Энергоэффективные решения для тепловых пунктов: современных и модернизируемых

1 ноября 2011

Модернизация действующих тепловых пунктов (ТП), осуществляемая в рамках общефедеральных и местных программ, направлена, в первую очередь, на улучшение технико-экономических показателей работы ТП, среди которых стоит особо выделить следующие: энерго-, ресурсопотребление, эксплуатационные затраты, надежность и безопасность.

Достичь качественного роста вышеназванных показателей можно за счет постепенного обновления используемого в ТП оборудования, а также внедрения частотно-регулируемых приводов, процессов автоматизации и диспетчеризации работы.

Зайков Александр, департамент электрооборудования компании АДЛ

В настоящей статье речь пойдет о серийных шкафах «Грантор»^® (АДЛ, Россия) для управления насосами в ТП. Применение шкафов «Грантор»^® позволяет не только снизить энергопотребление, но и в разы увеличить межремонтный цикл насосных агрегатов, что в свою очередь влечет за собой снижение эксплуатационных затрат, а также сокращение времени простоя и останова технологических режимов работы ТП. Несомненным плюсом является и то, что данные шкафы можно использовать при постепенной реконструкции ТП, то есть при осуществлении частичной замены его элементов.

Рис. 1. Экономия электроэнергии

Необходимость применения шкафов управления с частотным регулированием продиктована тем, что зачастую насосное оборудование тепловых пунктов (ТП) и насосных станций в системах ХВС и ГВС устанавливается с резервом по напору от 15% до 50% для обеспечения дополнительной застройки, а также суточных колебаний. Однако избыточный напор в системах приводит к повышенным утечкам, перерасходу воды, тепла, излишним затратам на электроэнергию. Именно поэтому внедрение шкафов управления с частотным регулированием наиболее оправдано на насосы отопления, горячего и холодного водоснабжения, поскольку их режимы работы отличаются наибольшей нерегулярностью. На рисунке 1 показано, как изменение частоты вращения насоса позволяет экономить электроэнергию при уменьшении расхода.

Энергоэффективность шкафов управления «Грантор»^® основывается на следующем:

• поддержание оптимального давления в сетях;
• защита, сигнализация и блокировка работы при неисправностях;
• информирование дежурного персонала о параметрах, режимах и состоянии технологического оборудования (диспетчеризация);
• регистрация в режиме реального времени параметров технологического процесса;

Рис. 2. Параллельная схема с двумя
насосами в системах ХВС

На схемах, приведенных ниже, представлен пример применения комплектных шкафов автоматического управления торговой марки «Грантор»^® (АДЛ, Россия) с применением частотных преобразователей Emotron (Швеция).

Параллельная схема с двумя насосами в системах ХВС (рис.2), ГВС (рис.3) и отопления (рис.4) применима для районов со сложившейся застройкой, где потребление воды носит стабильный характер без значительных пиковых расходов. От частотно-регулируемого привода может работать любой из насосов либо оба.

Дополнительные функции шкафов управления включают в себя:

• периодическую смену основного / резервного насоса, что необходимо для их равномерного износа;
• контроль за давлением на городском вводе (предотвращение «сухого» хода);
• включение резервного насоса от частотного преобразователя при остановке или аварии рабочего.

Рис. 3. Параллельная схема с двумя
насосами в системах ГВС

Возможна и параллельная схема с тремя и четырьмя насосами (раб./ доп./рез.), где от преобразователя частоты может работать любой из насосов, второй из которых является дополнительным и подключается в часы максимального разбора, третий становится резервным. Включение и выключение дополнительного насоса в прямом режиме производится в соответствии со специальными алгоритмами с учетом динамики изменения давления и выходной частоты.

Частотно-регулируемый электропривод состоит из трехфазного электродвигателя переменного тока и частотного преобразователя, который обеспечивает плавный пуск электродвигателя без пусковых токов и гидроударов, его останов и изменение скорости вращения. Возможность подобного регулирования улучшает динамику работы электродвигателя.

Разработанный алгоритм шкафов управления «Грантор»^® позволяет повысить КПД системы в зоне малых нагрузок (до 50%), и, следовательно, добиться экономии электроэнергии дополнительно к алгоритму энергосбережения до 10%.

При расчете экономической эффективности от внедрения частотно-регулируемого привода необходимо также учитывать дополнительные факторы, заключающиеся в снижении эксплуатационных затрат, сокращении количества аварий на водоводах за счет исключения динамических ударов, уменьшении потерь воды и тепла, повышении надежности и долговечности работы оборудования и систем в целом, высвобождении дополнительной мощности.

Так, например, для здания с максимальным потребным расходом 12 м3/ч и напором 75 м установка повышения давления с автоматическим управлением насосами с частотным регулированием дает экономию электроэнергии от 1–2 кВт на час работы. За год разница достигает 8000–16000 кВтч. Это позволяет быстро окупить первоначальные вложения и снизить общие затраты.

Практика использования шкафов «Грантор» ^® с частотным регулированием работы насосов показывает, что для объектов экономия электроэнергии, снижение потерь воды и тепла определяет срок окупаемости от 0,5 до 1,5 лет.

Рис. 4. Параллельная схема с двумя
насосами в системах отопления

1. Насосы
2. Шкаф управления «Грантор»*
3. Расширительный бак*
4. Обратные клапаны*
5. Задвижки*
6. Теплообменник
7. Циркуляционный насос*
8. Нагрузка (радиатор)
9. Р. Датчик давления*
10. Р.С.Х. Датчик «сухого» хода*

ШУ «Грантор»^® для управления насосами в ТП

* Оборудование, производимое и поставляемое компанией АДЛ

В заключение еще раз отметим, что предлагаемые серийные шкафы управления «Грантор»^® для автоматизации работы насосов ТП являются в большинстве случаев оптимальным, экономичным решением, отвечающим не только задачам энергосбережения, но и позволяющим проводить постепенную модернизацию действующих ТП.

Шкафы «Грантор»^® успешно применяются на сотнях тысяч таких объектах, как: ЦТП в ТЦРП (г. Зеленоград, пл. Юности, корп. 1), Торговый комплекс (г. Зеленоград, Крюковская пл.); объект ОАО «Красногорская теплосеть»: Военный госпиталь (ЦТП № 12, ЦТП № 17); жилой комплекс компании Дон-Строй «Алые паруса-2» (ЦТП № 1 и ЦТП № 2) и др.

Обращаем также ваше внимание, что наличие всей линейки серийных шкафов управления «Грантор»^®, о которых шла речь в данной статье, всегда поддерживаются на наших складах.