Искажение приборного учета энергетических и природных ресурсов и борьба с ним. Как уменьшить теплопотребление при установке теплосчетчика?, теплосчетчик, учет тепловой энергии

Существует ошибочное мнение, что установив теплосчетчик, можно экономить. На самом деле теплосчетчик всего лишь считает тепловую энергию, которая используется для отопления. Для того чтобы начать экономить необходимо предпринимать определенные действия. Например. утеплить здание, установить пластиковые окна, поставить автоматические терморегуляторы на радиаторы отопления, сделать теплоизоляцию стояков и трубопроводов отопления и наконец установить систему погодозависимого автоматического регулирования теплопотребления в зависимости от наружного воздуха.
Каждый объект потребляющий тепловую энергию имеет расчетную максимальную тепловую нагрузку Гкал/час, которая рассчитывается для определенной температуре в помещении и максимальной отрицательной температуры наружного воздуха. Данная температура зависит от местности, в которой расположен объект и определяется на основе статистических данных за несколько лет. По окончанию соответствующего месяца отопительного сезона расчетная нагрузка пересчитывается по фактической среднемесячной температуре наружного воздуха.
В большинстве случаев расчетное значение тепловой энергии и фактическое теплопотребление полученное по показаниям теплосчетчика не совпадают в силу множества причин.
Основные причины не соответствия расчетной величины теплопотребления и полученной по приборам учета:
1. Невыполнение нормативного графика по температуре теплоносителя, который должна выдерживать теплоснабжающая организация в зависимости от температуры наружного воздуха.
2. Не соблюдение расчетного расхода теплоносителя на объекте, как в большую, так и в меньшую сторону из-за нестабильности давления в теплосети, нехватки или избытка перепада давления на объекте.
3. Ошибки в расчетах при проектировании объекта. Изменение нагрузки при строительстве, модернизации, старении объекта.
Для жилых домов существует нормативные величины тепловой энергии на квадратный метр рассчитываемые для температуры внутри помещений +18(+20) градусов. Для каждого месяца отопительного сезона свой норматив, так как среднемесячная температура наружного воздуха для каждого месяца будет своя. Так, например, по возрастанию будет увеличиваться норматив с ноября до января, а далее идет снижение до апреля. Конкретные значения для каждого города утверждаются на административном уровне и их можно получить, зайдя, например, на сайт администрации или теплоснабжающей организации. Таким образом, зная площадь дома можно получить расчетное значение теплопотребления для всего дома и квартиры, в частности умножив нормативное значение Гкал на 1 м3 на площадь дома или квартиры. Для расчета норматива в рублях полученное значение в Гкал нужно умножить на тариф - стоимость 1 Гкал. Получив расчетное значение теплопотребления можно сравнить с фактическим, получаемым по теплосчетчикам.
При превышении нормативного значения температуры внутри помещений вызывают, так называемые "перетопы". Когда становиться жарко и душно в квартирах жильцы проветривают помещения, тем самым, отапливая улицу. Причиной этого может быть резкое потепление и не способность теплоснабжающей организации своевременного снижения температуры теплоносителя. В результате получаемое значение по теплосчетчику может превысить расчетное значение.
По статистике теплосчетчики показывают, что фактическое теплопотребление на 20% ниже, чем расчетное значение, но существуют факторы, которые нарушают данную статистику. В этой статье приводятся .
В ручную, использую регулирующую арматуру или задвижки можно уменьшать или увеличивать теплопотребление, но намного эффективнее использовать специально разработанные для этого системы автоматического регулирования. При ручном регулировании необходимо постоянно контролировать температуру внутри помещений и в зависимости от того стало прохладно или наоборот тепло, приоткрывать или призакрывать задвижку или регулирующую арматуру на тепловом узле. Практически человек должен жить в этом доме и регулярно день ото дня (а может и несколько раз в день) ходить на тепловой узел и регулировать расход. Про автоматические средства, позволяющие экономить можно почитать

Установленный теплосчетчик считает то количество тепловой энергии, которая затрачивается на обогрев помещения. Каждый из объектов, потребляющих такую энергию, имеет тепловую максимальную нагрузку (Гкал/час), полученную с учетом показателей температуры воздуха на улице и в помещении. В этой формуле минимальная температура воздуха определяется в зависимости от географического местоположения объекта на основе статистических показателей за несколько предыдущих лет.

Когда конкретный месяц отопительного сезона заканчивается, расчетная нагрузка пересчитывается с учетом среднемесячной температуры фактической.

Как уже известно пользователям, счетчики на тепло могут устанавливаться, как на целый многоквартирный дом, так и на отдельную квартиру. В этой статье рассмотрим вопрос, как снять и передать показания теплосчетчиков.

Общедомовой счетчик тепла: как снять показания?

Приборы учета тепла могут измерять это самое тепло в разных единицах (к примеру, мегаваттах, гигакалориях либо килоджоулях). Чаще всего измеряют тепло в гигакалориях, поскольку именно в этих единицах измерения рассчитывают и выставляют цену за отопление организации-поставщики тепла.

Удачным решением будет завести отдельный журнал, куда будут регулярно заноситься показания прибора учета тепла (пример см. ниже). Оптимально записывать сведения в последний день каждого месяца, когда уже точно известно, сколько израсходовано тепла за месяц. Ведение такого журнала поможет контролировать и проверять на достоверность данные управляющей компании, на основе которых потребителям выставляются платежи за тепло.

В настоящий момент, согласно новых правил учета тепла коммерческого, ведение журнала учета отменили. Это связано с тем, что современные приборы учета могут считывать информацию из счетчика напрямую, либо через компьютер или флэш-накопитель.

Среди теплосчетчиков нового типа существуют довольно компактные модели, выполненные из стали специальной марки. Функционирование подобных приборов обеспечивают аккумуляторы, срок службы которых составляет 10 лет. В верхней части счетчика находится экран, на который выводятся данные касательно потребления энергии, а также основных параметров конкретной системы теплоснабжения, таких как: значения расходов (текущее и мгновенное), сведения о температурах, информация о состоянии теплосчетчика (с учетом кодов ошибок), а также сведения архива за несколько предыдущих месяцев.

Важно иметь в виду, что если в многоквартирном доме установлен прибор учета старый, то при следующей поверке его в обязательном порядке нужно будет заменить на новый, а пока следует продолжать вести журнал учета показаний. Для правильного его заполнения нужно ознакомиться с руководством по эксплуатации счетчика (раздел обслуживание), которое обязательно прилагается к каждому прибору учета тепловой энергии.

Показания теплосчетчика: считывание и передача

Конкретные показания выводятся на индикатор путем нажатия кнопки/кнопок на лицевой панели прибора. Для грамотной подачи информации потребуется снять следующие сведения:

Тепловая энергия Q (Гкал, GСal, GJ, MWh);
Масса теплоносителя в трубопроводе подающем М1 (т);
Масса теплоносителя в трубопроводе обратном М2 (т);
Температура в трубопроводе подающем Т1 (°С);
Температура в трубопроводе обратном Т2 (°С);
Таймер (h).

Пример заполнения журнала показаний прибора учета тепловой энергии

Дата	Кол-во теплоты, Q, Гкал	Темпера- тура теплоно-сителя на подающем трубо-проводе Т1, °С	Темпера- тура теплоно-сителя на обратном трубо-проводе Т2,°С	Масса тепло-носителя по подающему трубо-проводу М1, т	Масса тепло-носителя по обратному трубо-проводу М2, т	Таймер, h
1	3	4	5	6	7	8
01.02.17	7423.41	85,5	44,4	2521	2435	1785
02.02.17	7445.87	84,1	43,2	2631	2545	1809
03.02.17	7456.85	80,6	42,3	2738	2659	1833
…	…	…	…	…	…	…

Как правило, счетчики могут выдавать на дисплей также сведения об объеме теплоносителя (V, м.куб.) , как в подающем, так и обратном трубопроводах, однако в ходе заполнения журнала следует указывать тот параметр (массу либо объем теплоносителя), который определен актом приемки в эксплуатацию конкретного прибора учета. Показания теплосчетчика снимаются каждый день (исключения – выходные и праздничные дни), в определенное время, и с занесением в соответствующие графы журнала учета расхода тепла. На основании этих сведений составляется протокол/ведомость для последующей передачи в установленный срок в теплопоставляющую компанию. Делать это следует до конкретной даты, которую каждый поставщик тепла устанавливает для потребителей самостоятельно.

Довольно часто бывают случаи, когда лица, уполномоченные потребителями на контроль и снятие показаний с счетчика для отопления, совершают ошибки. Для того, чтобы обеспечить бесперебойное функционирование прибора учета тепла и правильно снимать показания с него, следует соблюдать такие правила:

Нельзя поручать снятие показаний с теплосчетчика неподготовленным лицам;
Съем данных нужно проводить своевременно, а затем в установленные сроки передавать показания прибора учета тепла;
Если в работе теплового счетчика замечены какие-либо сбои, то об этом незамедлительно следует сообщить в соответствующие органы (теплоснабжающую и обслуживающую организации).

Квартирный счетчик тепловой энергии: как правильно снять и передать показания?

Снимать показания с квартирных счетчиков тепла следует по аналогии со счетчиками воды. Разница состоит лишь в том, что теплосчетчики на индикатор выводят несколько показателей и, чтобы выбрать нужную, следует внимательно ознакомиться с инструкцией по эксплуатации и четко следовать рекомендациям производителя. После получения необходимых сведений, в квитанцию для оплаты за тепловую энергию следует внести разницу показаний за предыдущий и отчетный периоды, умножить ее на установленный в регионе тариф, и полученную сумму оплатить.

В настоящее время современные приборы учета тепла оснащены встроенным интерфейсом, который позволяет считывать данные в автоматическом режиме. К примеру, счетчик «Комбик-Т» отечественного производства имеет встроенную радиоантенну, что позволяет снимать показания с прибора даже без захода в квартиру. Следует отметить, что к такому устройству можно подключить водомер (счетчик воды) с импульсным выходом, что позволит снимать показания расхода воды (горячей и холодной) также без визуального контакта. Установка таких приборов учета будет удачным решением для лиц, которые часто уезжают в командировки или поездки и не могут лично встречать контроллера, который приходит снимать показания.

Обратите внимание, что индивидуальный теплосчетчик возможно установить только в квартирах, имеющих горизонтальную разводку трубопроводов и отдельные вводы теплоносителей. В домах, где обустроены системы отопления с разводкой вертикальной, индивидуальные счетчики не устанавливают.

Из информации, приведенной в этой статье, можно сделать вывод, что к процедуре снятия и передачи показаний счетчиков тепла стоит относиться с достаточной мерой ответственности.

При заполненном трубопроводе и закрытой запорной арматуре (отображаемый расход при этом должен быть равен 0) отображаются значения g1.

Вероятная причина:

1. По трубопроводу, на котором установлен теплосчетчик с первичный преобразователем расхода, течет электрический ток.

2. Неисправность запорной арматуры

1. Поскольку тепловые сети не предназначены для передачи электроэнергии, найти и устранить источник электрического тока.

2. Пустить ток в обвод участка, на котором установлен теплосчетчик, следующим образом:

Заизолировать болты фланцев. Для приборов с резьбовым соединение - врезать фланцы на близлежащих участках трубопроводов либо воспользоваться фланцами примыкающей арматуры;

Рис. 1. Схема заизолирования болтов фланцев

Произвести электрическое шунтирование участка трубопровода на котором установлен теплосчетчик шунтирующей шиной. Использовать стальную проволоку диаметром 6...8 мм. Способ соединения - сварка.

Рис. 2. Схема электрического шунтирования участка трубопровода.

При предполагаемом бесперебойном расходе теплоносителя наблюдается нестабильность показаний g1 (g2).

Наиболее вероятные причины :

Инородное тело попало в канал или подключенного к нему первичного преобразователя расхода.

Методы устранения :

Произвести демонтаж ППР (первичного преобразователя расхода). Возможно установить фильтр, если проблема повторяется.

При ожидаемом соотношении расходов в подающем и обратном трубопроводах, наблюдается разница показаний между g1 и g2. При этом (g1-g2)/g1*100 > 2%

Наиболее вероятные причины :

1.Инородное тело попало в канал или подключенного к нему первичного преобразователя расхода.

2. Не выдержаны требования к прямым участкам трубопроводов.

3. Неисправность первичного преобразователя расхода.

Методы устранения :

В том случае, если не обнаружено засорения проточной части, преобразователь расхода направить для ремонта и проведения поверки

Отсутствие сигнала от преобразователя расхода канала V1.

Наиболее вероятные причины :

1.Направление потока в трубопроводе не соответствует направлению стрелки, нанесенной на корпусе первичного преобразователя

2. Электропроводное инородное тело попало в канал или подключенного к нему преобразователя расход и замкнуло электроды на корпус.

Диагностик а:

1.Проанализировать соответствие направления стрелки направлению потока.

2.Демонтирвоать ППР, произвести осмотр проточной части

3.Прозвонить цепочку питания от вычислителя.

Устранение :

1. Осуществить перемонтаж ППР.

2.Очистить проточную часть и установить перед преобразователем расхода магнитно - механический фильтр.

3.Восстановить сеть при её разрыве.

Обрыв или короткое замыкание датчиков температуры канала Т1 или Т2.

Наиболее вероятные причины :

1.Датчики температуры не подключены или вместо них подключено другое устройство (преобразователь расхода).

2.Обрыв или короткое замыкание в проводах, соединяющих датчики температуры к вычислителю или неисправны датчики температуры.

Диагностика :

1.Проверить правильность подключения.

2.Отсоединить провода от датчиков температуры, измерить их сопротивление (нормальным считается сопротивление от 500 до 780 Ом). Если сопротивление выходит за упомянутые границы, это может говорить об обрыве, коротком замыкании или же о неисправности датчиков температуры.

Устранение :

1. Выполнить заново монтаж с выбранной измерительной схемой.

2. Произвести замену датчиков температуры, если неисправность нашли в них

T12.

Наиболее вероятные причины :

Введение

После изготовления практически все приборы учета тепловой энергии одинаковы. Однако, если брать приборы учета в процессе работы и эксплуатации, все они разные, в своей работе имеют мало общего, сходства в их работе очень мало. Показания прибор учета могут иметь погрешность, которая может привести к переплате за ресурсы тепловой энергии или наоборот. В том случае, если показания занижены, у теплоснабжающей организации могут возникнут вопросы к потребителям тепловой энергии. Вскрыться данный факт может при первой же проверке показаний. Вследствие этого, теплоснабжающая организация будет настаивать на внеочередной поверке приборов учета тепловой энергии, которую будет оплачивать теплоснабжающая организация. В том случае, если занижение показаний произошло по вине потребителей, теплоснабжающая организация будет добиваться того, чтобы все затраты связанные с проведением демонтажа, поверкой и монтажом прибора учета легли на потребителей. В большинстве случаев, дело рассматривается в суде. В этом случае, потребитель будет вынужден оплатить средства на судебные тяжбы, которые понесла теплоснабжающая организация.

В случае, если показания завышены, виновным будет признана теплоснабжающая организация, потребитель имеет право подать заявление в суд на возмещение сверхзаплаченных денег, а также неустойку и возмещение морального вреда. Отметим, что расходы на адвоката, которые понесет потребитель, он также имеет право взыскать с теплоснабжающей организации в судебном порядке. Договориться без судебных тяжб очень тяжело, но советуем вам все-таки попробовать это сделать, т.к. судебные тяжбы могут затянуться на месяцы и годы.

Наиболее частое нарушение, которое приводит к неправильному расчету показателей теплосчетчиком, является их неправильная установка. В настоящее время, на рынке много организаций, которые обещают Вам установку УУТЭ за минимальную цену. Прежде чем заказать установку узла учета тепловой энергии, проверьте лицензии и отзывы о них. В наше время, многие организации пытаются снизить затраты на специалистах, что в конечном итоге может привести не только к погрешностям в показаниях, но и поломке прибора, ремонт которого обойдется гораздо дороже, чем услуга квалифицированного специалиста. Не следует смотреть на цену выполнения работ, сэкономив на этом, вы можете заплатить намного больше за дальнейшие последствия.

Рис. 1.

Основные нарушения при установке приборов учёта тепловой энергии

1. В целях экономии подключение комплекта термопреобразователей с трёх- или четырёхпроводной схемой подключения выполняется по двухпроводной схеме. Были случаи, когда такой монтаж выполнялся телефонным проводом или проводом с сечением 0,22 мм 2 (рекомендовано не менее 0,35 мм 2), что приводило к ошибке при измерении температуры более 10 о С, при этом погрешность измерений теплосчётчика возрастает до 50%.

2. Если в гильзах для датчиков температуры отсутствует масло, это, в конченом итоге, приводит к ошибкам в расчете. Максимальная погрешность составляет 4 градуса. В денежном выражении, приблизительный убыток составляет 30 тысяч рублей. При расходе в 8 т/ч (а это расход теплоносителя, характерный для четырёх подъездной пятиэтажки), погрешность измерений тепловой энергии составляет 0,032 Гкал/ч или 0,768 Гкал в сутки. В денежном выражении - приблизительно 30 тыс. руб. в месяц.

3. В трубопроводе системы отопления с диаметром 32 или 40 мм установлены термопреобразователи - преобразователи температуры, длина которых значительно превышает диаметры трубопроводов. Если на трубопроводе малого диаметра такой термопреобразователь установлен без применения расширителей трубопровода, то его рабочая часть будет значительно выступать за пределы трубопровода, поэтому прибор не может достоверно измерять температуру теплоносителя. Следовательно, точность и погрешность измерений счётчика не соответствует заявленной производителем, и такой счётчик не может считаться коммерческим.

4. Для снижения объёма работ, при установке теплосчетчика, датчики температуры устанавливаются в грязевики. В результате, их рабочая поверхность располагается в вне системы движения потока энергии. Отсутствие изоляции также негативно сказывается на передаваемых показаниях. В результате, показания погрешность составляет 5-7 градусов. Если выразить данную погрешность в денежном эквиваленте, получается 108 тысяч рублей (девятиэтажный дом с четырьмя подъездами)

5. Иногда, вместо датчиков температуры, например КТПТР (КТСПН), которые прописаны в проекте, заменяют одиночными, например ТСП100. Отметим, что дополнительная погрешность может достигать 3%, что скажется на парвильности передаваемых данных.

6. Отсутствие повсеместно теплоизоляции верхней части преобразователей сопротивлений, особенно, если эти участки расположены на улице. Понятно, что в данном случае будет присутствовать дополнительная погрешность измерения температуры, и, как следствие, точность и погрешность измерения теплоэнергии.

7. Преобразователи расхода должны быть установлены в трубопроводе через паронитовые прокладки. Очень часто, при демонтаже преобразователя расхода для госповерки, мы извлекаем паронитовые прокладки с внутренним, прорубленным зубилом, треугольным или прямоугольным отверстием (рис. 2). О какой точности измерений можно говорить, если поток воды в расходомерах в данном случае непредсказуем?

Рис. 2. Расходомер, на котором была установлена квадратная прокладка.

8. Электромагнитные преобразователи расхода (в исполнении «сэндвич») должны монтироваться в систему с применением динамометрического ключа, с обязательной установкой дополнительных демпфирующих прокладок. Повсеместно на объектах наблюдаются нарушения этих рекомендаций, что приводит к изменению внутреннего диаметра фторопластовой футеровки расходомерного устройства, нарушению зазоров между футеровкой и электродами съёма информации о скорости потока теплоносителя и значительной погрешности измерения расхода теплоносителя (рис. 3).

Рис. 3. На расходомере были установлены не подлинная проставка, также не был установлен магнитно-сетчатый фильтр.

9. В целях экономии, при монтаже расходомерных устройств, вместо рекомендованных заводами-изготовителями фланцев с центрирующими углублениями, применяются стандартные фланцы. При этом первичные преобразователи расхода могут устанавливаться со смещением до 10 мм от оси трубопровода. Трудно установить при этом погрешность измерения расхода счётчиком тепла по данному трубопроводу.

10. Применение повсеместно вместо паронитовых прокладок - резиновых, толщиной 3-4 мм. Неравномерное сжатие резины приводит к несоосности (перекосу) расходомеров и повышению погрешности измерений теплосчётчика. Внутренний диаметр здесь также из-за сжатия резины выдержать невозможно. Это, кстати, одна из основных причин, почему приборы на стенде идут с нулевой погрешностью, а по месту погрешность измерений превышает установленную для теплосчётчика. Если погрешность измерения показывает утечку, соответственно, за неё переплачивает потребитель. Если наоборот, то перерасход подпитки тепловой сети фиксируется у теплоисточника. В таком случае показания не принимают к учёту, а сам теплосчётчик попросту бракуют.

11. При монтаже расходомеров наблюдаются случаи, когда кабели соединяются с ними таким образом, что водяной конденсат по кабелю затекает внутрь преобразователя расхода теплосчётчика, искажая сначала результат измерений, а затем приводя к выходу из строя первичный преобразователь расхода (рис. 4).

12. Имеются объекты, где для измерения расхода теплоносителя (особенно это касается горячей воды в системах с переменным расходом (установлены различные регуляторы поддержания температуры в системе отопления или ГВС)) устанавливаются счётчики, не соответствующие реальным нагрузкам. При низком расходе погрешность приборов расхода не позволяет применять его для целей коммерческого учёта тепловой энергии.

14. При проверке на ряде объектов часть приборов имеет просроченные сроки поверки, или приборы не исправны. О какой погрешности измерений можно говорить в данном случае - не знает никто.

Заключение

Точность расчета тепловой энергии напрямую зависит от сделанного монтажа и качества обслуживания. Поэтому очень важно, чтобы проектированием, обслуживанием и монтажом УУТЭ занимались профессионалы, которые имеют необходимую специализацию. Сотрудники организации должны иметь удостоверения по электробезопасности и охране труда. В пример предоставим рисунок 5, на котором показана разница между прибором учета, который обслуживала квалифицированная организация и нет.

Рис. 5. Разница между приборами, которые обслуживали правильно и нет.

Если на вашем объекте - жилом многоквартирном доме, либо общественном здании юридического лица уже стоит теплосчетчик, как можно добиться успеха в экономии потребления тепловой энергии? На этот вопрос мы Вам можем подсказать следующее - необходимо поставить автоматическую систему погодного регулирования. Наша компания имеет опыт установки данных систем в Приморском крае. Но необходимо отметить, что данная система является более дорогим удовольствием, чем установка теплосчетчика. В статье приведенной ниже описывается методика работы данной системы, выбор остается за Вами.

РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ ЗДАНИЙ - РЕАЛЬНАЯ ЭКОНОМИЯ ТЕПЛА

С. Н. Ещенко, к.т.н., технический директор ЗАО «ПромСервис», г. Димитровград

Известно, что при организации приборного коммерческого учета потребленного тепла нередко уменьшаются платежи за теплоэнергию только лишь из-за того, что указанное в Договоре с теплоснабжающей организацией количество тепла не совпадает с реально потребленным. Однако, снижение платежей - не экономия тепла, а экономия денег. Реальная экономия энергии наступает тогда, когда каким-либо образом происходит ограничение ее потребления.

1. От чего зависит потребление энергии?

Потребление энергии, прежде всего, обусловлено потерями зданием тепла и направлено на их компенсацию, чтобы поддержать желаемый уровень комфорта.

Теплопотери зависят:

от климатических условий окружающей среды;

от конструкции здания и от материалов, из которых они изготовлены;

от условий комфортной среды.

Часть потерь компенсируется внутренними источниками энергии (в жилых зданиях это работа кухни, бытовых приборов, освещения). Остальная часть потерь энергии покрывается системой отопления. Какие потенциальные действия можно предпринять по уменьшению потребления энергии?

ограничение потерь тепла путем снижения теплопроводности ограждающих конструкций здания (герметизация окон, утепление стен, крыш);

поддержание подходящей постоянной, комфортной температуры в помещении только тогда, когда там находятся люди;

снижение температуры в ночное время или в период, когда в помещении нет людей;

улучшение использования «свободной энергии» или внутренних источников тепла.

2. Что такое благоприятная комнатная температура?

По оценкам специалистов, ощущение «удобной температуры» связано с возможностью тела избавиться от энергии, производимой им.

При нормальной влажности ощущение «удобной теплоты» соответствует температуре около +20°С. Это среднее между температурой воздуха и температурой внутренней поверхности окружающих стен. В плохо изолированном здании, стены которого на внутренней поверхности имеют температуру +16°С, воздух должен быть нагрет до температуры +24°С, чтобы получить благоприятную температуру в комнате.

Ткомф = (16 + 24) / 2 = 20°C

3. Системы отопления подразделяются на:

закрытые, когда теплоноситель проходит в здании только через приборы отопления и используется только на нужды нагрева; открытые, когда теплоноситель используется для отопления и для нужд горячего водоснабжения. Как правило, в закрытых системах отбор теплоносителя на какие-либо нужды запрещен.

4. Система радиаторов

Системы радиаторов бывают однотрубные, двухтрубные и трехтрубные. Однотрубные - используются, в основном, в бывших республиках СССР и в Восточной Европе. Разработаны для упрощения системы труб. Существует великое множество однотрубных систем (с верхней и нижней разводкой), с перемычками или без них. Двухтрубные - уже появились в России, а ранее имели распространение в странах Западной Европы. Система имеет одну подающую и одну отводящую трубу, а каждый радиатор снабжается теплоносителем с одинаковой температурой. Двухтрубные системы легко регулировать.

5. Качественное регулирование

Существующие в России системы теплоснабжения проектируются на постоянный расход (так называемое качественное регулирование). Отопление базируется на системе с зависимым присоединением к магистралям с постоянным расходом и гидроэлеватором, который уменьшает статическое давление и температуру в трубопроводе к радиаторам путем смешения обратной воды (в 1,8 - 2,2 раза) с первичным потоком в подающем трубопроводе. Недостатки:

невозможность учета реальной потребности в тепле конкретного здания в условиях колебания давления (или перепада давления между подачей и обраткой);

управление по температуре идет из одного источника (тепловая станция), что приводит к перекосам при распределении тепла во всей системе;

большая инерционность систем при центральном регулировании температуры в подающем трубопроводе;

в условиях нестабильности давления в поквартальной сети гидроэлеватор не обеспечивает надежную циркуляцию теплоносителя в системе отопления.

6. Модернизация систем отопления

Модернизация систем отопления включает в себя следующие мероприятия:

Автоматическое регулирование температуры теплоносителя на вводе в здание, в зависимости от температуры наружного воздуха с обеспечением насосной циркуляции теплоносителя в системе отопления.

Учет количества потребленного тепла.

Индивидуальное автоматическое регулирование теплоотдачи отопительных приборов путем установки на них термостатических вентилей.

Рассмотрим подробно первый пункт мероприятий.

Автоматическое регулирование температуры теплоносителя реализуется в автоматизированном узле управления. Существует достаточно много разновидностей схем построения узла. Это обусловлено конкретными конструкциями здания, системы отопления, различными условиями эксплуатации.

В отличие от элеваторных узлов, устанавливаемых на каждой секции здания, автоматизированный узел целесообразно устанавливать один на здание. С целью минимизации капитальных затрат и удобства размещения узла в здании, максимальная рекомендуемая нагрузка на автоматизированный узел не должна превышать 1,2 - 1,5 Гкал/час . При большей нагрузке рекомендуется устанавливать сдвоенные, симметричные или несимметричные по нагрузке узлы.

Принципиально, автоматизированный узел состоит из трех частей: сетевой, циркуляционной и электронной.

Сетевая часть узла включает в себя клапан регулятора расхода теплоносителя, клапан регулятора перепада давления с пружинным регулирующим элементом (устанавливается по необходимости) и фильтры.

Циркуляционная часть состоит из циркуляционного насоса и обратного клапана (если клапан необходим).

Электронная часть узла включает регулятор температур (погодный компенсатор), обеспечивающий поддержание температурного графика в системе отопления здания, датчик температуры наружного воздуха, датчики температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах и редукторный электропривод клапана регулирования расхода теплоносителя.

Контроллеры отопления были разработаны в конце 40-х годов XX века и, с тех пор, принципиально отличается лишь их исполнение (от гидравлических, с механическими часами, до полностью электронных микропроцессорных устройств).

Основная идея, заложенная в автоматизированный узел - поддержание отопительного графика температуры теплоносителя, на который рассчитана система отопления здания, независимо от температуры наружного воздуха. Поддержание температурного графика наряду с устойчивой циркуляцией теплоносителя в системе отопления осуществляется путем подмеса необходимого количества холодного теплоносителя из обратного трубопровода в подающий с помощью клапана с одновременным контролем температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах внутреннего контура системы отопления.

Совместная деятельность сотрудников ЗАО «ПромCервис» и ПКО «Прамер» (г. Самара) в области разработки контроллеров отопления привела к созданию прототипа специализированного контроллера , на базе которого в 2002 году был создан узел регулирования теплоснабжения административного здания ЗАО «ПромСервис» для отработки алгоритмической, программной и аппаратной частей управляющего системой контроллера.

Контроллер представляет собой микропроцессорный прибор, способный автоматически управлять тепловыми узлами, содержащими до 4 контуров отопления и горячего водоснабжения.

Контроллер обеспечивает:

счет времени работы прибора с момента включения (с учетом сбоя питания не более двух суток);

преобразование сигналов подключенных преобразователей температуры (термометров сопротивления или термопар) в значения температуры воздуха и теплоносителя;

ввод дискретных сигналов;

генерацию управляющих сигналов для управления частотными преобразователями;

генерацию дискретных сигналов для управления реле (0 - 36 В; 1 А);

генерацию дискретных сигналов для управления силовой автоматикой (220 В; 4 А);

отображение на встроенном индикаторе значений параметров системы, а также значений текущих и архивных значений измеренных параметров;

выбор и настройку системных параметров управления;

передачу и настройку системных параметров работы по удаленным линиям связи.

Измеряя параметры системы, контроллер обеспечивает управление тепловым режимом здания, воздействуя на электропривод регулирующего клапана (клапанов) и, если это предусмотрено системой, на циркуляционный насос.

Регулирование реализуется по заданному температурному графику отопления с учетом реальных измеренных значений температур наружного воздуха и воздуха в контрольном помещении здания. При этом система автоматически производит коррекцию выбранного графика с учетом отклонения температуры воздуха в контрольном помещении от заданного значения. Контроллер обеспечивает снижение на заданную глубину тепловой нагрузки здания в заданный промежуток времени (режим выходного дня и ночной режим). Возможность ввода аддитивных поправок к измеряемым значениям температур позволяет адаптировать режимы работы системы регулирования к каждому объекту с учетом его индивидуальных характеристик. Встроенный двустрочный индикатор обеспечивает просмотр измеренных и заданных параметров посредством простого и понятного пользовательского меню. Архивные значения параметров можно просматривать как на индикаторе, так и передавать их на компьютер по стандартному интерфейсу. Предусмотрены функции самодиагностики системы и калибровки каналов измерения.

Узел учета и регулирования теплоснабжения административного здания ЗАО «ПромСервис» спроектирован и смонтирован летом 2002 года на закрытой системе отопления с нагрузкой до 0,1 Гкал/час с однотрубной системой радиаторов. Несмотря на относительно небольшие габариты и этажность здания, система отопления содержит некоторые особенности. На выходе из теплового узла система имеет несколько петель горизонтальной разводки на этажах. При этом существует разделение системы отопления на контуры по фасадам здания. Коммерческий учет потребленного тепла обеспечивается теплосчетчиком СПТ-941К, в составе которого: термометры сопротивления типа ТСП-100П; преобразователи расхода ВЭПС-ПБ-2; тепловычислитель СПТ-941. Для визуального контроля температуры и давления теплоносителя используются комбинированные стрелочные приборы Р/Т.

Система регулирования состоит из следующих элементов:

контроллера К;

поворотного клапана с электроприводом ПКЭ;

циркуляционного насоса Н;

датчиков температуры теплоносителя в подающем Т3 и обратном Т4 трубопроводах;

датчика температуры наружного воздуха Тн;

датчика температуры воздуха в контрольном помещении Тк;

фильтра Ф.

Датчики температуры необходимы для определения реальных текущих значений температур для принятия решения контроллером об управлении клапаном ПКЭ на их основе. Насос обеспечивает устойчивую циркуляцию теплоносителя в системе отопления здания при любом положении регулирующего клапана.

Ориентируясь на теплотехнические параметры системы отопления (температурный график, давление в системе, условия работы) в качестве регулирующего элемента был выбран поворотный трехходовой клапан HFE с электроприводом АМВ162 производства фирмы «Данфосс» . Клапан обеспечивает смешение двух потоков теплоносителя и работает при условиях: давление - до 6 бар, температура - до 110°С, что вполне соответствует условиям использования. Применение трехходового регулирующего клапана позволило отказаться от установки обратного клапана, традиционно устанавливаемого на перемычку в системах регулирования. В качестве циркуляционного насоса используется бессальниковый насос UPS-100 фирмы «Грундфос» . Датчики температуры - стандартные термометры сопротивления ТСП. Для защиты клапана и насоса от воздействия механических примесей используется магнитно-механический фильтр ФММ. Выбор импортного оборудования обусловлен тем, что перечисленные элементы системы (клапан и насос) зарекомендовали себя как надежное и неприхотливое в эксплуатации оборудование в достаточно тяжелых условиях. Несомненным преимуществом разработанного контроллера является то, что он способен работать и электрически стыкуется как с достаточно дорогим импортным оборудованием, так и позволяет использовать широко распространенные отечественные приборы и элементы (например, недорогие, по сравнению с импортными аналогами, термометры сопротивления).

7. Некоторые результаты эксплуатации

Во-первых. За период эксплуатации узла регулирования с октября 2002 г. по март 2003 г. не зафиксировано ни одного отказа какого-либо элемента системы. Во-вторых. Температура в рабочих помещениях административного здания поддерживалась на комфортном уровне и составила 21 ± 1 °С при колебаниях температуры наружного воздуха от +7°С до -35°С. Уровень температуры в помещениях соответствовал заданной, даже при условии подачи из теплосети теплоносителя с заниженной относительно температурного графика температурой (до 15°С). Температура теплоносителя в подающем трубопроводе менялась за это время в пределах от +57°С до +80°С. В-третьих. Применение циркуляционного насоса и балансировки контуров системы позволило достичь более равномерного теплоснабжения помещений здания. В-четвертых. Система регулирования позволила при соблюдении комфортных условий в помещениях здания снизить общее количество потребленного тепла. На этом следует остановиться подробнее. В табл.1 приведены значения измеренных теплосчетчиком объемов потребленного зданием тепла за различные месяцы со значительно отличающимися средними температурами наружного воздуха. За базу сравнения приняты значения количества потребленного тепла в отопительном сезоне 2001/2002 года, когда здание было оснащено только системой коммерческого учета потребления тепла (без регулирования).

Значение 26% получено сравнением с базовым значением 26,6 Гкал при средней температуре -12,6°С, что идет в запас результатов. Приведенные данные красноречиво показывают, что эффект от применения автоматического регулирования особенно значителен при температурах наружного воздуха выше -5°С. В то же время, и при достаточно низких средних температурах воздуха снижение теплопотребления заметно. Последняя строка табл.1 содержит данные о потреблении тепла с оптимально настроенным регулятором, поэтому при снижении средней температуры с -12,4°С до -15,9°С потребление тепла сократилось с 23,9 Гкал до 19,8 Гкал, что составляет 17%. Немаловажное значение имеет и то, что контроллер отслеживает изменение температуры воздуха на улице в течение дня, подавая в контур отопления здания теплоноситель с пониженной температурой, одновременно следя за температурой в помещении здания. Особенно актуально это в ясную погоду, со значительной амплитудой колебания температур ночью и днем. Поэтому ранней весной, несмотря на достаточно низкие ночные температуры, потребление тепла становится еще меньше.

Если рассмотреть изменение режима теплоснабжения в течение суток и недели при активированных функциях контроллера понижения температуры теплоносителя на подаче в ночные часы и выходные дни, то получается следующее. Контроллер позволяет эксплуатирующему персоналу выбирать длительность ночного режима и его «глубину», то есть величину понижения температуры теплоносителя относительно заданного температурного графика в заданный период времени исходя из особенностей здания, графика работы персонала и т.д. Например, эмпирическим путем нам удалось подобрать следующий ночной режим. Начало в 16 часов, окончание в 02 часа. Понижение температуры теплоносителя на 10°С. Какие же получились результаты? Снижение потребления тепла в ночной режим составляет 40 - 55% (зависит от температуры наружного воздуха). При этом температура теплоносителя в обратном трубопроводе снижается на 10 - 20 °С, а температура воздуха в помещениях - всего на 2-3°С. В первый час после окончания ночного режима начинается режим повышенного теплоснабжения «натоп», при котором потребление тепла относительно стационарного значения достигает 189%. Во второй час - 114%. С третьего часа - режим стационарный, 100%. Эффект экономии значительно зависит от температуры наружного воздуха: чем выше температура, тем сильнее выражен эффект экономии. Например, снижение теплопотребления при введении «ночного» режима при температуре наружного воздуха около -20°С составляет 12,5%. При повышении среднесуточной температуры эффект может достигать и 25%. Аналогичная, но еще более выгодная ситуация возникает при реализации режимов «выходного дня», когда задается понижение температуры теплоносителя на подаче в выходные дни. Нет необходимости поддерживать комфортную температуру во всем здании, если в нем никого нет.

Выводы

Полученный опыт эксплуатации системы регулирования показал, что экономия потребляемого тепла при регулировании теплоснабжения, даже при несоблюдении температурного графика теплоснабжающей организацией, реальна и может достигать при определенных погодных условиях до 45% в месяц.

Использование разработанного прототипа контроллера позволило упростить систему регулирования и снизить ее стоимость.

В системах отопления с нагрузкой до 0,5 Гкал/час возможно использование достаточно простой и надежной семиэлементной системы регулирования, способной обеспечить реальную экономию средств, при сохранении комфортных условий в здании.

Простота работы с контроллером и возможность задания с клавиатуры многих параметров позволяет оптимально настроить систему регулирования, исходя из реальных теплофизических характеристик здания и желаемых условий в помещениях.

Эксплуатация системы регулирования в течение 4,5 месяцев показала надежную, устойчивую работу всех элементов системы.

ЛИТЕРАТУРА

Контроллер РАНК-Э. Паспорт.

Каталог автоматических регуляторов для систем теплоснабжения зданий. ЗАО «Данфосс». М., 2001 г., с.85.

Каталог «Бессальниковые циркуляционные насосы». «Грундфосс», 2001 г.