Системы теплоснабжения. Источники теплоты

Системой теплоснабжения называют комплекс технических устройств, обеспечивающих приготовление теплоносителя, его транспортирование я распределение по потребителям.

Назначение системы теплоснабжения — обеспечение потребителей те­плоты необходимым количеством тепловой энергии требуемых параметров,

Потребителями теплоты являются системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, горячего водоснабжения, а также технологи­ческие установки промышленных предприятий.

В зависимости от изменения потребности в теплоте во времени разли­чают сезонных и круглогодичных потребителей теплоты.

Системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха являют­ся сезонными потребителями теплоты.

Применяют централизованные и децентрализованные (автономные) системы теплоснабжения. В централизованных системах один источник теплоты обслуживает раздельно расположенные теплопотребляющие уст­ройства ряда абонентов. В децентрализованных (автономных) системах теплоснабжения каждый потребитель имеет собственный источник теплоты.

Теплоноситель — материальная среда, которая используется для передачи теплоты от источника к потребителям. В системах теплоснабжения в качестве теплоносителя служат вода и водяной пар. Воздух для передачи теплоты на значительное расстояние малопригоден из-за его невысокой плотности и теплоемкости.

Вода: р= 1000 кг/м³; с = 4187 кДж/кг-°К; v= 1,5 м/с;

Пар: р = 0,6-1,6 кг/м³; с = 2250-2160 кДж/кг; v = 40-80 м/с.

Для обеспечения теплотой больших жилых массивов городов и про­мышленных предприятий применяются системы централизованного теп­лоснабжения. Источниками теплоты в них являются теплоэлектроцентра­ли (ТЭЦ) или крупные (обычно районные) котельные.

Применяются водяные и паровые системы теплоснабжения.

К пре­имуществам воды как теплоносителя относятся значительно меньшие поте­ри теплоты при транспортировании. В больших системах температура воды падает примерно на 1 °С на 1 км теплопровода, в то же время давление пара снижается примерно на 0,1—0,15 МПа, что соответствует 5—10 °С.

Преимуществом воды как теплоносителя является также возможность регулирования подачи теплоты путем изменения температуры воды (каче­ственное регулирование). Водяная система более проста в эксплуатации, чем паровая, так как в ней отсутствуют конденсатоотводчики, конденсато-проводы, конденсатные насосы. При теплоносителе-воде поддерживается более низкая температура отопительных приборов. Это является гигиениче­ским преимуществом воды. Трубопроводы, транспортирующие воду, в меньшей степени подвержены коррозии и служат дольше, чем паропроводы.

Достоинством пара является возможность удовлетворять как отопи­тельные, так и технологические нагрузки, а также малое гидростатическое давление. С учетом преимуществ и недостатков теплоносителей водяные системы применяют для теплоснабжения жилых домов, общественных и коммунальных зданий, предприятий, которым необходима горячая вода, а

паровые системы — для снабжения промышленных предприятий. Центра­лизованное теплоснабжение городов составляет до 70—80% в крупных го­родах, в которых преобладает современная застройка.

Теплофикация- централизованное теплоснабжение на базе ТЭЦ .

На конденсационной электростанции (КЭС) 40% теплоты - на произ­водство электроэнергии.

В этих котельных могут быть механизированы подача топлива, уда­ление золы и шлака.

Сокращение количества источников теплоты и их укрупнение позво­ляют значительно улучшить экологическую ситуацию в крупных городах. Уменьшается количество дымовых труб, через которые в окружающую среду выбрасываются продукты сгорания.

Нет необходимости в большом числе складов топлива, может быть ме­ханизирован процесс удаления золы и шлаков. Легче осуществлять очистку дымовых газов от токсичных компонентов.

Наряду со значительными преимуществами централизованное тепло­снабжение имеет определенные недостатки. К ним в первую очередь отно­сятся значительные потери теплоты в тепловых сетях, достигающие 30%.

В качестве источника теплоты в этих системах все шире применяют­ся блочные и крышные котельные, работающие на газе и жидком топливе. Тепловая мощность котельных от 50 до 3840 кВт.

Тепловые сети

Водяные тепловые сети разделяются на закрытые и открытые. В от­крытых сетях циркулирующая в тепловой сети вода полностью или частич­но разбирается для горячего водоснабжения. В закрытых сетях вода из сети не отбирается.

Тепловая сеть - это система трубопроводов, по которым теплоноситель (горячая вода или пар) поступает от источника к потребителям теплоты. В тепловой сети можно выделить три основных элемента: трубопроводы, по которым перемещается теплоноситель; изоляцию, предназначенную для уменьшения попутных потерь теплоты; строительные конструкции (кана­лы, опоры и др.).

В зависимости от схемы магистральных трубопроводов применяют кольцевые и радиальные (лучевые) тепловые сети.

Тепловые сети разделяются на магистральные, распределительные (внутри квартала, микрорайона) и ответвления к отдельным зданиям.

Тепловые сети могут быть одно-, двух- и многотрубными. 3-трубныс: 1-я и 2-я трубы — подающие теплоноситель с разной температурой, 3-я -обратная.

4-трубная: 1-я, 2-я трубы - для отопления, вентиляции и кондициони­рования; 3-я, 4-я - для горячего водоснабжения и технологических нужд.

Тепловые сети могут быть подземными и надземными. Подземная про­кладка производится на территории населенных пунктов и предприятий. Применяется канальная и бесканальная прокладка.

Надземная прокладка производится на территории предприятий, в не­которых случаях на незастроенных территориях в населенных пунктах. Трубы устанавливаются на высоких опорах, наземных опорах, кронштей­нах у стен зданий, эстакадах. Трассу тепловых сетей прокладывают в специально отведенных техни­ческих полосах параллельно улицам, дорогам и проездам.

При бесканальной прокладке тепловых сетей необходимо выдерживать определенные расстояния по вертикали и горизонтали от зданий, сооруже­ний, водопровода, канализации, газопровода, электрических кабелей, кабе­лей связи.