6
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 8
ГЛАВА 1. ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ УУТЭ В
СИСТЕМА ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ ЗДАНИЙ 11
1.1. Принцип использования УУТЭ в системах теплоснабжения 11
1.2. Состав УУТЭ 18
1.3. Характеристика объекта проектирования 20
1.4. Общие данные по проектируемым системам 21
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И УЧЕТА
ПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ НА ОБЪЕКТЕ ЖКХ
(АДМИНИСТРАТИВНОЕ ЗДАНИЕ В Г. МОСКВА) 23
2.1. Обоснование проектных решений 23
2.2. Расчет проектных характеристик для установки УУТЭ 27
2.2.1. Расчет тепловых нагрузок абонента 27
2.2.2. Гидравлический расчет элементов установки 28
2.2.3. Подбор оборудования УУТЭ 33
2.3. Технологическая часть. Монтаж элементов УУТЭ 41
2.4. Основные неисправности и способы их устранения 44
2.5. Расчет эффективности использования УУТЭ 46
2.6. Подбор и описание средств автоматизации 51
ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И
БЕЗОПАСНОСТИ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ 60
3.1. Экономическая часть 60
3.1.1. Сметная стоимость проекта 60
3.1.2. Технико-экономические показатели 72
3.2. Безопасность решений проекта 72
3.3. Охрана окружающей среды 77
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 83
7
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 85
8
ВВЕДЕНИЕ
Узел учета тепловой энергии (УУТЭ) - это комплекс приборов и
устройств, обеспечивающий контроль, регистрацию параметров
теплоносителя. В целом, они представляют из себя своеобразный набор
функциональных компонентов, которые встраиваются в трубопроводы.
В узлы учета тепла также включены следующие устройства: тепловой
вычислитель, преобразователи расхода, давления, температуры, устройства
фиксации температуры и давления [6].
Постоянное повышение тарифов на энергоносители заставляет
потребителей задуматься о применении на своих объектах
энергосберегающих технологий, от реализации которых он получал бы
реальное снижение величины оплаты за тепловую энергию, но при этом во
всех помещениях соблюдались комфортные условия проживания.
И первый шаг – установка узла учета тепловой энергии, который
позволит вести расчеты за фактически потребленную тепловую энергию, а не
за проектные нагрузки которые зачастую в разы превышают реальное
теплопотребление.
В соответствии с п.13 Федерального закона от 23 ноября 2009 г. № 261-
ФЗ «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о
внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской
Федерации» собственники домов, квартир, а также лица, ответственные за
содержание многоквартирных домов должны обеспечить установку приборов
учета энергии в случае их отсутствия.
Установка приборов учета расхода воды позволяет снизить
индивидуальное чрезмерное потребление горячей и холодной воды
жильцами многоквартирных домов.
Своевременная установка приборов учета тепла в позволяет жильцам
наблюдать за расходом тепловой энергии и в случае перерасхода также
начать экономить ее потребление, а значит и бюджет.
9
Целью выпускной квалификационной работы является внедрение
автоматических систем контроля и учета потребления тепловой энергии на
объекте ЖКХ, на примере административного здания в г. Москва.
Для достижения цели в процессе проектирования необходимо решить
следующие задачи:
- выполнить анализ эффективности использования УУТЭ в системах
теплоснабжения, дать сравнительную характеристику различных вариантов
комплектации УУТЭ;
- определить расчетные параметры местной системы теплоснабжения
жилого дома;
- сформировать техническое задание на проектирование УУТЭ жилого
дома;
- выполнить расчет основных элементов УУТЭ, диапазонов
измеряемых расходов приборами учета тепла в тепловом пункте , расчет
гидравлических потерь напора на узлах установки расходомеров и
трубопроводов;
- произвести расчет эффективности использования УУТЭ в тепловом
пункте жилого дома, эксплуатационный экономический эффект при
внедрении узла учета теплоты в ИТП дома;
- решить вопросы автоматизации и диспетчеризации УУТЭ;
- составить инструкцию по эксплуатации узла учета тепловой энергии
жилого дома;
- произвести расчет сметной стоимости установки УУТЭ в тепловом
пункте жилого дома.
Конструктивно узел учета представляет собой набор «модулей»,
которые врезаются в трубопроводы. В узел учета тепла входят: вычислитель,
преобразователи расхода, температуры, давления, приборы индикации
температуры и давления, а также запорная арматура. Благодаря УКУТ
проводится учет различных показателей, имеющих значение при
определении эффективности работы системы в целом.
10
Как показала практика внедрения подобных устройств, именно их
наличие позволяет своевременно выявить возможные неполадки в работе
системы, оптимизировать использование ресурсов энергообеспечения и
максимизировать отдачу при непреклонном соблюдении принципа
минимизации расходов ресурсов.
Объектом исследования является система теплоснабжения
административного здания.
Предмет исследования: узел учета тепловой энергии и теплоносителя.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, трёх глав,
заключения, списка использованной литературы.
11
ГЛАВА 1. ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ УУТЭ В
СИСТЕМА ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ ЗДАНИЙ
1.1. Принцип использования УУТЭ в системах теплоснабжения
Учет тепловой энергии - один из способов контроля его расхода, а
также реализации способов увеличения эффективности его использования.
Чтобы обеспечить максимально точную и своевременную информацию о
необходимых цифровых показателях, зафиксировать какие-либо изменения,
для дальнейшего анализа необходимо использовать специальные приборы. К
числу таковых относится, узел учета тепловой энергии.
Чтобы обеспечить максимально точную и своевременную информацию
о необходимых цифровых показателях, зафиксировать какие-либо
изменения, для дальнейшего анализа необходимо использовать специальные
приборы. К числу таковых относится, узел коммерческого учета тепловой
энергии.
Правила коммерческого учета тепловой энергии, теплоносителя от
18.03.2014 г. определяют требования к организации учета отпуска и потреб-
ления тепловой энергии и теплоносителей (сетевой воды и водяного пара),
контроля их параметров: массы (объема), температуры и давления, а также
общие технические требования к узлам коммерческого учета тепловой энер-
гии и теплоносителя [13].
Правила действуют на территории Российской Федерации и обязатель-
ны для исполнения органами государственного энергетического надзора,
юридическими и физическими лицами независимо от их ведомственной
принадлежности и форм собственности.
Федеральный закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о
повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в
отдельные законодательные акты Российской Федерации» (далее – Закон об
энергосбережении) предписывает обязательное наличие узлов
коммерческого учета энергоносителей у всех потребителей тепла [21].
12
Основными элементами УУТЭ являются:
- вычислитель количества теплоты;
- первичные преобразователи расхода;
- термопреобразователи сопротивления;
- преобразователи избыточного давления (по заказу потребителя);
- блоки питания расходомеров и датчиков давления (при
необходимости);
- GSM\GPRS\Ethernet контроллеры.
Выпускаемые теплосчетчики различаются по методу измерения,
метрологическим характеристикам, структурно-функциональным
особенностям, условиям монтажа и эксплуатации, цене. В этих условиях
выбор средств приборного обеспечения для учета тепла и теплоносителя
представляет собой непростую задачу, которая состоит в том, чтобы, во-
первых, правильно выбрать метод измерения расхода (количества)
теплоносителя, во-вторых, выбрать тип прибора, наиболее соответствующий
вашим условиям и возможностям.
Рассмотрим основные используемые методы измерения и характерные
особенности приборов.
Тахометрические теплосчетчики (крыльчатые, турбинные, винтовые)
являются механическими приборами и являются наиболее простыми.
Принцип действия механических теплосчетчиков основан на преобразовании
поступательного движения потока жидкости во вращательное движение
измерительной части. Механические теплосчетчики состоят из
тепловычислителя и механических роторных или крыльчатых водосчетчиков
[1].
Это наиболее дешевые теплосчетчики. К недостаткам механических
теплосчетчиков относится невозможность их использования при
повышенной жесткости воды, присутствии в ней мелких частиц окалины,
ржавчины и накипи, которые забивают фильтры и механические
расходомеры. По этим причинам установка механических расходомеров
13
рекомендуется только в квартирах, небольших частных домах и т.п. Кроме
того, механические расходомеры создают наибольшие потери давления воды
по сравнению с расходомерами других типов.
В качестве примера здесь приведена схема установки наиболее
распространенного из крыльчатых теплосчетчиков типа "Supercal",
производства польской фирмы AQUATHERM.
Рис. 1.1. Крыльчатый теплосчетчик "Supercal"
К преимуществам данных теплосчетчиков можно отнести: простота
конструкции; не нуждается в питании; относительно низкая стоимость.
К недостаткам: низкая надежность; не обеспечивает измерения мгно-
венного расхода; существенное снижение точности измерения при
налипании осадков на рабочие поверхности, чувствительность к примесям в
воде, обра-зованию твердых отложений для надежной работы необходим
фильтр на входе прибора, который необходимо регулярно менять.
Электромагнитные теплосчетчики, в основе которых лежат
электромагнитные расходомеры, используют способность измеряемой
жидкости возбуждать электрический ток при ее движении в магнитном поле.
Электромагнитные теплосчетчики производят вычисление тепловой
мощности и тепловой энергии на основе данных об объемном расходе и
объеме теплоносителя, температур на прямом и обратном трубопроводе с
учетом изменения теплоемкости теплоносителя при изменении разности
14
температур на входе и выходе. Поскольку при этом возникают малые
величины тока, то электромагнитные теплосчетчики очень чувствительны к
качеству монтажа, условиям эксплуатации.
В качестве примера на рисунке 1.2 представлен электромагнитный
расходомер компании Технопромтрейд марки ТЭМ-104.
Рис. 1.2. Теплосчетчик электромагнитный микропроцессорный ТЭМ-104
К преимуществам данных теплосчетчиков можно отнести:
- высокая надежность и стабильность метрологических характеристик
во времени;
- широкий диапазон и высокая точность измерения расхода
теплоносителя;
- нет потери давления в трубопроводе, поскольку не содержит
элементов конструкции в потоке, не искажает профиля потока, не создает
застойных зон и местных сопротивлений;
- минимальные длины прямых участков до и после приборов;
- возможность получения показаний расхода независимо от плотности,
вязкости и температуры теплоносителя.
К недостаткам:
- снижение точности измерения при налипании осадков на рабочие
поверхности;
- дестабилизация показаний счетчика (смещение нуля, появление
систематических погрешностей и др.) из-за блуждающих токов на
15
трубопроводах, для устранения чего требуется наличие дополнительных
функций прибора учета;
- невозможность работы от автономного источника питания.
Ультразвуковые теплосчетчики работают на принципе изменения
времени прохождения ультразвукового сигнала от источника до приемника
сигналов, которое зависит от скорости потока жидкости.
На рынке ультразвуковые теплосчетчики представлены компаниями:
Технопромтрейд: Multical UF, ИРВИКОН ТС 200, СТД, Dynameters: DMTF-
B.
Ультразвуковой теплосчетчик СТД представлен на рисунке 1.3.
Рис. 1.3. Ультразвуковой теплосчетчик СТД
В состав теплосчетчика СТД (количество и исполнения в зависимости
от системы теплоснабжения) входят:
- тепловычислитель ВТД-В;
- ультразвуковые преобразователи расхода US-800;
- комплекты термопреобразователей сопротивления с гильзами (типа
КТПТР);
- преобразователи давления (типа КРТ);
- дополнительное оборудование, не являющееся средством измерения
(принтер, кабели, и др.).
К преимуществам данных теплосчетчиков можно отнести: