплуатацию. Охлаждение преобразователя частоты у насосов серии OmegaDrive обеспечивается проходящим потоком воздуха от вентилятора охлаждения электродвигателя

4.21 Ряд насосов типа IsoBar рассчитаны на решение проблем регулирования частоты вращения насоса в зависимости от изменений гидравлических характеристик системы. Этот ряд бессальниковых насосов включает модели с интегральным управлением и не требует использование внешних датчиков и автоматических регулирующих устройств, необходимых для нормальной работы системы. Изменение производительности достигается за счет принципа компенсации потерь давления.

4.22 В радиаторных системах отопления насос следует устанавливать в самой низкотемпературной точке контура - на обратной линии возле котла. В системах горячего водоснабжения падение температуры в системе невелико и поэтому место установки не требует особого выбора. В системах теплого пола насос ставится на подающей линии, чтобы избежать вероятности разрыва потока и завоздушивания системы. В теплых полах самая большая опасность - появление воздушных пробок. Характерная схема монтажа циркуляционного насоса на трубопроводе показана на рисунке 7.

Рис.7 Схема расположения циркуляционного насоса на трубопроводе:

1 - насос; 2 - кран шаровой; 3 - фильтр; 4 - обратный клапан; 5 - американка (накидная гайка для быстрого монтажа и демонтажа насоса).

При этом:

- перед насосом (на всасывающем патрубке) необходимо установить фильтр

грубой очистки;

- насосы с мокрым ротором всегда устанавливаются в горизонтальном

положении;

- включение насоса в работу производится только после заполнения

системы водой и удаления воздуха из нее;

- перед пуском насоса, промойте система промывается чистой водой для

удаления инородных частиц;

- насос должен быть размещен ближе к расширительному бачку;

- в "закрытых системах" рекомендуется насос размещают на обратном

трубопроводе, из-за более низкой температуры на данном участке;

- циркуляционный насос, оборудованный термостатом, не устанавливается

вблизи водонагревателей или баков.

4.23 Насосы со ступенчатой регулировкой скорости переключаются преимущественно вручную. Если в насосе предусмотрена плавная регулировка скорости циркуляции, то при подключении соответствующей автоматики и датчиков можно осуществлять полностью автоматическую регулировку скорости насоса. Второй вариант позволяет максимально близко подобрать рабочую точку и максимально повысить коэффициент полезного действия насоса и общий коэффициент полезного действия всей системы отопления индивидуального дома.

4.24 Для перехода в автоматический режим управления насосами необходимо переставить переключатель на шкафу управления насосами в положение «автоматический». Тогда выключится лампочка «ручной режим работы».
В случае упада давление в обратном трубопроводе ниже установленного уровня, управляющая программа включает насос подпитки. При достижении требуемого давления насос подпитки отключается.
Ручное управление насосами со щита управления насосами производится для проверки работоспособности всех насосов, а также для работы под управлением оператора в случае выхода из строя управляющего контроллера.

В ручном режиме оператор определяет параметры системы по визуальным датчикам и со щита ручного управления насосами осуществляет поддержание системы в рабочем состоянии.

5. Применение преобразователей частоты в системе теплоснабжения

5.1 Современные преобразователи частоты представляют собой аппаратно-программные комплексы, обладающие мощными вычислительными и интерфейсными возможностями. Широкая гамма модулей расширения ввода-вывода и сетевых адаптеров позволяет строить на базе преобразователей частоты достаточно сложные локальные системы автоматического управления технологическими процессами и легко интегрировать их в иерархические структуры АСУ ТП.

5.2 Действие систем частотного регулирования основано на автоматическом управлении производительностью тягодутьевых машин и насосных агрегатов котельной установки путем частотного регулирования скорости приводных асинхронных электродвигателей этих механизмов в зависимости от изменения соответствующих технологических параметров.
Каждый электропривод содержит силовой преобразователь на основе транзисторного (IGBT) автономного инвертора напряжения с широтно-импульсным управлением, встроенный контроллер, пусковую и защитную аппаратуру, датчики соответствующих рабочих параметров котельной установки.

5.3 Функциональными возможностями преобразователей частоты являются:

·  включение и плавный пуск электродвигателя;

·  управление частотой и напряжением на выходе, в том числе автоматическое по часам реального времени;

·  автоматическое поддержание величины технологического параметра;

·  автоматическое повторное включение после аварийного отключения;

·  плавный останов и отключение электродвигателя;

·  защита электродвигателя в аварийных ситуациях и нештатных режимах;

Система частотного регулирования предусматривает наряду с автоматическим режимом режим ручного управления механизмами, а также дистанционное управлении посредством специального выносного пульта.

5.4 Эффективность работы насосного агрегата в рабочем диапазоне определяется способом регулирования и характеристиками системы. Наиболее эффективный способ регулирования предусматривает использование в составе электропривода электронных преобразователей частоты. С помощью преобразователя частоты по сигналу от датчика давления, установленного в напорном трубопроводе, можно автоматически изменять частоту вращения рабочего колеса насоса, оперативно реагируя на изменение расхода жидкости и обеспечивая поддержание заданного давления с высокой точностью.

Рис.8 Структурная схема преобразователя частоты с промежуточным контуром постоянного тока.

5.5 На практике наибольшее распространение получили преобразователи частоты с промежуточным контуром постоянного тока, выполненные на базе инвенторов напряжения. Структурная схема такого преобразователя приведена на рис. 8.

В ней зависимость между скоростью вращения и моментом сопротивления неодинаковы для нагрузок разного типа.  Некоторые виды нагрузки имеют переменную механическую характеристику, для которой момент нагрузки возрастает с увеличением скорости вращения. Поэтому, подбор преобразователя частоты должен производится на основе анализа характера нагрузки и её механической характеристики.

5.6  Для регулирования электроприводов насосов и вентиляторов рекомендуется использованния квадратичной зависимости напряжения/частоты (U/f2=const).

 Режим с линейной зависимостью между напряжением и частотой ( U/f=const ) реализуется простейшими преобразователями частоты для обеспечения постоянного момента нагрузки и используется для управления синхронными двигателями или двигателями, подключёнными параллельно.

 5.7 .Наиболее точное и эффективное управление  обеспечивает режим векторного управления без датчика обратной связи по скорости (SVC).  При этом система управления должна с высокой точностью измерять значение выходных токов и напряжений, обеспечивать расчёт параметров двигателя

 5.8 Частотные преобразователи не должны использоваться лишь для управления насосным агрегатом, а для создания специализированных систем управления технологическим процессом. Именно такой подход позволит получить экономический эффект от снижения потребляемой электрической мощности, но и добиться существенного уменьшения эксплуатационных расходов, улучшение условий труда и увеличение срока службы оборудования.

5.9 Применение технологии частотного регулирования для управления параметрами систем циркуляции неоднозначно, ведь нагрузка на СН, особенно в «закрытых» системах теплоснабжения, практически постоянная. В тоже время типоряд насосов Д или СЭ, применяемых в качестве сетевых, не всегда позволяет «тонко» подобрать агрегат под процесс.

5.10 Выбор схемы включения и количества насосов должен производиться по показаниям счетчиков холодной и горячей воды текущего и среднесуточного расхода; анализа характера потребления воды в течение суток; реального значения давления в водопроводной сети и с учетом установленной мощности электродвигателей на ЦТП.

5.11 Параллельная схема с двумя насосами применима для районов со сложившейся застройкой, где потребление воды носит стабильный характер без значительных пиковых расходов (рис. 9). От частотно-регулируемого привода может работать любой из насосов по выбору. Применение третьего резервного насоса оправдано для ЦТП с большим количеством жителей (более 2 500).

 

Рис. 9 Параллельная схема включения с двумя насосами

5.12 Последовательная схема с тремя или четырьмя насосами (рис. 10) применима к ЦТП с большим значением максимального расхода воды (более 120 м3/ч). т. к. позволяет снизить суммарную установленную мощность электродвигателей и, соответственно, ЧРП. Последовательная схема может быть использована на объектах, где реальное городское давление превышает 4,5 кгс/см2 при гарантированном (минимальном) напоре 1,0 кгс/см2, а абонентами являются многоэтажные дома 16 и более этажей.

Рис.10 Последовательная схема включения с тремя насосами

5.13 Перечисленные выше способы включения насосов применимы как для циркуляционных, так и для повысительных схем ГВС. Для повысительной схемы задание давления должно производиться по датчику, расположенному на трубопроводе подачи холодной воды на дома, для циркуляционной схемы – по датчику, установленному на обратном (подающем) трубопроводе ГВС. Для циркуляционной схемы следует предусматривать возможность переключения задания давления на датчик, установленный в системе ХВС на период отключения горячей воды. Наиболее целесообразной является установка датчика давления у последнего прибора (точки водоразбора).

5.14 Системы частотного регулирования эффективно управляют на объектах теплоснабжения следующими насосами с асинхронными электродвигателями:

Котельные
1. Подпиточные насосы 2. Сетевые насосы 3. Перепадные насосы	1. Поддержание постоянной циркуляции через водогрейные котлы в системах отопления и горячего водоснабжения. 2. Поддержание постоянного давления в системах отопления и горячего водоснабжения. 3. Регулирование производительности насосных агрегатов за счет изменения скорости вращения их электропривода. 4. Плавное регулирование скорости вращения электропривода от 0 до максимальных оборотов. 5. Обеспечение мягкого разгона/торможения. Возможность установки времени разгона/торможения программным путем. 6. Ограничение (для устройств плавного пуска) и полное исключение (для преобразователей частоты) значений пусковых токов. 7. Экономия электроэнергии достигает 50-55%. 8. Экономия воды достигает 30%. 9. Обеспечение основных функций защиты электропривода насосных агрегатов (перегрузка по току; перегрузка по напряжению; тепловая защита электродвигателя; перекос фаз питающей линии; потеря фазы; защита от короткого замыкания и т. д.). 10.Существенное снижение материальных затрат на техническое обслуживание и модернизацию оборудования за счет значительного увеличения его ресурса.
1. Дымососы 2. Вентиляторы	1.Исключение динамических и электрических перегрузок при запуске агрегатов. 2. Поддержание постоянного разряжения в топке котла. 3. Автоматическое регулирование расхода воздуха в зависимости от расхода газа, исходя из графика технологической карты. 4. Возможность автоматизации процесса горения. 5. Снижение трудозатрат на техническое обслуживание оборудования и увеличение срока службы агрегатов. 6. Экономия топлива достигает 15%. 7. Экономия электроэнергии достигает 70-97%.
Центральные и индивидуальные тепловые пункты
1. Насосы ГВС 2. Насосы отопления 3.Насосы подпитки отопления	1. Регулирование производительности насосных агрегатов за счет изменения скорости вращения их электропривода. 2. Поддержание постоянной циркуляции через бойлеры в системах отопления и горячего водоснабжения.

5.15 Применение преобразователей частоты позволяет получить комплексное решение по автоматизации и оптимизации процесса горения на любых установках (котлы, печи), где имеет место сжигание топлива (газа, мазута, угля) и существуют тягодутьевые устройства на базе электродвигателей переменного тока для управления производительностью.
При установке преобразователей частоты устройства, регулирующие подачу воздуха (направляющие аппараты, задвижки), полностью открываются. При этом управление производительностью тягодутьевых устройств осуществляется с помощью преобразователей путем изменения частоты вращения ротора приводных электродвигателей от нуля до номинальной (и выше).

5.16 Для автоматического режима работы модуль оптимизации настраивается с помощью изменения параметров (уставок) со встроенного пульта управления или АРМа оператора - коэффициент избытка воздуха a , кривая соотношения “газ-воздух” - производится предприятием-изготовителем во время наладки оборудования на объекте с возможностью вмешательства персонала в процессе эксплуатации.
Система в автоматическом режиме поддерживает заданное значение разрежения в топке (2…5 мм. рт. ст.) путем управления производительностью дымососа от датчика разрежения, устанавливаемого в топке котла.

6 Улучшение режима системы теплоснабжения с частотным регулированием насосов.

6.1 Для улучшение используемой системы контроля и управления котлом должны выполнятся следующие работы:
- обследование котла и обслуживающего его оборудования;
- составление технико-экономического обоснования модернизации автоматики котла;
- разработка и согласование исходных требований на создание системы;
- разработка и согласование с надзорными органами проекта модернизации и теплотехнического контроля котла;
- разработка необходимой рабочей конструкторской и эксплуатационной документации системы;
-изготовление, программирование, отладка и испытание на стенде исполнителя аппаратуры системы;
- выполнение шеф-монтажных и пуско-наладочных работ.

6.2 При решении задачи автоматизации теплопункта управление сводится к определенному алгоритму: переключение работы оборудования по расписанию, поддержание температуры и давления воды, аварийная сигнализация..
6.3 Создать территориально-распределенную систему диспетчеризации ЦТП без присутствия операторов насосных станций аналогично функциональной схеме, показанной на рис. 11

Рис.11 Функциональная схема автоматизированной системы теплоснабжения

6.4 Рекомендуемый порядок улучшение режима эксплуатации системы теплоснабжения с частотным регулированием насосов:

Контур холодного водоснабжения (ХВС):

Поддержание заданного давления на выходе группы насосов ХВС с помощью преобразователя частоты; Плавный пуск/останов насосных агрегатов ХВС; Поддержание давления на выходе группы насосов 1-й ступени ХВС в заданных пределах при понижении давления на вводе городского водопровода ХВС; Переход на работу следующего по статусу насоса при неисправностях основного насоса или преобразователя частоты; Защита насосных агрегатов при возникновении аварийных ситуаций; Измерение мгновенного и суммарного расхода (количества) холодной воды в объемных единицах (при наличии расходомеров с интерфейсом RS-232/485 или выходом 4..20 мА); Измерение давления:
на вводе городского водопровода; на выходе насосов 1-й ступени ГВС (при наличии); на выходе основной группы насосов ХВС.

Контур горячего водоснабжения (ГВС):

Поддержание заданного давления на выходе группы насосов ГВС за счет изменения частоты вращения электродвигателей насосов; Плавный пуск и останов насосных агрегатов ГВС; Переход на работу следующего по статусу насоса при неисправностях основного насоса; Поддержание заданного значения температуры ГВС на выходе теплообменника в заданных пределах; Поддержание заданной температуры в контуре рециркуляции системы ГВС при снижении расхода путем управления циркуляционными насосами; Измерение мгновенного и суммарного расхода (количества) горячей воды в объемных единицах (при наличии расходомеров с интерфейсом RS-232/485); Измерение давления:
на входе в систему ГВС; на выходе из системы ГВС.
Измерение температуры:
на выходе теплообменника; на входе группы насосов циркуляции ГВС.

Контур отопления ТС:

Управление группой циркуляционных насосов отопления; Регулирование температуры теплоносителя к потребителям с компенсацией температуры окружающей среды; Переход на работу следующего по статусу насоса при неисправностях основного насоса; Поддержание заданного значения температуры отопительной воды на выходе теплообменника отопления, в заданных пределах по графику отопления в зависимости от температуры наружного воздуха и с учетом коррекции по времени в течение суток; Ограничение суммарного расхода теплоносителя (при наличии теплосчетчика); Управление подпиткой системы отопления при понижении давления в системе отопления (при наличии); Измерение мгновенного и суммарного расхода (количества) теплоносителя (при использовании теплосчетчиков с интерфейсом RS-232/485); Измерение давления:
на входе в систему отопления (на выходе теплообменника); на выходе из системы отопления (перед группой насосов циркуляции).
Измерение температуры:
температура воды в систему отопления; температура воды из системы отопления.

Общестанционные функции:

·  Измерение и регулирование перепада давления теплоносителя относительно заданного значения;

Измерение мгновенного и суммарного расхода (количества) теплоносителя (при использовании теплосчетчиков с интерфейсом RS-232/485); Измерение давления прямой сетевой воды и обратной сетевой воды; Измерение температуры прямой сетевой и обратной сетевой воды ЦТП; Измерение температуры наружного воздуха; Управление дренажным насосом приямка (при наличии); Управление пожарными насосами (при наличии); Учет мгновенного и суммарного энергопотребления оборудованием ЦТП (при наличии электросчетчиков с телеметрическим выходом или RS232/485); Контроль пожарной сигнализации ЦТП; Контроль открытия дверей ЦТП.

7. Эффективность применения частотного регулирования

7.1 Использование частотно-регулируемых электроприводов для управления механизмами котельных установок с энергетической и технологической точек зрения значительно эффективнее традиционно используемого управления задвижками, шиберами и направляющими аппаратами в воздушных, газовых и водных магистралях котла.

7.2 Основные положительные эффекты от применения частотного регулирования:

Повышение надежности автоматизированной технологический системы
Увеличение безотказности работы технологической системы	Повышение безотказности работы насоса/вентилятора, электродвигателя и запорно-регулирующей арматуры вследствие уменьшения скорости вращения и величины давления в напорной магистрали
Более благоприятные условия работы контакторов и автоматических выключателей, чем при дроссельном регулировании в виду снижения величины пусковых токов до значений, не превышающих номинального тока электродвигателя
Увеличение долговечности технологической системы	Автоматическое изменение состава работающих агрегатов, не допускающее их перегрузки
Работа агрегата без перегрузки при неполной нагрузке
Равномерная наработка моточасов агрегатом
Более совершенная защита электродвигателя, обеспечиваемая преобразователем частоты
Уменьшение удельного расхода электроэнергии на привод насосов, вентиляторов, дымососов
Уменьшение напора при стабильной подаче	Уменьшение механической, а, следовательно, и электрической мощности, потребляемой из сети, вследствие уменьшения скорости вращения
Исключение при регулировании гидравлических потерь в виду отсутствия дроссельных элементов
Уменьшение реактивной мощности, которой обменивается электродвигатель с питающей сетью
Повышение точности регулирования технологических параметров
Более точное регулирование технологических параметров, благодаря встроенному в преобразователь частоты ПИД-регулятору
Обеспечение совместной работы в частотно-регулируемом режиме нагнетателей, имеющих различные расходно-напорные характеристики
Параллельная работа агрегатов с равномерной их загрузкой без применения дроссельных элементов, а следовательно без дополнительных потерь энергии
Возможность интеграции в автоматизированные АСУ ТП объекта или АСДУ
Обеспечивается благодаря наличию в составе ПЧ соответствующих аппаратных и программных средств, осуществляющих обмен информацией по физическом интерфейсу RS-485 с использованием стандартных протоколов
Улучшение условий труда обслуживающего персонала
Технологические функции: включение резервного агрегата при отказе работавшего; повторное включение при исчезновении и восстановлении напряжения в питающей сети; поддержание выходного технологического параметра; изменение состава работающих агрегатов и др. выполняются автоматически без участия оперативного персонала
Оповещение оперативного персонала о наступлении предаварийных и аварийных ситуаций
Удобные процедуры изменения уставок технологических параметров

8.3 Экономия электрической энергии благодаря оптимизации работы насосных агрегатов и тягодутьевых механизмов составляет в среднем по объектам 30 – 60%.

снижение расхода воды до 5% и уменьшение скрытых утечек за счет обеспечения постоянства давления в сети и снятия избыточного напора. экономия тепловой энергии до 10% вследствие оптимизации температурного режима и расхода теплоносителя. экономия топлива до5 % увеличение срока службы оборудования в 1,5 – 2 раза.

Список использованных источников

1.Рекомендации по совершенствованию управления работой котельных и тепловых сетей при комплексной автоматизации систем теплоснабжения городов // ОНТИ АКХ Минжилкомхоза РСФСР.-М.,1988.

2. Рекомендации по применению средств автоматического регулирования систем отопления и горячего водоснабжения эксплуатируемых жилых зданий. - М.: ОНТИ АКХ им. , 1988.

Методика определения тепловых потерь в сетях// РД 34 РК.09.2

3. Зингер и тепловые режимы теплофикационных систем. - М.: Энергоатомиздат, 19с.

4. Основные положения по комплексной автоматизации систем теплоснабжения городов. - М.: ОНТИ АКХ им. , 1988.

5. Рекомендации по схемам сетей и режимам работы тепловых сетей от котельных. - М.: ОНТИ АКХ им. , 1986. - с.

6 Проекты АСУ технологических процессов и установок коммунального хозяйства с применением частотно-регулируемых приводов//www. masters. donntu.

7 Внедрения энергосберегающих технологий в ГКП «Астана Су Арнасы»//Водные ресурсы и водопользование,№4. – Астана,2008.с.27-31.

8 Нуркенов систем водоснабжения и водоотведения города Астаны// ГКП «Астана су арнасы». –Астана,2007.

9 ,Касымбеков режима работы и энергоснабжения на водопроводных и канализационных насосных станциях г. Астана // Материалы Международной научно-техн. конф. Усть-Каменогорск,2009.

10 ,,Касымбеков эксплуатации водопроводных насосных станции г. Астана// Вестник КазНТСатпаева,№1(77). –Алматы,2010.с.78-82.

11 Автоматизация насосной станции с применением частотно-регулируемого электропривода // www. *****
12 , Энергоэффективная эксплуатация насосного оборудования.-М.,2006.

13 Соколовский переменного тока с частотным регулированием.-М.: Издательство Академия,2006.

14 Радимов -регулируемый асинхронный электропривод.-Одесса,2007

15 Осипов -регулируемый асинхронный электропривод.-М.: Издательство МЭИ, 20с

16 Методические указания по выбору и применению асинхронного частотно-регулируемого электропривода мощностью до 500 кВТ// ВРД 39-1..-М.,2001.

17 Основные тенденции развития встроенных систем управления двигателями и требования к микроконтроллерам// www. *****

18 Инструкция по режимам работы систем теплоснабжения от котельных с автоматизированными индивидуальными тепловыми пунктами.-М.: 19с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Схема системы теплоснабжения

1- насос подпитки, основной; 2- насос подпитки, резервный; 3.- насос сетевой; основной; 4 - насос сетевой резервный; 5 - датчик температуры пара; 6 - датчик расхода в прямом трубопроводе; 7- датчик температуры в прямом трубопроводе; 8- датчик давления в прямом трубопроводе; 9-датчик расхода в обратном трубопроводе; 10-датчик температуры в обратном трубопроводе; 11- датчик давления в обратном трубопроводе;12- датчик расхода подпитки теплосети; 13-датчик температуры подпитки;14-датчик расхода конденсата;15-датчик температуры конденсата; 16-клапан расхода пара; 17- МЕО; 18- датчик температуры наружного воздуха; 19- бойлер; 20 - управляющий контроллер; 21-датчик давления пара.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Технические характеристики циркуляционных насосов Grundfos (Грюндфос) серии 100 UPS

Технические данные насосов Grundfos (Грюндфос) серии 100 UPS

UPS 25-20 / UPS 32-20

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Зависимости циркуляционных насосов от тепловой мощности системы и площади помещения

№	Рабочие параметры насоса при оптимальном КПД	Тепловая мощность при ΔТ=10ºС, кВт	Тепловая мощность при ΔТ=10ºС, кВт	Тепловая мощность при ΔТ=10ºС, кВт	Отапливаемая площадь, м² не более
Q, м³/ч	Н, м
1	1,25	1	14	21	28	200
2	2	2	23	35	46	350
3	3	2	35	52	70	520
4	2	2	23	35	46	350
5	3	2	35	52	70	520
6	2	2	23	35	46	350
7	3	2	35	52	70	520
8	7	2	70	105	140	1100
9	5	3	58	87	116	900
10	8	3	90	140	180	1400
11	6	3	70	105	140	1100
12	6	3	70	105	140	1100
13	8	5	90	140	180	1400
14	8	2,5	90	140	180	1400
15	12	4,3	140	210	280	2200
16	12	6,5	140	210	280	2200
17	20	2,2	230	350	460	3600
18	20	4,5	230	350	460	3600
19	20	7	230	350	460	3600
20	20	4,2	230	350	460	3600
21	30	4,5	350	520	700	5300
22	30	9	350	520	700	5300

Потери давления в основных элементах системы отопления ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Элемент системы	Потеря давления в кПа (100 кПа = 1 атм.)
Котел	1-5
Компактный котел	5-15
Теплообменник	10-20
Тепломер (тепловой счетчик)	15-20
Водонагреватель	2-10
Тепловой насос	10-20
Радиатор	0,5
Конвектор	2-20
Радиаторный вентиль	10
Регулируемый вентиль	10-20
Обратный клапан	5-10
Фильтр (чистый)	15-20
Потери в трубах (пластик) на 1 метр/пог.	150 Па

Технические характеристи сетевых насосов типа СЭ ПРИЛОЖЕНИЕ Д

Марка агрегата	Подача, м3/ч	Напор, м	Мощность электродвигателя, кВт
СЭ	500	70	160
СЭ	800	55	200
СЭ	800	100	315
СЭ	800	100	315
СЭ	1250	45	200
СЭ	1250	70	315
СЭ	1250	140	800
СЭ	1250	140	630
СЭ	2500	60	630
СЭ 1	2500	60	630
СЭ	2500	60	630
СЭ	2500	180	1600
СЭ 02	1250	45	250
СЭ а-8	2500	130	1250
СЭ	2500	180	1600
СЭ	2500	180	1600
СЭ	5000	70	1250
СЭ	5000	160	3150
СЭ	5000	160	3150
СЭ	5000	160	3150

ПРИЛОЖЕНИЕ И

Характеристики сетевых насосов Star-E 25/1-5 и Star-E 30/1-5

ПРИЛОЖЕНИЕ К

Совмещенная характеристика насоса и трубопроводной сети

а - характеристика насоса; b - характеристика установки (трубопроводной сети);

c - точка пересечения (рабочая точка); h – напор, м; Vн - объемный расход сетевой воды

Марка агрегата	Подача м3/ч	Напор м	Э/дв-ль кВт/об. мин	Габариты мм без э/дв	Масса, кг без э/дв.
ПЭ 65-28	65	290.00	110/2940
ПЭ 65-40	5	440.00	132/2960	1720х840х900	1068
ПЭ 65-53	65	580.00	200/2965	1900х845х900	1124
ПЭ 90-110	90	1100.00	500/3000	2280х1390х1615	5000
ПЭ 90-180	90	1900.00	800/3000	2850х1390х1615	6070
ПЭ 100-32	100	330.00	160/3000	1680х810х840	1165
ПЭ 100-53	100	580.00	315/3000	1970х1125х600	1363
ПЭ 145-30	145	295.00	200/3000
ПЭ 150-53	150	580.00	500/3000	2010х1020х1240	1610
ПЭ 150-63	150	700.00	500/3000	2158х950х1010	1720
ПЭ 160-140	160	1400.00	1000/3000
ПЭ	380	2030.00	3150/3000	3300х1550х1735	10465
ПЭ	380	2190.00	3150/3000	3300х1550х1735	10465
ПЭ	580	2030.00	5000/3000	3300х1550х1735	10590
ПЭ	580	2150.00	5000/3000	3300х1550х1735	10590
ПЭ	600	3290.00	8000/6300	2535х1670х1570	8000
ПЭ 710-280	710	280.00	800/3000
ПЭ 780-185	780	2030.00	6300/4500