Особенности и виды узлов учета тепловой энергии

Опубликовано lpunity в 12.11.2018

УУТЭ – что это такое? Проще всего сказать, что это комплект теплосчетчиков, отслеживающих состояние отопительной системы здания. Такая формулировка вполне допустима, но раскрывает понятие не в полной мере. УУТЭ (узел учета тепловой энергии) – набор технических средств, устанавливаемых на трубопровод с целью контроля параметров теплоносителя. Характеристики движущейся по магистралям жидкости регулярно замеряются, фиксируются и подвергаются различным вычислениям.

Зачем нужен узел

Внедрение системы учета на тепловой узел в многоквартирном доме позволяет не только контролировать объем потребляемой энергии и параметры воды в трубах. Имея на руках максимально полную информацию, пользователь может быстро оптимизировать работу оборудования. Часто встречается словосочетание «коммерческий узел учета тепловой энергии». Что это такое? Это означает, что во всех офисных и жилых зданиях, подключенных к внешним источникам тепла и горячего водоснабжения, в обязательном порядке должен быть произведен монтаж УУТЭ. Процедура осуществляется в строгом соответствии со строительными нормами. Стандартная схема теплового узла отопления предусматривает наличие:

• индикаторов (давления, температуры);
• преобразователей (тех же параметров плюс расхода теплоносителя);
• вычислителя;
• запорной арматуры.

Дополнительное оборудование для УУТЭ помогает упростить процесс эксплуатации и сделать его более эффективным. В многоэтажных жилых домах, где установлен элеватор теплового узла и разводка стояков вертикальная, учет часто производят только по общему счетчику. Это вызвано технологическими особенностями инженерной системы здания.

Нередко объединяют понятия «тепловой узел» и «тепловой пункт». В чем разница? Последний является связующим звеном между магистральной и распределительной сетью. Иногда он может использоваться, как узел коммерческого учета тепловой энергии. Это индивидуальный пункт, который обслуживает конкретный объект. Базируется он в подвале или на чердаке. Однако в большинстве случаев ТП обслуживает сразу несколько домов и располагается в отдельном здании.

Устройство и принцип работы элеватора отопления

В точке входа трубопровода тепловых сетей, обычно в подвале, в глаза бросается узел, который соединяет трубы подачи и «обратки». Это элеватор — смесительный узел для отопления дома. Изготовляется элеватор в виде чугунной или стальной конструкции снабженной тремя фланцами. Это обычный элеватор отопления принцип работы его основан на законах физики. Внутри элеватора находится сопло, приемная камера, смесительная горловина и диффузор. Приемная камера соединяется с «обраткой» с помощью фланца.

Перегретая вода поступает на вход элеватора и проходит в сопло. Вследствие сужения сопла скорость потока увеличивается, а давление уменьшается (закон Бернулли). В область пониженного давления подсасывается вода из «обратки» и смешивается в смесительной камере элеватора. Вода уменьшает температуру до нужного уровня и одновременно уменьшается давление. Элеватор работает одновременно как циркуляционный насос и смеситель. Таков вкратце принцип работы элеватора в системе отопления здания или сооружения.

Схема теплового узла

Регулировку подачи теплоносителя осуществляют узлы элеваторные отопления дома. Элеватор – основной элемент теплового узла, нуждается в обвязке. Регулировочное оборудование чувствительно к загрязнениям, поэтому в обвязку входят грязевые фильтры, которые подключаются к «подаче» и «обратке».

В обвязку элеватора входят:

• грязевые фильтры;
• манометры (на входе и выходе);
• термодатчики (термометры на входе элеватора, на выходе и на «обратке»);
• задвижки (для проведения профилактических или аварийных работ).

Это самый простой вариант схемы для регулировки температуры теплоносителя, но она часто используется как базовое устройство теплового узла. Базовый узел элеваторный отопления любых зданий и сооружений, обеспечивает регулировку температуры и давления теплоносителя в контуре.

Преимущества его применения для отопления больших объектов, домов и высоток:

1. безотказность, благодаря простоте конструкции;
2. низкая цена монтажа и комплектующих деталей;
3. абсолютная энергонезависимость;
4. существенная экономия потребления теплоносителя до 30%.

Но при наличии бесспорных преимуществ использования элеватора для систем отопления следует отметить и недостатки применения этого прибора:

• расчет делается индивидуально для каждой системы;
• нужен обязательный перепад давления в системе отопления объекта;
• если элеватор нерегулируемый, то невозможно изменить параметры контура отопления.

Элеватор с автоматической регулировкой

В настоящее время созданы конструкции элеваторов, в которых при помощи электронной регулировки можно изменять сечение сопла. В таком элеваторе имеется механизм, который перемещает дроссельную иглу. Она меняет просвет сопла и в результате меняется расход теплоносителя. Изменение просвета меняет скорость движения воды. В результате изменяется коэффициент смешивания горячей воды и воды из «обратки», чем достигается изменение температуры теплоносителя в «подаче». Теперь понятно, зачем в системе отопления нужно давление воды.

Элеватор регулирует подачу и давление теплоносителя, а его давление движет поток в контуре отопления.

Виды теплосчетчиков

Схема теплового узла отопления с теплосчетчиком дает возможность избежать необязательного расхода энергии. Достаточно своевременно и грамотно реагировать на показания приборов. УУТЭ получает данные от датчиков и преобразователей, устанавливаемых на трубах. Они подают сигналы о состоянии воды на вычислителе. Последний производит расчеты согласно определенным алгоритмам, после чего коммерческий узел учета тепловой энергии выдает информацию пользователю оборудования. Счетчик сохраняет результаты измерений в архиве, в котором также фиксируются данные об ошибках, что позволяет проводить разносторонний анализ работы системы.

Таким образом, узел учета тепла в многоквартирном доме дает возможность осуществлять максимально точные взаиморасчеты между поставляющей и потребляющей стороной, являясь при этом эффективным средством контроля. Порядок установки УУТЭ для водяного теплоснабжения предусматривает обязательное наличие преобразователей расхода. С их помощью замеряют количество воды, прошедшей по трубе за определенное время. Расход бывает массовым (измеряется в кг/ч, кг/мин и т. д.) и объемным (м³/мин, м³/c и т. д.). Монтаж узла учета тепла производится в соответствии с тем, какого типа расходомер используется. В зависимости от способа измерения преобразователи бывают:

• тахометрическими;
• ультразвуковыми;
• электромагнитными;
• переменными;
• вихревыми;
• комбинированными.

Достаточно часто в состав узла учета тепловой энергии входят тахометрические расходомеры, как очень простые и надежные. Они бывают турбинными, крыльчатыми, винтовыми. Подобный расходомер на КУУТЭ – это возможность определять объем тепла путем преобразования энергии движения водного потока во вращение измерительного элемента. Крыльчатка, турбина или винт помещается на пути теплоносителя, а специальный счетчик замеряет количество их оборотов и переводит в нужный показатель.

Схема узла учета тепловой энергии с расходомерами других типов отличается отсутствием подвижных частей. Замеры здесь осуществляют с помощью электроники. Вихревые модели определяют скорость движения по характеристикам вихрей, возникающих из-за того, что воде приходится преодолевать специальное препятствие. Если узел учета и регулирования тепловой энергии оснащен ультразвуковым расходомером, на трубу крепят излучатель УЗ сигнала с приемником. Устройства монтируются друг напротив друга (точное положение определяется инструкцией). Приемник получает сигнал, прошедший от излучателя через жидкостный поток. По скорости движения ультразвука определяют и параметры теплоносителя. Принципиальная схема теплового пункта с узлом учета, оснащенным электромагнитным расходомером, предусматривает снятие показаний за счет способности воды генерировать ток в процессе перемещения в магнитном поле.

Горячее водоснабжение в системах отопления

ГВС в многоэтажных домах обычно является централизованным, при этом вода нагревается в котельных. Подключают горячее водоснабжение от контуров отопления, причем и от однотрубных, и от двухтрубных. Температура в кране с горячей водой по утрам бывает теплой или холодной, что зависит от количества магистральных труб. Если имеется однотрубное теплоснабжение многоквартирного дома высотой в 5 этажей, то при открытии горячего крана сначала в течение полминуты из него пойдет холодная вода.

Причина кроется в том, что ночью редко кто из жильцов включает кран с горячим водоснабжением, и теплоноситель в трубах остывает. В результате наблюдается перерасход ненужной остывшей воды, поскольку она сливается напрямую в канализацию.

В отличие от однотрубной системы в двухтрубном варианте циркуляция горячей воды происходит непрерывно, поэтому вышеописанной проблемы с ГВС там не возникает. Правда, в некоторых домах через систему горячего водоснабжения закольцовывают стояк с трубами – полотенцесушителями, которые даже в летнюю жару горячие.

В летний период испытаниям подвергается вся система, обеспечивающая центральное отопление в многоквартирном доме. Коммунальные службы проводят текущие и капитальные ремонтные работы на теплотрассе, отключая при этом на ней отдельные участки. Накануне предстоящего отопительного сезона отремонтированная тепловая магистраль повторно подвергается испытаниям (подробнее: «Правила подготовки к отопительному сезону жилого дома «).

Особенности подачи тепла в многоквартирном доме, детали на видео:

Элеваторный узел

Принцип работы теплового узла в многоквартирном доме известен каждому, кто этим интересовался. Теплоноситель попадает в отопительную систему здания по основному трубопроводу и собирается через обратный. Горячая вода от котельной направляется в подвал, чтобы пройти через тепловой узел. Схема теплового узла предусматривает наличие запорной арматуры в виде стальных шаровых кранов. В традиционных конфигурациях эту функцию выполняют задвижки.

Если температура воды не превышает 95°С, она распределяется по помещениям посредством коллектора, оборудованного балансировочными кранами. Однако достаточно часто в тепловые узлы многоквартирных домов попадает более горячий теплоноситель, который противопоказан современным трубам. Его нужно охладить до определенного уровня. Для решения этой задачи и предусмотрен элеватор в тепловом узле. Данное устройство является самым простым и дешевым средством охлаждения теплоносителя. Здесь тот смешивается с остывшей жидкостью из обратного трубопровода. Пройдя через узел тепловой элеваторный, вода обретает необходимую температуру, после чего может спокойно направляться к приборам отопления. Кроме того, данное оборудование выполняет функцию циркуляционного насоса.

Устройство элеватора теплового узла включает в себя такие компоненты, как:

• струйный элеватор;
• смесительная камера;
• сопло;
• «обвязка».

  

К «обвязке» относятся запорные механизмы и контрольные манометры с термометрами. В последнее время получила распространение установка тепловых узлов с электроприводными элеваторами. Классические модели работают без электричества. Автоматизированный узел учета тепловой энергии самостоятельно регулирует температуру воды. К сожалению, удобство в эксплуатации пока недостаточно подкрепляется надежностью таких систем. При этом стоят они значительно дороже.

На данном этапе, более надежной выглядит схема теплового узла с традиционным элеватором. Эффективность его работы не зависит от капризов электроснабжения и гидравлических/тепловых скачков в трубах. За ним не нужно постоянно присматривать. Чтобы схема узла учета тепла реализовывалась эффективно, достаточно правильно подобрать диаметр сопла. Каким должно быть оборудование для конкретного объекта, может определить только специалист, обладающий разрешением на ведение подобной деятельности.

Схема тепловых узлов

• С параллельным одноступенчатым подключением горячей воды. Данная схема наиболее проста и востребована, так как система отопление проводится в параллель с системой горячего водоснабжения. Имеется лишь один минус — большой расход сетевой воды.
• С последовательным двухступенчатым подключением горячей воды. Эта схема состоит из двух этапов: первая отвечает за обратный трубопровод системы отопления, вторая ответственна за подающий трубопровод. Ее преимущество — существенное сокращение расхода сетевой воды. Недостаток – необходимость установки системы автоматического регулирования.
• Со смешанным двухступенчатым подключением подогревателя горячей воды. Самая удобная схема из всех вышесказанных. Подключение производится последовательно, а не параллельно. Она применяется как для повышенного температурного графика, так и для нормального.

Особенности установки

Установка узла учета тепловой энергии в многоквартирном доме разделяется на несколько основных этапов:

1. Изучение и анализ объекта.
2. Создание и согласование проекта.
3. Сборка и наладка.
4. Организация мониторинга.
5. Предоставление схемы теплового узла многоквартирного дома в теплоснабжающую организацию и получение разрешения на эксплуатацию.

Стоимость процедуры зависит от характеристик объекта и может существенно меняться. Если требуется замена узла учета тепловой энергии, последовательность действий примерно та же. Самым ответственным этапом считается разработка проекта и подбор оборудования. Естественно, монтаж узлов учета тепловой энергии должен быть проведен с максимальной аккуратностью и точностью. Однако если начальные расчеты окажутся ошибочными, даже высококачественные дорогостоящие устройства не обеспечат нужной точности показаний.

Когда устанавливается тепловой узел в частном доме, схема согласования может немного отличаться. В любом случае самостоятельное хождение по инстанциям потребует серьезных временных затрат. Как правило, установка узлов учета тепловой энергии включает в себя и эту услугу. Решайте сами, что вам предпочтительнее – немного доплатить или сэкономить за счет собственных усилий. Однако учтите, что опытным представителям строительной организации получить разрешение намного проще, чем частному лицу.

Автоматизация узлов теплового учета дает возможность организовать дистанционный съем данных со счетчиков, что значительно упрощает мониторинг объекта. Техобслуживание УУТЭ нужно доверять профессионалам. Самостоятельность в этом вопросе, как и при установке узлов учета тепловой энергии в Москве, может привести к значительным финансовым потерям. Если вовремя не заметить поломку оборудования, ремонт может затянуться надолго, и все это время вы будете переплачивать за неиспользуемое тепло. Если вас интересует, возможна ли установка УУТЭ на тепловом узле вашего дома и другие вопросы по этой теме, ответы на них можно получить на нашем сайте.

Состав и расположение

Многоквартирные дома могут иметь разную конфигурацию. От этого УУТ могут быть непохожими по виду и устройству друг на друга.

Устанавливать такие узлы можно и для частного дома, если он подключен к центральной системе отопления

Однако основные элементы входят в состав каждого узла:

1. Запорно-регулирующая арматура. Приспособления и устройства для регулирования и полного отключения различных узлов отопительной системы.
2. Тепловой счётчик. Основной измерительный прибор, который может отличаться по конструкции, но обязан давать показания основных параметров подачи тепла.
3. Грязевик. Место сбора мусора. Основная цель этого устройства — предотвратить попадание посторонних предметов и веществ в систему отопления.
4. Расходомер. Прибор, который учитывает расход теплоносителя и помогает регулировать его подачу.
5. Элеватор. Элеваторный узел отопления служит для регулирования температуры теплоносителя. В этом устройстве за счёт смешения горячего и остывшего теплоносителя (обратки) происходит регулировка до нормативных показателей.
6. Термодатчик. Измерительный прибор для фиксации температуры теплоносителя при возврате из системы отопления.
7. Вспомогательное оборудование. Многие центры контроля обеспечиваются дополнительными приборами и агрегатами. Современные технологии позволяют значительно расширить возможности контроля.

Основным требованием к расположению приборов и всех составляющих системы контроля является максимальная точность и эффективность. Поэтому есть определённые правила последовательности и места расположения основных узлов. Вот лишь некоторые из них:

1. Размещать приборы учёта на границе раздела, максимально близко к задвижкам и регуляторам подачи теплоносителя.
2. Запрет на оборудование дополнительных отведений трубопровода в обход датчиков.
3. Термодатчик на обратке размещают перед задвижкой с внешней стороны.
4. Размещать приборы так, чтобы был хороший визуальный доступ для снятия показаний приборов и их обслуживания.

Это интересно: принцип двухходового клапана для отопления.

Следуя основным указаниям, оборудовать узел учёта отопления не составит большого труда, если есть все необходимые компоненты для его работы.

Сколько стоит установка общедомового узла учета тепловой энергии

В среднем, установка для жильцов 100-квартирного дома обойдется в 60-300 тысяч рублей. Такой разброс связан с тем, что цена складывается не только из стоимости самого оборудования, но и монтажных работ.

Многое зависит от состояния труб. Может понадобиться удаление части коммуникаций для правильной установки. Кроме этого, если холодная и горячая вода имеют отдельные магистрали, ставить придется два аппарата, что существенно увеличит итоговую сумму в квитанциях.

Установка УУТЭ

Большинство российских многоквартирных жилых домов старой постройки подключены к централизованной системе отопления. При этом оплата за тепло осуществляется, что называется, «по нормам» из расчета за 1 кв. метр общей площади помещения. Это неудобно тем, что такая оплата не зависит от фактической температуры в помещении. А ведь дома расположены на разном расстоянии от котельных и про проходе горячей воды по теплотрассам происходят потери тепла. Значит, одни жильцы получают больше тепла, а другие меньше, но платят при этом одинаково. Несправедливо.

Да и платить приходится круглый год, то есть даже летом, в отсутствие отопительного сезона. Потому что нормы рассчитаны на весь год, в противном случае выйдет очень дорого. Но иначе не получается. Почему? Да потому что старые дома, построенные в советское и постсоветское время, не оборудованы индивидуальными узлами учета тепловой энергии (УУТЭ). Значит, и определить, сколько именно за отопительный сезон получил тепла конкретный дом, не представляется возможным.

Какой выход? Да очень простой: установить на дом этот самый УУТЭ.

Термин определен в Постановлении Правительства РФ от № 1034 «О коммерческом учете тепловой энергии, теплоносителя». Он означает техническую систему, состоящую из:

• измерительных приборов;
• устройств учета тепловой энергии;
• устройств учета объема потребления тепла;
• устройств контроля и регистрации параметров теплоносителя.

Сама система учета тепловой энергии стоит дорого, также недешево обходится его установка. За чей счет это происходит? Конечно, за счет собственников помещений в многоквартирном доме, которые приняли соответствующее решение на общем собрании. Ведь в силу Федерального закона от № 261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», именно собственники зданий, строений, сооружений, жилых, дачных или садовых домов, помещений в многоквартирных домах обязаны нести расходы на установку приборов учета.

Общая структура приборов и уровни в узле учета

Все используемые сегодня модернизированные узлы учета ресурсов имеют многоступенчатую сложную систему, которая включает ряд автоматизированных уровней.

Уровневая схема представлена в таком виде:

1. Верхний уровень — это управление узлом учета автоматизированной системы, программной оболочкой которого является АСУ УУ.
2. Средний уровень состоит из вычислителя, питательного блока, GSM-модема и дополнительного набора элементов.
3. Нижний уровень составляют датчики давления ресурса, термодатчики и другие составляющие элементы. Ими собираются необходимые данные об измеряемой среде.

Далее, поступая в рамки среднего уровня, информационные данные КИП накапливаются в вычислителе расхода. Отсюда они переводятся на следующий — верхний уровень комплекса.

Способы передачи бывают разными: популярен сегодня GSM-канал, но вполне возможна передача и через проводные сети.

Последние года 20 века характеризовались отсутствием верхнего автоматизированного коммерческого узла учета. Информационные показатели, хранившиеся в энергозависимой памяти, собиралась гражданами нашей страны вручную, альтернативой ручной была полуавтоматическая схема. Стремительный прогресс поспособствовал развитию автоматики, итогом стало заметное падение стоимости на оборудование автоматизированных узлов, что позволило исключить ручной съем, оставив для человека широкий ряд технического оборудования, легкого в обслуживании.

На верхнем уровне автоматизации ключевые данные обрабатываются в пределах программной оболочки АСУ. Эта программа позволяет сохранять всю информацию и получать ее в удобном виде. На монитор АСУ поступают все параметры по датчикам контролируемой среды, поступает также и сообщение об авариях или поломках. Кроме автоматизированных элементов коммерческий узел учета оснащаться может запорной разно профильной арматурой. Кроме того, у коммерческого узла учета могут иметься спусковые каналы и другие составляющие.

Контроль показаний по расходу газа предусматривает использование диафрагменных приборов, где используются емкостные датчики, работающие на небольших давлениях.

Нормы у диафрагменных узлов учета очень высокие:

• уровень точности измерений от 0,5 до 2%;
• измеряется показатель расхода в широком диапазоне;
• измерение показателей расхода на небольших участках трубопровода;
• высокая чувствительность датчиков.

Измерение расхода предусматривает оснащение узлов учета вспомогательным оборудованием, которое может представляться по разной цене.

Поэтому коммерческие узлы учета разделяют на три категории, по ценовым характеристикам оборудования:

Первая группа — недорогие узлы. Это тахометрические счетчики и расходомеры, уровнемеры. Таким оборудованием выполняется учет по холодной воде и сточным водам. Вторая группа — узлы со средней стоимостью. Это коммерческие узлы по учету тепла. В них предусматривается установка нескольких датчиков по температуре, избыточному давлению. Расходомеры контролируют вихревой, электромагнитный, ультразвуковой и переменный перепад давления. Температура нагрева измеряется термопарами и термометрами, фиксирующими уровень сопротивления. Третья группа — дорогостоящие узлы. Выполняют учет по расходу нефти, нефтепродуктов. Требования к узлам учета всегда высокие, крайне важными параметрами является точность измерений и надежность в эксплуатации, и даже дублирование параметров измерений по причине высокой цены сырья.

Узлы учета воды

Как известно, узлы учета воды и тепла имеют разную конструкцию, по-разному реализовывают свои функции, и рассматриваются обособленно. Водные счетчики различают по типам, условному проходу, они все имеют технические условия по установке приборов контроля. От условного прохода зависит чувствительность коммерческого прибора и возможность измерять большие объемы расходования воды.

Также приборы классифицируются по принципу действия, в квартирах и офисах используют дешевые расходомеры. В условиях предприятий для эксплуатации выбираются сложные, высокоточные лопастные и турбинные расходомеры.

Узел учета воды, в зависимости от выполняемых функций, может быть очень сложными, выполняя почасовую, посуточную и помесячную фиксацию показаний. Так же, как и тепловые узлы учета, современные водосчетчики оснащены интерфейсами, которые позволяют выводить показания на компьютер. По типу электропитания узлы учета бывают: автономные (от «батареек») или от розетки. Классическим расходомерам (тахометрическим) электропитание не предусмотрено.

После изучения ТУ подается заявка в водоканал для монтажа счетчика воды, можно также обратиться в специализированную проектно-монтажную компанию. Она подберет и закупит оборудование, согласует проект с ресурсоснабжающей фирмой, выполнит монтаж, наладку, обеспечит допуск и запуск коммерческого узла для дальнейшей его эксплуатации.

Устройство УУТЭ можно разбить на следующие этапы:

Монтаж УУТЭпроизводится в следующей последовательности:
• выполняется монтаж «модулей» — прямых участков трубопроводов с установленными на них имитаторами расходомеров, термопреобразователями, запорной арматуры, манометрами и термометрами (работы производятся на территории монтажного участка);
• врезка «модулей» в трубопроводы систем теплоснабжения (работы производятся в тепловом центре здания);
• монтаж электрической части УУТЭ – подключение расходомеров и датчиков к тепловычислителю.

• Пуско-наладочные работы (ПНР) на УУТЭ.

  После выполнения всех монтажных работ и подачи теплоносителя проводятся пуско-наладочные работы на УУТЭ. Проверяется корректность работы отдельных приборов и всего УУТЭ в целом. Происходит накопление архивов тепловычислителя. После наработки УУТЭ определенное время, от 3 до 10 дней у разных энергоснабжающих организаций, узел готов к сдаче в эксплуатацию

• Сдача УУТЭ в эксплуатацию.

  После выполнения пуско-наладочных работ вызывается инспектор энергоснабжающей организации на приемку УУТЭ в эксплуатацию. После осмотра УУТЭ составляется и подписывается Акт приемки УУТЭ в первичную эксплуатацию и разрешается расчет за потребляемую тепловую энергию по УУТЭ. Услуги энергоснабжающей организации за вызов инспектора на приемку УУТЭ платные.

В ООО «ТЭК» работает хорошо слаженный коллектив специалистов высокой квалификации с большим профессиональным опытом – проектировщики, монтажники, наладчики КИПиА, которые могут решить различные задачи и выполнить работы любой сложности по устройству УУТЭ в кратчайшие сроки.

При устройстве УУТЭ ООО «ТЭК» использует надежное современное оборудование, удовлетворяющее всем нормам и требованиям энергоснабжающих организаций. После сдачи УУТЭ в эксплуатацию ООО «ТЭК Сервис» выполняет работы по их сервисному обслуживанию.

Стоимость проектирования, монтажа, а также получения необходимой документации УУТЭ зависит от проектного решения (технического задания на выполнение работ), свяжитесь с техническим специалистом для уточнения стоимости.