Классификация систем теплоснабжения.

Каждая система теплоснабжения состоит из следующих основных элементов:

- источник тепловой энергии;

- тепловая сеть;

- абонентский ввод (тепловой пункт);

- местные системы потребителей теплоты.

       В зависимости от вида источника теплоты и места его размещения по отношению к потребителям различают:

- ТЭЦ (теплофикация на базе комбинированной выработки тепловой и электрической энергии);

- централизованное теплоснабжение от районных и промышленных отопительных котельных;

- децентрализованное теплоснабжение от мелких котельных;

- другие источники теплоты.

 

По роду теплоносителя системы теплоснабжения бывают:

- водяные;

- паровые.

Паровые системы используются на промышленных предприятиях. Водяные системы применяются для теплоснабжения коммунально-бытовых потребителей и, в ряде случаев, - для покрытия технологической нагрузки.

Вода как теплоноситель в системах теплоснабжения имеет следующие достоинства:

• - высокая теплоемкость;
• возможность транспортировки на большие расстояния; снижение температуры на 1 км составляет 2 – 3^оС;
• большая плотность при небольшом объеме, что позволяет снижать диаметры трубопроводов;
• возможность центрального качественного регулирования, то есть регулирование изменением температуры теплоносителя в зависимости от температуры наружного воздуха при постоянном расходе теплоносителя;
• использование перегретой воды (возможно повышение температуры воды свыше 100 ^оС при повышении давления);
• простота монтажа, ремонта, демонтажа.

Недостатки воды как теплоносителя:

• значительный расход электроэнергии на перекачку;
• большое гидростатическое давление при подаче на большую высоту;
• жесткая гидравлическая связь между всеми точками водяной сети, вследствие большой плотности воды;
• большая чувствительность к авариям (значительные утечки при авариях).

 

   По способу подачи воды на горячее водоснабжение различают тепловые сети:

- закрытые;

- открытые.

В закрытых системах сетевая вода используется только как теплоноситель и из системы не отбирается. В местные установки горячего водоснабжения поступает вода питьевого водопровода, подогретая в водо-водяных подогревателях за счет теплоты сетевой воды.

В открытых системах сетевая вода непосредственно из тепловой сети поступает в установки горячего водоснабжения. В этой системе используется не только тепловая энергия теплоносителя, но и сам теплоноситель. Потери воды в закрытых системах составляют 0,5 – 2%, а в открытой – до 40% и более. Эти потери восполняются на ТЭС подпиточной водой.

Достоинства закрытых систем:

1)  стабильное качество горячей воды, поступающей в установки горячего водоснабжения, одинаковое с качеством водопроводной воды;

2)  гидравлическая изоляция воды, поступающей на горячее водоснабжение, от воды, циркулирующей в тепловой сети;

3) простота контроля герметичности системы по величине подпитки:

4) простота санитарного контроля местных установок горячего водоснабжения.

Недостатки закрытых систем:

1) усложнение схем абонентских вводов;

2) более дорогое оборудование абонентских вводов;

3) сложнее эксплуатация тепловых пунктов;

4)  коррозия местных установок горячего водоснабжения из-за поступления в них не   деаэрированной водопроводной воды;

5) выпадение накипи в подогревателях и трубопроводах установок горячего водоснабжения при использовании водопроводной воды с повышенной карбонатной жесткостью (более 5 мг-экв/кг);

 

 

 

Достоинства открытых систем:

1)  упрощение и удешевление абонентских вводов;

2)  повышение долговечности местных установок горячего водоснабжения, т.к. вода в тепловой сети деаэрированная;

3)  возможность применения однотрубной системы для транзитного транспорта теплоты;

4)  использование для горячего водоснабжения низкопотенциальной отработавшей теплоты электростанций и промышленных предприятий.

Недостатки открытых систем:

1) нестабильность воды, поступающей в водоразбор, по санитарным показателям. Повышенная цветность воды может иметь место, если системы отопления присоединены по зависимой схеме. Внутри отопительных систем /в радиаторах/ могут идти биологические процессы, что вызывает нарушение органолептических свойств воды. Чтобы избежать этого, на источнике необходимо проводить дополнительную обработку воды для локализации органических примесей или 100% отопительных установок должны быть присоединены по независимой схеме;

2) переменный гидравлический режим в тепловой сети, связанный с переменным расходом воды в подающей линии;

3) усложнение контроля герметичности системы, т.к. величина подпитки не характеризует плотность системы;

4) усложнение и удорожание станционной водоподготовки;

5)  усложнение и увеличение объема санитарного контроля системы теплоснабжения.

       По начальным затратам закрытые и открытые системы практически равноценны. По эксплуатационным показателям открытые -  дороже, поэтому целесообразно их применение при наличии мягкой исходной воды и при дальней транспортировке теплоты.

 

По числу трубопроводов: - одно; - двух; - многотрубные. Для открытой системы минимальное количество трубопроводов – один, а для закрытой – два. Двухтрубные системы могут быть открытыми и закрытыми. Трехтрубные системы применяются при подаче теплоты коммунальным потребителям и на технологические нужды: из них две трубы используются в качестве подающих для транспортирования теплоносителя с разными параметрами, а третья – в качестве общей обратной. Например: по первой подающей линии идет вода на отопление и вентиляцию, а по другой – на технологические нужды и горячее водоснабжение. Вода в первой подающей линии может иметь переменную температуру в зависимости от температуры наружного воздуха, а во второй – постоянную температуру. Такое распределение труб позволяет легче проводить центральное регулирование различных нагрузок. Четырехтрубные системы применяются для связи центральных тепловых пунктов (ЦТП) с подключенными к ним зданиями. Подающий и обратный трубопроводы систем отопления, а также подающий и циркуляционный трубопроводы систем горячего водоснабжения до каждого здания образуют четырехтрубную систему.

 

По способу обеспечения потребителей тепловой энергией:

- одноступенчатые;

- многоступенчатые.

В одноступенчатых системах потребителей присоединяют непосредственно к тепловым сетям. Узлы присоединения потребителя к тепловым сетям называются абонентскими вводами или тепловыми пунктами. Индивидуальные тепловые пункты (ИТП) служат для присоединения систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения и технологических теплоиспользующих установок одного здания или части его.

       В многоступенчатых системах между источником и потребителем размещают центральные тепловые пункты (ЦТП) или контрольно-распределительные пункты (КРП), в которых параметры теплоносителя могут изменяться. КРП оборудуются насосными или подогревательными установками, с помощью которых магистральные трубопроводы (первая ступень) частично или полностью гидравлически изолируются от распределительных сетей (вторая ступень).  Через ЦТП присоединяются два здания или более. ЦТП подключается к распределительным сетям. Мощность ЦТП не регламентируется. Из ЦТП или КРП теплоноситель подается в ИТП каждого здания. Гидравлическая изоляция тепловых сетей первой и второй ступени повышает надежность теплоснабжения и увеличивает дальность транспортировки. Многоступенчатые системы c КРП и ЦТП позволяют в десятки раз уменьшить число местных подогревателей горячего водоснабжения, насосов, регуляторов, устанавливаемых на тепловых пунктах при одноступенчатой схеме.