Современные системы теплоснабжения

Классификация систем теплоснабжения

Принципиальные схемы систем теплоснабжения по способу подключения к ним систем отопления

По месту выработки теплоты системы теплоснабжения делятся на:

  • централизованные (источник тепловой энергии работает на теплоснабжение группы зданий и связан тепловой сетью с приборами потребления тепла);
  • децентрализованные.

Децентрализованные системы теплоснабжения, в свою очередь, делятся на:

  • индивидуальные (теплоснабжение каждого помещения или группы помещений (квартиры) от отдельного источника теплоты);
  • местные (теплоснабжение каждого здания от отдельного источника теплоты).

По роду теплоносителя в системе:

  • водяные;
  • паровые.

По способу подключения системы отопления к системе теплоснабжения:

  • зависимые (теплоноситель, нагреваемый в теплогенераторе и транспортируемый по тепловым сетям, поступает непосредственно в теплопотребляющие приборы);
  • независимые (теплоноситель, циркулирующий по тепловым сетям, в теплообменнике нагревает теплоноситель, циркулирующий в системе отопления).

По способу присоединения системы горячего водоснабжения к системе теплоснабжения:

  • закрытая (вода на горячее водоснабжение забирается из водопровода и нагревается в теплообменнике сетевой водой);
  • открытая (вода на горячее водоснабжение забирается непосредственно из тепловой сети).

Проблемы в теплоснабжении

Одной из ключевых проблем теплоснабжения в Российской Федерации является снижение теплоотдачи отопительных приборов и теплообменных аппаратов из-за накопления окислов и солей металлов.

В результате:

1. Суммарные потери тепловой энергии в системе составляют до 30 %

  • Растут потери тепловой энергии и теплоносителя
  • Растут затраты электрической энергии на циркуляцию теплоносителя
  • Снижается КПД источника тепловой энергии из-за повышения температуры обратной воды

2. Сокращается нормативный срок эксплуатации внутридомовых тепловых сетей и оборудования с 30 до 10 лет

В масштабах страны это приводит к вынужденным расходам на внеплановые капитальные ремонты на сумму более 23 млрд руб. ежегодно. Основные требования к любой отопительной системе — надежность, долговечность, эффективность, экономичность. Новые, только смонтированные и испытанные системы централизованного и индивидуального отопления работают без сбоев в соответствии с проектной мощностью. По прошествии некоторого времени наблюдается недостаточная теплоотдача, увеличивается расход топлива и электроэнергии.

Практика показывает, что трубопроводы систем отопления в зданиях, где не проводятся профилактические работы более 10 лет, на 40-50 % забиты окислами и солями металлов. Накипь создает термическое сопротивление теплоносителю, что ведет к снижению теплоотдачи, а это, в свою очередь, приводит к ухудшению комфортных условий для проживания жильцов. Поскольку теплопроводность накипи в 40 раз ниже теплопроводности металла в системах отопления, отложения толщиной всего 1 мм снижают теплоотдачу на 15 %. Если процесс не остановить вовремя, произойдет выход из строя теплообменников, трубопроводов, отопительных приборов. Из всех существующих методов, связанных с профилактическими работами по поддержанию теплового оборудования в рабочем состоянии, в России традиционно, уже на протяжении десятилетий, применяются:

  • дисперсная промывка
  • механическая очистка
  • химическая промывка
  • гидравлическая промывка
  • гидропневматическая промывка

Данные методы имеют достаточно низкий КПД и значительные ограничения по применению. Главное ограничение по применению состоит в том, что методы можно использовать только в межсезонный период, когда теплоноситель не подается в теплоцентрали. В среднем по России этот период длится всего 3-5 месяцев. В северных территориях России осенне-зимний период заканчивается в конце июня и начинается в середине сентября. Помимо усовершенствования метода промывки внутридомовых тепловых сетей и теплообменного оборудования большое значение имеет реагент, которым промывается объект. В настоящее время шлак удаляется при помощи химической промывки с использованием кислотных и щелочных реагентов. Помимо экологической опасности данные реагенты негативно влияют на трубы, так как вступают в реакцию с металлом, что приводит к его разрушению.

Использование тепловых пунктов

Для удешевления закрытой системы теплоснабжения на несколько домов или микрорайон устанавливают центральный тепловой пункт (ЦТП). ЦТП представляет собой помещение с теплообменниками, насосами и автоматическими устройствами для регулировки подачи воды. К этому зданию подводятся трубопроводы водоснабжения и тепловые сети.

Использование ЦТП позволяет экономить расходы на строительство тепловых пунктов. Так как укрупнение теплообменной установки на несколько кварталов или микрорайон, уменьшает затраты на покупку и монтаж оборудования и автоматики, в сравнении с установкой теплового пункта в каждом доме.

Виды потребителей тепла

Потребителями тепла системы теплоснабжения являются:

  • теплоиспользующие санитарно-технические системы зданий (системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, горячего водоснабжения);
  • технологические установки.

По режиму потребления тепла в течение года различают две группы потребителей:

  • сезонные, нуждающиеся в тепле только в холодный период года (например, системы отопления);
  • круглогодичные, нуждающиеся в тепле весь год (системы горячего водоснабжения).

В зависимости от соотношения и режимов отдельных видов теплопотребления различают три характерные группы потребителей:

  • жилые здания (характерны сезонные расходы тепла на отопление и вентиляцию и круглогодичный — на горячее водоснабжение);
  • общественные здания (сезонные расходы тепла на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха);
  • промышленные здания и сооружения, в том числе сельскохозяйственные комплексы (все виды теплопотребления, количественное отношение между которыми определяется видом производства)

Классификация и конструктивные особенности

Классифицируют системы поставки тепла следующим образом:

  1. Децентрализованные. Доставка теплоносителя осуществляется от котельной или от внутридомового (квартирного) теплогенератора.
  2. Централизованные системы теплоснабжения. Различают их четыре разновидности:
    • Междугороднее.
    • Городское.
    • Районное (в рамках района одного населенного пункта).
    • Теплоснабжение группы сооружений.

Системы теплоснабжения городов различают по:

Типу произведенного теплоносителя, который, в свою очередь, классифицируют по тепловому потенциалу: до 150°С; от 150 до 400°С; от 400°С.
Важно! Коммунально-бытовая сфера использует низкопотенциальный теплоноситель, где температура в подающем трубопроводе не превышает 150°С. а давление 1,4 МПа

Высокопотенциальный — в паровых системах используется в схемах теплоснабжения предприятий.

Способу производства тепла.
Производство тепла происходит отдельно от выработки электроэнергии.

Одновременное получение тепловой и электроэнергии.
Важно! Второй способ центрального теплоснабжения значительно выигрывает по экономичности. Все дело в возможности одновременного получения электричества и тепла при сжигании низкосортных углеводородов, использовать которые в котельных невозможно или крайне затруднительно.

Способу подачи ГВС от источника к потребителю.
Открытый подразумевает водоразбор на ГВС непосредственно из источника тепла.
При закрытом способе теплоноситель используется исключительно для нагрева воды из системы водоснабжения в специальных устройствах – бойлерах.

Числу трубопровода. Наибольшее распространение в России получили двухтрубные системы.
По способу обеспечения потребителя теплом, системы теплоснабжения городов представляют собой:
Конструкции, где потребитель подсоединяется непосредственно к тепловым сетям. В точке соединения расположены тепловые пункты.
Системы, где между производителем тепла и потребителем находятся распределительные пункты. В них исходные характеристики нагретой воды могут меняться исходя из фактического расхода тепла.

Достоинства второго способа очевидны: при размещении распределительных пунктов удается снизить первоначальные затраты благодаря сокращению использованного оборудования.

Ссылка на основную публикацию