Автоматизация теплового пункта гражданского здания

Введение
Системы теплоснабженияявляются крупнейшим потребителем топливно-энергетических ресурсов в стране. Отнормального функционирования этих систем зависят условия теплового комфорта вотапливаемых зданиях самочувствие людей, производительность труда и т.д. Выпусккачественной продукции на ряде промышленных предприятии требует строгогособлюдения нормируемых параметров микроклимата. Эффективность предприятийагропромышленного комплекса (урожайность плодов и овощей, выращиваемых втеплицах, продуктивность животноводства) также в большой степени определяетсятемпературно-влажностными режимами в сельскохозяйственных помещениях,обеспечиваемыми работой систем теплоснабжения. Таким образом, проблемаповышения качества, надежности, экономичности теплоснабжения имеетгосударственное значение [1].
Режимы теплопотребления,а следовательно и производства тепловой энергии, зависят, как известно, отбольшого количества факторов; условий погоды, теплотехнических качествотапливаемых зданий и сооружений, характеристик тепловой сети и источниковэнергии и др. При выборе этих режимов нельзя не учитывать функциональныхвзаимосвязей системы теплоснабжения с другими системами инженерногообеспечения: электро-, газо-, водоснабжения.
Внедрениеавтоматизированных систем управления технологическими процессами в практикутеплофикации и централизованного теплоснабжения позволяет резко повыситьтехнический уровень эксплуатации этих систем и обеспечить значительную экономиютоплива. Кроме экономии топлива, автоматизация рассматриваемых систем позволяетулучшить качество отопления зданий, повысить уровень теплового комфорта иэффективность промышленного и сельскохозяйственного производства в отапливаемыхзданиях и сооружениях, а также надежность теплоснабжения при уменьшении численностиобслуживающего персонала.
Применение системыавтоматического программного регулирования отопления позволяет осуществлятьдальнейшее совершенствование режима отопления, например, снижать температурувоздуха в жилых зданиях в ночное время или снижать отпуск теплоты на отоплениепромышленных и административных зданий в нерабочее время, что обеспечиваетдополнительную экономию теплоты и создание комфортных условий [2].

1.Автоматические системы энергосбережения в зданиях мегаполисов
Согласно закону РеспубликиКазахстан «Об энергосбережении» понятие энергосбережение это реализацияправовых, организационных, научных, производственных, технических иэкологических мер, направленных на эффективное использование энергетическихресурсови на вовлечение в оборот возобновляемых источников энергии.
Важными направлениями взаконе «Об энергосбережении» РК являются:
— оптимизация режимовпроизводства и потребления энергии, организация её учета и контроля;
— реализация проектов повнедрению энергоэффективной техники и продукции, передовых технологий.
Одним из способовобеспечения более экономичного и эффективного использования энергетическихресурсов в жилищно-коммунальном хозяйстве (ЖКХ) является автоматизацияинженерных систем жилых зданий. В основе концепции систем централизованногоинтеллектуального управления зданием лежит новый подход к организации системыжизнеобеспечения здания, при котором за счет комплекса программно-аппаратныхсредств значительно возрастает эффективность функционирования и надежность управлениявсеми инженерными системами и исполнительными устройствами здания. Данныйподход позволяет за счет интеграции информации, поступающей от всехэксплуатируемых подсистем (информационных сетей, электроснабжения, системотопления и вентиляции, охранно-пожарной сигнализации и видеонаблюдения, системводоснабжения, канализации), получить возможность оперативного доступа кинформации о состоянии всех подсистем здания, отображая ее в удобной и понятнойформе. «Централизованные системы интеллектуального управлениязданием» помогают эффективно управлять инженерными системами здания — сократить затраты на эксплуатацию и операционные затраты, повысить комфортностьи безопасность пользователей, оптимизировать производственные процессы,обеспечить безопасность людей, а также дорогостоящего оборудования и имущества.
1.1Современное здание как объект комплексной автоматизации
Комплексная автоматизацияздания это новая отрасль АСУ ТП, так как все системы автоматического управлениядо сегодняшнего дня выполнялись для промышленных предприятий. В настоящее времяв нашей стране строительство является локомотивом индустрии, соответственно можнопредставить комплексную автоматизацию здания как важную часть строительства.
Поддержание в зданиинормальных жизненных условий, обеспечение его безопасности и защищенности отвнештатных ситуации обеспечивают множество технологических систем, каждая изкоторых характеризуется большим набором параметров и сигналов управления. Все онив совокупности образуют то, что называется системой жизнеобеспечения здания.
В сегодняшние зданияустанавливают от 25 до 50 и более разнородных систем жизнеобеспечения, которыеотличаются не только назначением и выполняемыми функциями, но и принципамиработы: электрические, механические, транспортные, электронные, гидравлическиеи т.д. Каждая из этих систем поставляется производителем, как правило, в видекомплекта оборудования, на базе которого можно создать законченное решение ссобственной системой контроля и управления [3].
Для управления всемиэтими системами организуется диспетчерский пункт (один или несколько),находящийся на котором диспетчер постоянно получает информацию о состоянии всехузлов системы жизнеобеспечения и имеет возможность при необходимости податьнеобходимые сигналы управления. Проблема заключается в том, что числопараметров контроля и управления для многоэтажного здания может достигатьнескольких тысяч, поэтому недопустим применяемый для небольших объектов подход,при котором автоматизация контроля и управления строится на отдельных локальныхконтроллерах, встроенных в оборудование или смонтированных отдельно и несвязанных в единый комплекс.
Для того чтобы все этиразрозненные инженерные системы работали в едином комплексе, осуществляли междусобой обмен данными, контролировались и управлялись из единой диспетчерской,главным звеном интеллектуального здания — является система управления зданием (BMS– Building Management System).
Система управлениязданием, которую называют еще и системой автоматизации и диспетчеризацииинженерного оборудования, является ядром интеллектуального здания ипредставляет собой аппаратно-программный комплекс, осуществляющий сбор,хранение и анализ данных от различных систем здания, а также управление работойэтих систем через сетевые контроллеры (процессоры).
Интеллектуальные сетевыеконтроллеры, использующие открытые протоколы и стандарты передачи данныхLonWork и BACNet, осуществляют контроль и управление работой подведомственныхим инженерных систем, а также обмен данными с другими сетевыми контроллерамисистемы управления зданием. На основе собранной информации сетевые контроллерыавтономно посылают управляющие команды на контроллеры инженерных систем врамках заложенных в них алгоритмов реакции на события в штатных или нештатныхситуациях.
Такая архитектура системыуправления зданием позволяет:
— в автоматическом режимеуправлять работой систем вентиляции, кондиционирования, отопления, освещения идр., обеспечивая в каждом помещении наиболее комфортные условия для персоналапо температуре, влажности воздуха и освещенности;
— получать объективнуюинформацию о работе и состоянии всех систем и своевременно сообщать диспетчерамо необходимости вызова специалистов по сервисному обслуживанию в случаеотклонения параметров любой из систем от штатных показателей;
— контролируя максимальновозможное число параметров оборудования, точек контроля в здании и показателейзагруженности систем, перераспределять энергоресурсы между системами,обеспечивая их эффективное использование и экономию энергоресурсов;
— ввести оптимальныйрежим управления инженерным оборудованием с целью сокращения затрат наиспользование энергоресурсов, потребляемых инженерными системами здания(горячей и холодной воды, тепла, электроэнергии, чистого воздуха и т.д.);
— обеспечить централизованныйконтроль и управление при нештатных ситуациях:
— осуществлятьсвоевременную локализацию аварийных ситуаций;
— оперативно приниматьрешения при аварийных и нештатных ситуациях (пожаре, затоплении, утечках воды,газа, несанкционированном доступе в охраняемые помещения);
— ввести объективныйанализ работы оборудования, действий инженерных служб и подразделений охраныпри нештатных ситуациях на основе информации автоматизированных баз данных,документирующих все принятые решения и многое другое.
Используя открытыепротоколы обмена данными между различными системами здания, структурированныекабельные и LAN/WAN сети, сетевые контроллеры системы управления зданиемпозволяют создать инженерную инфраструктуру, которая имеет высокую степеньоткрытости для наращивания и быстрой модернизации инженерных систем. Вмаксимальной конфигурации система управления зданием сможет осуществлятьцентрализованный мониторинг оборудования и управление следующимиинженерно-техническими системами и комплексами:
Система электрораспределения:
— системыгарантированного и бесперебойного электроснабжения;
— системы освещения(комнатные, коридорные, фасадные и аварийные);
— система вентиляции;
— система отопления;
— система горячего ихолодного водоснабжения;
— системы канализации идренажные системы;
— система оперативнойсвязи и видеоконференций;
— системавоздухоподготовки, очистки и увлажнения;
— система холодоснабжения
— системакондиционирования и климат-контроля;
— система контролязагазованности.
Транспортные системы:
— системы учета иконтроля расходования ресурсов;
— системаохранно-пожарной сигнализации;
— система противопожарнойзащиты и пожаротушения;
— система охранноговидеонаблюдения;
— система контроля иуправления доступом;
— система управления паркингом;
— метереологическаясистема;
— система часофикации.
Применение системыуправления зданием удорожает общую стоимость инженерии здания на 20-50 долларовСША на 1 квадратный метр общей площади здания и зависит от размеров здания итехнических требований к работе инженерных систем. Для зданий площадью 15 000кв. м. и более удорожание составляет $20 на 1 кв. м. Для зданий с меньшейплощадью эта цифра увеличивается. Все приведенные оценки сделаны без учетастоимости самого инженерного оборудования, которое использует открытыепротоколы обмена данными и будет установлено в здании.
В то же время, применениеBMS и ресурсосберегающего оборудования позволяет:
— вписаться вограниченные энергомощности и исключить расходы на строительство дополнительнойподстанции и прокладку силовых кабелей, особенно в центральных частях города,где муниципальные власти ограничивают владельцев зданий в объемахэнергопотребления;
— сократить расходы надорогостоящие ремонт и замену вышедшего из строя оборудования, продлить срокего службы за счет постоянного мониторинга параметров инженерных систем исвоевременного проведения наладочных работ при выявлении отклонений параметровсистем от нормы;
— снизить на 20%ежемесячные коммунальные платежи (вода, тепло, канализация, электроснабжение)за счет работы систем в наиболее экономном режиме и автоматического переводаинженерии здания из дневного в ночной режим работы (когда автоматическиотключается освещение, кондиционеры, снижается температура отопительных батарейв комнатах, персонал которых покинул здание);
— сократить в 3 разарасходы на службу эксплуатации, поскольку большинство систем будет работать вавтоматическом режиме, что снижает расходы на ремонт или замену дорогостоящегооборудования, вышедшего из строя по причине халатности персонала или ошибокоператора;
— исключить расходы наинтеллектуальную надстройку систем здания при расширении числа инженерныхсистем и их модернизации за счет использования возможностей открытой архитектурысистемы управления здания;
— снизить заболеваемостьсотрудников за счет создания комфортных условий для их работы и, как следствие,сократить расходы на реабилитацию сотрудников и страховые выплаты.
Помимо значительногоснижения численности персонала, обслуживающего инженерные системы здания, засчет максимальной автоматизации процессов управления и контроля работы системжизнеобеспечения, владелец интеллектуального здания может рассчитывать наполучение следующих выгод:
— увеличится в 2 разасрок бесперебойной работы инженерных систем за счет автоматического поддержанияоптимальных условий работы оборудования;
— при возникновенииаварийных ситуаций операторы, осуществляющие контроль работы оборудования,будут иметь полную информацию о работе каждой системы и рекомендации BMS повыбору оптимального и наиболее безопасного выхода из ситуации. При этом большаячасть задач будет решать автоматика здания;
— при появлении сбоев вработе оборудования BMS будет своевременно информировать службы эксплуатации,отвечающие за работу данного оборудования, а также главную службу эксплуатациии смежные подразделения. Иными словами, если оператор системы электроснабженияуснул на рабочем месте и BMS не видит его реакции на тревожные сообщения, тоона отправляет тревогу главному диспетчеру;
— расходы на техническоеобслуживание оборудования и инженерных систем будут минимальными; посколькумониторинг параметров всех систем осуществляется круглосуточно и присвоевременном вызове сервисных бригад, случаи серьезного ремонта оборудованиябудут исключены;
— все действия автоматикии операторов систем протоколируются BMS, поэтому вероятность возникновенияситуаций коллективной безответственности за остановку или сбой в работеоборудования близка к нулю.
1.2 Анализтехнологических схем тепловых пунктов гражданских зданий
Тепловой пункт (ТП) — это комплекс устройств,расположенный в обособленном помещении, состоящий из элементов тепловыхэнергоустановок, обеспечивающих присоединение этих установок к тепловой сети,их работоспособность, управление режимами теплопотребления, трансформацию,регулирование параметров теплоносителя и распределение теплоносителя по типампотребления.
Основными задачамитепловых пунктов являются:
— преобразование видатеплоносителя;
— контроль и регулированиепараметров теплоносителя;
— распределениетеплоносителя по системам теплопотребления;
— отключение системтеплопотребления;
— защита системтеплопотребления от аварийного повышения параметров теплоносителя;
— учет расходовтеплоносителя и тепла.
Тепловые пунктыразличаются по количеству и типу подключенных к ним систем теплопотребления,индивидуальные особенности которых, определяют тепловую схему и характеристикиоборудования тепловых пунктов, а также по типу монтажа и особенностямразмещения оборудования в помещении тепловых пунктов, различают следующие видытепловых пунктов:
— индивидуальный тепловойпункт (ИТП);
— центральный тепловойпункт (ЦТП);
— блочный тепловой пункт(БТП) [4].
Индивидуальный тепловойпункт используется для обслуживания одного потребителя (здания или его части).Как правило, располагается в подвальном или техническом помещении здания,однако, в силу особенностей обслуживаемого здания, может быть размещён вотдельном сооружении.
Индивидуальный тепловойпункт имеет следующие виды тепловых нагрузок:
— система горячеговодоснабжения (ГВС) предназначена для снабжения потребителей горячей водой.Различают закрытые и открытые системы горячего водоснабжения. Часто тепло изсистемы ГВС используется потребителями для частичного отопления помещений,например, ванных комнат, в многоквартирных жилых домах;
— система отопленияпредназначена для обогрева помещений с целью поддержания в них заданнойтемпературы воздуха. Различают зависимые и независимые схемы присоединениясистем отопления.
При зависимых схемахприсоединения давление в абонентской установке зависит от давления в тепловойсети. При независимых схемах присоединения давление в местной системе независит от давления в тепловой сети.
Оборудование тепловогопункта при зависимой схеме присоединения проще и дешевле, чем при независимой,при этом может быть получен несколько больший перепад температур сетевой воды вабонентской установке. Увеличение перепада температуры воды уменьшает расходтеплоносителя в сети, что может привести к снижению диаметров сети и экономиина начальной стоимости тепловой сети и на эксплуатационных расходах.
В зависимости отхарактера тепловых нагрузок абонента и режима работы тепловой сети выбираютсясхемы присоединения абонентских установок к тепловой сети. На рисунке 1.1показаны различные схемы присоединения абонентов к водяной тепловой сети. Схемыа—е показывают совместное присоединение в одном узле отопительнойустановки и установки горячего водоснабжения при закрытой системе.
Для обозначения различныхсхем присоединения отопительных установок и установок горячего водоснабжения ктепловой сети принята следующая индексация: отопительные установки О; зависимаясо струйным смешением (ЗСС); зависимая с насосным смешением (ЗНС); независимая(Н). Например, О(ЗНС) обозначает отопительную установку, присоединенную позависимой схеме с насосным смешением; установки горячего водоснабжения Г:параллельная (П); предвключенная (ПР); двухступенчатая смешанная (ДС);двухступенчатая последовательная (ДП).
Например, Г(ДП)обозначает присоединение установок горячего водоснабжения по двухступенчатойпоследовательной схеме [2].
На рисунке 1.1, а показанопараллельное присоединение на одном абонентском вводе горячего водоснабжения иотопительной установки. При такой схеме расход сетевой воды на абонентском вводеопределяется арифметической суммой расходов воды на отопление и горячееводоснабжение.
Расход сетевой воды наотопление поддерживается постоянно на расчетном уровне регулятором расхода 12.Расход сетевой воды на горячее водоснабжение является резкопеременнойвеличиной. Регулятор температуры 13 изменяет этот расход в соответствиис нагрузкой горячего водоснабжения.
Расчетный расход сетевойводы на горячее водоснабжение определяется по максимальному значению этойнагрузки и при минимальной температуре воды в подающем трубопроводе тепловойсети. Поэтому суммарный расход сетевой воды получается завышенным, чтоудорожает систему теплоснабжения. Расчетный расход сетевой воды на горячееводоснабжение можно уменьшить при включении в схему аккумулятора горячей водыдля выравнивания графика нагрузки горячего водоснабжения. Однако установкааккумулятора горячей воды усложняет оборудование теплового пункта и увеличиваеттребующиеся габариты помещения пункта. Поэтому обычно аккумуляторы горячей водыв жилых домах не устанавливаются, хотя это усложняет режимы работы сети.
При параллельномприсоединении систем отопления и горячего водоснабжения сетевая водаиспользуется на абонентском вводе недостаточно рационально. Обратная сетеваявода, возвращаемая из отопительной установки с температурой примерно 40 — 70°С, не используется для подогрева холодной водопроводной воды, имеющей на вводетемпературу около 5 °С, хотя теплотой обратной воды после отопления можнопокрыть значительную долю нагрузки горячего водоснабжения, посколькутемпература горячей воды, подаваемой в систему горячего водоснабжения, обычноне превышает 60— 65 °С. При рассматриваемой схеме вся тепловая нагрузкагорячего водоснабжения удовлетворяется за счет теплоты сетевой воды,поступающей в водо-водяной подогреватель 6 непосредственно из подающейлинии тепловой сети.
Вследствиенерационального использования теплоносителя на абонентском вводе иудовлетворения нагрузки горячего водоснабжения по максимуму суточного графикаполучается завышенный расчетный расход воды в городских тепловых сетях. Этовызывает увеличение диаметров тепловых сетей и рост начальных затрат на ихсооружение, а также увеличение расхода электрической энергии на перекачкутеплоносителя.
Расчетный расход водынесколько снижается при двухступенчатой смешанной схеме присоединения установкигорячего водоснабжения и отопительной установки, предложенной П.М. Клушиным (рисунок1.1, б).
Особенностью этой схемыявляется двухступенчатый подогрев воды для горячего водоснабжения. В нижнейступени подогрева 7 холодная вода предварительно подогревается за счеттеплоты воды, возвращаемой из абонентской установки, благодаря чему уменьшаетсятепловая производительность подогревателя верхней ступени 8 и снижаетсярасход сетевой воды на покрытие нагрузки горячего водоснабжения.
В рассматриваемой схемеподогреватель нижней ступени 7 включен по сетевой воде последовательно,а подогреватель верхней ступени 8 — параллельно по отношению котопительной системе.
Преимуществодвухступенчатой смешанной схемы по сравнению с параллельной — меньший расчетныйрасход сетевой воды благодаря частичному удовлетворению нагрузки горячеговодоснабжения за счет теплоты воды, возвращаемой из системы отопления.
Одним из методоввыравнивания тепловой нагрузки жилых зданий без установки аккумуляторов горячейводы служит применение так называемого связанного регулирования (рисунок 1.1, ви г). В этом случае с помощью регулятора расхода 12,установленного на тепловом пункте, поддерживается постоянный расход сетевойводы на удовлетворение суммарной тепловой нагрузки отопления и горячеговодоснабжения. На рисунке 1.1, в осуществлено двухступенчатоепоследовательное присоединение установок горячего водоснабжения и отопления.
В этой схеме сетеваявода, поступающая из подающей линии тепловой сети, разветвляется на два потока.Один поток проходит через регулятор расхода 12, другой — черезводо-водяной подогреватель 8. Сетевая вода, прошедшая черезподогреватель 8, смешивается затем с потоком воды, прошедшим черезрегулятор расхода, и общий поток воды поступает через элеватор 15 вотопительную установку. Обратная вода после отопительной установкипредварительно проходит через водо-водяной подогреватель нижней ступени 7, вкотором она подогревает холодную воду, поступающую из водопровода. Подогретаяводопроводная вода после нижней ступени 7 проходит через водо-водянойподогреватель верхней ступени 8 и направляется в местную системугорячего водоснабжения.
В том случае, когда посленижней ступени 7 температура подогретой водопроводной воды достаточна дляудовлетворения потребителей горячего водоснабжения, регулятор температуры 13перекрывает проход сетевой воды через верхнюю ступень 8. При этомрежиме весь поток сетевой воды поступает из подающей линии сети через клапанрегулятора 12 в отопительную установку.
Если температураводопроводной воды после нижней ступени подогрева 7 ниже требуемой, регулятортемпературы 13 открывает клапан и на подогреватель верхней ступени 8 ответвляетсячасть воды, поступающей на тепловой пункт из подающей линии тепловой сети.
При любом положениирегулятора температуры расход сетевой воды на абонентских вводах остаетсяпрактически постоянным. Это обеспечивается регулятором расхода 12, поддерживающимпрактически постоянный перепад давлений в сопле элеватора 15, черезкоторое проходит весь расход сетевой воды, поступающей на тепловой пункт. Приувеличении регулятором 13 расхода сетевой воды через подогреватель 8 регулятор12 прикрывается.
Преимуществодвухступенчатой последовательной схемы (рисунок 1.1, в) по сравнению сдвухступенчатой смешанной схемой (рисунок 1.1, б) заключается ввыравнивании суточного графика тепловой нагрузки и лучшем использованииэнтальпии теплоносителя, что приводит к дополнительному уменьшению расхода водыв сети.
На рисунке 1.1, ди е показано присоединение к тепловой сети отопительной установки иустановки горячего водоснабжения по двухступенчатой последовательной схеме. Нарисунок 1.1, д отопительная установка присоединена по зависимой схеме сэлеватором и смесительным насосом, а на рис. 1.1, е — по независимойсхеме. В отличие от предыдущих схем местное регулирование отопительной нагрузкив этих схемах проводится по внутренней температуре отапливаемых зданий спомощью регулятора отопления 14.
Поддержание постоянногорасхода воды в местной отопительной системе при снижении регулятором отопленияподачи сетевой воды в схеме, приведенной на рисунке 1.1, д, достигаетсяза счет работы смесительного насоса 16. В схеме, показанной на рисунке1.1, е, циркуляционный контур отопительной системы гидравлически изолированот контура сетевой воды.
Циркуляция воды вотопительной установке, осуществляемая насосом 16, поддерживаетсяпостоянной.
На рисунке 1.2 показаны существующиесхемы присоединения абонентов к водяной тепловой сети по открытой системетеплоснабжения.
Жилые здания, имеющиеобычно два вида тепловой нагрузки – отопление и горячее водоснабжение,присоединяются к тепловой сети по схемам изображенным на рисунке 1.2, а иб. На рисунке 1.2, а отопительная установка и установка горячеговодоснабжения присоединены к тепловой сети по принципу несвязанногорегулирования. Обе установки работают независимо друг от друга. Расход сетевойводы в отопительной установке не зависит от нагрузки установки горячеговодоснабжения и поддерживается постоянным с помощью регулятора расхода 12.Расход сетевой воды на горячее водоснабжение изменяется в весьма широкомдиапазоне – от максимального в часы наибольшего водоразбора до нуля в периодотсутствия водоразбора.
Соотношение расходов водына горячее водоснабжение из подающей и обратной линий, зависящее от температурысетевой воды на абонентском вводе, устанавливается регулятором температуры 13.Суммарный расход сетевой воды в подающем трубопроводе тепловой сети равен суммерасходов воды в подающем трубопроводе на отопление и горячее водоснабжение.
Максимальный расходсетевой воды в подающем трубопроводе, по которому определяется расчетный расходв подающем трубопроводе сети, имеет место при максимальной нагрузке горячеговодоснабжения и минимальной температуре воды в этом трубопроводе. то есть прирежиме, когда нагрузка горячего водоснабжения целиком обеспечивается изподающего трубопровода.
Расход сетевой воды вобратном трубопроводе после абонентской установки равен разности расходовсетевой воды на отопление и водоразбор из этого трубопровода на горячееводоснабжение. Максимальный расход воды в обратном трубопроводе равен расходуна отопление. Такое соотношение устанавливается тогда, когда расход воды нагорячее водоснабжение полностью отсутствует, например, в ночное время, или приудовлетворении нагрузки горячего водоснабжения полностью водой из подающеготрубопровода тепловой сети, что имеет место при минимальной температуре воды внем, равной 60 0С.
При подключении наабонентских вводах жилых зданий отопительной установки и установки горячеговодоснабжения по принципу несвязанного регулирования получается завышенныйрасчетный расход воды в подающем трубопроводе тепловой сети, росту начальныхзатрат на ее сооружения и удорожанию транспорта теплоты.
Расчетный расход воды вгородских тепловых сетях заметно снижается при присоединении на тепловыхпунктах отопительных установок горячего водоснабжения по принципу связанногорегулирования. Такое присоединение показано на рисунке 1.2, б. В этомслучае регулятор расхода 12, установленный на общем подающемтрубопроводе абонентского ввода, поддерживает постоянный расход воды изподающего трубопровода на тепловой пункт. В часы большого водоразбора нагорячее водоснабжение из подающего трубопровода снижается подача сетевой воды,а, следовательно, и теплоты на отопление.
Недоданная теплотакомпенсируется в часы малого водоразбора из подающего трубопровода, когдабольшая часть или вся сетевая вода, поступающая на тепловой пункт, направляетсяв отопительную систему. Гидравлическая разрегулировка отопительных установок в периодыбольшого водоразбора из подающего трубопровода может быть устранена приустановке на перемычке элеватора центробежного насоса 16, который в приэтих режимах включается в работу (рисунок 1.2, б — г).
При присоединении абонентскихустановок по принципу связанного регулирования (рисунок 1.2, б)строительная конструкция отапливаемых зданий используются в качестве тепловогоаккумулятора, выравнивающего суточный график тепловой нагрузки абонентскойустановки.
При повышенной гидравлическойнагрузке горячего водоснабжения у большинства абонентов, что характерно дляновых жилых районов, часто отказываются от установки регуляторов расхода натепловых пунктах, ограничиваясь установкой только регуляторов температуры 13в узле присоединения абонентской системы горячего водоснабжения к тепловойсети. Такое присоединение показано на рисунке 1.2, в. Роль регулятороврасхода воды в этой схеме выполняют постоянные гидравлические сопротивления 12,устанавливаемые на тепловых пунктах при начальной регулировке системытеплоснабжения. Постоянное сопротивление рассчитывается индивидуально длякаждого ввода из условия получения одинакового закона изменения расхода сетевойводы у всех абонентов при изменении нагрузки горячего водоснабжения.
На схемах, приведенных нарисунке 1.2, г и д, показаны тепловые пункты, в которых местноерегулирование отопительной нагрузки производится по внутренней температуревоздуха в отапливаемых помещениях. На рисунке 1.2, г отопительнаяустановка присоединена по зависимой схеме, на рисунке 1.2, д — понезависимой.
Клапан регулирующегоустройства регулирует подачу сетевой воды на отопление. Поддержание требуемогорасхода воды на отопление в местной отопительной установке независимо от подачисетевой воды осуществляется насосами 16.
Независимое присоединениеотопительных установок тепловой сети (рисунок 1.2, д) позволяетсущественно улучшить качество сетевой воды, а следовательно, и воды,поступающей в систему горячего водоснабжения, и повысить надежностьтеплоснабжения. Это особенно важно для крупных районов, в которых при длинныхмагистралях и разнородной тепловой нагрузке давление в обратном трубопроводетепловой сети в условиях непосредственного водоразбора может изменяться вшироких пределах, что при зависимой схеме присоединения нарушает нормальнуюработу отопительной установки.
СогласноСНиП 41-01-2003 системы отопления должны обеспечивать в отапливаемых помещенияхнормируемую температуру воздуха в течение отопительного периода при параметрахнаружного воздуха не ниже расчетных. Для обеспечения требуемой гидравлической итепловой устойчивости систем водяного отопления потери давления должнысоставлять:
— встояках однотрубных систем — не менее 70% общих потерь давления вциркуляционных кольцах без учета потерь давления в общих участках;
— встояках однотрубных систем отопления с нижней разводкой подающей и верхнейразводкой обратной магистрали — не менее 300 Па на каждый метр высоты стояка;
— вциркуляционных кольцах через верхние приборы (ветки) двухтрубных вертикальныхсистем, а также через приборы однотрубных горизонтальных систем — не менееестественного давления в них при расчетных параметрах теплоносителя.
Наиболее эффективной ирегулируемой является двухтрубная система, для которой и будут в дальнейшемпроизводиться все расчеты.

2.Автоматические системы регулирования потребления тепла в гражданских зданиях
 
2.1 Методырегулирования отпуска тепла в системах централизованного теплоснабжения
Автоматическое управлениеотпуском теплоты на здания может производиться по отклонению регулируемойвеличины, по возмущению и путем комбинирования этих двух методов.
В первом случае датчики,замеряющие температуру внутреннего воздуха, устанавливаются в одном илинескольких отапливаемых помещениях и приводят в действие регулятор при отклоненииэтой температуры от установленного значения. Для осуществления программногорегулирования датчики оборудуются специальным устройством, связанным с часовыммеханизмом.
При регулировании повозмущению датчики устанавливаются снаружи здания и замеряют значенияметеорологических параметров. Использование этого метода требует соблюденияусловия инвариантности системы отопления по отношению к внешним возмущениям.
Математически это условиевыражается следующим образом:
Wyпp = Wвозм,                                             (2.1)
где Wyпp —передаточная функция по управляющему воздействию;
Wвозм — то же,по возмущающему воздействию.
Расшифровывая значенияуказанных передаточных функций, можно получить:
Wсист х Wкомп= Wм + Wб,                           (2.2)

где Wсист —передаточная функция объекта теплоснабжения, охватываемого данной ступеньюуправления, от температуры (расхода) теплоносителя на выходе из узла управленияк количеству теплоты, передаваемой воздуху отапливаемого помещнеия;
 Wкомп —передаточная функция регулятора с соответствующим компенсирующим устройством;
 WM, Wб— передаточные функции теплоемких и нетеплоемких наружных ограждений — отизменения метеорологических условий к количеству теплоты, теряемойотапливаемыми помещениями.
Схема компенсациивозмущений, отвечающая уравнению (2.2), приведена на рисунке 2.1.
Достоинствоавтоматического управления по отклонению заключается в том, что регуляторучитывает всю совокупность факторов, влияющих на температурный режимотапливаемых помещений, и выполняет свою задачу независимо от причин, вызвавшихотклонение внутренней температуры.
Δ(t,v,R)  
Δ(t,v,R)   />
Рисунок 2.1 — Схема компенсации возмущений всистеме отопления
Эксплуатационныеизменения статических и динамических характеристик объекта практически несказываются на качестве регулирования. Недостатки этого метода заключаются вследующем.
В современныхмногоэтажных зданиях даже при хорошо отрегулированной системе отоплениянаблюдается значительный разброс температур воздуха в отапливаемых помещениях,намного превышающий допустимую точность регулирования. В связи с этим выборпредставительных помещений с целью сведения к минимуму влияния случайных,локальных факторов на процесс управления представляет большие трудности. Увеличениеже с этой целью общего количества датчиков — контрольных помещений приводит кудорожанию автоматики, усложнению ее обслуживания и снижению надежности.
Система автоматическогоуправления по отклонению внутренней температуры обладает неблагоприятными динамическими характеристиками, поскольку замкнутый контур регулирования содержит в данном случае звено с большой инерционностью — отапливаемое здание
В случае охвата ступеньюуправления целого ряда зданий (ЦТП, КРП) негативное влияние указанныхобстоятельств (разброс температур в помещениях, большая инерционность контурарегулирования) при регулировании по отклонению еще более возрастает.
Достоинствоавтоматического управления по возмущению состоит в том, что онопроизводится по основным определяющим режимам теплопотребления зданий (температуранаружного воздуха, скорость ветра, солнечная радиация). Влияние локальных,случайных факторов на температуру воздуха в том или ином помещении на процессуправления исключается.
При управлении повозмущению система обладает хорошими динамическими свойствами, так как в контуррегулирования не входит отапливаемое помещение. При этом регулятор начинаетвыполнять свою задачу еще до того, как возмущающее воздействие проникло вотапливаемое помещение и вызвало в нем отклонение регулируемой величины —температуры воздуха — от заданного значения.
Недостаток этого методазаключается в том, что регулятор реагирует только на те возмущения, которыеоцениваются соответствующими датчиками и заложены в закон управления.
Учитывая многообразиевозмущений, действующих в системе теплоснабжения, и особенности этой системыкак объекта управления, становятся очевидными те трудности принципиальногохарактера, которые возникают при применении рассматриваемого метода управления.
Необходимо отметить, чтоавтоматическая разомкнутая система управления по возмущению в «чистом» виде неполучила применения в практике теплоснабжения и отопления.
Наиболее распространеннаясхема управления по возмущению предусматривает наличие обратной связи по параметрутеплоносителя в тепловом пункте. В связи с этим система управления оказываетсячастично замкнутой (по регулирующему параметру) и в ее контур включаетсяисточник теплоты, тепловые сети, а при установке датчика температуры наобратном трубопроводе — и система отопления. Таким образом, создается
принципиальная возможность исключить влияние случайных отклонений режима работытепловой сети на тепловой режим здания.
Рассматриваемая схемареализует следующий закон управления:
П = F(B),                                (2.3)
где П — параметр обратнойсвязи;
 В — внешние возмущения,заложенные закон управления.
В качестве обратной связиП в различных схемах автоматизации систем теплоснабжения и отопленияиспользуются температура воды на входе в пункт управления, температура обратнойводы, полусуммы температур прямой и обратной воды, расход воды, температура ирасход воды.
Во многих существующихсистемах автоматизации для оценки внешних возмущений используются датчикитемпературы наружного воздуха. Величина сигнала от этого датчика сравнивается стемпературой теплоносителя, которая должна быть равна температуре поотопительному графику, заложенному в закон управления. Преимуществом такойсистемы является простота схемной реализации, а недостатком — отсутствие учетапри управлении других метеорологических факторов (кроме наружной температуры),а также динамических свойств объекта.
Для формирования сигнала,характеризующего величину внешних возмущений В, могут применяться физические иматематические модели.
В первом случае используетсядатчик, обеспечивающий комплексный учет метеорологических параметров(температуры наружного воздуха, скорости ветра, солнечной радиации), действующихна здание или его зону (фасад). Такого рода датчик должен представлять собойфизическую модель, теплофизические характеристики которой подобнытеплофизическим характеристикам здания (или его зоны) по всем каналам передачивнешних возмущений.
Во втором случаепараметры внешней среды замеряются с помощью стандартных метеорологическихдатчиков. Полученная от этих датчиков информация поступает на вычислительноеустройство, которое в зависимости от замеренных величин, времени суток, днянедели, а также других факторов рассчитывает в соответствии с программой,построенной для эталонной модели здания, требуемое значение параметра П3.Значение П3 сравнивается с фактически замеренным значением параметраПф, в результате чего регулятор вырабатывает соответствующеекорректирующее воздействие.
Как уже отмечалось, нарядус регулированием по отклонению и по возмущению находят применение системыкомбинированного управления. Один из вариантов системы комбинированногоуправления, при котором часть отопительного сезона регулирование отпускатеплоты производится по отклонению, а часть — по возмущению.
Следует отметить, что системыадаптивного управления, которым в последнее время в отопительной техникеуделяется все большее внимание, также основываются на совместном использованиипринципов управления по возмущению и по отклонению. Особенность этих системсостоит в том, что математическая эталонная модель здания, по которойопределяется величина управляющего воздействия, не является жесткодетерминированной, а корректируется в процессе эксплуатации в соответствии синформацией о фактическом тепловом состоянии объекта.
Наиболее целесообразнымметодом регулирования отпуска теплоты в системах централизованноготеплоснабжения современных городов с разнородной тепловой нагрузкой (отопление,горячее водоснабжение) является сочетание центрального качественногорегулирования по отопительной нагрузке или по суммарной нагрузке отопления игорячего водоснабжения с групповым или местным количественным регулированиемотдельных видов нагрузки.
Выбор основного импульсадля местного регулирования зависит от типа и режима работы установки.
В установках горячеговодоснабжения в качестве такого импульса обычно выбирается температура водыпосле подогревателя в закрытых системах или после смесительного устройства воткрытых системах
Выбор импульса длярегулирования отопительной нагрузки является более сложной задачей, так кактемпературы в отдельных помещениях отапливаемых зданий могут существенноразличаться и зависят не только от количества теплоты, поданной в здание, но иот качества работы отопительной установки здания, условии эксплуатацииотдельных помещений, бытовых тепловыделений, а также солнечной инсоляции иинфильтрации, которые, в свою очередь, зависят от размещения отдельныхпомещений здания по отношению к сторонам света и розе ветров. Поэтому для экономичногоудовлетворения отопительной нагрузки необходимо в дополнение к местномурегулированию осуществлять индивидуальное регулирование отдельных помещений илиотдельных зон каждого здания, подверженных различному влиянию солнечнойинсоляции, ветровой инфильтрации, бытовых тепловыделений и других условий.
Для местного регулированияотопительной нагрузки используются обычно следующие раздельные импульсы:
а)      внутренняятемпература представительного помещения или средняя внутренняя температуранескольких помещений;
б)      внутренняятемпература устройства, моделирующего температурный режим;
в)      температуранаружного воздуха или интегральный метеорологический показатель, учитывающийнаружную температуру и солнечную инсоляцию.
Это позволяет безнарушения качества теплоснабжения использовать аккумулирующую способностьзданий для балансирования подачи теплоты на отопление за определенный периодвремени (например, за 12 ч или 1 сут) при неравномерной тепловой нагрузкесистемы в отдельные часы суток.
При использовании первыхдвух импульсов создается также возможность применять различные сочетаниятемператур и расходов воды в подающем трубопроводе тепловой сети дляудовлетворения отопительной нагрузки.
Необходимость восуществлении таких режимов возникает обычно при каких-либо отказах наотдельных участках параллельно работающих сблокированных магистральных тепловыхсетей.
При временном снижениипропускной способности сети по расходу воды можно сбалансировать подачу теплотына отопление путем повышения температуры в подающем трубопроводе тепловой сети.При использовании третьего импульса, т.е. наружной температуры илиинтегрального метеорологического показателя, регулирование отопительнойнагрузки осуществляется по расчетной программе, в которой заложены режимы теплопотребления,характеристики оборудования групповой или местной подстанции и теплотехническиехарактеристики ограждающих конструкций и аккумулирующей способности здания.Программой задается расход сетевой воды при разных наружных температурах. Приэтом исходят из условия постоянного соответствия температуры воды в подающем трубопроводетепловой сети температуре наружного воздуха. При отклонении фактическойтемпературы воды в тепловой сети от расчетной для данной температуры наружноговоздуха возникает небаланс теплоты во всех отапливаемых помещениях.
На рисунке 2.2 показана принципиальнаясхема ГТП при закрытой системе теплоснабжения и независимом присоединенииотопительных установок к тепловой сети. Регулирование отопительной нагрузкиосуществляется по импульсу, получаемому от устройства 8, моделирующеговнутренний тепловой режим здания с заданной характеристикой.
На рисунке 2.3 показанапринципиальная схема регулирования отпуска теплоты на отопление по импульсунаружной температуры, выполненной в групповой тепловой подстанции с независимымприсоединением нагрузки отопления и двухступенчатой последовательной схемойнагрузки горячего водоснабжения.
Измерение температурынаружного воздуха производится инерционным термометром сопротивления 5,показания которого преобразуются в унифицированный сигнал с помощьюизмерительного усилителя 6. Измерение расхода сетевой воды производитсядатчиком расходомера 3. Оба сигнала вводятся в измерительный блокрелейного регулирующего прибора 8, из которого выходные команды черезблок ручного управления 9 воздействуют на исполнительный механизм, перемещающийрегулирующий клапан 11. Вся эта аппаратура выпускается промышленностьюсерийно. Температура воды, поступающей всистему горячего водоснабжения tг,поддерживается на заданном уровне регулятором температуры 1,воздействующим на расход сетевой воды, проходящей через подогреватель верхнейступени горячего водоснабжения.
Регулятор поддерживаетпостоянный расход сетевой воды через подогреватель отопления независимо отхарактера суточного графика нагрузки горячего водоснабжения. В зависимости оттемпературы наружного воздуха система производит автоматическую перенастройкурегулирующего клапана 11 [2].

2.2 Выборфункционально – технологической схемы автоматизированного теплового пунктаздания
По функциональномуназначению тепловой пункт можно разделить на отдельные узлы (рисунок 2.4),связанные между собой трубопроводами и имеющие обособленные или, в отдельныхслучаях, общие средства автоматического управления:
— I — узел ввода тепловойсети;
— II — узел учетатеплопотребления;
— III — узел согласованиядавлений (в тепловой сети и системах теплопотребления);
— IV — узел присоединениясистем вентиляции;
— V — узел присоединениясистемы ГВС;
— VI — узел присоединениясистем отопления.
Технологическая схематеплового пункта разработанная инженерами фирмы “Danfoss” приведена на рисунке 2.4.
Настоящая схема тепловогопункта обеспечивает потребителей тепловой энергией и снабжает горячей водой. Выбортехнологического оборудования и средств автоматизации по данной схеме производится,из каталога оборудовании фирмы “Danfoss”.
Узлы ввода тепловой сети,учета теплопотребления и согласования давлений являются обязательнойпринадлежностью отопительного теплового пункта.
Узел ввода оснащается:стальной запорной приварной или фланцевой арматурой (шаровыми кранами типа JiPдиаметром 40 мм); сетчатыми фильтрами (муфтовыми — Ду = 40 мм типаY222P при Тмакс = 110 °C).
При закрытой системетеплоснабжения «рабочий» фильтр предусматривается только на подающемтрубопроводе (рисунок 2.5 а), а при открытой — также на «летней» перемычкеобратного трубопровода (рисунок 2.5 б). Применение сетчатых фильтров неисключает установки до них (по ходу движения теплоносителя) абонентскогогрязевика для защиты сетки фильтра от повреждений крупными твердыми включениями.Для заполнения систем теплопотребления, присоединенных к закрытой тепловой сетипо зависимой схеме, допускается узел ввода выполнять, как и при открытой схеметеплоснабжения (рисунок 2.5 б), с установкой на перемычке диаметром 20–32 ммфильтра, но без грязевика.
Узелучета теплопотребления (II)(далее — «узел учета»)входит в состав теплового пункта. Проект узла учета должен выполняться всоответствии с требованиями «Правил учета тепловой энергии и теплоносителя».
В качестве прибора учетарекомендуется применять тепловычислитель типа «СПТ 943.1», который предназначендля вычисления потребляемой тепловой энергии в двух отдельных контурахотопления закрытых и открытых систем теплоснабжения.
Подробное описаниетеплосчетчика будет выполнено в подразделе «Технические требования и выбораппаратуры учета теплопотребления зданием» настоящего дипломного проекта.
Узелсогласования давлений (III)предназначен для обеспечения работы всех элементов теплового пункта, системтеплопотребления, а также тепловых сетей в стабильном и безаварийномгидравлическом режиме.
Оборудованиеузла согласования давлений позволяет:
— поддерживать постоянные перепады давлений теплоносителя на исполнительныхмеханизмах регулирующих устройств систем теплопотребления;
— обеспечивать давление теплоносителя в трубопроводах в пределах, допустимых дляэлементов систем и самого теплового пункта;
— гарантировать заполнение систем теплоносителем и защищать их от опорожнения;
— обеспечивать невскипание перегретого теплоносителя в верхних точках системтеплопотребления;
— принеобходимости ограничивать предельный расход теплоносителя;
— осуществлять автоматическую гидравлическую балансировку тепловых сетей.
Посколькусистемы вентиляции в настоящем дипломном проекте не рассматриваются, узел присоединениясистем вентиляции также не будет рассмотрен.
Узелприсоединения системы ГВС (V)
Способприготовления горячей воды для хозяйственно-питьевых нужд определяется принятойв регионе схемой централизованного теплоснабжения.
Призакрытой системе теплоснабжения нагрев водопроводной воды для ГВС производится,как правило, в скоростных водоподогревателях. В качестве водоподогревателей всовременных системах горячего водоснбжения рекомендуется использоватьпластинчатые водоподогреватели, которые производит фирма «Danfoss». Длянебольших зданий, а также в целях обеспечения гарантированного запаса горячейводы (по требованию заказчика) допускается применение емкостныхводоподогревателей.
Скоростныеводоподогреватели могут присоединяться к системе теплоснабжения поодноступенчатой параллельной или двухступенчатой смешанной схеме. Придвухступенчатой схеме в холодный период года водопроводная вода сначалаподогревается обратным теплоносителем после системы отопления в первой ступени,а затем доводится до требуемой температуры во второй ступени первичнымтеплоносителем из тепловой сети. В теплый период года водопроводная воданагревается только за счет сетевого теплоносителя, который в это время проходитпоследовательно через обе ступени водоподогревателя.
Узел присоединения системы отопления(VI)
Контур отопления напринципиальной схеме приведенной на рисунке 2.4 присоединен к внешней тепловойсети по зависимой схеме.
Зависимая схемаприсоединения системы отопления — самая распространенная в настоящее время. Потребованиям нормативных документов она является приоритетной. Эта схемаприсоединения применяется, прежде всего, при одинаковом графике регулированиятемпературы теплоносителя в тепловой сети и в системе отопления. Основнымкритерием ее использования в других случаях является предписаниетеплоснабжающей организации.
Зависимая схема нетребует использования дорогого тепломеханического оборудования. Главным ееэлементом является насос, который необходим при автоматизации узла, а также приприменении радиаторных терморегуляторов в системе отопления. Гидроэлеватор вкачестве побудителя циркуляции не рассматривается как устройство, создающеенедостаточные напоры и не поддающееся автоматизации.
Насосрекомендуется устанавливать в контуре системы отопления на подающем илиобратном трубопроводе. Он подбирается на расчетный расход теплоносителя всистеме отопления и при напоре, соответствующем суммарным потерям давления вней с запасом в 10 %.
Автоматизациязависимо присоединенной к тепловой сети системы отопления осуществляется спомощью электронных регуляторов температуры (погодных компенсаторов).
2.2.1Расчет тепловых нагрузок здания для выбора технологического оборудованияотопительного теплового пункта
В настоящем дипломномпроекте в качестве отапливаемого здания рассматривается пятиэтажное жилоездание с габаритными размерами 10х60х15 м. Поскольку отапливаемое зданиеявляется жилым, помимо нагрузки отопления в нем имеется нагрузка горячеговодоснабжения. Количество жильцов равно 350 человек. Для выбора технологическогооборудования отопительного теплового пункта необходимо вычислить расчетныерасходы теплоты на отопление, а также среднечасовой расчетный и максимальночасовой расходы теплоты на горячее водоснабжение, суммарную тепловую мощностьсистем отопления и ГВС.
По СНиП 2.04.07-86наименьшей температурой воды в подающем трубопроводе для закрытых системтеплоснабжения, необходимым для подогрева воды, поступающей в системы горячеготеплоснабжения потребителей должно быть не менее 70 °С, в нашем случаетемпература равна 95 °С.
Тепловые нагрузкипринимают по проектным данным, если в результате обследования установленосоответствие проектам систем отопления и горячего водоснабжения. При отсутствиипроектов или их несоответствии фактическим данным тепловые нагрузки для жилыхзданий – по удельным характеристикам [5].
Расчетные расходы теплоты(Гкал/ч) на отопление жилых зданий определяют по укрупненным показателям:
/>, Гкал/ч,                (2.4)
где q – удельная отопительнаяхарактеристика здания при tн.р= минус 30 0С,
кал/(м3*ч*0С), q = 0,40 ккал/(м3*ч*0С);
a — поправочный коэффициент, учитывающийклиматические условия и применяемый в случаях, когда расчетная температуранаружного воздуха отличается от 30 0С, a = 0,95;
V – объем здания по наружному обмеру, м3,V = 10*60*15 = 9000м3;
tв– расчетная температура внутри здания,0С,tв = 20 0С;
tн.р– расчетная температура наружного воздуха, 0С,tн.р = минус 33 0С;
Qот =0,95×0,40×9000×(20-(-33)) ×10-6=0,18126 Гкал/ч= 210.03 кВт.
Расход воды на отоплениерассчитывается по формуле:

/>,                           (2.5)
где />-расход на отопление, />;
/>-тепловая нагрузка на отопление, Гкал/ч;
/>-температура в падающем и обратномтрубопроводах, 0С
(95 – 70 0С соответственно).
/>.
Расходы теплоты системы горячего водоснабжения
Расход горячей водысреднечасовой за сутки наибольшего потребления определяется по формуле:
/>,         (2.6)
где N — число потребителей равно 350человек;
A — норма расхода горячей воды наодного потребителя, 120л;
Gсрг – среднечасовой расход воды нагорячее водоснабжение, м3/ч;
10-3 –коэффициент перевода расхода воды из л/ч в м3/ч.
Максимально часовойрасход горячей воды:
/>,        (2.7)
где Gсрг – среднечасовой расход воды нагорячее водоснабжение, м3/ч;
Gмаксг – максимально часовой расход воды нагорячее водоснабжение, м3/ч;
к — коэффициент часовой неравномерности(при N=350, к=3,55).
Среднечасовой расходгорячей воды:
/>,                       (2.8)
где />-температура холоднойводы, 5 0С;
/>-температура горячей воды длязакрытых, 55 0С.
Среднечасовой расчетный имаксимально часовой расходы теплоты на горячее водоснабжение (Гкал/ч)определяют по формулам:
/>,                            (2.9)
Qгcp= 1.75 х 50 х 0.001 = 0.0875 Гкал/ч = 101,5 кВт,
/>,                       (2.10)
Qгмакс = 6,2125 * 50 * 0,001 =0,310625 Гкал/ч = 360,325 кВт,
где 55 – принятаятемпература горячей воды;
/>-температура холодной воды, 5 0С;
Gсрг – среднечасовой расход воды нагорячее водоснабжение, м3/ч;
Gгмакс — максимально часовой расход горячейводы, м3/ч.
Суммарный расход теплотына системы отопление и горячего водоснабжения жилого здания можем рассчитать поформуле:
/>,      (2.11)
где Qå — суммарный расход теплоты наотопление и ГВС, Гкал/ч;
Qотср — расход теплоты наотопление, Гкал/ч;
Qгмакс — расход теплоты на горячееводоснабжение, Гкал/ч.

2.2.2Выбор технологического оборудования автоматизированного теплового пункта
 
2.2.2.1Выбор регулятора перепада давления для систем отопления и горячеговодоснабжения
Автоматические регуляторыперепада давления – устройства, стабилизирующие располагаемое давлениерегулируемого участка на заданном уровне. Регуляторы перепада давления имеютмногообразное конструктивное исполнение, позволяющее применять их для любыхпроектных решений по стабилизации давления теплоносителя. Они могут быть свнутренней или наружной резьбой, с фланцами, с приварными патрубками. Каковы быни были конструктивные отличия регуляторов перепада давления все они основаны наодном принципе работы – начальном уравновешивании давления пружины настройки 10и давления теплоносителя, передаваемого через гибкую диафрагму (мембрану) 7(рисунок 2.6).
Диафрагма – измерительныйэлемент. Она воспринимает импульсы давления с обеих сторон и сопоставляет ихразницу с заданной величиной, устанавливаемой посредством соответствующегосжатия пружины рукояткой настройки 9. Каждому числу оборотов рукоятки настройкисоответствует автоматически поддерживаемый перепад давления. При наличии рассогласованияобразующаяся активация диафрагмы передается на шток 5 и перемещает затворклапана 2 относительно регулирующего отверстия. Импульс давления попадает вподмембранное и надмембранное пространство, образуемое крышками 6 и 8, черезперепускное отверстие 12 и штуцер 11.
Выборрегулятора осуществляют по его максимальной пропускной способности. Следуетстремиться к тому, чтобы требуемая пропускная способность регулятора была нижемаксимальной пропускной способности, но не более чем на 70 %. Требуемый автоматическиподдерживаемый перепад давления, либо автоматически поддерживаемое давлениерегулятором должно находиться примерно в середине регулируемого им диапазона.Установку регулятора на требуемый перепад давления, либо на давлениеосуществляют соответствующим поворотом гайки настройки.
Исходнойвеличиной для выбора перепада давлений на регулирующих клапанах тепловогопункта является перепад давлений в трубопроводах тепловой сети на вводе вздание (на узле ввода теплового пункта) ΔРс. В соответствии с требованияминормативных документов этот перепад должен быть не менее 1,5 бар. Обычноперепад давлений на вводе в здание принимается по официальным даннымтеплоснабжающей организации с запасом 10 % (0,9ΔРс) [8].
Регуляторперепада давления для систем отопления и горячего водоснабжения выбираетсяпрограммой «Danfoss SAC Selector» версии 1.1 (http://ru.heating.danfoss.com). В память программы вводятся исходные данные,приведенные в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Исходные данные для выбора регулятора перепада давления для контуров отопления и горячего водоснабженияТехнические параметры Значения Область применения Вода/ Гликолевые растворы Основная функция Давление/ Перепад давлений Функция регулятора Регулятор перепада давлений Среда Вода Температура подаваемого теплоносителя, °C 95 Температура возвращаемого теплоносителя, °C 70 Тепловая мощность нагрузки, кВт 571 Вычисления риска кавитации Нет dP на клапане, бар 0,4
Величина расхода, м3/ч 19,64
величина kv, м3/ч 31,05 Давление/ перепад давления, бар 0,9
Машинные результатыпрограммы приведены в таблицах 2.2 и 2.3.

Таблица 2.2 – Техническиехарактеристики клапана регулятора перепада давления для контуров отопления иГВСПараметры клапана Значения Тип VFG2 dP клапана, бар 0.38 Условный проход, мм 50
Максимальная пропускная способность, м3/ч 32 Рабочее давление, бар 16 Параметры клапана Значения Место установки Любое место Среда Циркуляционная вода Альтернативная среда 1 30% гликолевый раствор
Тмин, оС 2
Тмакс, оС 200 Количество ходов два Позиция шпинделя Нормально открытый Тип присоединения Фланцевый Материал клапана GG-25 Макс. устанавливаемый перепад давлений, бар 16 Ход штока, мм 12 Характеристика регулирования Линейная Фактор кавитации 0,5 Протечка (макс)
Макс. 0,05 % kvs Разгруженный по давлению Да Внешний вид
Таблица 2.3 – Информация о приводе регулятораперепада давленияТехнические параметры привода Значения Тип AFPA Место установка На байпасе Среда Циркуляционная вода Альтернативная среда 30% гликолевый раствор
Тмин, оС 2
Тмакс, оС 150 Материал Сталь, материал № 1,0338, оцинкованная с покрытием Функция Разгруженный регулятор перепада давления Настройка Изменяемая Мин. допустимый перепад давления, бар 0,5 Макс. допустимый перепад давления, бар 2,5 Максимальное рабочее давления, бар 16 Технические параметры привода Значения Внешний вид
2.2.2.2Выбор регулирующих клапанов и исполнительных механизмов
Регулирующие клапаны сэлектроприводами применяются в качестве исполнительных механизмов системрегулирования температуры. Управляющими устройствами для клапанов могут бытьспециализированные электронные регуляторы температуры серии ECL или регуляторыглобальной системы диспетчеризации.
Клапаны различаютсяследующими параметрами:
по количествурегулируемых потоков — проходные (двухходовые) (VS2, VM2, VB2, VF2, VFS2,VFG2), трехходовые (VMV, VRG3, VF3, VFG33, HRE3, HFE3) и четырехходовые (HRE4,HFE4);
по принципу действия —поворотные серии HRE и HFE и седельные — все остальные. По сравнению споворотными седельные клапаны обеспечивают более качественное регулирование именьшую протечку в закрытом состоянии, а также способны работать при высокихпараметрах регулируемой среды и перепадах давлений.
Седельные клапаны бываютнажимного действия (нормально открытые, например, типа VMV, VM2, VFG2 или VB2)и возвратно-поступательного (например, типа VF2, VF3,VRG3).
Электропривод– исполнительный механизм, воспринимающий командный сигнал от электронногорегулятора и преобразующий его в воздействие на регулирующий клапан. Он представляетсобой электромотор, вращение которого через передаточный механизм преобразуетсяв поступательное движение, передаваемое на шток регулирующего клапана. Междуколичеством оборотов двигателя и ходом штока клапана создана четкаявзаимосвязь, позволяющая устанавливать необходимую пропускную способностьрегулирующего клапана адекватно изменениям регулируемого объекта.
Объектырегулирования могут иметь различную инерционность, поэтому для них применяютприводы с соответствующей скоростью перемещения штока. По скорости действияразличают быстрые и медленные электроприводы: у быстрых – время перемещенияштока регулирующего клапана на 1 мм до 3 с; у медленных – свыше 14 с. Всоответствии с этим выбирают область применения электроприводов. Например,быстрые – для систем горячего водоснабжения со скоростным теплообменником, амедленные – для инерционных систем, таких как системы отопления и горячеговодоснабжения с емкостными бойлерами.
Привыборе электропривода следует обращать внимание на развиваемое им усилие, т. е.противодействие давлению теплоносителя, передаваемого через шток клапана надвигатель. Для клапана с неразгруженным по давлению затвором максимальнодопустимое усилие на привод указано в техническом описании к клапану и являетсяфункцией перепада давления на клапане и условного диаметра клапана. По этимзначениям необходимо осуществлять проверку работоспособности клапана. Еслиперепад давления теплоносителя при закрытом клапане не превышает допустимогоусилия на электропривод, значит, эти элементы совместимы. Если нет, то следуетперед клапаном снизить давление регулятором перепада давления, либо заменитьклапан на разгруженный по давлению. У такого клапана конструктивноминимизировано влияние давления теплоносителя на затвор и, следовательно, на электропривод.Максимально допустимое усилие на его штоке не зависит ни от перепада давлениятеплоносителя, ни от типоразмера.
Поуправляющему сигналу электроприводы классифицированы: на AME и AMV. Положениештока клапана с приводом AME зависит от значения управляемого сигнала – силытока, либо напряжения. Положение штока клапана с приводом AMV зависит от такназываемого трехпозиционного сигнала. При этом за счет длительности иполярности управляющего сигнала шток клапана может занимать любое промежуточноеположение.
Регулирующиеклапаны с исполнительными механизмами для систем отопления и горячеговодоснабжения выбираются программой подбора клапановкомпании «Danfoss» версии 1.2, который находится на сайте: ru.heating.danfoss.com. Для выбора регулирующего клапана сисполнительным механизмом (электроприводом) для контуров отопления и ГВСнеобходимо ввести в память программы подбора клапанов исходные данные,приведенные в таблице 2.4. Технические характеристики выбранныхрегулирующих клапанов и приводов для контуров отопления и горячеговодоснабжения приведены соответственно в таблицы 2.5 и 2.6.
Таблица 2.4 – Исходныеданные для выбора регулирующих клапанов и исполнительных механизмов для контураотопления и ГВСПараметры настройки Значения для отопление для ГВС Область применения Отопление и холодоснабжение Ограничение расхода нет Среда Вода
Температура подаваемого
теплоносителя, °C 95 Температура возвращаемого теплоносителя, °C 70 Тепловая мощность нагрузки, кВт 210,21 360,65 dP на клапане, бар 0,102 Доля потерь давления на клапане Va 0,5 Параметры настройки Значения для отопление для ГВС Располагаемый напор dP, бар 0,204 Потеря давления в системе, бар 0,102 Величина расхода, л/с 2,01 3,45
величина kv, м3/ч 22,86 39,22

Таблица 2.5 – Техническиехарактеристики регулирующих клапанов для систем отопления и горячеговодоснабжения Технические параметры клапана Значения Вид тепловой нагрузки система отопления система ГВС Тип VF 2 dP клапана, бар 0,0852 0.0962245 Доля потерь давления на клапане 0,42 0,48 Условный проход, мм 40 50
Максимальная пропускная способность, м3/ч 25 40 Макс. рабочее давление, бар 16 Среда циркуляционная вода Альтернативная среда 1 50% гликолевый раствор
Тмин, °C минус 10
Тмакс, °C 130 Количество ходов двухходовой Позиция шпинделя Нет Тип присоединения фланцевый Материал клапана серый чугун EN-GJL-250 (GG-25) Ход штока, мм 15 Характеристика регулирования логарифмическая Фактор кавитации 0,5 Относительный диапазон регулирования Min. 100:1 Протечка (макс.)
макс. 0,05 % kvs Разгруженный по давлению нет Примечание максимальное рабочее давление для воды 16 бар при 120 °C Технические параметры клапана Значения Вид тепловой нагрузки система отопления система ГВС Внешний вид /> /> /> />

Таблица 2.6 – Информацияо электроприводах к регулирующим клапанам контуров отопления и ГВСТехнические параметры электропривода Численные значения Вид тепловой нагрузки Система отопления Система ГВС Тип AMV 15 AMV 25 Время перемещения штока, с 165 dP макс, кПa 100 900 Функция безопасности Нет Напряжение, В 230 Частота, Гц 50 Потребляемая мощность, Вт 2,15 Класс защиты корпуса 54 IP Управление сигналом трехпозиционным Развиваемое усилие, Н 500 1000 Макс. ход штока, мм 15 Время перемещения штока, с/мм 11  Время поворота на 90°, с Функция безопасности Ручное управление Да С опускной (возвратной) пружиной Нет С подъёмной пружиной Нет Скорость перемещения штока нормальный
Тмин окр. среды, °C 0 
Тмакс окр. среды, °C 55 
Т мин хранения и транспортировки, °C минус 40 
Окончание таблицы 2.6Технические параметры электропривода Численные значения Вид тепловой нагрузки Система отопления Система ГВС
Тмакс хранения и транспортировки, °C 70  Примечание Не допускается установка под клапаном. Макс. температура среды 150°C (200°C с адаптером или при горизонтальной установке). Внешний вид

2.2.2.3Выбор теплообменника для системы горячего водоснабжения
Тепловыепункты могут оснащаться водоподогревателями на базе пластинчатыхтеплообменников фирмы «Danfoss», которые разработаны специально для системцентрализованного теплоснабжения. Основой теплообменника являются профилированныетонколистовые пластины из нержавеющей стали различных размеров, которыесобираются в пакеты в зависимости от индивидуальных теплотехнических,гидравлических и конструктивных требований кводоподогревателю. В зависимости от технологииизготовления теплообменники могут быть паяными или разборными
Паяныетеплообменники бывают одноходовыми и двухходовыми, в которые вода поступаетпоследовательно через две секции подогревателя, выполненного в едином блоке.Эти теплообменники компактны, надежны, легки, но не подлежат ремонту илимодернизации. Очистка паяного теплообменника производится методом промывкиспециальным раствором с использованием установки BOY-C-30.
Разборныетеплообменники изготавливаются, как правило, в одноходовом исполнении ипозволяют видоизменять подогреватель (наращивать или уменьшать поверхностьтеплообмена), производить его ремонт (заменять пластины или прокладки),механически чистить пластины в процессе эксплуатации, однако они болеегромоздкие и дорогие.
Общепринятых рекомендацийпо области применения неразборных или разборных пластинчатых теплообменниковнет. Общим подходом является применение разборных конструкций при теплоносителеплохого качества. В то же время, неразборные теплообменники предпочтительнеедля большинства случаев применения по экономическим показателям. Кроме того,они прочнее разборных теплообменников. К тому же большинство из них имеютменьший вес и размеры.
Теплообменникдля системы горячего водоснабжения выбирается программой />«Heat Exchanger Calculation Tool» производства фирмы «Danfoss». В программу вводится максимально часоваямощность системы горячего водоснабжения, расход горячей воды и температурывходящей и выходящей из теплообменника сетевой воды. Пользовательский интерфейспрограммы приведен на рисунке 2.7. Техническиепараметры выбранного теплообменника приведены в таблице 2.7. Габаритные размеры теплообменника показаны на рисунке 2.8.
Таблица 2.7 – Параметры теплообменника для системы ГВСТехнические параметры теплообменника Значения Тип теплообменника XG 10-1 30 Мощность, КВт. 362,8 первичная сторона вторичная сторона
Расход, м3/ч 12,772 5,829 Входная температура,°C 95 5 Выходная температура, °C 70 58,9 Деств. обр. темп. 70 LMTD 49,1 Потери напора, бар 3,42 0,741 Скорость, м/с 6,1 2,8 Скорость, м/с 1,049 0,447 Число/Контур 14 15 Объем воды, л. 0,63 0,68 Технические параметры теплообменника Значения первичная сторона вторичная сторона Максимально допустимое давление, бар 16
Максим. допустимая температура, 0С 150 Запас поверхности, % 0,00
Поверхность теплообмена, м2 0,60 Вес, кг 22,0

A – 76 мм. B – 158 мм. C – 65мм. D — 235 мм. E — 188 мм. F –460 мм. Lmax – 500мм.
T11 на входе греющего контура
T12на выходе греющего контура
T21на входе нагреваемого контура
T22на выходе нагреваемого контура
2.2.2.4Выбор циркуляционных насосов для контуров отопления и горячего водоснабжения
Насос является основнымэлементом водяной инженерной системы здания. Его работа полностью взаимосвязанасо всем оборудованием системы, в том числе и запорно-регулирующей арматурой. Отих совместной работы зависит эффективность функционирования всей системы.Особенно это касается систем с переменным гидравлическим режимом, гдерегулирование расходом теплоносителя приводит к изменению гидравлических иэлектрических параметров насоса.
Подбирают насос порасчетному расходу и потерям давления в системе при частично закрытыхтерморегуляторах
Для системы отопленияследует выбрать насос с расчетным расходом теплоносителя более 7,2524 м3/ч.и напором насоса больше 9 м. Допустимая температура перекачиваемой среды насосадо 1000С.
Параметры циркуляционногонасоса Wilo TOP-S30/10 EM достаточны для применения его всистеме отопления. Внешний вид насоса Wilo TOP-S 30/10 EM показан на рисунке 2.9.
Циркуляционный насос срезьбовым соединением Wilo TOP-S 30/10 EM применяется в системах охлаждения,водяного отопления, кондиционирования.
К основным достоинствамможно отнести простой монтаж, надежность в работе, три ступени частотывращения. Насос состоит из чугунного корпуса, вала из нержавеющей стали и рабочегоколеса, изготовленного из композитных материалов. Допустимые перекачиваемыежидкости: вода систем отопления и водогликолевая смесь. Данные циркуляционногонасоса Wilo TOP-S30/10 EM для контура отопления получены изсайта www.pompa.kiev.ua/find_goods.php.
Основные техническиехарактеристики:
напормакс……………………………...……………………………11 м.
расходмакс……………………………………….……………….11 м3/ч.
подключение ксети………...………………….………… 1~230 В, 50 Гц
температураперекачиваемой среды……… от минус 10°С до + 130°С
рабочее давлениемакс………........…………...……….……….10 бар
трубноесоединение………….…...……………………………… Rp11/4
Для системы горячеговодоснабжения насос необходимо выбирать по расчетному расходу потребляемой горячейводы, который является равным 1,75м3/ч. и по падению давления всистеме горячего водоснабжения 0,6 атм. Этим требованиям отвечают техническиехарактеристики насоса Wilo Star-Z 20/7 CircoStar. Внешний вид выбранного насосапоказан на рисунке 2.10.
Циркуляционный насоссистемы горячего водоснабжения Wilo Star-Z 20/7 CircoStar. применяется длясистемы циркуляции горячей питьевой воды. К основным особенностям можно отнеститри ступени частоты вращения, возможность использования в системах отопления до110 0С. Допустимые перекачиваемые жидкости — питьевая вода и водадля пищевых производств. Насос устойчив к коррозии. Мотор не требуетдополнительной защиты [12].
Насос изготовлен изкерамического вала и бронзового корпуса, рабочее колесо изготовлено изкомпозитных материалов. Данные циркуляционного насоса Wilo TOP-S30/10 EM для контура горячего водоснабженияполучены из сайта www.pompa.kiev.ua/find_goods.php.
Основные техническиехарактеристики насоса:
напормакс………………….………………..………………………..6 м.
расходмакс…………..………………………….……………..5,5 м3/ч.
подключение ксети…..…………………………….1~230 В, 50 Гц
минимальный подпор вовсасывающем патрубке……0,5 м при (+50°С)
температура жидкости всистемах ГВС ……… до 65°С (2ч. до +70°С)
рабочее давлениемакс………………..………………………… 10 бар
подсоединение ктрубопроводу…..…………………………… Rp 3/4"
монтажнаядлинна……………….………………………………150 мм.
вес………………..………………………………………………2,3 кг.
2.2.2.5Выбор шаровых кранов для контуров отопления и ГВС
Дляподключения к теплосети систем отопления и горячего водоснабжения применяютспециально предназначенную группу шаровых кранов типа JIP, обеспечивающихвысокую степень безопасности. Они выполнены полностью из стального сварногокорпуса и отвечают всем требованиям, которые предъявляют к современнойарматуре. Краны снабжены уникальным уплотнением штока с применениемфторопласта, что гарантирует герметичность и повышенную цикличность даже привысоких и изменяющихся температурах теплоносителя. В кране примененасамообжимная конструкция шара за счет специальной пружины с двумя кольцами изармированного углеволокном фторопласта. Этим обеспечено герметичное запираниепотока теплоносителя и оптимальное требуемое усилие для поворота шара. Кранывыполняют под резьбовое, фланцевое, сварное или комбинированное присоединения(с одной стороны фланец или резьба, с другой – патрубок под сварку). Для этогоиспользуют специальные свёрла. Главная особенность такого крана, кромеприменения термоустойчивых уплотнителей, состоит в недопущении какого либонегативного влияния температуры и давления теплоносителя на шар и уплотнители. Внешнийвид и габаритные размеры шарового крана типа Х1666 приведены на рисунке 2.11.Технические характеристики шарового крана приведены в таблице 2.8.

Таблица 2.8 – Технические характеристикишарового крана типа Х1666Параметры крана Значения
Условный проход (Ду), мм. 50 Размер присоединительной резьбы (R), дюймы 2
Условное давление (Ру), бар 69
Темпераура перемещемой среды, 0С минус 25 — 230
Условная пропускная способность (Kv), м3/ч 128,2
2.2.2.6Выбор обратного клапана
Клапаныобратные предназначены для предотвращения движения перемещаемой потрубопроводам среды в обратном направлении. В таблице 2.9 приведены основныетехнические характеристики обратного клапана типа 402.
Таблица 2.9 – Технические характеристикиобратного клапана типа 402Технические параметры обратного клапана Значения
Условный проход (Ду), мм. 50
Условное давление (Ру), бар 16
Темпераура перемещемой среды, 0С минус 10 – 100
Условная пропускная способность (Kvs), м3/ч 99 Минимальное давление открытия клапана, мм.вод.ст. 440/110
Клапаныобратные состоят из:
— корпуса;
— золотника различного исполнения;
— направляющей;
— пружины;
— уплотнений золотника.
Клапаныобратные подразделяются по:
— материалукорпуса — латунь, нержавеющая сталь или чугун (материал указан в заголовкетехнического описания конкретного клапана);
— типузолотника — конический с направляющим штоком, тарельчатый;
— материалузолотника — чугун (клапан типа 402), полиацетат (клапан типа EURA), латунь(клапан типа 223), нержавеющая сталь или чугун (клапан типа 802), нержавеющаясталь (клапан типа 812);
— параметрамперемещаемой среды;
— способусоединения с трубопроводом — с внутренней резьбой (EURA), фланцевый (402), снаружной резьбой и дополнительно заказываемыми резьбовыми или приварными присоединительнымипатрубками с накидными гайками (223) и зажимаемый между двумяответными фланцами (802, 812).
Всепредставленные клапаны обратные и закрываются под действием пружины, могутустанавливаться в любом положении.
Из обратных клапановтипов 402, и 802 и 812 можно удалить пружину. При этом давление открытияклапана значительно уменьшается. Клапаны обратные со снятой пружиной должныустанавливаться только на вертикальном трубопроводе при направлении движенияперемещаемой среды «снизу-вверх». На рисунке 2.12 показаны внешний вид игабаритные размеры обратного клапана типа 402.
2.2.2.7 Фильтр сетчатый латунный,муфтовый со спускным краном типа Y222P
Фильтрысетчатые предназначены для установки перед регулирующей арматурой,расходомерами, насосами с «мокрым» ротором электродвигателя и другимиустройствами с повышенными требованиями к чистоте проходящей через них воды.
Фильтрысостоят из:
— корпуса;
— крышки со сливным отверстием;
— сетчатого цилиндра из нержавеющей стали;
— заглушки сливного отверстия или крана для спуска грязи;
— уплотнительной прокладки.
Фильтрыподразделяются:
— по материалу корпуса и крышки — латунь, чугун или нержавеющая сталь;
— по наличию заглушки или спускного крана;
— по способу соединения с трубопроводом — муфтовый или фланцевый.
На рисунке 2.13 показан внешний вид сетчатого фильтра соспускным краном типа Y222P. Размеры приведены на рисунке 2.14.
Основные технические характеристикифильтра:
условный проход (Ду), мм………………………………………….....50
условное давление (Ру),бар………………………………………...…25
температура перемещемой среды, 0С……..………от 0 оС до 110 оС
условная пропускная способность (Kvs), м3/ч………………...…46.8
размер ячейки сетки, мм…………………………………………....0,5
масса, кг……………………………………………………………1,29

3.Обоснование и выбор аппаратуры учета, контроля и регулирования
 
3.1Технические требования и выбор аппаратуры учета теплопотребления зданием
Здания,присоединяемые к сетям централизованного теплоснабжения, должны бытьоборудованы устройствами коммерческого учета потребляемой тепловой энергии,устанавливаемыми на абонентских вводах. Коммерческий учет теплопотребленияосуществляют для определения стоимости тепловой энергии, израсходованнойабонентом. Эту стоимость рассчитывают по показаниям прибора учета, называемоготепловычислителем.
Тепловычислительопределяет количество потребленной энергии за установленный период времени наосновании массового расхода и разности энтальпий теплоносителя в подающем иобратном трубопроводах.
Длятепловых пунктов с расчетной тепловой нагрузкой менее 2,5 МВт (рисунок 3.1)установка расходомера на обратной магистрали строго не обусловлена, поэтому насхеме он выделен пунктирной линией. Однако большинство теплоснабжающихорганизаций требуют его установки, мотивируя необходимостью учета утечектеплоносителя [8].
Выбор средств аппаратурыучета тепловой энергии следует производить согласно правилам учета тепловойэнергии и теплоносителя. Согласно пунктам с 5.1.5 по 5.1.10 настоящегонормативного документа, аппаратура учета должна соответствовать следующимтребованиям:
— приборы узла учетадолжны быть защищены от несанкционированного вмешательства в их работу,нарушающего достоверный учет тепловой энергии, массы и регистрацию параметровтеплоносителя;
— теплосчетчики иинформационно – измерительные системы должны иметь возможность ввода энтальпииили температуры подпиточной воды на источнике тепла;
— теплосчетчики иинформационно – измерительные системы должны автоматически проводитьдиагностику работоспособности приборов узла учета и, в случае появлениянеисправности любого прибора, фиксировать время нахождения в неисправности ивыдавать сообщение на табло;
— теплосчетчики иинформационно – измерительные системы должны иметь возможность архивированияпочасовых значений основных параметров теплопотребления на период не менее 10суток;
— теплосчетчики иинформационно – измерительные системы должны иметь выход для подключенияприборов регистрации на бумажном носителе.
— теплосчетчики иинформационно – измерительные системы должны иметь стандартный выход дляпередачи информации на диспетчерские пункты энергоснабжающей организации [9].
ТепловычислительСПТ 943.1 предназначен для измерения и учетатепловой энергии и количества теплоносителя в закрытых и открытых водяныхсистемах теплоснабжения.Тепловычислительрассчитан для работы в составе теплосчетчиков, обслуживающих два теплообменных контура (тепловых ввода), в каждом из которых могут быть установлены три датчика объема, три датчика температуры и двадатчика давления. Совместно с тепловычислителем применяются:
— преобразователи объема, имеющие числоимпульсный выходной
сигналс частотой следования импульсов 0-18 или0-1000 Гц;
— преобразователи температуры ТСП илиТСМ с R0=100 Ом и
W100={1,3850,1,3910, 1,4280};
— преобразователи давления с выходнымсигналом 4-20 мА.
Электропитаниетепловычислителя осуществляется от литиевой батареи или от внешнего источникапостоянного тока. Датчики объема, работающие при напряжении питания 3,2-3,6 В, могутполучать его непосредственно от тепловычислителя. Тепловычислитель снабжен дискретнымвыходом для сигнализации о нарушении допустимых диапазонов измеряемых параметров и дискретным входом для фиксации внешнего события. Внешний вид тепловычислителя СПТ943.1 показан на рисунке 3.2.Классификационныепараметры моделей тепловычислителей приведеныв таблице 3.1, где приняты обозначения: ТВ1, ТВ2 – первый и второй тепловые вводы, V – датчик объема, t – датчиктемпературы, P – датчик давления.
Таблица 3.1 — Классификационные параметрытепловычислителейМодель Количество подключаемых датчиков Питание датчиков объема Дискоетный выход Дискретный вход ТВ1 ТВ2 V t P V t P СПТ943.1 3 3 2 3 3 2 + + +
Эксплуатационныехарактеристики:
Условия эксплуатации:
температура окружающеговоздуха …….……… от минус 10 до 50 0С
относительная влажность ……………..……………. до 95 % при 35 0С
атмосферное давление …………………….…………… от 84 до 106,7 кПа
вибрация – амплитуда …………………….…….0,35 мм, частота 5-35 Гц
Механические параметры:
габаритные размеры ………………….………………...….208х206х87 мм
масса ……………………………………………….………не более 0,95 кг
степень защиты от пыли иводы………………………………………IP54
Параметры электропитания:
литиеваябатарея…………………………………….………………… 3,6 В
внешний источникпостоянного тока……….… Uном=12 В, Iпот
Показатели надежности:
средняя наработка наотказ…………….……………………….75000 ч
средний срок службы……………………………………………… 12 лет
Входныесигналы и диапазоны. Измерительнаяинформация поступает на тепловычислитель от датчиков в виде электрическихсигналов, перечень которых составляют: шесть числоимпульсных сигналов, соответствующих объему, каждый изкоторых может быть низкочастотным с диапазоном изменения 0-18 Гц или высокочастотным с диапазоном 0-1000 Гц. Низкочастотныесигналы формируются дискретным изменением сопротивления(замыкания-размыкания) выходной цепидатчика объема. Сопротивление цепи всостоянии «замкнуто» должно быть менее1 кОм, в состоянии «разомкнуто» – более 500 кОм. Длительность импульса (состояние «замкнуто») должнасоставлять не менее 0,5 мс, паузы (состояние«разомкнуто») – не менее 12,5 мс. Высокочастотныесигналы формируются дискретным изменением напряжениявыходной цепи датчика. Выходное сопротивление цепи не должно превышать 1 кОм. Низкий уровень сигнала (импульс) должен быть не более 0,5 В, высокий уровень (пауза) – неменее 3 и не более 5 В. Длительности импульса ипаузы должны быть не менее 0,5 мс;
— четыре сигнала силы тока 4-20 мА, соответствующих давлению;
— шесть сигналов сопротивления, соответствующих температуре от минус 50 до 175 0С.
Кромеперечисленных, тепловычислитель воспринимает один дискретный сигнал,соответствующий внешнему событию (отключение питания датчиков, срабатываниеохранной сигнализации и пр). Этот сигнал формируется внешним устройством в видедискретного изменения напряжения. Высокий уровень сигнала должен лежать вдиапазоне от 5 до 24 В, низкий уровень не должен превышать 1,0 В. Входноесопротивление тепловычислителя по дискретному входу составляет 4,7 кОм.
Порезультатам контроля входных сигналов, измеряемыхи вычисляемых параметров тепловычислитель формирует выходной дискретный сигналпутем замыкания-размыкания выходной цепи. Он информирует о наличии каких-либо нарушений – нештатных ситуаций, выявленных при контроле, приэтом факту нарушения соответствует замкнутое состояние цепи, которое поддерживается в течение всего времени, пока имеет место нарушение. Остаточноенапряжение выходной цепи в состоянии «замкнуто» не превышает 2 В, токутечки в состоянии «разомкнуто» – 0,01 мА. Предельнодопустимые параметры коммутируемой нагрузки – 24 В, 200 мА постоянного тока.
Основныефункциональные возможности:
— обслуживаниедвух независимых тепловых нагрузок, для каждой из которых может быть выбраналюбая из двенадцати схем учета с тремя преобразователями расхода, двумяпреобразователями давления и двумя или тремя преобразователями температуры;
— подключаемыедатчики:
— шестьтермопреобразователей сопротивления 100 П;
— четырепреобразователя давления с выходным сигналом 4-20 мА;
— шестьпреобразователей расхода;
— возможностьпитания расходомеров, подобных SONO-2500СТ, непосредственно оттепловычислителя;
— архивированиесредних и суммарных значений измеряемых и вычисляемых параметров с привязкой красчетному дню и часу:
— ведениеархивов изменений параметров настроечной базы данных и нештатных ситуаций;
— возможностьизмерения температуры холодной воды и температуры наружного воздуха;
— расширеннаясистема диагностики — выбор алгоритмов обработки нештатных ситуаций;
— формированиедвухпозиционного выходного сигнала по результатам диагностики;
— последовательный(RS232C-совместимый) и оптический (IEC1107) порты для обмена с внешнимиустройствами;
— работас телефонными и GSM-модемами;
— считываниеданных с помощью накопителя АДС90 и переносного компьютера;
— выводотчетов на принтер (с помощью адаптера АПС45);
— скоростьобмена 19200 бит/с;
— регистрациявнешних событий (например пропадания напряжения питания расходомеров) с помощьюспециально предусмотренного дискретного входа;
— емкоетабло — две строки по 20 символов, простой и удобный интерфейс пользователя,наглядные процедуры просмотра архивов.
Диапазоныпоказаний:
Пределыдиапазонов показаний составляют:
— 0-1,6 МПа (0-16 кгс/см2, 0 -16 бар) – давление;
— минус 50 — 175 0С – температура;
— 0-175 0С – разность температур;
— 0-99999 м3/ч – расход;
— 0-99999999 – объем [м3], масса [т], тепловая энергия [Гкал, МВт];
— 0-99999999 ч. – время.
Корпустепловычислителя выполнен из пластмассы, неподдерживающей горение. Стыковочные швы корпуса снабженыуплотнителями, что обеспечивает высокую степеньзащиты от проникновения пыли и воды. Внутрикорпуса установлена печатная плата, накоторой размещены все электронные компоненты, клавиатура, табло и оптический порт.Литиевая батарея расположена в отдельном отсеке и удерживается в корпусеспециальной крышкой с помощью винтов. Такоерасположение позволяет производить замену батарей непосредственно на местеустановки прибора. На рисунке 3.3 показано расположениеорганов взаимодействия с оператором, соединителейдля подключения внешних цепей.
Тепловычислителькрепится на ровной вертикальной плоскости с помощью четырех винтов. Корпус навешивается на два винта, при этом их головки фиксируются в пазах петель, расположенных в верхних углах задней стенки, и прижимается двумя винтами через отверстия в нижних углах. Монтажный отсек закрывается крышкой, в которой установлены кабельные вводы, обеспечивающие механическоекрепление кабелей внешних цепей. Подключение цепей выполняется с помощьюштекеров, снабженных винтовыми зажимами для соединения с проводниками кабелей.Сами штекеры фиксируются в гнездах, установленных на печатной плате.Конструкция крышки монтажного отсека позволяет не производить полный демонтажэлектрических соединений, когда необходимо временно снять тепловычислитель сэксплуатации – достаточно лишь расчленить штекерные соединители.
Помесячный архив данныхсоставляет 24 месяца.
РасходомерыSONO 2500 CT предназначены для измерения объемного расхода воды в системахтепло- и водоснабжения. Общий вид ультразвукового расходомера приведен нарисунке 3.4.
РасходомерSONO 2500 CT представляет собой единый блок, состоящий из корпуса сультразвуковыми преобразователями, преобразователя сигналов, закрепленного накорпусе, и кабеля для подключения к тепловычислителю.
Дляизмерения расхода используется ультразвуковой принцип измерения.
Дваультразвуковых датчика, работающие и как передатчики, и как приемники, установленына входе и на выходе расходомера.
Ультразвуковыесигналы передаются по прямой линии одновременно от двух датчиков.
Одинсигнал идет по направлению потока воды, другой — против. Поэтому сигналы отпередатчиков не достигают своих соответствующих противоположных приемниководновременно. Чем большее количество воды протекает через расходомер, тембольше временная задержка между двумя сигналами. Встроенный в расходомерпреобразователь сигналов преобразует время задержки в импульсный сигнал счастотой, пропорциональной фактическому расходу. Технические характеристики игабаритные размеры приведены в таблице 3.2.
Таблица3.2 – Технические характеристики расходомера SONO 2500 CTПараметры расходомера Значения
Ду, мм. 40
Диапазон измерения, 0С
20-150 (при горизонтальном монтаже)
20-120 (при вертикальном монтаже) Относительная погрешность измерения
±2% в диапазоне 0,02 Qmax – Qmax
±5% в диапазоне 0,01 Qmax – 0.02Q max Доступное давление, МПа 2,5 Потребляемая мощность, Вт меньше 1 Напряжение питания, В 3,6±0,1
Макс. расход Qmax, м3/ч 20
Номин.расход Qmin, м3/ч 10
Q2%’’, м3/ч 0,4
Q5%’’, м3/ч 0,2 Порог чувствительности, л/ч 20 Цена импульса, имп/л 10 Диаметр d, мм. 110 Диаметр D, мм/Резьба G 148 Длина L, мм. 300 Масса, кг. 7,9
Ультразвуковыерасходомеры обладают незначительным гидравлическим сопротивлением, не искажаютрасходные характеристики регулирующих клапанов и не влияют тем самым науправление объектом регулирования.
Комплектытермопреобразователей КТПТР-01 и КТПТР-03 предназначены для измерениятемпературы и разности температур в составе теплосчетчиков и других приборовучета и контроля тепловой энергии в тепловых сетях промышленных предприятий итеплоснабжающих организаций. Габаритные размеры термопреобразователей КТПТР-01и КТПТР-03 и их электрическое соединение показаны на рисунке 3.5.
Техническиехарактеристики термопреобразователей КТПТР:
диапазон измеряемыхтемператур, 0С ……………………… от 0 до 180
диапазон разноститемператур, 0С…………………….…… от 0 до 180
НСХ по ГОСТ6615-94 ……………100П, 500П, Рt 100,Рt 500, Рt 1000
класс доступа……………………………….……………………………А
показатель тепловойинерции не более, с………………………… 3 – 15
погрешность измерениятемпературы:
— для кл.1: δt=±(0.15+0.001Δt)
— для кл.2: δt=±(0.15+0.002Δt)
погрешность измеренияразности температуры:
— для кл.1:δt(Δt)=±(0.05+0.001Δt)
— для кл.2: δt(Δt)=±(0.10+0.002Δt)
где Δt – разность температур.
степень защиты от пыли поГОСТ 14254 …………….……………IP65
виброустойчивые ивибропрочные по группе №3 ГОСТ 12997-84
условное давление,МПа………………………….………… от 0,4 до 6,3
температура окружающейсреды, 0С ……………….…… минус 50 – 60
По условиям эксплуатациитермопребразватели соответствуют условиям У, ТВ, категории 3 ГОСТ 15150-69.Защитная арматура изготовлена из стали 12Х18Н10Т. Головка термопреобразователяизготовлена из сополимера марки АБС-2020-32. Рекомендуемый измерительный токдля 100П, Рt 100 – 1,0 мА, 0,2мА для Рt 500, 500П и 0,1 мА для Рt 1000.
Перечисленные вышеустройства имеют возможность работы в едином аппаратном комплексе узла учета теплопотребления.Ориентируясь на автоматизированную систему контроля и учета энергоснабженияпотребителя (АСКУЭ) на базе тепловычислителя СПТ 943.1 можно создать узел для централизованнойсистемы учета теплопотребления на любом уровне через глобальную сеть INTERNET или региональные компьютерные сети.
Посколькутепловычислитель СПТ 943.1 имеет порты обмена данными (последовательныйRS232C-совместимый и оптический IEC1107 порты), её можно подключить через кабельнуюсеть к диспетчерскому пункту управления и учета теплопотребления,теплоснабжающей организации. Такая организация системы учета теплоэнергииотбрасывает необходимость ручного сбора информации с каждого узла учетатеплопотребления.
Данный комплектаппаратуры узла учета теплопотребления легка в эксплуатации, данные можнораспечатать на бумажный носитель или архивировать. Применение аппаратуры узлаучета в значительной мере снизит расходы теплоносителя и горячей воды, так какпотребитель будет реально заинтересован в экономии личных финансовых затрат натепловую энергию.
3.2 Выборконтрольно-измерительных приборов для технологических узлов теплового пункта
 
Показывающий термометрбиметаллический для систем отопления и ГВС. По показаниям термометровопределяют температуру теплоносителя, поступающей в систему отопления игорячего водоснабжения. Показывающий термометр биметаллический ТБ – 10предназначен для измерения температуры различных веществ, не взаимодействующихс нержавеющей сталью. Основным измерительным элементом является биметаллическаяспиральная пружина. Внешний вид термометра показан на рисунке 3.6.
 
Технические характеристикибиметаллического термометра:
диаметр корпуса, мм…………………..……………………63, 100, 160
класс точности………………………………..……………………….2,5
пределы измерения, оС……………………..……………... от-20 до 400
корпус………………………………………...……… стальнержавеющая
длина штуцера (условная), мм…………...…………………50,100, 160
Кран трёхходовой дляманометра 11б18бк (КТН-1.6, КТК-15) предназначен для присоединения манометра кмагистрали с рабочей средой и сброса давления при снятии манометра.
Технические параметрыприбора:
рабочеедавление:………………………………… 1,6 МПа (16кгс/см2)
рабочая среда:…………………….…….……………… вода,пар, воздух.
температура рабочей среды…………………...…………………200 °С
присоединение:………………………………………муфтовое, М20х1,5
материалкорпуса:………………………………...……… латунь ЛЦ40С
масса.………………………………………………………не более 90 г.
Рабочее положение крана — любое. К трубопроводу кран присоединяется при помощи резьбовых муфт. Положениепробки устанавливается в зависимости от требуемого направления подачи рабочейсреды. Корпус крана имеет две подсоединительные муфты и сливное отверстие, апробка проход Т – образной формы, в связи, с чем поток рабочей среды взависимости от положения пробки будет направляться в рабочий манометр измагистрали или производиться сброс давления на рабочем манометре при закрытоймагистрали. Положение пробки определяется по Т – образной риске на торцепробки. Общий вид крана приведен на рисунке 3.7.
Манометры — измерительныеприборы или измерительные установки для измерения давления или разностидавлений.
Они содержатчувствительные элементы, которые упруго меняют свою форму под воздействиемдавления. Как правило, чувствительный элемент изготавливается из медныхсплавов, легированных сталей или из специальных материалов. Давление измеряетсяпо отношению к атмосферному давлению. Существует стандартный ряд измеряемыхдиапазонов, давление указывается стрелкой на циферблате. Технические манометрывыпускаются таких конструкций, которые позволяют крепить их на щитах, панеляхили непосредственно на импульсных линиях.
Надежный и экономичныйманометр с трубчатой пружиной, модель 111.10 предназначен для измерениядавления и разряжения неагрессивных, не кристаллизирующихся жидкостей, газа ипара. Диапазон измерения вплоть до 400 бар. Измерительным элементом до 40 барявляется медный сплав круговой формы, больше 40 бар медный сплав винтовойформы. Имеется специальный вариант для закрытых отопительных систем.
Основные техническиехарактеристики манометра:
наименованиеоборудования………….………………… Модель 111.10
диапазон показанийприборов в кгс/см2………….…………… от 0 до 4
классточности……………………………………….………………...2,5
диаметр корпуса мм.……………………………….………………...160
масса не более кг.………………………………….………………...0,85
корпус ……………………………………………….………………сталь
Датчик температурынаружного воздуха ESMT, датчиктемпературы теплоносителя ESMUдля систем отпления и ГВС
Датчиктемпературы – устройство в системе автоматического регулирования и контроля,воспринимающее через чувствительный элемент изменение контролируемойтемпературы воздуха или теплоносителя и осуществляющее ее функциональноепреобразование во входной сигнал для электронного регулятора.
Всостав датчика входит платиновый элемент, величина сопротивления которогоизменяется пропорционально изменению температуры. Все датчики представляютсобой устройства с платиновым элементом Pt 1000 Ом, который имеет линейнуюзависимость между электрическим сопротивлением и температурой измеряемой среды.При температуре 0 °С его сопротивление составляет 1000 Ом. С увеличениемтемпературы сопротивление также увеличивается, на что соответствующе реагируетрегулятор.
Всетемпературные датчики являются двухпроводными. Конструктивно выполнены подусловия и параметры измеряемой среды. Так, ESMT предназначен для измерения температурынаружного воздуха; ESM-10 – внутреннего воздуха; ESMU – жидкости; ESM-11 и ESMC– поверхности, например, трубопровода.
Датчикисерии ЕSМ предназначены, главным образом, для использования в системахкондиционирования воздуха и комфортных системах, для которых большое значениеимеет конструкция корпуса датчика. Электрическое соединение и график изменениясопротивления датчика от изменения температуры наружной среды приведены нарисунке 3.8. Основные технические характеристики погружного и наружного датчиковприведены в таблице 3.3.
Для регулированиятемпературы воздуха в помещении в соответствии с заданным потребителем тепловымрежимом – постоянным комфортным, пониженным, переменным (понижение в выходныедни, ночное понижение...) – применяют комнатные регуляторы ЕСА (рисунок 3.9).
Онивоспринимают температуру воздуха в помещении со встроенного датчикатемпературы, сопоставляют ее с заданным тепловым режимом и передают сигнал наэлектронный регулятор в тепловом пункте./> /> /> /> />
а)  
б)  

Таблица 3.3 – Техническиехарактеристики датчиков Наименование Pt1000 датчик наружной температуры Pt1000 погружной датчик 100мм., медь
Тмин, 0С минус 50
Тмакс.0С 50 140 Постоянная времени, с 900
2 (в воде)
7 (в воздухе) Корпус IP54 Материал поликарбонат Медь, латунь, полиамид Электрическое соединение Две винтовые клеммы под крышкой Две клеммы, кабельный ввод PG9 Установка настенная G1/2A и прокладка
Взависимости от модели, таким комнатным регулятором можно корректироватьпараметры настройки электронного регулятора теплового пункта. Все настройкиотображаются на дисплее. Кроме того, на нем может быть отражено текущее время,температура наружного воздуха, наибольшее значение температуры наружноговоздуха за ночь и многое другое.
3.3Цифровой регулятор теплопотребления здания
Для автоматическогорегулирования теплопотребления здания, в автоматизированном тепловом пунктетребуется установка электронного регулятора, который в автоматическом режимеведет контроль и регулирование параметров теплоносителя.
Для этой цели выбираетсяэлектронный регулятор «ECL Comfort» 300 (рисунок 3.10). Электронный регулятор«ECL Comfort» 300 – устройство, которое воспринимает сигналы от всевозможныхдатчиков (температуры наружного воздуха, внутреннего воздуха, теплоносителя,горячей воды и т. д.), обрабатывает и формирует на их основании сигнал,передаваемый исполнительному механизму. Он имеет тиристорные выходы дляуправления регулирующими клапанами и релейные выходы для управления насосамилибо запорными клапанами. Кроме того, у них могут быть расширены характеристикивходов и выходов путем добавления аналоговых и релейных модулей.
«ECLComfort» 300 — электронный регулятор температуры, который настраивается дляработы в различных технологических схемах систем теплоснабжения зданий с помощьюуправляющих карт. К регулятору возможно подключение до шести температурныхдатчиков градуировки «Pt 1000», дистанционных панелей контроля и управления,дополнительного релейного и коммуникационных модулей. Корпус регулятора «ECLComfort 300» разработан для настенного монтажа, для установки в вырезе щитауправления или на DIN-рейке. Регулятор «ECL Comfort» 300 имеет встроенныйкоммуникационный модуль RS232 с разъемом на передней панели.
Регуляторы «ECL Comfort»300 может быть переключен на различные прикладные задачи с помощью управляющихкарт типа C и L. Каждая карта обеспечивает функционирование регулятораприменительно к конкретной схеме теплоснабжения. Выбор карты и специфическихнастроек регулятора определяется требованиями схемы теплоснабжения.
Основные техническиехарактеристики электронного регулятора «ECL»:
напряжение питания………………...……………………… 230 В, 50 Гц
количество релейных выходов…………………………...……………. 3
количество входов дляподключаемых датчиков……………...……....6
мин. напряжениепитания……………………………….……..…. 207 В
макс. напряжениепитания……………………………….……..… 244 В
потребляемаямощность……………………………….….….……… 5 Вт
нагрузка на релейныхвыходах……...…………….… 4 (2) A / 250 В п.т.
нагрузка на тиристорныхвыходах……………...…….….… 0,2 А/ 250 В
Тмин окр.среды………………………………………..…….……… 0 °C
Тмакс окр.среды………………………………………….….…… 50 °C
Т мин храненияи транспортировки……………………..…. минус 40 °C
Тмакс храненияи транспортировки…………………….……….…. 70 °C
резервный источникпитания для таймера………..…….………… 12 ч.
точностьтаймера…………………………….………… +/- 25 мин/год
3-позиционноерегулирование привода…………..…………………… 2
тип датчикатемпературы………………..………….…… Pt 1000 Ом/°C
класс защитыкорпуса…………………...……………. IP 41 DIN 40050
макс. длина кабелядатчика…………………………….....………. 120 м
Управляющаякарта «C66» предназначена для обеспечения работы электронного регулятора «ECLComfort 300» в технологической схеме с закрытой системой теплоснабжения и призависимом присоединении системы отопления. Регулятор с картой «С66»,поддерживает температуру теплоносителя, поступающего в систему отопления взависимости от температуры наружного воздуха в соответствии с установленнымтемпературным графиком, а также постоянную температуру горячей воды в системегорячего водоснабжения. Регулятор, настроенный на работу с картой «С66» кромефункций регулирования, позволяет:
— осуществлятьуправление системой отопления с коррекцией по температуре воздуха в помещении(при установке комнатного датчика);
— обеспечиватьнедопустимое превышение заданного температурным графиком значения температурытеплоносителя, возвращаемого в теплосеть после контура отопления, и постоянногозначения после контура ГВС;
— программироватьснижение температуры воздуха в помещении и горячей воды в системе ГВС по часамсуток и дням недели;
— производитьфорсированный натоп помещений после периода снижения температуры внутреннеговоздуха;
— автоматическиотключать систему отопления на летний период при переходе температуры наружноговоздуха определенной границы;
— периодическивключать электроприводы насоса и регулирующего клапана во время летнегоотключения систем отопления;
— защищатьсистему отопления от замораживания.
Спомощью карты «С66» возможна настройка ряда параметров регулирования ивыполнение самонастройки регулирования системы ГВС. В качестве температурныхдатчиков в схемах регулирования используются термометры сопротивления типа Pt1000. Регуляторы могут объединяться через шину «BUS» в единую систему с однимдатчиком наружного воздуха. При этом регулятор, к которому подключен датчик,является ведущим. С помощью шины «BUS» также возможно подключение к регуляторукомнатной панели контроля и настройки температуры внутреннего воздуха типа «ЕСА60» или выносного блока дистанционного управления «ЕСА 61».
Принципрегулирования.
Пропорционально-интегральноерегулирование температуры теплоносителя, поступающего в систему отопления, взависимости от температуры наружного воздуха с коррекцией по температуревнутреннего воздухас отслеживанием по температурному графикутемпературы теплоносителя, возвращаемого на источник теплоты.
Пропорционально-интегральноерегулирование температуры горячей воды с отслеживанием температурытеплоносителя, возвращаемого на источник теплоты. Температура теплоносителя игорячей воды поддерживается с помощью клапанов с электроприводами черезтиристорные выходы. Циркуляционные насосы систем отопления и горячеговодоснабжения управляются с помощью реле. Электрические цепи соединенияэлектронного регулятора с технологическими оборудованиями показаны на рисунке3.11. Пояснения к клеммам электронного регулятора приведены в таблицах 3.4. и3.5.
Применениевышеуказанного электронного регулятора предоставляет ощутимые эффекты, такиекак повышение комфортных условий отапливаемого помещения, увеличение и снижениеподачи теплоносителя в систему отопления в соответствии с температуройнаружного воздуха. А также снижает расход тепловой энергии, потребляемыйзданием. Установка электронного регулятора «ECL Comfort» 300 также существеннооблегчает работу рабочего персонала теплового пункта.
Питаниеэлектронных регуляторов осуществляют от сети переменного тока 220 В или 24 В.Они имеют встроенные аккумулятор для поддержки работы часов при отсутствииосновного питания.
Электроннымрегулятором реализуют эффективное управление инженерными системами здания смаксимальным энергосбережением.
Таблица3.4 – Описания клемм регулятора «ECL Comfort 300» с картой «C66»Клемма Описание Макс. нагрузка 1 L Напряжения питания 230В (фаза) - 2 N Напряжения питания 230 В (нейтраль) -
3 М1 Электропривод контура отопления (открытие) 0,2 А, 230 В
4 М1 Электропривод контура отопления 0,2 А, 230 В 5 Фаза 230В для М1 -
6 М2 Электропривод контура ГВС (открытие) 0,2 А, 230 В
7 М2 Электропривод контура ГВС (закрытие) 0,2 А, 230 В 8 Фаза 230 В для М2 -
9 Р1 Циркуляционный насос контура отопления 4(2) А, 230 В 10 Фаза 230 В для реле насоса R1 -
12 Р3 Циркуляционный насос контура ГВС 4(2) А, 230 В 13 Фаза 230В для реле насоса R3 -
Таблица 3.5 – Описания клемм для соединениятермосопротивленииКлемма Описание Тип датчика 15 и 16 Шина системного устройства - 17 и 16
Датчик температуры наружного воздуха S1 ESMT 18 и 16
Датчик температуры воздуха в помещении S2 ESM-10 19 и 16
Датчик температуры теплоносителя в подающем трубопроводе S3 контура 1 ESM-11, ESMB, ESMC, ESMU 20 и 16
Датчик температуры теплоносителя S4 возвращаемого в тепловую сеть после двух контуров ESM-11, ESMC, ESMU 21 и 16
Датчик температуры теплоносителя в подающем трубопроводе S5 контура II ESM-11, ESMC, ESMU 22 и 16
Датчик температуры воздуха в помещении S6 для контура II ESM-10
Контроллер ECL Comfort300 имеет встроенный трехпроводный интерфейс RS232, поддерживающий фирменныйпротокол Danfoss и реализующий операции записи и чтения данных контроллера.Этот интерфейс выведен на лицевую панель прибора в виде шестиконтактной розеткиRJ12 и закрыт снимающейся крышкой. Схема кабеля для подключения к этомуинтерфейсу приводится в вышеназванном каталоге. Кроме этого, контроллер ECLComfort 300 может укомплектовываться дополнительными модулями связи, которыеустанавливаются на разъеме платы контроллера, не выходя за его габариты. Этимодули позволяют расширить коммуникационные возможности контроллеров.
Модуль архивации данных иинтерфейса RS232.
Модуль имеет встроеннуюэнергонезависимую память, позволяющую хранить большой объем данных. Приконфигурации задаются параметры контроллера и периоды их опроса, подлежащиерегистрации. Таким образом, имеется возможность сохранять историю изменениявыбранных параметров. Кроме этого, модуль имеет трехпроводный интерфейс RS232 ифункцию инициализации внешнего модема. Это обеспечивает удаленный доступ к контроллерупо проводным или сотовым телефонным каналам.
Модуль интерфейса LONтипа ЕСА82 обеспечивает подключение контроллера ECL Comfort 300 к двухпроводнойсети LON FTT-10A. Через него можно производить операции чтения и записи данных.Данный интерфейс поддерживает шинную архитектуру сегмента сети с длиной шины до 2700 м и сеть произвольной конфигурации с общей длиной шины до 500 м.Одновременно на один сегмент сети через ответвления можно подключить большоеколичество приборов различного назначения от разных производителей.Конфигурирование и поддержка сети требует дорогостоящих и сложных в применениипрограммных и аппаратных компонентов, в связи с чем создание такой сети наобъекте должно инициироваться квалифицированным системным интегратором.
Модуль интерфейса RS485 спротоколом Modbus RTU. Модуль дает возможность подключать контроллер ECLComfort 300 к двухпроводной шине для обмена данными по протоколу Modbus-RTU.Число контроллеров в одном сегменте доходит до 32. Сеть может иметь тольколинейную конфигурацию с номинальной длиной сегмента до 1,2 км. Назначениесетевого адреса контроллера производится с помощью специального программногоинструмента. Номинальные скорости обмена — 19,2 и 38,4 кбит/с. Для чтения изаписи данных используются стандартные команды Modbus 3, 4 и 6. На рисунке 3.12изображена система SCADA, подключенная к ОРС-серверу Mod-bus или стандартныйканал Mod-bus SCADA-системы

4. Охранатруда
В настоящее времядействует трудовой кодекс Республики Казахстан от 15 мая 2007 года. Согласностатье 321 настоящего трудового кодекса Республики Казахстан требованиябезопасности рабочих мест состоят из следующих пунктов.
1 Здания (сооружения), вкоторых размещаются рабочие места, по своему строению должны соответствовать ихфункциональному назначению и требованиям безопасности и охраны труда.
2 Рабочее оборудованиедолжно соответствовать нормам безопасности, установленным для данного видаоборудования, иметь соответствующие знаки предупреждения и обеспечиватьсяограждениями или защитными устройствами для обеспечения безопасности работниковна рабочих местах.
3 Аварийные пути и выходыработников из помещения должны оставаться свободными и выводить на открытыйвоздух либо в безопасную зону.
4 Опасные зоны должныбыть четко обозначены. Если рабочие места находятся в опасных зонах, в которыхввиду характера работы существует риск для работника или падающих предметов, тотакие места должны оснащаться по возможности устройствами, преграждающимидоступ в эти зоны посторонним. По территории организации пешеходы итехнологические транспортные средства должны перемещаться в безопасныхусловиях.
5 Работники должны иметьсредства индивидуальной защиты для проведения работы в опасных производственныхобъектах (участках), в том числе на высоте, подземных условиях, открытыхкамерах, на шельфах морей и внутренних водоемах.
6 В течение рабочеговремени температура, естественное и искусственное освещение, а также вентиляцияв помещении, где располагаются рабочие места, должны соответствовать безопаснымусловиям труда.
7 Работники допускаютсяна работу с вредными условиями труда (запыленность, загазованность и другиефакторы) после обеспечения работодателем безопасных условий труда.
 
4.1 Анализвредных и опасных факторов на рабочем месте
Тепловой пункт находитсяв подвале пятиэтажного жилого дома возведенного в 1965 году. На рисунке 4.1представлен план помещения теплового пункта.
Габаритные размерыпомещения: ширина – 4 м, длина – 7 м, высота – 2,5 м. Площадь – 28 м2.Объем – 70 м3.
В помещении стенысветло-серого цвета, покрашены водоэмульсионной краской, пол покрыт бетоном.
Впомещении теплового пункта имеется основное оборудование – блочный тепловойпункт, который производит постоянный шум. Величина шума достигает до 45дБ (допустимыйуровень шума по нормам равен 30 дБ [12]). Источниками шума являются отдельныеагрегаты блочного теплового пункта, такие как запорно-регулирующая арматура,трубопроводы, циркуляционные насосы систем отопления и горячего водоснабжения. Шумнегативно воздействует на организм человека, снижая самочувствие ипроизводительность труда человека.
К следующему вредномуфактору относится недостаточная освещенность рабочего места. Так как помещениетеплового пункта находится в цокольном этаже, в нем не имеется естественноеосвещение. Освещение производится только за счет искусственных источниковсветового излучения, т.е. двумя лампами накаливания по 100 Вт, которые не даютдостаточного количества света. Освещенность помещения достигает 200 лк (поСНиП-23-05-95 для зрительной работы IV разряда освещенность должна быть не менее 300 лк [13]). Недостаточностьосвещения приводит к снижению зрения, к снижению производительности труда,утомлению, боли в голове и головокружениям и в дальнейшим к полной потеризрения.
Тепловой пункт оборудованаппаратурой учета теплоносителя, электронным регулятором теплопотребления итермосопротивлениями установленные на трубопроводах, которые являютсяисточниками электромагнитного излучения. Электромагнитное излучениеотрицательно влияет на организм человека, появляется головная боль,головокружения, плохое самочувствие человека и приводит к сердечно – сосудистымзаболеваниям, далее приводит к потере трудоспособности.
Циркуляционные насосы,электронные регуляторы, силовые электрические цепи двигателей циркуляционныхнасосов и редукторных электроприводов соединяющие их с внешней электрическойсетью напряжением 220 В и частотой 50 Гц могут быть опасной угрозой для жизничеловека, так как есть риск поражения электрическим током. Также изношенныесиловые цепи и электропроводка могут привести к коротким замыканиям и бытьпричиной пожара.
Поскольку пол помещениятеплового пункта покрыт бетоном, он может накапливать пыль, что при уборкепомещения может распространиться в воздухе. Пыль может содержать в своем составеразличные болезнетворные бактерии и дисперсные частицы, что может привести кпрофессиональным заболеваниям, общим названием пневмокониоз.
К опасному фактору впомещении теплового пункта относится очень высокая температура поверхноститрубопроводов и составных частей блочного теплового пункта (теплообменник,трубы, регулирующая арматура) в порядке 95 – 100 °С. При случайном соприкосновении части тела человека сгорячей поверхностью, можно получить серьезный ожог, что может привести кпотере трудоспособности человека.

4.2 Мероприятияпо снижению вредных и опасных факторов на рабочем месте
 
Мероприятия по снижениювредных и опасных факторов при работе на тепловом пункте включают следующиепункты:
— снижение шума до допустимогоуровня;
— организациядостаточного освещения рабочего места;
— снижение вредноговоздействия электромагнитного излучения на организм человека;
— обеспечениебезопасности при работе с электрическими оборудованиями теплового пункта;
— мероприятия по защитеот пыли;
— защита от ожога приработе с оборудованием блочного теплового пункта.
Защита от шумовциркуляционных насосов блочного теплового пункта осуществляется с помощьюобшивки стен материалами со свойствами шумоизоляции, такими как пористые полимерныематериалы, разрешенные к применению органами санитарно-эпидемиологическогоконтроля. Шумы, возникающие в трубопроводе систем отопления и горячеговодоснабжения можно снизить применением кожухов со свойством шумоизоляции.Необходимо своевременно смазывать подшипники и валы двигателей циркуляционныхнасосов, чтобы снизить грубое трение и соответственно снизит шум.
Организациядостаточного освещения в тепловом пункте можно достичь за счет замены лампнакаливания на люминесцентные лампы, которые по сравнению с лампаминакаливания имеют существенные преимущества:
— по спектральному составу света они близки к дневному, естественному освещению;
— обладают более высоким КПД (в 1.5-2 раза выше, чем КПД ламп накаливания);
— обладают повышенной светоотдачей (в 3-4 раза выше, чем у ламп накаливания);
— более длительный срок службы.
Тепловые пункты должныоборудоваться аварийным освещением [4].
Снижение вредноговоздействия электромагнитного излучения на организм человека излучаюшимиоборудованием узла учета и электронным регулятором осуществляется за счет экранирования. Защитные экраны (онидолжны быть заземлены) применяют в виде камер или шкафов, в которые помещаютаппаратуру узла учета и электронный регулятор теплопотребления. Защитные экранывыполняются из металлических листов, сетки, ткани с микропроводом и др. Вслучае высокой интенсивности ЭМИ узла учета и электронного регуляторасоответствующие установки следует размещать в отдельных помещениях, имеющихнепосредственный выход в коридор или наружу. Необходимо четыре раза по 20 минутв течении рабочего дня выводит рабочих на улицу, что также снизит воздействиеЭМИ на организм человека.
Для обеспечениябезопасности при работе с электротехническими оборудованиями теплового пунктанеобходимо заземлить все узлы блочного теплового пункта, подключенные к внешнейэлектрической сети. Периодически проверять изоляцию проводников всех силовыхцепей соединяющие узлы управления насосов и исполнительных механизмов блочноготеплового пункта. Для исключения случайного соприкосновения части тела спроводами, необходимо аккуратно собрать всю электропроводку в единую шину иоградить их электроизоляционным материалом. Рекомендуется повесить стенды ссодержанием правил работы с ЭТ оборудованиями и правила электробезопасности, втом числе с электронным регулятором и электроприводами. Рекомендуется выдатьслесарю по ремонту электрооборудования теплового пункта средства индивидуальнойзащиты (резиновые перчатки, резиновые сапоги со свойством электроизоляции).
Для защиты рабочегоперсонала теплового пункта от пыли необходимо покрыть пол керамическимпокрытием (кафелем), что облегчить уборку помещения теплового пункта и исключитвозможность накапливания пыли. Следует каждый день выполнять влажную уборкупомещения теплового пункта, уделяя особое внимание на поверхность пола ирабочим поверхностям оборудовании блочного теплового пункта. Следуетсвоевременно чистить поверхности составляющих установок блочного тепловогопункта, скапливающие пыль.
Чтобы снизить рискполучения ожога рабочего персонала технологическими оборудованиями блочноготеплового пункта с горячей поверхностью, необходимо установить ограждающиестолбы и металлические ограждения по всему периметру блочного теплового пункта.Рекомендуется повесить на ограждения таблички с надписью «Осторожно, высокая температура»
4.3Расчетная часть
Расчетосвещенности рабочего места сводится к выбору системы освещения, определениюнеобходимого числа светильников, их типа и размещения. Процесс работы слесаряКИПиА в таких условиях, когда естественное освещение недостаточно. Исходя изэтого, следует произвести расчет параметров искусственного освещения.
Искусственноеосвещение в тепловом пункте выполняется посредством ламп накаливания.Рекомендуется заменить источник освещение на люминесцентные лампы, которые посравнению с лампами накаливания имеют существенные преимущества:
— по спектральному составу света они близки к дневному, естественному освещению;
— обладают более высоким КПД (в 1.5-2 раза выше, чем КПД ламп накаливания);
— обладают повышенной светоотдачей (в 3-4 раза выше, чем у ламп накаливания);
— более длительный срок службы.
Методсветового потока позволяет обеспечить среднюю освещенность поверхности с учетомвсех падающих на нее прямых и отраженных потоков света. В соответствии с этими особенностямиметод применяют для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей.
Расчетосвещения производится для комнаты площадью 28 м2. Размеры помещениясоставляют: длина А=7 м, ширина В=4 м, высота h =2,5 м. Впомещении работают 3 сотрудников, т.е. на каждого приходится по 9,3 м2,что соответствует санитарным нормам (не менее 6 кв.м).
Источниксвета в помещении – люминесцентные лампы, высота подвеса светильников h = 2,4 м,расстояние между светильниками L = 1 м. Окраска стен светлая,поэтому ориентировочно можно принять коэффициент отражения стен и потолкасоответственно Рс=30%, Рп=50%, Рр=10%. Числосветильников N = 4.
Определимсветовой поток, падающий на поверхность, по формуле:
/>                                    (4.1)
гдеЕН – нормируемая минимальная освещенность, лк (определяетсяпо таблице). Работу оператора, в соответствии с этой таблицей, можно отнести к IV разряду зрительнойработы, следовательно, минимальная освещенность будет Е = 300 Лк при газоразрядныхлампах;
kз- коэффициент запаса, учитывающий уменьшениесветового потока лампы в результате загрязнения светильников в процессе эксплуатации(его значение определяется по таблице коэффициентов запаса для различныхпомещений и в нашем случае k = 1,3);
S — площадьосвещаемого помещения ( в нашем случае s = 28 м2 );
z — отношение среднейосвещенности к минимальной (обычно принимается равным 1,2-1,5, пусть z = 1,2);
n — коэффициентиспользования, (выражается отношением светового потока, падающего на расчетнуюповерхность, к суммарному потоку всех ламп и исчисляется в долях единицы;зависит от характеристик светильника, размеров помещения, окраски стен ипотолка, характеризуемых коэффициентами отражения от стен (Рс) ипотолка (Рп)). Значение n определим по таблице коэффициентовиспользования различных светильников. Для этого вычислим индекс помещения поформуле:
i = AB/[h(A+B)],                                       (4.2)
где А –длина помещения теплового пункта, м;
В – ширинапомещения теплового пункта, м;
h – высотапомещения теплового пункта, м.
подставивзначения, получим i =1,018.
Знаяиндекс помещения i, Рс, Рр и Рп, по таблиценаходим n = 0,33. Подставим все значения в формулу для определения световогопотока Ф:
/>                
Дляобеспечения световым потоком помещение теплового пункта равным 9927,3 Лм,необходимо выбрать четыре люминесцентные лампы мощностью 80 Вт. При выборе осветительныхприборов используем светильники типа ОД. Выбранные светильники с лампамирекомендуется установить на потолке помещения теплового пункта в два ряда, подва светильника в каждом ряду, поскольку такое освещение гарантируетравномерное и достаточное освещение для зрительной работы IV разряда.
4.4 Пожарная безопасность
Причинами пожара ивозгораний в помещении теплового пункта являются:
— неправильное устройствои неисправность или нарушение режима работы аппаратуры узла учета, электронногорегулятора теплопотребления;
— неисправность иперегрузка технологического оборудования блочного теплового пункта (двигателициркуляционных насосов контуров отопления и ГВС, редукторные электроприводы);
— перегрузкаэлектрических сетей, износ изоляции электропроводки и короткое замыкание;
— неправильное заземлениеэлектрооборудовании;
— несоблюдение рабочимперсоналом правил пожарной безопасности;
— неосторожное обращениес огнем (курение в неположенных местах, небрежное и неосторожное проведениегазо- сварочных работ на тепловом пункте).
Горючими элементами могутбыть:
— перегородки, двери;
— составляющие частиблочного теплового пункта, такие как
ластиковые корпусаредукторных электроприводов, резиновые прокладки между фланцевыми соединениями;
— панель электронногорегулятора теплопотребления;
— изоляцияэлектропроводки;
— шумоизоляционныепластиковые, полимерные материалы теплового
пункта;
— скопившийся мусор.
Для ликвидации пожаравозникшего в помещении теплового пункта в начальной стадии применяютсяпервичные средства пожаротушения: сухой песок, асбестовые одеяла, кошмы,внутренние пожарные водопроводы, огнетушители ручные и передвижные.
Большое значение длязащиты от пожаров является правильный выбор огнетушащего вещества. Посколькуаппаратура узла учета, электронный регулятор теплопотребления и редукторныеэлектроприводы являются дорогостоящими, в случае пожара применение воды и пеныв качестве огнегасящего средства должно быть совсем исключено. В этом случаеиспользуются порошковые огнетушители типа ОП-2, ОП-10, ОПС-10.
Необходимооснастить помещение теплового пункта автоматизированной системой оповещенияпожара и установить централизованную систему сигнализации, которая привозникновении пожара сигнализируется на пульте диспетчера пожарной службы.
Для этой целирекомендуется оборудовать помещение датчиками дыма и термодатчиками.
Аудитория имеет площадь28 м2. Так как аудитория занимает площадь менее 200 м2,то в помещении предусматривается один эвакуационный выход. Проходы в помещении,коридоры и рабочие места не следует загромождать различными предметами.
При возникновении пожарав помещении теплового пункта необходимо производить эвакуацию людей согласноплану, изображенного на рисунке 4.2.
Стрелками показанопредполагаемое направление движения людей при экстренной эвакуации./>
Во двор  
5. Промышленнаяэкология
 

В разделе промышленной экологиирассмотрены вопросы негативного влияния оборудования, применяемого дляавтоматизации систем отопления и горячего водоснабжения. В основе автоматизации системы отопленияс зависимым присоединением к тепловым сетям лежит электронный регулятор «ECL Comfort-300», термоэлектрические сопротивления и другиеэлектронно-измерительные приборы, а также в качестве исполнительного механизмав системе регулирования отпуском теплоты применяется редукторныеэлектропривода. Целью настоящего раздела являетсяописания вредного влияния ЭМИ и ЭМП, излучаемые от вышеперечисленныхоборудований на организм человека и на окружающую среду, а также определениемер по защите от вредного влияния ЭМИ И ЭМП на здоровье человека и наокружающую среду.
В процессежизнедеятельности человек постоянно находится в зоне действия электромагнитного(ЭМ) поля Земли. Такое поле, называемое фоном, считается нормальным и ненаносит здоровью людей никакого вреда.
Электромагнитное поле(ЭМП) — физическое поле движущихся электрических зарядов, в которомосуществляется взаимодействие между ними. Частные проявления ЭМП — электрическое и магнитное поля. Поскольку изменяющиеся электрическое имагнитное поля порождают в соседних точках пространства соответственномагнитное и электрическое поля, эти оба связанных между собой поляраспространяются в виде единого ЭМП [14].
Экспериментальные данныесвидетельствуют о высокой биологической активности ЭМП во всех частотных диапазонах.При относительно высоких уровнях облучающего ЭМП современная теория признаеттепловой механизм воздействия. При относительно низком уровне ЭМП (к примеру,для радиочастот выше 300 МГц это менее 1 мВт/см2) принято говорить о нетепловомили информационном характере воздействия на организм. Многочисленныеисследования в области биологического действия ЭМП позволят определить наиболеечувствительные системы организма человека: нервная, иммунная, эндокринная иполовая. Эти системы организма являются критическими. Реакции этих системдолжны обязательно учитываться при оценке риска воздействия ЭМП на население.
Люди длительное время подвергающиесяэлектромагнитному излучению в большей степени подвергаются психологическим стрессам,функциональным нарушениям центральной нервной системы, болезнямсердечно-сосудистой системы. По результатам исследований можно сделать выводы ио вероятности гормональных сдвигов и нарушений иммунного статуса человека.
Электронный регулятор при выполнениисвоих функций излучает на окружающую среду электромагнитное излучение.Продолжительная работас электроннымрегулятором влечетза собой появление головных болей, болезненные ощущения в области мышц лица ишеи, ноющие боли в позвоночнике, резь в глазах, слезоточивость, нарушение четкоговидения, боли при движении рук. Электронный регулятор и встроенныйдисплей являетсяисточником:
— электромагнитного поля;
— электростатического поля;
— слабых электромагнитных излучений внизкочастотном и высокочастотном диапазонах (2 Гц – 400 кГц);
— рентгеновского излучения;
— ультрафиолетовогоизлучения;
— инфракрасного излучения;
— излучения видимогодиапазона.
В результате исследований о влиянииэлектронной техники на организм человека были накоплены данные о неблагоприятном действиимагнитных и электромагнитных полей на организм человека и окружающую среду. Работами ученых было установлено, что,во-первых, нервная система человека, особенно высшая нервная деятельность,чувствительна к ЭМП, и, во-вторых, что ЭМП обладает так называемым информационнымдействием при воздействии на человека в интенсивностях ниже пороговой величинытеплового эффекта.
Поглощаемая тканямиэнергия электромагнитного поля превращается в теплоту. Если механизмтерморегуляции не способен рассеять избыточное тепло, то возможно повышениетемпературы тела. Органы и ткани человека, обладающие слабо выраженнойтерморегуляцией, более чувствительны к облучению (мозг, глаза, почки, кишечник,семенники). Перегревание отдельных органов ведет к их заболеваниям.
Влияние электромагнитныхволн заключается не только в их тепловом воздействии. Микропроцессы поддействием полей заключаются в поляризации макромолекул тканей и ориентации ихпараллельно электрическим силовым линиям, что может приводить к изменению ихсвойств.
Отрицательное воздействиеэлектромагнитных полей вызывает обратимые, а также необратимые изменения ворганизме: торможение рефлексов, понижение кровяного давления, замедлениесокращений сердца, изменение состава крови в сторону увеличения числалейкоцитов и уменьшения числа эритроцитов, помутнение хрусталика глаза.
Степень безопасностипользователя цифровойтехникойрегулируется множеством различных международных стандартов, которые год от годастановятся все строже и строже [15].
Функциональные нарушения,вызванные биологическим действием электромагнитных полей, способны в организмекумулироваться (накапливаться), но являются обратимыми, если исключитьвоздействие излучения и улучшить условия труда.
В ходе автоматизациисистемы отопления использовались различные электротехнические устройства (такиекак термоэлектрические сопротивления, электрические насосы, электронныерасходомеры, электронные исполнительные механизмы и т.д.), что обусловилоинтенсивное «электромагнитное загрязнение» среды обитания человека.
Оборудование подключаетсяк электрической сети промышленной частоты 50 Гц и напряжением ~220 В. Какизвестно, электротехническое оборудование является источникамиэлектромагнитного поля, влияющего на окружающую среду, и может отрицательновоздействовать на здоровье рабочего персонала и других близ расположенныхлюдей. В связи с этим рассмотрим вопросы влияния электромагнитных полей начеловека, а также методов защиты от вредного воздействия их на здоровье.
Электромагнитные поляхарактеризуются длиной волны λ. Источник, генерирующий излучение, т. е.создающий электромагнитные колебания, характеризуется частотой f. По характеру взаимодействия свеществом ЭМВ подразделяют на ионизирующие (рентгеновское и гамма-излучение) инеионизирующее (волны меньших частот). Значения диапазона волн и частотэлектромагнитного спектра приведены в таблице 5.1.
Таблица 5.1 –Электромагнитный спектрЭлектромагнитные волны
Диапазон длин
волн, см. Диапазон частот, Гц Радиоволны
λ > 10– 2
f Инфракрасное излучение
λ ≈ 5∙10– 2 – 7,4∙10– 5
f ≈ 6∙1011 – 4∙1014 Видимый свет
λ ≈ 7,4∙10– 5 – 4∙10– 5
f ≈ 4∙1014 – 7,5∙1014 Ультрафиолетовое излучение
λ ≈ 4∙10– 5 – 10– 7
f ≈ 7,5∙1014 – 3∙1017 Рентгеновское излучение
λ ≈ 2∙10– 5 – 6∙10– 12
f ≈ 1,5∙1015 – 5∙1021 Гамма-излучение
λ
f > 1,5 ∙ 1018
Степень и характервоздействия ЭМИ на организм определяются плотностью потока энергии, частотойизлучения, продолжительностью воздействия, режимом облучения (непрерывный,прерывистый, импульсный), размером облучаемой поверхности, индивидуальнымиособенностями организма, а также наличием сопутствующих факторов (повышеннаятемпература воздуха, наличие рентгеновского излучения и др.). Наиболеебиологически активен диапазон СВЧ, менее активен УВЧ и затем диапазон ВЧ. Приэтом уровень опасности резко возрастает при воздействии ЭМП на организм,ослабленный в результате ранее перенесенной болезни или находящийся вболезненном состоянии.
Характер воздействия ЭМПна человека определяется дозовыми критериями. К ним относится удельная поглощеннаямощность (УПМ) – поглощенная единицей массы организма человека часть энергииЭМП (единицы измерения Вт/кг или мВт/кг).
Эффекты от воздействияэлектромагнитного излучения могут проявляться в различной форме: отнезначительных функциональных сдвигов до нарушений, свидетельствующих оразвитии явной патологии. Следствием поглощения биологической тканью энергииЭМП является тепловой эффект. Как известно, избыточная теплота, выделяющаяся ворганизме человека, отводится путем увеличения нагрузки на систему терморегуляциитела человека. Однако, начиная с определенного предела, организм не справляетсяс отводом теплоты от отдельных органов, и температура последних повышается,достигая подчас опасных значений.
При длительном постоянномвоздействии ЭМП радиочастотного (РЧ) диапазона на организм человека происходятнарушения сердечно-сосудистой, дыхательной и нервной систем, что проявляется впостоянных головных болях, повышении утомляемости, слабости, нарушении сна,повышенной раздражительности, ухудшении памяти, дрожании и рук, и век,потливости, непостоянстве температуры тела и др. [15].
Воздействие ЭМП наиммунную систему сопровождается нарушением белкового обмена, изменением составакрови, в организме могут появиться антитела, способствующие разрушению собственныхтканей.
ЭМП может нанести удар ипо эндокринной системе, как следствие активируется процесс свертывания крови,организм теряет устойчивость к действию высоких температур, развиваетсягипоксия и т.д.
Получены подтвержденияотносительно вредного влияния ЭМП на репродуктивную (воспроизводительную)функцию человека. При этом установлено, что эмбрион намного чувствительнееорганизма матери к действию ЭМП. Беременная женщина должна знать о том, что ЭМПдаже низкой интенсивности оказывает отрицательное воздействие на ее организм,оно может вызвать преждевременные роды, а также патологию у ребенка. Сказанноеотносится, прежде всего, к тем женщинам, которые работают на ЭВМ с нарушениемнорм безопасности.
Защита людей отвоздействия ЭМИ осуществляется посредством: правовых, организационных,инженерно-технических и лечебно-профилактических мероприятий. К правовыммероприятиям относятся разработка и принятие правовых и нормативно-техническихдокументов, таких как: системы государственных стандартов (ГОСТов), санитарныхправил и норм (СанПиН) и предельно допустимых уровней (ПДУ) ЭМП. ПДУ ЭМП –такие его значения, которые при ежедневном облучении в соответствующем дляданного источника режиме не вызывают у человека (независимо от возраста и пола)заболеваний или отклонений в состоянии здоровья.
ГОСТ 12.1.006-84 — Система стандартов безопасности труда устанавливает допустимые уровни ЭМП нарабочих местах персонала, осуществляющего работы с источниками ЭМП, итребования к проведению контроля. Настоящий стандарт распространяется наэлектромагнитные поля (ЭМП) диапазона частот 60 кГц — 300 ГГц.
Для электромагнитныхполей промышленной частоты (50 Гц) предельно допустимый уровень напряженностиэлектрического поля в жилых помещениях составляет 500 В/м.
В диапазоне 30 кГц – 300МГц вредное воздействие и интенсивность ЭМИ радиочастот (РЧ) оцениваетсязначением напряженности электрической составляющей поля (E, В/м), магнитная составляющаядействующими санитарными правилами для населения не нормируется. В диапазоне 300МГц – 300 ГГц вредное воздействие ЭМИ РЧ оценивается значением плотности потокаэнергии – S (Вт/м2). В таблице 5.2 приведены предельно допустимыеуровни электромагнитного излучения радиочастот для населения.
Таблица 5.2 – Предельнодопустимые уровни ЭМИ РЧ для населенияДиапазон частот E, В/м, ≤ H, А/м, ≤
S, Вт/м2 30–300 кГц 25 – – 300–3000 кГц 15 – – 3–30 МГц 10 – – 30–300 МГц 3 – – 60 кГц – 1,5 МГц – 5 – 30–50 МГц – 0,3 – 300 МГц – 300 ГГц – – 0,1
Организационныемероприятия включают выбор рациональных режимов работы оборудования,ограничения места и времени нахождения персонала в зоне действия ЭМИ РЧ (защитарасстоянием и временем), периодический контроль облучаемости и т. д.
Защита расстоянием(наиболее эффективный метод) используется в случае невозможности ослабитьинтенсивность облучения сокращением времени пребывания человека в опасной зоне.
Защита временем оченьпроста, она предусматривает максимально возможное ограничение временипребывания человека в электромагнитном поле. Рекомендуется выводить служащийперсонал несколько раз в рабочий день из рабочего места.
К инженерно-техническиммероприятиям относятся:
— рациональное размещениеоборудования;
— использование средств,которые ограничивают поступление электромагнитного излучения на рабочие места(поглотители мощности, экранирование; использование минимальной мощностигенератора и т. п.).
В технических средствахзащиты используют явления отражения и поглощения энергии излучателя, применяяразличные виды экранов и поглотителей мощности. Благодаря высоким коэффициентампоглощения и почти полному отсутствию волнового сопротивления металлы обладаютвысокой отражательной и поглощающей способностью и поэтому широко применяютсядля экранирования.
Толщину экрана,обеспечивающую необходимое ослабление, можно рассчитать. Однако расчетнаятолщина экрана обычно мала, поэтому она выбирается из конструктивныхсоображений. При мощных источниках излучения, особенно при длинных волнах,толщина экрана может быть принята расчетной.
Толщина экрана в основномопределяется частотой и мощностью излучения и мало зависит от применяемогометалла. Значения коэффициентов экранирования ЭМП приведены в таблице 5.3.
Таблица 5.3 — Значениякоэффициентов экранирования ЭМП  
Частота
МГц Коэффициенты экранирования дБ раз 0,01 – 0,16 26,9-17,1 22,2-7,1 0,24 – 22,0 16,6-6,4 6,7-2,1 30,0 – 90,0 11,0-13,9 3,9-4,9 110,0 – 210,0 11,0-8,2 3,9-2,5 230,0 – 420,0 9,0-14,0 3,1-25,1 430,0 – 530,0 13,1-8,0 20,4-6,3 540,0 – 640,0 6,0-5,3 4,5-3,4 650,0 – 740,0 7,9-11,0 6,1-12,9 760,0 – 920,0 12,6 18,2-6,1 940,0 – 1000,0 11,7-12,0 14,8-16,5 2450,0 8,0 6,1 10000,0 18,1 64,7 34500,0 18,3 67,8
Защита от СВЧ излученийкроме экранирования самих источников может быть обеспечена поглощающиминагрузками, экранированием рабочих мест и применением индивидуальных средствзащиты. Экраны могут быть снабжены поглощающими или интерференционнымипокрытиями, для улучшения условий поглощения, т.к. в поглощающих покрытияхэлектромагнитная энергия рассеивается в виде тепловых потерь (материалы для поглощающихпокрытий — каучук, пенополистирол, полиуретан и т.п.).
Для защиты глазиспользуют специальные радиозащитные очки из стекла, отражающегоэлектромагнитные излучения.
Для защиты тела —капюшоны, халаты и комбинезоны, выполненные из металлизированной хлопчатобумажнойткани.
Медико-профилактические илечебные мероприятия осуществляются в целях предупреждения, ранней диагностикии лечения нарушений в состоянии здоровья работника, связанных с воздействиемЭМИ [15].
Голова, грудь и рукиявляются главными объектами воздействиями ЭМИ.      Методы защиты при работе наэлектрооборудовании.        Помещения, в которых устанавливаютсяэлектрооборудование, должны удовлетворять определенным требованиям, вчастности:
— необходимая площадьодного рабочего места должна быть не менее 10 м2;
— наличие естественного иискусственного видов освещения, которые обеспечивают освещенность не менее300–500 лк;
— наличие отопления исистемы кондиционирования, обеспечивающих соблюдение оптимального микроклиматана рабочем месте: температуры 19–30°С при относительной влажности 55–62%;
— металлические решетки,стеллажи и другие металлические предметы должны быть заземлены;
— полы должны обладатьантистатическими свойствами (не накапливать статического электричества);
— регулярная влажнаяуборка помещения [16].
Необходимо установитьсистему вентиляции, а при невозможности чаще проветривать помещение.
Следует отметить, чтобольшую роль в снижении низкочастотной электрической составляющейэлектромагнитного поля электрооборудования играет эффективность заземления(зануления) и экранирование токопроводящих кабелей.
Выполнениевышеперечисленных рекомендации и требовании значительно снижает вредное влияниеэлектромагнитных полей и излучении на здоровье человека и на окружающую среду.
Номинальный срок службыподавляющего большинства оборудования отопительного теплового пункта составляет десять – пятнадцать лет. Послеистечения срока эксплуатации оборудования подлежит разборке и утилизации.Металлические изделия, такие как электродвигатель насоса, клапана и т.д.отправляются на вторичную переработку для изготовления новых изделий. Кабели иэлектрические провода разделяются на оболочку и медь для повторногоиспользования. Электронно-лучевые трубки разбираются вручную, вакууммируются,чтобы избежать опасности внутреннего взрыва, и отправляются на перерабатывающиепредприятия – фронтальное и конусное стекло можно применять для производствановых электронно-лучевых трубок. От печатных плат отделяют компоненты,содержащие опасные вещества (например, батареи), затем они подвергаютсяпереплавке для извлечения благородных металлов.
Электронный регулятор,датчики температуры и ультразвуковые расходомеры после истечения срокаэксплуатации приходят в полную негодность и не подлежат дальнейшемуиспользованию. Они разбираются по отдельным электрическим элементам, а корпусидет на переработку.
С 2003 г. действуютевропейские директивы по утилизации отходов производства электрического иэлектронного оборудования (Waste Electrical and Electronic Equipment – WEEE) ипо ограничению применения опасных материалов в производстве электрического иэлектронного оборудования (Restriction of the use of certain HazardousSubstances – RoHS).
Директива об утилизацииотходов электрического и электронного оборудования WEEE возлагает ответственностьза переработку и утилизацию отходов бытовой электроники на производителя. Pb,Hg, Cd, Cr 6+, РВВ, РВDE и Cl — элементы, которые должны контролироватьсяпо директиве WEEE cреди других токсичных соединений.

6. Оценкатехнико-экономической эффективности автоматизации тепловых пунктов зданий
Автоматизируемый тепловойпункт призван усовершенствовать снабжение потребителей тепловой энергией игорячей водой. Этот эффект достигается за счет внедрения цифрового регулятора,который автоматически будет следить за температурой наружного воздуха итемпературы жилого помещения и отпускать соответствующее количество теплоты наотопление и поддерживать постоянную температуру горячей воды. Оценка качестваавтоматизированного теплового пункта на стадии его создания включает определениевремени разработки и стоимости его создания, а также материальных затрат иэкономической эффективности от внедрения. Автоматизация теплового пунктареализовано на базе электронного регулятора ECL 300, который получает сигналы от датчиковтемпературы, обрабатывает их, регулирует работу насосов и регулирующих клапановчерез исполнительные механизмы. Автоматизированный тепловой пункт (далее АТП)значительно повысит комфорт в отапливаемых помещениях, будет снабжатьпотребителей качественной горячей питьевой водой.
На разработку проектаавтоматизированного теплового пункта потребовалось четыре месяца. Это времяпонадобилось на проектирование автоматизированного теплового пункта,составление описания к нему. Более подробная информация о времени, потраченномна разработку проекта, представлена в таблице 6.1.
Таблица 6.1 – Обоснование периода разработкиДата начала Дата завершения Действия
  01.02.2009 10.02.2009 Разработка технического задания
  11.02.2009 01.03.2009
Сбор и анализ информации об объекте
автоматизации
  02.03.2009 10.03.2009 Оформление документации
  11.03.2009 04.04.2009 Выбор средств автоматизации и технологических оборудовании
  05.04.2009 10.04.2009 Выбор конкретных оборудовании для теплового пункта
  11.04.2009 14.04.2009 Оформление документации
  15.04.2009 20.04.2009 Анализ вредных факторов воздействующих на человека при эксплуатации АТП
  21.04.2009 23.04.2009 Оформление документации
  24.04.2009 30.04.2009 Анализ влияния на экологическое состояние окружающей среды АТП
  01.05.2009 06.05.2009 Оформление документации
  Дата начала Дата завершения Действия 07.05.2009 24.05.2009 Расчет себестоимости автоматизации теплового пункта 22.05.2009 31.05.2009 Оформление документации /> /> /> /> />
6.1 Расчетзатрат на разработку автоматизированного теплового пункта
Затраты на автоматизациютеплового пункта (Зсоз) определяются по следующей формуле:
Зсоз= МЗ + Фот + Зэл + НР, тенге,                               (6.1)
где МЗ – материальныезатраты, тенге;
Фот – фондоплаты труда, тенге;
Зэл – затратына электроэнергию, тенге;
НР – накладные расходы,тенге.
В связи с тем, чторазработка проекта автоматизации проводится в аудитории КарГТУ, то затраты нааренду производственного помещения не рассчитываются.
Расчет материальныхзатрат на автоматизацию теплового пункта.
Статьи материальныхзатрат приведены в таблице 6.2. Они включают в себя затраты на приобретениеоборудования теплового пункта, а также приобретение прочих материалов,необходимых для создания нужных условий.
Для автоматизации объектатребуются: электронный регулятор, датчики температуры наружного и внутреннеговоздуха, регулятор перепада давления, регулирующие клапаны для систем отопленияи ГВС, электроприводы к ним, теплообменник для системы горячего водоснабжения,насосы циркуляционные для систем отопления, горячего водоснабжения. Такженеобходимы аппаратуры узла учета, такие как ультразвуковой расходомер,тепловычислитель, датчик давления и температуры. Все эти составляющие в схемебыли условно выделены в группу «Оборудования теплового пункта». В группу «Обеспечение» вошли материалы, необходимыедля обеспечения рабочего процесса: канцелярские товары и дисковый накопитель(флэш-карта Transcend емкостью 1 Гб).
Таблица 6.2 – Материальные затратыНаименование материалов и комплектующих изделий Цена, тенге Оборудования теплового пункта: — электронный регулятор ECL Comfort 300 (1шт.) 104664 — карта для ECL Comfort 300 (1шт.) 36362 Наименование материалов и комплектующих изделий Цена, тенге Оборудования теплового пункта: — датчики температуры наружного воздуха ESMT (1шт.) 12844 — датчик температуры внутреннего воздуха ESM-10 (1шт.) 12843 — датчик погружной ESMU (4шт.) 17025 — разгруженный регулятор перепада давления AFPA (1шт.) 168272 — клапан VFG2 для регулятора перепада давления (1шт.) 234900 — клапан с электроприводом для системы отопления VF2 (1шт.) 54260 — клапан с электроприводом для системы ГВС VF2 (1шт.) 64500 — Циркуляционный насос для системы отопления (1шт.) 42345 — Циркуляционный насос для системы ГВС (1шт.) 32400 — теплообменник XG 10-1 30 для системы ГВС (1шт.) 49200 — тепловычислитель СПТ 943.1 (1шт.) 156040 — расходомер ультразвуковой SONO 2500 CT (2шт.) 113392 — преобразователь давления для тепловычислителя MBS-3000 (2шт.) 26170 — термометры сопротивления КТПТР-01-1-80 (2шт.) 30256 — термометр показывающий биметаллический ТБ – 10 (12шт.) 1500 — манометр показывающий модель 111.10 (18шт.) 2650 — трехходовой кран для манометра 11б18бк (18 шт.) 1500 — кран шаровой типа X1666 (6шт.) 22820 — клапан обратный типа 402 (3 шт.) 7451 Обеспечение: — дисковый накопитель 900 — канцелярские товары 1500 Итого 1193794
Все цены натехнологические оборудования теплового пункта взяты из прайс-листа фирмы«Данфосс» на 1 апреля 2009 года. Следовательно, материальные затраты (МЗ)составляют 1193794 тенге.
Расчет заработной платы оператораКИПиА и социального налога.
С целью разработки схемытеплового пункта, подборки оборудования руководством теплоснабжающейорганизации был заключен двусторонний договор, в котором оговореныобязательства сторон. Предприятие, согласно договора, обязуется единовременновыплатить 320000 тенге по факту получения всей необходимой документации,включая схемы, обеспечения и предписания по условиям безопасной эксплуатации иохраны труда, а также экологической безопасности. Так как из обоснованияпериода следует, что проект разрабатывается четыре месяца, следовательно,заработная плата (ЗП) в месяц составит 80000 тенге.
Сумма социального налогарассчитывается по формуле:
Нс= (Зоб — ПН) х 0,11, тенге,                    (6.2)
где Нс – суммасоциального налога, тенге;
Зоб – заработная плата, тенге;
ПН – пенсионныеотчисления, тенге.
Исходя из формулы (6.2)рассчитаем сумму социального налога:
Нс = (320000 –(320000 х 0,1)) х0,11 = 31680 тенге.
Работодатель помимо320000 тенге должен выплатить 31680 тенге социального налога за произведеннуюработу.
/>Расчёт затрат на электроэнергию.
Стоимость электроэнергии,потребляемой за год, определяется по формуле:
Зэлэвм = Рэвмх Тпо х Сэл х А, тенге, (6.3)
где Рэвм –суммарная мощность ПЭВМ, кВт;
Тпо –количество затраченного времени на проектирование теплового пункта, сек;
Сэл –стоимость 1кВт×чэлектроэнергии, тенге;
А – коэффициентинтенсивного использования мощности машины.
Согласно техническомупаспорту ЭВМ Рэвм равна 1,1 кВт, стоимость 1кВт в час электроэнергии по тарифам компании «КарагандыЭнергоСбыт», Сэл для юридических лиц равна 7,87 тенге, интенсивность использования машины А равна0,87. Мы рассматриваем тарифы для юридических лиц, так как разработка проектаавтоматизации производится в условиях КарГТУ.
Таким образом расчётноезначение затрат на электроэнергию, потребляемую ПЭВМ составляет:
Зэлэвм= 1,1 х 1000 х 7,87 х 0,87 = 7531,59 тенге.
Для работы за столом илиза компьютером необходимо хорошее освещение, поэтому для помещения площадью 16 м2 используем три электрические лампочки мощностью 100 Вт, т.е 0,1 кВт, тогда суммарнаямощность лампочек (Рламп) равна 0,3 кВт, а коэффициент интенсивногоиспользования (А) принимается равным 0,5. Отсюда следует, что расчётноезначение затрат на электроэнергию, необходимую для освещения рабочегопомещения, рассчитывается по формуле:
Зэлосв = Рлампх Тпо х Сэл х А, тенге, (6.4)
Зэлосв = 0,3 х800 х 7,87 х 0,5 = 944,4 тенге.
Общая сумма затрат наэлектроэнергию рассчитывается по формуле:
Зэл = Зэлэвм+ Зэлосв, тенге, (6.5)
Зэл = 7531,59+ 944,4 = 8475,99 тенге.
 
Амортизационныеотчисления ПЭВМ.Стоимость комплектующих были взяты из прайс-листа компаний «ALSER» на 12 марта 2009 года и приведены втаблице 6.3.
Таблица 6.3 – Конфигурация ПЭВМНаименование комплектующих Цена, тенге
Принтер лазерный 18000 Материнская плата PQ61m28 14000 Монитор 17" DAEWOO 793ps 30000 Процессор Intel Celeron 2,26 GHz 6500 Оперативная память DDR 1024 Mb 6300 Жёсткий диск HDD 160 Gb Seagate Barracuda 7200 rpm IDE 13000 Видеокарта AGP 128Mb ATI X300 10500 Дисковод FDD 1,44 Mitsumi/ALPs 700 Корпус ATX 4106 microlab 4300 Итого: 103300
Расчёт амортизациивыполнен кумулятивным методом. Формула необходимая для расчёта приведена ниже:

/>, %,                               (6.6)
где: НА –норма амортизации, проценты;
ТН –нормативный срок службы, год.
КК –коэффициент кумулятивности и рассчитывается он как сумма нормативных сроковслужбы.
В таблице 6.4 представленызначения расчёта.
Так как создание проектазаняло четыре месяца: с 01.02.2009 по 31.05.2009, просуммируем амортизационныеотчисления ПЭВМ за эти месяцы. Амортизационные отчисления составят 50307 тенге.
Таблица 6.4 – Расчётамортизации Наименование месяца Номер месяца
Число
TН Норма амортизации по месяцам, % Сумма отчислений, тенге Январь 1 12 15,38 15887,54 Февраль 2 11 14,10 14565,30 Март 3 10 12,82 13243,06 Апрель 4 9 11,53 11910,49 Май 5 8 10,25 10588,25 Наименование месяца Номер месяца
Число
TН Норма амортизации по месяцам, % Сумма отчислений, тенге Июнь 6 7 8,974 9270,142 Июль 7 6 7,69 7943,77 Август 8 5 6,41 6621,53 Сентябрь 9 4 5,12 5288,96 Октябрь 10 3 3,84 3966,72 Ноябрь 11 2 2,56 2644,48 Декабрь 12 1 1,28 1322,24
Итоговые затраты наавтоматизацию теплового пункта.
Так как прочие затраты,помимо указанных выше, отсутствуют, то итоговые затраты равны сумме всех видовзатрат на автоматизацию теплового пункта (Зсоз). Они рассчитываютсяпо формуле (6.1):
Зсоз =1193794 + 31680 + 320000 + 8475,99 + 50307 = 1604256,99 тенге.
6.2Обоснование эффективности автоматизации теплового пункта
В результатеавтоматизации теплового пункта решаются, такие проблемы как недостачанеобходимого количества тепла в отапливаемых помещениях в особо холодное времягода и избыток тепла в помещениях в теплые периоды года. Автоматизированныйтепловой пункт обеспечит комфортные условия в отапливаемых помещениях.Электронный регулятор теплопотребления здания эффективно регулирует работуциркуляционного насоса, тем самым, снижая расходы электроэнергии.
Также значительноснижается нагрузка на мастера КИПиА. Его функции и обязанности сводятся кконтролю за технологическим процессом, наблюдению за текущими параметрамитеплоносителя в системе (в трубопроводах) и принятии своевременных решений вслучае возникновения внештатных ситуаций в отопительном тепловом пункте.
В результате установкиузла учета теплоносителя на тепловом пункте, потребитель тепловой энергии будетреально заинтересован в экономии теплоносителя и тепловой энергии, чтосоответственно внесет большой вклад в развитие политики энергосбережения иресурсосбережения.

Заключение
В настоящем дипломномпроекте были анализированы существующие схемы отопительных тепловых пунктовгражданских зданий с нагрузками отопления и горячего водоснабжения. А такжебыла разработана функционально-технологическая схема автоматизированноготеплового пункта и выбраны соответствующее технологическое оборудование исредства автоматизации для автоматизации теплового пункта гражданского здания.
Основным элементомавтоматизированного теплового пункта является электронный регулятор, так какэто устройство следит за параметрами теплоносителя в системах отопления игорячего водоснабжения и на основе этих данных вырабатывает управляющие сигналы(команды) для исполнительных механизмов. Установкой электронного регуляторатеплопотребления здания на тепловом пункте, решаются проблемы обеспечения комфортныхусловий в отапливаемом здании, а также в значительной мере уменьшается расход теплоносителяв системе отопления.
В результате установкиузла учета расхода теплоносителя на тепловом пункте, потребитель тепловойэнергии будет реально заинтересован в экономии теплоносителя и тепловойэнергии, что соответственно внесет большой вклад в развитие политикиэнергосбережения и ресурсосбережения.
Значительно снижаетсянагрузка на рабочий персонал отопительного теплового пункта. Их функции иобязанности сводятся к контролю за технологическим процессом, наблюдению затекущими параметрами теплоносителя в системе (в трубопроводах) и принятиисвоевременных решений в случае возникновения внештатных ситуаций в отопительномтепловом пункте.

Списокиспользованных источников
1. Автоматизированные системытеплоснабжения и отопления/ Чистович С.А., Аверьянов В.К., Темпель Ю.Я. и др. — СПб.: Стройиздат, 1987. – 248 с.
2. Соколов Е.Я. Теплофикация итепловые сети. – М.: Издательский дом МЭИ, 2006. — 472 с.
3. Уваров А.В. Автоматизацияинженерных систем современных зданий и комплексов// Промышленные АСУ и контроллеры.– 2005. — № 9. – с. 15 – 19.
4. СП 41-101-95.Проектирование тепловых пунктов. М.: Изд-во ГУП ЦПП, 2004.
5. Наладка и эксплуатация водяныхтепловых сетей/ МанюкВ.И., Каплинский Я.И. и др. — М.: Стройиздат, 1988. – 289 с.
6. Применение средств автоматизации«Danfoss» в тепловых пунктах систем централизованного теплоснабжения зданий/Под ред. Невского В.В., – М.: ООО Данфосс, 2007. – 81 с.
7. Cтандартныеавтоматизированные блочные тепловые пункты фирмы «Danfoss»/ Под ред. НевскогоВ.В… – М.: ООО Данфосс, 2008. – 50 с.
8 Пырков В.В. Современныетепловые пункты. Автоматика и регулирование. – Киев.: «Такі справи», 2008. – 252с.
9. Правила учета тепловойэнергии и теплоносителя/ Алматы.: Министерство энергетики и угольнойпромышленности, 1997. – 57 с.
10. СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети. –М.: Изд – во стандартов, 1986.
11. СанПиН 2.1.2.1002-00 Санитарно-ЭпидемиологическиеТребования к жилым зданиям и комплексам. – М.: Изд – во стандартов, 2000.
12. СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственноеосвещение». – М.: Изд– во стандартов, 1995
13. Савельев И.В… Курс общей физики, том 2, «Электричество и магнетизм. Волны. Оптика». М.: — Наука, 1978. – 256 с.
14. Ромашев Д.К. Реферат «Электромагнитное поле и его влияние на здоровье человека» — СПб.: — СПГТУ, 2001, – 21с.
15. Экология и безопасностьжизнедеятельности: учеб. пособие для вузов/ Кривошеин Д.А., Муравей Л.А., РоеваН.Н.и др.; Под ред. Муравья Л.А… – М.: Юнити-Дана, 2002. – 447с.
16. ГОСТ 12.1.006-84 — Система стандартов безопасноститруда. – М.: Изд – во стандартов, 1984       
17. Янычев С. Инновации на пользу экологии // Экология и мир. – 2007. — № 12. – с. 11 – 12.