Кроме теплообменного и насосного оборудования, запорно-регулирующей арматуры в состав индивидуального теплового пункта входит вспомогательные элементы, обеспечивающие заданные эксплуатационные показатели: фильтры, грязевики, обратные клапаны, подпиточные линии и др. Акцент на них, а также, например, на устройство перемычек между подающим и обратным трубопроводами, на содержание технических условий на подключение объекта, в литературе обычно не делается. В настоящей статье делается попытка кратко описать данное оборудование на примере проектируемых объектов и привести ссылки на нормативно-техническую документацию, задающую требования к нему.

Для осуществления подключения объекта капитального строительства выдаются условия подключения, срок их действия обычно составляет три года. По истечении срока действия условия подключения могут быть изменены.

В условиях подключения, как правило, содержится:

  • наименование объекта подключения;
  • наименование заказчика (исполнителя);
  • точка подключения объекта, например, граница земельного участка заявителя;
  • общая (максимальная) тепловая нагрузка с разделением по видам теплопотребления (отопление, вентиляция, тепловые завесы, среднечасовая нагрузка ГВС, максимальная нагрузка ГВС);
  • параметры теплоносителя в точке подключения — диапазон рабочего давления в тепловой сети, например, в подающем трубопроводе — 108–98 м вод. ст.; обратном — 40–30 м вод. ст.;
  • сведения о существующем способе центрального регулирования и принятом температурном графике, например, температурный график тепловой сети в отопительный период 150–70°C по качественно-количественному методу в соответствии с температурой наружного воздуха;
  • требования по разработке проекта и выполнению работ по устройству тепловой камеры на тепловой сети заказчика или в случае подключения от существующей камеры и при необходимости — по её реконструкции с учётом подключения дополнительной тепловой нагрузки;
  • требования по оборудованию тепловой камеры, например, установить запорную арматуру типа шаровой кран на ответвлении;
  • требования по разработке проекта и выполнению работ по прокладке тепловых сетей с указанием диаметра, типа прокладки, начала и конца проектируемого участка (например, от существующей тепловой сети до точки подключения проектируемого объекта в бесканальном варианте и в канале при пересечении местных проездов, стоянок и тротуаров);
  • требования по оформлению акта разграничения балансовой принадлежности.

В технических условиях на подключение к системам теплоснабжения РТС «Южное Бутово» филиала №6 столичного ПАО «МОЭК» дополнительно приведены следующие указания о существующем способе центрального регулирования и принятом температурном графике:

  • для расчёта тепловых сетей и оборудования теплового пункта в режиме зимнего максимума принять срезку в подающем трубопроводе теплосети 130°C при температуре наружного воздуха −18°C;
  • для расчёта тепловых сетей и оборудования теплового пункта в переходный период принять срезку в подающем трубопроводе теплосети 70°C при температуре наружного воздуха +2,6°C;
  • температурный график на тепловом вводе в летний период принять 70–40°C с остановом для проведения плановопредупредительного ремонта.

Для административных зданий и спортивных сооружений, содержащих помещения значительного объёма, для поддержания температурного режима в холодный период года предусматривается агрегат воздушного отопления (АВО) и воздушная тепловая завеса (ВТЗ).

Как правило, их присоединение осуществляется совместно с калориферной системой вентиляции, подключение всех систем по отдельности предполагается лишь проектом на ИТП проектируемого объекта: учебный корпус №1 Сибирского государственного университета физической культуры и спорта (СибГУФК, адрес: г. Омск, ЦАО, ул. Ленина, д. 2а). АВО и ВТЗ являются дорогостоящим решением, поэтому зачастую от них отказываются или пытаются обеспечить их функционал работой других систем, например, в учебном корпусе на 300 мест московской СОШ №2007 (адрес: г. Москва, ул. Горчакова, вл. 9, корп. 1) агрегат воздушного отопления не предусматривается, а система вентиляции объединена с ВТЗ.

Всё оборудование, как правило, подбирается на постоянные расходы теплоносителя, а специфика современных систем отопления (двухтрубных с переменным гидравлическим режимом) не учитывается [1]. Такие системы предполагают количественное регулирование теплопотребления, осуществляемое терморегуляторами, устанавливаемыми на ответвлениях от стояка или лежака к отопительному прибору. Наиболее целесообразным подходом для систем с терморегуляторами является применение автоматически регулируемых насосов.

Согласно п. 3.7 [2] смесительные насосы для систем отопления устанавливаются в следующих случаях:

  • на перемычке между подающим и обратным трубопроводами при располагаемом напоре на вводе в тепловой пункт, большем гидравлического сопротивления системы отопления, и при давлении в обратном трубопроводе тепловой сети после теплового пункта не менее чем на 0,05 МПа выше статического давления в системе отопления;
  • на обратном трубопроводе перед узлом смешения или на подающем трубопроводе после узла смешения при располагаемом напоре перед узлом смешения, недостаточном для преодоления гидравлического сопротивления системы отопления, при этом в качестве смесительных насосов могут быть использованы подкачивающие насосы.

При эксплуатации насосов, не оборудованных устройствами автоматического регулирования (фото 1), требуется перемычка между подающим и обратным трубопроводами либо байпасная линия вокруг насоса. Они позволяют предотвратить вывод из работы насоса в условии отсутствия циркуляции теплоносителя в системе отопления при закрытии терморегуляторов на отопительных приборах [3].

Вспомогательное оборудование ИТП, позволяющее обеспечить качественные показатели теплоснабжения. 3/2020. Фото 1

Современные санитарные требования диктуют потребность в круглогодичном горячем водоснабжении, обеспечивающем воду, отвечающую нормам по температуре, содержанию взвешенных частиц, жёсткости, мутности, цветности и запаху. В Москве даже летом не предполагается отбор сетевой воды на нужды ГВС, и, следовательно, технической возможности осуществления ГВС по открытой схеме в ИТП филиала Московского художественного академического театра (МХАТ) им. А. П. Чехова (адрес: г. Москва, ЮАО, пересечение проспекта Андропова с улицей Нагатинской) и учебного корпуса СОШ на ул. Горчакова не предусматривается. Однако в нашей стране исторически сложилось так, что в отечественных теплофикационных системах ГВС компоновка по открытой и закрытой схемам осуществляется в равной мере [4]. Так, в столице — самая крупная в мире закрытая система теплоснабжения, а самая крупная в мире открытая система теплоснабжения — в городе Санкт-Петербурге.

Обеспечению требований по качеству ГВС и увеличению срока службы оборудования ИТП, системы отопления и других инженерных систем способствуют фильтры (фото 2) и грязевики.

Вспомогательное оборудование ИТП, позволяющее обеспечить качественные показатели теплоснабжения. 3/2020. Фото 2

Перед механическими водосчётчиками и пластинчатыми водоподогревателями по ходу воды следует устанавливать сетчатые ферромагнитные фильтры. Таким образом, отсутствие в ИТП учебного корпуса СибГУФК сетчатых фильтров на обратных трубопроводах после систем отопления и вентиляции и на циркуляционном трубопроводе ГВС является нарушением п. 4.37 [2].

Согласно п. 4.36 [2] грязевики в тепловых пунктах следует предусматривать:

  • на подающем трубопроводе при вводе в тепловой пункт непосредственно после первой запорной арматуры;
  • на обратном трубопроводе перед регулирующими устройствами, насосами, приборами учёта расхода воды и тепловых потоков — не более одного (фото 3).

Вспомогательное оборудование ИТП, позволяющее обеспечить качественные показатели теплоснабжения. 3/2020. Фото 3

В ИТП учебного корпуса Сибирского государственного университета физической культуры и спорта в Омске, где имеется техническая возможность подачи ГВС по открытой схеме, грязевик на обратном трубопроводе вынесен на байпасную линию, чтобы снизить сопротивление обратного трубопровода ИТП в течение отопительного сезона. В соответствии с п. 9.3.22 [5] требуется осуществлять промывку фильтров (грязевиков), срок которой устанавливается в зависимости от степени загрязнения, которая определяется по разности показаний манометров до и после грязевика.

Пункт 9.1.32 гласит, что в тепловом пункте не должно быть перемычек между подающими и обратными трубопроводами и обводных трубопроводов элеваторов, регулирующих клапанов, грязевиков и приборов учёта расходов теплоносителя и теплоты. При этом допускается устройство в тепловом пункте перемычек между подающим и обратным трубопроводами при обязательной установке на них двух последовательно расположенных единиц запорной арматуры. Между этими задвижками должен быть установлен контрольный вентиль, соединённый с атмосферой. Арматура на перемычках при нормальном режиме работы должна быть закрыта и опломбирована, а вентиль контрольного устройства должен находиться в открытом состоянии. Такая перемычка, как правило, устраивается при независимой схеме подключения. В проекте на ИТП учебного корпуса СибГУФК в Омске перемычка между подающим и обратным трубопроводами до первой и второй единиц запорной арматуры предусматривается даже при зависимом присоединении для организации циркуляции в межотопительный период [6]. Обычно же до первой и второй задвижек врезаются лишь штуцера для манометров при подключённой тепловой нагрузке более 2,3 МВт, как того требует п. 8.9 [2].

Обратные клапаны предназначены для предотвращения движения теплоносителя в направлении, противоположном расчётному, и предусматриваются в следующих случаях (п. 4.58 [2]):

1. На циркуляционной линии ГВС перед её присоединением к обратному трубопроводу тепловых сетей в открытых системах ГВС или к теплообменнику в закрытых системах ГВС. Как правило, такой клапан устанавливается вблизи насосных групп (ИТП учебных корпусов СОШ в Москве и СибГУФК в Омске). На последнем объекте обратный клапан аналогичного назначения установлен и на линии циркуляции открытой системы ГВС. Собственные обратные клапана имеются только на объекте «Филиал МХАТ», что опять же является дублированием, на которое затрачиваются дополнительные средства.

2. На линии холодной воды перед теплообменниками ГВС за водомерами по ходу воды. В нарушение данного пункта в ИТП филиала МХАТ обратный клапан установлен на трубопроводе холодной воды перед водомером.

3. На ответвлении от обратного трубопровода тепловой сети перед регулятором смешения в открытой системе теплоснабжения.

4. На трубопроводе перемычки между подающим и обратным трубопроводами систем отопления или вентиляции при установке смесительных или корректирующих насосов на подающем или обратном трубопроводе этих систем.

5. На нагнетательном патрубке каждого насоса до задвижки при установке более одного насоса.

6. На обводном трубопроводе у подкачивающих насосов. Поскольку подкачивающие насосы не предполагаются к установке ни на одном объекте, таких обратных клапанов — нет.

7. На подпиточном трубопроводе системы отопления при отсутствии на нем насоса. Лишь в случае ИТП учебного корпуса СОШ по ул. Горчакова на подпиточном трубопроводе отсутствует насосное оборудование, что потребовало установки дополнительных обратных клапанов.

Случаи использования обратных клапанов в паровых системах теплоснабжение описаны в п. 4.56 [2], а п. 3.5 устанавливает их использование на трубопроводах тепловой сети перед тепловым пунктом (перед первой и второй задвижками): при величине напора в обратном трубопроводе тепловой сети после теплового пункта, превышающем максимальную для систем потребления теплоты, — отсекающий клапан на подающем трубопроводе на вводе в тепловой пункт, а на обратном трубопроводе на выходе из теплового пункта — подкачивающие насосы с предохранительным клапаном; при статическом напоре в тепловой сети, превышающем максимальную для систем потребления теплоты, — отсекающий клапан на подающем трубопроводе после входа в тепловой пункт, а на обратном трубопроводе перед выходом из теплового пункта — предохранительный и обратный клапаны. Не следует предусматривать обратные клапаны, дублирующие клапаны, устанавливаемые за насосами.

Для компенсации температурного расширения теплоносителя в закрытых (изолированных от атмосферы) водяных системах теплоснабжения требуются специальные устройства — расширительные баки, также входящие в состав ИТП.

Расширительные баки для систем вентиляции и отопления проектируются собственные, пример подобного решения приведён в проектах СОШ и филиала МХАТ в Москве. На последнем объекте также предусмотрен третий расширительный бак для нужд системы ГВС, что никак не обосновано.

Производители и типоразмеры мембранных расширительных баков на ИТП филиала МХАТ следующие: для системы вентиляции — Reflex G3000, отопления — Reflex G1500, циркуляции ГВС — Reflex DE 100. Цифрами в маркировке бака, как правило, обозначается его объём в литрах.

Для здания меньшей площади требуются пропорционально меньшие по объёму расширительные баки: например, для СОШ на ул. Горчакова на нужды системы вентиляции — Reflex G200, отопления — Reflex G600, их максимально допустимое давление составляет 6 бар.

Баки с маркировкой G применяются в системах отопления и охлаждения, а с маркировкой DE — в системах холодного и горячего водоснабжения, они отличаются тем, что на поверхность, контактирующую с водой, нанесено антикоррозийное покрытие. Производителем всей линейки оборудования является бренд Reflex (Германия). Для каждой системы предусматривается не более одного расширительного бака.

Согласно п. 9.3.16 [5] (п. 4.35 [2]) расширительные баки мембранного типа должны быть оборудованы: предохранительными клапанами с организованным отводом воды от клапана, обязательным разрывом струи и сливом в канализацию; автоматикой регулирования давления воды в системе.

Предохранительные устройства, а также автоматические устройства для понижения давления и температуры, в целом обязательны (п. 9.5), если на тепловом пункте происходит снижение параметров теплоносителя относительно задаваемых источником теплоты.

Например, на объекте «Филиал МХАТ» устанавливается предохранительный клапан (фото 4) «Прегран» КПП 496 ∅40 мм, а в учебном корпусе СОШ на ул. Горчакова предусмотрен чугунный фланцевый пружинный предохранительный клапан Broen серии 1400 ∅32 мм, поставляемый настроенным на заводе-изготовителе на давление срабатывания 0,5 МПа.

Вспомогательное оборудование ИТП, позволяющее обеспечить качественные показатели теплоснабжения. 3/2020. Фото 4

Распространённой маркой оборудования являются предохранительные клапана Presscor 320–1 Flamco [7]. Устанавливаются предохранительные клапаны на подпиточной линии после насосов (в случае ИТП филиала МХАТ), а в учебном корпусе СОШ по ул. Горчакова они также предусмотрены на обратных трубопроводах систем отопления и вентиляции после сетчатого фильтра по ходу движения теплоносителя. На расширительных баках предохранительных клапанов ни для одного из рассмотренных объектов не предусмотрено.

Согласно п. 4.47 [2] предохранительные устройства требуется проектировать и монтировать так, чтобы давление в защищённом элементе не превышало расчётное более чем на 10%, а при расчётном давлении до 0,5 МПа — не более чем на 0,05 МПа. Расчёт пропускной способности предохранительных устройств должен производиться согласно ГОСТ 24570.

Пункт 4.48 [2] запрещает установку запорной арматуры непосредственно у предохранительных устройств, а также отбор теплоносителя от патрубка, на котором установлено предохранительное устройство. Отвод теплоносителя, попадающего в помещение теплового пункта при срабатывании предохранительного клапана, должен осуществляться по специальному отводящему трубопроводу, назначение которого — защитить эксплуатационный персонал от ожогов. Эти трубопроводы должны быть защищены от замерзания и оборудованы дренажами для слива скапливающегося в них конденсата. Установка запорных органов на них также не допускается.

В дополнение к расширительным бакам для компенсации потерь теплоносителя и заполнения закрытых водяных систем отопления и вентиляции требуются подпиточные линии. В учебном корпусе СОШ №2007 по ул. Горчакова подпиточная линия предусмотрена общая на системы вентиляции и отопления, на систему ГВС — не проектируется. В ИТП филиала МХАТ предполагается дублирование подпиточных линий, на устройство которых и оборудование запорной арматурой затрачиваются дополнительные средства. Подпитка всегда осуществляется из обратного трубопровода.

По количеству единиц насосного оборудования также есть различия: на ИТП филиала МХАТ предусматриваются подпиточные насосы, а в учебном корпусе СОШ по ул. Горчакова — нет, движение подпиточной воды осуществляется за счёт разности напоров. На подпиточной линии в ряде случаев также устанавливаются устройства регулирования давления и расхода. Например, на ИТП филиала МХАТ будет установлен регулятор разности давлений, а в учебном корпусе СОШ по ул. Горчакова — регулятор давления до себя. Подпиточная линия оборудуется двумя параллельными группами запорной арматуры: с электроприводом для работы в автоматическом режиме по сигналу с щита и подпитки внутреннего контура и с механическим ручным приводом — ручная для заполнения внутренних систем.