Абонатни станции

Абонатната станция е уредба, чрез която се осъществява подаване, измерване, преобразуване и регулиране на параметрите на топлинна енергия от топлопреносната мрежа към потребителите.

Те са залегнали като системи за отопление повече от двадесет години. Използват се предимно като генератор за топлина на многофамилни жилищни сгради и жилищни комплекси, административни центрове, търговски центрове, болници, училища, детски градини, спортни зали и други, разположени в големите градове, където има наличие на топлофикационни централи.

Към настоящият момент основно се използват блоковите абонатни станции с индиректно подгряване на топлоносителя за вътрешната отоплителна инсталация и топла вода за битово горещо водоснабдяване (БГВ).

Към всеки топлофикационен център, разположен на територията на България, има основни технически изисквания, на които е необходимо да отговаря проектът за абонатна станция.

Директни и индиректни абонатни станции
В зависимост от начина си на присъединяване към топлопреносната мрежа абонатните станции могат да бъдат класифицирани като директни и индиректни. Директните абонатни станции основно се изпълняват с хидроелеваторна връзка с отоплителната инсталация на сградата.

В зависимост от присъединената топлинна мощност за отопление се прилагат седем типоразмера елеватори с топлинна мощност от 120 kW до 2200 kW.
При индиректните абонатни станции подгряването на водата за вътрешната отоплителна инсталация (ВОИ ) обикновено е посредством пластинчат топлообменник.

Кръгът за подгряване на водата за битово горещо водоснабдяване (БГВ) за директните и индиректните абонатни станции се изпълнява главно по смесена схема, чрез използване на тръбни водоводни подгреватели (ВВП).

В съвременните блокови индиректни абонатни станции подгряването е посредством пластинчати топлообменници. Същите се произвеждат на стъпка през 50 kW т. е. 50; 100; 150 kW и т. н.

Към настоящия момент в голяма степен използваните до момента директни или индиректни абонатни станции са подменени с нови блоков тип или е извършен ремонт на директните.

Използвани топлообменници
За индиректните абонатни станции най-често използваният вид топлообменници са запоените пластинчати топлообменници. Те се изработват предимно от неръждаема стомана и се характеризират с висока ефективност. Могат да бъдат едностепенни и двустепенни.

Към настоящия момент с оглед модернизация на абонатните станции като цяло се използват основно запоени пластинчати топлообменници. При много големи мощности приложение намират и разглобяемите топлообменници, най-вече поради конкурентната им цена в сравнение с тази на запоените.

Топлообменниците, използвани за подгряване на вода за БГВ, обикновено конструктивно са разделени на две части. В първата част студената вода се подгрява от обратната вода от отоплителната инсталация и излизащия от втората степен топлинен поток.

Във втората степен водата се подгрява само от топлинния поток, постъпващ от топлоизточника. Съответно, при оразмеряването им следва да се вземат предвид регламентираните хидравлични загуби от топлофикационните дружества.

Елементи към абонатната станция
Като цяло абонатните станции включват комплекс от елементи, осигуряващи изпълнението на основните функции на станцията. Освен топлообменниците за отопление и БГВ, в конструкцията на абонатната станция се включват още циркулационни помпи, промивни утайници и филтри, регулираща и спирателна арматура като възвратни и спирателни вентили, предпазни вентили и група за автоматично допълване, разширителен съд.

Основен елемент на абонатната станция е и топломерът, който е собственост на съответното топлофикационно дружество. Абонатната станция разполага и със съответната автоматика като: температурен регулатор; електрозадвижвани двупътни регулиращи вентили; температури датчици и др. За тръбната мрежа и отделните съоръжения към абонатната станция се предвижда и топлинна изолация.

Работни параметри
Изчислителните параметри, с които работят абонатните станции, обикновено са: температура на подаващата/връщащата вода от ТЕЦ - 150/75 оС, температура на подаващата/връщащата вода във вътрешната отоплителна инсталация (ВОИ) - 90/70 оС, температура на подаващата вода от ТЕЦ в летен режим за БГВ - 70 оС, температура на водата за БГВ - 10/55 оС.

По отношение на налягането изчислителните параметри са съответно: номинално работно налягане в подаващ/връщащ топлопровод от ТЕЦ - 1,6/0,6МРа, номинално работно налягане в кръга отопление на сградата - 0,6 МРа, номинално работно налягане в кръга на БГВ - 1,0 МРа.

Проектните дебити на топлоносителите в първичния и вторичен кръг, по които се оразмеряват регулиращите вентили, топлообменниците и помпите, се определя, съответно: за отопление дебита на първичния кръг се определя за мощността на топлообменника, а именно при температурна разлика 75 оС; за БГВ оразмеряването се извършва при температура на първичен топлоносител 65/48 оС (при двустепенно подгряване), съответно, при температура на първичен топлоносител  65/30 оС при едностепенно подгряване на водата за БГВ.

Енергийна ефективност
От гледна точка на енергийната ефективност двустепенното подгряване на водата за БГВ следва да се счита за необходимо, тъй като осигурява понижение на температурата на връщащата към топлоизточника вода. При обследване на енергийната ефективност на сградата, този факт е добре да се вземе под внимание.

 Едностепенното подгряване на БГВ се счита за допустимо само при много големи отоплителни системи, при които мощността за БГВ е много малка (например административна сграда). Важно е да се следи и подаващата температура на водата за БГВ, която е добре да бъде е от порядъка на 55 оС.

По този начин ще се избегне прегрев или недозагряване на водата, което от своя страна ще допринесе за натрупване на по-малко отлагания по топлообменника и съответно ще се удължи неговият живот.
Важно от гледна точка на икономията на енергия в процеса на експлоатация на абонатната станция е измерването на топлинна енергия.

Монтирането на термостатни вентили на отоплителните тела и въвеждането на топлинно счетоводство могат да доведат до сериозни икономии на топлинна енергия. В този случай основната част от икономията остава за потребителите, но ползите са и за топлофикационните дружества.

Друг способ за повишаване на енергийната ефективност е регулиране на температурата на водата в отоплителната инсталация във функция от външната температура. Това води да създаване на необходимия комфорт на обитаване и предотвратява прегряване и голям разход на топлина. Денонощното и седмично програмиране на температурите в отопляваните помещения води до спестяване на енергия.

Данните сочат измерване на около 6% по-ниска консумация за всеки градус по-ниска температура. Особено важно е това правило за обществени сгради, които с малки изключения имат ограничена обитаемост през денонощието и през седмицата. При едно добро програмиране, в тези сгради могат да се достигнат сериозни икономии на топлинна енергия.

Премахването на амортизиралите директни абонатни станции и подмяната им с нови индиректни също допринася за повишаване на експлоатационната надеждност на системата, а също така и съществено намаляване на загубата на вода. Топлинните загуби при съвременните абонатни станции са нищожни в сравнение с по-старите конструкции директни абонатни станции.

По този начин се намаляват температурата на връщащата вода, загубите от излъчване в топлопреносната мрежа, повишава се термичният КПД на топлоизточника, намалява се разходът за електроенергия за мрежови помпи и се увеличава капацитетът на съществуващата мрежа, без да се влагат допълнителни инвестиции. Практически, полза за потребителите е по-ниското потребление на топлинна енергия от около 15 до 20%, което води и до по-ниски разходи.