На сегодняшний день в России принята централизованная система теплоснабжения, при которой тепло вырабатывается на ТЭЦ или в котельных, а преобразование его к нужным параметрам для сетей отопления и горячего водоснабжения производится по месту в тепловых пунктах. Максимальная температура в тепловых сетях может достигать 130-150 °С, минимальная не может быть ниже 70-80 °С. Системы отопления в домах допускают максимальную температуру не выше 95 (105) °С, а минимальная температура должна снижаться до 18-20 °С. Для снижения температуры большинство зданий подключается к тепловым сетям через смесительные устройства – элеваторные узлы.
К достоинствам элеваторных узлов относится низкая стоимость, абсолютная надежность, отсутствие затрат на эксплуатацию и потребности в электроэнергии.
Недостатком элеваторного узла является невозможность оперативно изменить коэффициент смешения, что приводит к осенне-весенним перетопам при завышенной температуре в тепловой сети. Для г.Москва период перетопа составляет 40% отопительного сезона, и на перетоп уходит 10-15% годового расхода тепла на отопление.
Системы отопления зданий гидравлически очень неустойчивы и требуют постоянного расхода воды, при сокращении расхода теплоноситель прекращает поступать в отдельные стояки и отопление подключенных к ним квартир просто прекращается. Следовательно регулировать (сокращать) подачу тепла на отопление зданий можно только изменением температуры теплоносителя, но не расхода.
Для ликвидации перетопов сейчас внедряется схема, при которой элеватор заменяется на два центробежных насоса с электроприводом и систему автоматики с двумя регулирующими клапанами.
Схема позволяет ликвидировать перетопы, но в свою очередь имеет такие недостатки, как:
• Высокая стоимость, схема практически не окупается;
• Зависимость от наличия электроэнергии (при пропадании электроэнергии теплосетевая вода напрямую поступает в систему отопления, что угрожает очень серьезной аварией);
• Требует постоянного расхода электроэнергии и постоянной эксплуатации;
• Предлагается техническое решение по ликвидации перетопов, сохраняющее все достоинства элеваторного узла и требующее минимальных затрат на модернизацию существующих систем отопления.
Регулируемый элеваторный узел
Предлагаемое техническое решение регулируемый элеваторный узел позволяет полностью ликвидировать перетопы, но при этом сохраняет все достоинства элеваторного узла не вносит возмущений в работу системы отопления и требует минимальных затрат на внедрение и обслуживание.
Основные особенности:
• Постоянный расход теплоносителя в системе отопления во всех режимах работы;
• Безаварийная работа системы отопления при перебоях в подаче электроэнергии или выходе из строя оборудования;
• Минимальное потребление электроэнергии в режиме регулирования;
• Минимальные затраты на внедрение;
• Быстрая окупаемость;
• График отпуска тепла – любой, по заданию автоматического регулятора.
Схема включает в себя существующие на вводе в здание элеватор и регулятор располагаемого напора.
Дополнительное оборудование: малошумный подмешивающий насос с регулируемым электроприводом, обратный клапан, контроллер управляющий работой системы, датчики температуры.
Работа регулируемого элеваторного узла
При соблюдении температурного графика на вводе в здание насос отключен и элеватор работает в штатном режиме. При завышении температуры на отопление относительно графика – включается подмешивающий насос и за счет добавления обратной воды в подающую снижает температуру перед элеватором, приводя температуру на отопление в соответствие с графиком. Одновременно прикрывается регулятор располагаемого напора, сокращая расход воды из теплосети. Расход воды в системе отопления остается постоянным.
При пропадании электроэнергии подмешивающий насос отключается, и элеватор работает в штатном режиме. Автоматического регулирования при этом не происходит, но аварийный режим исключается.
При модернизации существующего элеваторного узла система может быть дополнена теплосчетчиком с устройством сбора и передачи данных по каналам сотовой связи, позволяющим контролировать и управлять работой системы с диспетчерского пункта.
Основные функции регулируемого элеватора: для жилых зданий – ликвидация осенне-весенних перетопов, для административно-общественных дополнительно снижение температуры на отопление в нерабочее время.
Первоначально схема испытывалась на гидравлическом стенде, где было подтверждено, что при любых изменениях расхода сетевой и подмешиваемой воды расход воды в системе отопления не меняется.
Весной 2010 года схема была подключена к системе отопления административного здания сначала в ручном, затем в автоматическом режиме. Высота здания 23 м, отопительная нагрузка 0,66 Гкал/ч, температура в тепловой сети во время испытаний 70 ÷ 75оС, температура наружного воздуха от – 5 до + 15оС.
Автоматизированная система регулирования отработала фактически весь апрель и показала высокую надежность и стабильность работы. При низких ночных температурах обороты насоса снижались до нуля, и элеватор работал в штатном режиме, при повышении температуры наружного воздуха насос выходил в режим поддержания температурного графика, при температурах выше +15оС подача сетевой воды на здание практически полностью прекращалась.
Экономическая эффективность
Расчетная:
• Затраты на оборудование регулируемого элеваторного узла для жилого здания на 200 квартир, расчетная нагрузка которого 0,5 Гкал/ч составляют 200 тыс. руб.
• Расчетное сокращение расхода тепла на отопление составляет 10% от годового, что составляет 125 Гкал или 148,75 тыс. руб.
• Расчетный срок окупаемости составляет 1,3 отопительных сезона (осень, весна, осень);
• Для административно–общественных зданий такой же мощности дополнительная экономия за счет снижения расхода тепла в нерабочее время 15%, что составляет 190 Гкал, или 245,10 тыс. руб.
• Расчетный срок окупаемости составит 0,8 отопительного сезона (осень, половина весны).
Фактическая:
Согласно счетам, выставленным теплоснабжающей организацией, за неполный месяц работы автоматизированный элеваторный узел сэкономил 52,6 Гкал, на сумму 67,9 тыс. руб., что эквивалентно окупаемости менее одного года.
Область работы регулируемого элеватора:
• осенне-весенние срезки отопительного графика (для всех зданий);
• снижение температуры на отопление в ночное время и выходные дни для административно-общественных зданий.
Выводы:
Проведенные стендовые и натуральные испытания автоматизированного элеваторного узла полностью подтвердили работоспособность системы и ее эффективность при регулировании расхода тепла на отопление зданий.
Систему отличает высокая надежность оборудования, низкая стоимость комплектующих, минимальные трудозатраты на дооборудование существующего элеваторного узла, быстрая окупаемость.
С учетом вышесказанного система может быть рекомендована к массовому внедрению в жилых и общественных зданиях с зависимым присоединением систем отопления как одно из эффективных мероприятий по энергосбережению в ЖКХ.

С сайта http://www.eltecom.ru/