Sistemi za oskrbo s toploto - zaprti in odprti: prednosti in slabosti. Odprti in zaprti ogrevalni sistem - prednosti in slabosti v primerjavi

Razvrstitev in možnosti razvoja sistemov za oskrbo s toploto

Intenziviranje rabe energetskih virov v naši državi spremlja povečanje porabe toplote v industrijskih podjetjih v različnih sektorjih nacionalnega gospodarstva, ki trenutno predstavlja približno 56% celotne bilance države. Oskrba s toploto ima v nekaterih primerih skupne stroške, ki presegajo 50 % celotnih proizvodnih stroškov. Pogosto jih ne določajo toliko stroški porabljenih energetskih virov, temveč ustrezni sistemi za oskrbo s toploto.

Sistemi za oskrbo s toploto so oblikovani ob upoštevanju vrste in parametrov toplotnega nosilca, največje urne porabe toplote, sprememb porabe toplote skozi čas (čez dan, leto) in tudi ob upoštevanju načina uporabe toplotnega nosilca. potrošniki.

V sistemih za oskrbo s toploto se uporabljajo naslednji viri toplote: SPTE, KES, okrajne kotlovnice (centralizirani sistemi); skupinske (za skupino podjetij, stanovanjskih območij) in individualne kotlovnice; NPP, ATES, SPP, pa tudi geotermalni viri pare in vode; sekundarni viri energije (zlasti v metalurških, steklarskih, cementnih in drugih podjetjih, kjer prevladujejo visokotemperaturni procesi).

Oskrba s toploto je značilnost domače oskrbe s toploto. Oskrba s toploto iz vseh SPTE v naši državi zagotavlja približno 40 % toplotne energije, porabljene v industriji in javnih službah. Na novih domačih SPTE se vgrajujejo kogeneracijske turbinske enote z močjo enote do 250 MW, ustvarjajo se predpogoji za razvoj toplotnih omrežij, v katerih se bo kot toplotni nosilec uporabljala pregreta voda s temperaturo 440 - 470 K. ATES prispeva tudi k nadaljnjemu razvoju daljinskega ogrevanja (predvsem v evropskem delu države) s sočasno rešitvijo okoljska vprašanja. Izgradnja SPTE je ekonomsko izvedljiva, če toplotna obremenitev presega 6.000 GJ/h. Pod temi pogoji se lahko uporabljajo serijski reaktorji. Za manjše kapacitete je priporočljiva uporaba jedrskih kotlov za ogrevanje.

Glede na vrsto toplotnega nosilca se sistemi za oskrbo s toploto delijo na vodne sisteme (predvsem za oskrbo s toploto sezonskim odjemalcem toplote in vroča voda) in paro (predvsem za oskrbo s procesno toploto, kadar je potreben visokotemperaturni toplotni nosilec).

Določitev vrste, parametrov in potrebne količine toplotnega nosilca, ki se dovaja odjemalcem toplote, je praviloma večvariantna naloga, ki se rešuje v okviru optimizacije strukture in parametrov. splošna shema podjetja, ob upoštevanju splošnih tehničnih in ekonomskih kazalnikov (običajno navedenih stroškov), pa tudi sanitarnih in požarnih standardov.

Praksa oskrbe s toploto je pokazala številne prednosti vode kot toplotni nosilec v primerjavi s paro: temperatura vode v sistemih za oskrbo s toploto se zelo razlikuje (300 - 470 K), toplota se bolj polno uporablja v SPTE, ni izgub kondenzata, manj toplote se izgubi v omrežjih, toplotni nosilec ima zmogljivost za shranjevanje toplote.

Hkrati imajo sistemi za ogrevanje vode naslednje omejitve : za črpanje vode je potrebna velika poraba električne energije; med nesrečo obstaja možnost puščanja vode iz sistema; visoka gostota hladilne tekočine in toga hidravlična povezava med odseki sistema povzročata možnost mehanskih poškodb sistema v primeru preseganja dovoljenega tlaka; temperatura vode je lahko nižja od nastavitve postopka.

Para ima stalen tlak 0,2 - 4 MPa in ustrezno (za nasičeno paro) temperaturo ter veliko (večkrat) specifično entalpijo v primerjavi z vodo. Pri izbiri pare ali vode kot toplotnega nosilca se upošteva naslednje. Pri transportu pare so velike izgube tlaka in toplote, zato so parni sistemi uporabni v polmeru 6-15 km, sistemi za ogrevanje vode pa imajo doseg 30-60 km. Delovanje podaljšanih cevovodov za paro je zelo težko (potreba po zbiranju in črpanju kondenzata itd.). Poleg tega imajo parni sistemi višje stroške na enoto za gradnjo parnih cevovodov, parnih kotlov, komunikacij in obratovalnih stroškov v primerjavi s sistemi za ogrevanje vode.

Področje uporabe kot hladilno sredstvo za vroč zrak (ali njegova mešanica s produkti zgorevanja goriva) je omejeno na nekatere tehnološke inštalacije, na primer sušilnike, pa tudi prezračevalne in klimatske sisteme. Razdalja, na kateri je priporočljivo prevažati vroč zrak kot toplotni nosilec, ne presega 70-80 m. Za poenostavitev in zmanjšanje stroškov cevovodov v sistemih za oskrbo s toploto je priporočljivo uporabiti eno vrsto toplotnega nosilca.

Vrste ogrevalnih sistemov

AT nacionalno gospodarstvo države uporabljajo veliko število različnih vrst ogrevalnih sistemov.

Glede na način oskrbe s hladilno tekočino so sistemi za oskrbo s toploto razdeljeni na zaprto , pri katerem se hladilna tekočina ne porablja in ne jemlje iz omrežja, ampak se uporablja samo za prenos toplote, in odprto , pri katerem porabniki v celoti ali delno odvzamejo hladilno tekočino iz omrežja. Za zaprte vodne sisteme je značilna stabilnost kakovosti toplotnega nosilca, ki se dobavlja potrošniku (kakovost vode kot toplotnega nosilca v teh sistemih ustreza kakovosti voda iz pipe); preprostost sanitarni nadzor inštalacije oskrbe s toplo vodo in nadzor tesnosti sistema. Za pomanjkljivosti takšni sistemi vključujejo kompleksnost opreme in delovanja vhodov za potrošnike; korozija cevi zaradi vdora nedeaerirane vode iz pipe, možnost nastanka vodnega kamna v ceveh.

AT odprto sistemi za ogrevanje vode lahko uporabljajo enocevne sheme z nizko kakovostnimi toplotnimi viri; imajo večjo vzdržljivost vložkov opreme do potrošnikov. Za pomanjkljivosti odprti vodni sistemi bi morali vključevati potrebo po povečanju zmogljivosti čistilnih naprav, izračunanih za kompenzacijo pretoka vode, odvzete iz sistema; nestabilnost sanitarni kazalniki vode, ki otežuje sanitarni nadzor in nadzor tesnosti sistema.

Glede na število cevovodov (toplovodov), ki prenašajo hladilno tekočino v eno smer, se razlikujejo enocevni in večcevni sistemi za oskrbo s toploto. Zlasti sisteme za ogrevanje vode delimo na eno-, dvo-, tri- in večcevne sisteme, glede na minimalno število cevi pa lahko obstajata odprti enocevni in zaprti dvocevni sistem.

riž. 1. Sheme sistema za oskrbo s toploto:

a - enostopenjski; b - dvostopenjski; 1 - ogrevalno omrežje; 2 - omrežna črpalka; 3 - grelnik za ogrevanje; 4 - vršni kotel; 5 - lokalna ogrevalna točka; 6 - centralno ogrevanje

Glede na število vzporednih cevovodov za paro so parni sistemi enocevni in dvocevni. V prvem primeru se para pod enakim tlakom dovaja do porabnikov po skupnem parovodu, ki omogoča oskrbo s toploto, če toplotna obremenitev ostane konstanten skozi vse leto in prekinitve oskrbe s paro so sprejemljive. Pri dvocevnih sistemih je potrebno naročnike nemoteno oskrbovati s paro različnih tlakov pod spremenljivimi toplotnimi obremenitvami.

Glede na način zagotavljanja toplotne energije so sistemi lahko enostopenjski in večstopenjski (slika 1).

Pri enostopenjskih shemah so odjemalci toplote priključeni neposredno na toplotna omrežja / z uporabo lokalnih ali individualnih toplotnih točk 5. V večstopenjskih shemah je centralnih 6 toplotnih (ali regulacijskih in distribucijskih) točk nameščenih med viri toplote in porabniki. Te točke so zasnovane tako, da upoštevajo in uravnavajo porabo toplote, njeno porazdelitev lokalne sisteme porabniki in priprava hladilne tekočine z zahtevanimi parametri. Opremljeni so z grelniki, črpalkami, armaturami, instrumenti. Poleg tega se na takšnih mestih včasih očisti in črpa kondenz.

Prednost imajo sheme s centralnimi grelnimi točkami / strežnimi skupinami stavb 5 (slika 2). Pri večstopenjskih sistemih za oskrbo s toploto se stroški njihove izgradnje, delovanja in vzdrževanja znatno zmanjšajo zaradi zmanjšanja (v primerjavi z enostopenjskimi sistemi) števila lokalnih grelnikov, črpalk, temperaturnih regulatorjev itd.

Sistemi oskrbe s toploto igrajo pomembno vlogo pri normalnem delovanju industrijskih podjetij. Imajo številne posebne lastnosti.

Dvocevni zaprti vodni sistemi za oskrbo s toplo vodo z grelnikom vode (slika 3, a) so zelo razširjeni pri oskrbi s toploto homogenih porabnikov (ogrevanje, prezračevalni sistemi, ki delujejo v enakih načinih itd.). Voda se pošilja porabnikom toplote skozi dovodni cevovod 2, segreje vodo iz pipe v toplotnem izmenjevalniku 5 in po hlajenju skozi povratni cevovod 1 vstopi v SPTE ali kotlovnico. Ogrevana voda iz pipe se dovaja potrošnikom skozi pipe 4 in v akumulator 3 ogrevane vode, ki je zasnovan za izravnavo nihanj v pretoku vode. V odprtih sistemih za oskrbo s toploto (slika 3, b) se za oskrbo s toplo vodo neposredno uporablja voda, popolnoma izčrpana (odzračena, zmehčana) v SPTE, zato postanejo sistemi za obdelavo in nadzor vode bolj zapleteni, njihovi stroški se povečajo. Voda v dvocevnem sistemu za oskrbo s toplo vodo s cirkulacijskim vodom (iz SPTE ali kotlovnice) se dovaja skozi toplotno cev 2, povratna voda pa se napaja skozi toplotno cev 1. Voda vstopa v mešalnik 6 skozi cev in iz do akumulatorja 3 in skozi pipe 4 do ogrevanja porabnikov. Za izključitev možnosti vdora vode iz dovodnega cevovoda 2 neposredno v povratni toplovod 1 skozi cev 8, a povratni ventil 7.

riž. 2. Shema sistema za oskrbo s toploto s centralno kurilno točko:

1 - centralno ogrevanje; 2 - fiksna podpora; 3 - ogrevalno omrežje; 4 - kompenzator v obliki črke U; 5 - stavba

V shemi oskrbe s toploto s paro s povratkom kondenzata (slika 4) se para iz SPTE ali kotlovnice dovaja skozi parovod 2 do porabnikov za ogrevanje 3 in kondenzira. Kondenzat preko posebne naprave-lopov kondenzata 4 (omogoča prehod le kondenzata) vstopi v rezervoar 5, iz katerega se po cevi 1 s kondenzatno črpalko 6 vrne v vir toplote. Če je tlak v parovodu nižji od zahtevanega s strani tehnoloških potrošnikov, potem se v nekaterih primerih izkaže, da je učinkovita aplikacija kompresor 7.

Kondenzata se ne sme vrniti v vir toplote, ampak ga porabi potrošnik. Shema toplotnega omrežja je v takih primerih poenostavljena, vendar je v SPTE ali v kotlovnici pomanjkanje kondenzata, kar zahteva dodatne stroške za odpravo.

riž. 3. Dvocevni vodni sistem oskrba s toplo vodo:

a - zaprto z grelnikom vode; b - odprto

riž. Slika 4. Parna shema oskrbe s toploto. 5. Shema oskrbe s toploto z ejektorjem

Sistem za oskrbo s toplo vodo ima lahko curek grelnik (slika 5). Voda iz pipe se preko linije 2 dovaja do grelnika 3 in nato do ekspanzijske posode-akumulatorja 4. Para vstopa v isti rezervoar iz parovoda 1 skozi ventil 6, ki zagotavlja dodatno ogrevanje vode med mehurčenjem pare. Iz rezervoarja 4 se voda usmeri v porabnike toplote 5. Toplotne sheme sistemi za oskrbo s toploto so razviti ob upoštevanju zahtev proizvodne tehnologije, ob upoštevanju čim polni uporabe toplote in zagotavljanja varstva okolja.

V odprtih sistemih za oskrbo s toploto voda, pripravljena v kotlovnici, ne služi le kot toplotni nosilec, ampak gre tudi za potrebe oskrbe s toplo vodo, to je, voda se odvzema neposredno iz cevovodov ogrevalnega omrežja brez vmesnih grelnikov. Količina dopolnilne vode je v tem primeru določena z izgubo vode v omrežjih, v kotlovnici (2 - 2,5 % porabe omrežne vode) in porabo vode za potrebe oskrbe s toplo vodo. Za izravnavo dnevnega razporeda obremenitve za oskrbo s toplo vodo je predvidena namestitev zalogovnikov, katerih prostornina je 9-krat večja od povprečne urne dnevne porabe vode za oskrbo s toplo vodo.

Glavni toplotni diagram ogrevalne kotlovnice z odprtim dvocevnim sistemom za oskrbo s toploto je prikazan na sl. 7.9. Toplotni in hidrodinamični načini kotlovnic za ogrevanje vode, priprava vode za pripravo hladne vode, recirkulacijske enote (linija SD) in mešalni most AB, ustvarjanje vakuuma v vakuumskem odzračevalniku HP je podobno kot prej. Toplota odstranjena s paro D vprašanje uporablja se za ogrevanje zmehčane vode v parnem hladilniku T3.

Iz vakuumskega deaeratorja dovod vode gravitacijsko vstopa v rezervoar odzračene vode BD, od koder se s prenosno črpalko PN napaja v zalogovnik BA. Običajno sta nameščena vsaj dva kovinska rezervoarja, katerih notranja površina je zaščitena s protikorozijsko prevleko, zunanja pa s toplotno izolacijo. Iz zalogovnika BA se voda odvzema s črpalko za polnjenje PPN in jo dovaja ogrevalno omrežje.

Delovanje ogrevalnega omrežja v zimskem načinu ogrevanja. Voda iz povratnega cevovoda s tlakom 0,2 - 0,4 MPa se dovaja v sesalni razdelilnik omrežnih črpalk SN. Tam se voda dovaja tudi iz dolivalnih črpalk po liniji KN(vrstice KL in EF blokiran z ventili), pa tudi ohlajeno vodo iz izmenjevalnikov toplote zmehčane vode T2 in surove vode T1 (slika 7.9)

riž. 7.9. diagram vezja ogrevanje kotlovnice z odprto dvocevno
sistem ogrevanja

Povratno omrežno vodo črpajo omrežne črpalke CH v toplovodni kotlovski agregat KA, kjer se segreje na temperaturo 150 °C, na izstopu iz kotla pa se razdeli na tri tokove: v ogrevalno omrežje , za recikliranje in za lastne potrebe kotlovnice, ki vključujejo porabo vode:

za naftno industrijo,

za ogrevanje vode do 70 °C v vakuumskem deaeratorju,

na toplotnem izmenjevalniku T2 za ogrevanje do 65 °C zmehčane vode,

na toplotnem izmenjevalniku T1 za ogrevanje do 30 °C izvorne vode .

Ohlajena voda iz toplotnih izmenjevalnikov T1 in T2 vstopa v sesalni kolektor omrežnih črpalk SN Pretok vode skozi toplovodne kotlovske enote je določen za maksimalni zimski režim in se glede na obratovalne pogoje vzame konstanten pri različnih načinih.

Temperatura vode, ki vstopa v ogrevalni in prezračevalni sistem potrošnika, ~ 95 °C, nastavljiv z vozlišče dvigala E z mešanjem neposredne omrežne vode z povratkom iz ogrevalnega sistema.

Povprečna urna poraba tople vode, dobavljene odjemalcu na dan, je izračunana vrednost, konstantna in neodvisna od letnega časa. V maksimalnem zimskem načinu porabnik sanitarne vode neposredno do vodnih pip prejme povratno omrežno vodo iz ogrevalnega in prezračevalnega sistema. Pri drugih načinih delovanja med ogrevalnim obdobjem temperatura povratne omrežne vode pade pod temperature, normalizirane za oskrbo s toplo vodo, zato v enoti za pripravo tople vode S v povratno omrežno vodo preko temperaturnega regulatorja RTG, mešano zahtevani znesek neposredno omrežno vodo.

Del vode (5 - 10 % porabe potrošnika) prehaja skozi ogrevane brisače, se ohladi na temperaturo 40 - 45 °C in skozi cirkulacijski vod obtočna črpalka CH se vrne v povratni cevovod ogrevalnega sistema.

Pri delu v ogrevalnem obdobju je treba upoštevati, da se zaradi velike porabe vode skozi napravo za obdelavo vode, dopolnilna voda, dovedena v povratni cevovod, in porabljena ogrevalna voda (enote M in N) se pomešajo s povratno omrežno vodo in bistveno spremenijo temperaturo dovoda. Po izračunu končne temperature pretoka se določijo stopnje pretoka hladilne tekočine vzdolž recirkulacijskega voda in skozi mešalni most.

Na zadnji stopnji se pravilnost izračuna obratovalnih načinov toplotne sheme nadzoruje s preverjanjem skladnosti vrednosti porabe toplote, sprejetih in dobljenih kot rezultat izračuna za lastne potrebe in skupne toplotne moči ogrevalnega sistema. kotlovnica. Če odstopanje presega 2 %, se izračun ponovi.

Delovanje toplotnega kroga v poletnem načinu. Prisotnost v rezervoarjih dopolnilne vode v količini in temperaturi, ki ustrezata namenom oskrbe s toplo vodo, omogoča poleti, če ni ogrevalne in prezračevalne obremenitve, dovajanje te vode neposredno v ogrevalno omrežje. . Po povratnem cevovodu se v kotlovnico vrača samo krožna voda iz lokalnih sistemov za oskrbo s toplo vodo, ki se pošilja skozi enoto E do akumulatorskih rezervoarjev BA ob progi EF

Tako v poletno obdobje toplovodni kotel je odklopljen od ogrevalnega omrežja na lokaciji NE povratni cevovod in na lokaciji BL dovodni cevovod. Voda za oskrbo s toplo vodo se bo dovajala v dovodni cevovod ogrevalnega sistema neposredno iz BA akumulatorskih rezervoarjev po cevovodu KLčrpalka za ličila, ki se v tem primeru imenuje "poletna" (linija KN hkrati zaprta z ventilom).

Kotlovska enota se poleti vklopi samo za obremenitev q sn, in pretok vode skozi kotlovsko enoto je vsota pretokov ogrevalne vode , vstop v toplotne izmenjevalnike T1, T2 in HP vakuumski odzračevalnik. Zato se z nizkim deležem obremenitve oskrbe s toplo vodo kotlovnice (0,25 - 0,3) poleti število kotlovskih enot zmanjša na eno.

Tema 6 Sistemi oskrbe s toploto

Razvrstitev sistemov za oskrbo s toploto.

Toplotne sheme toplotnih virov.

Vodni sistemi.

Parni sistemi.

Zračni sistemi.

Izbira toplotnega nosilca in sistema za oskrbo s toploto.

Klasifikacija sistemov za oskrbo s toploto (ST)

Sistem oskrbe s toploto (ST) je sklop toplotnih virov, naprav za prenos toplote (toplotna omrežja) in porabnikov toplote.

Sistem za oskrbo s toploto (ST) je sestavljen iz naslednjih funkcionalnih delov:

Vir proizvodnje toplotne energije (kotlovnica, SPTE);

Prenos naprav toplotne energije v prostore (toplotna omrežja);

Naprave, ki porabijo toploto, ki prenašajo toplotno energijo do porabnika (ogrevalni radiatorji, grelniki).

Sistemi za oskrbo s toploto (ST) so razdeljeni na:

1. Na mestu proizvodnje toplote na:

centralizirano in decentralizirano.

V decentraliziranih sistemih Vir toplote in ponori porabnikov so združeni v eni enoti ali pa so blizu drug drugemu, zato niso potrebne posebne naprave za prenos toplote (ogrevalno omrežje).

V centraliziranem sistemu Vir in porabniki oskrbe s toploto so bistveno odmaknjeni drug od drugega, zato se toplota prenaša po ogrevalnih omrežjih.

Sistemi decentralizirano oskrbe s toploto delimo na individualno in lokalno .

ATposameznika sistemov, oskrba s toploto vsakega prostora je zagotovljena iz ločenega lastnega vira (peč ali ogrevanje stanovanja).

ATlokalni sistemi, ogrevanje vseh prostorov stavbe je zagotovljeno iz ločenega skupnega vira (hišni kotel).

centralizirano Oskrbo s toploto lahko razdelimo na:

- za skupino - oskrba s toploto iz enega vira skupine stavb;

- regionalni - oskrba s toploto iz enega vira okrožja mesta;

- mestno - oskrba s toploto iz enega vira v več četrti mesta ali celo mesto kot celoto;

- medkrajevni - oskrba s toploto iz enega vira več mest.

2. glede na vrsto transportirane hladilne tekočine :

para, voda, plin, zrak;

3. Glede na število cevovodov za prenos hladilne tekočine na:

- eno-, dvo- in večcevni;

4. glede na način priključitve sistemov za oskrbo s toplo vodo na ogrevalna omrežja:

-zaprto(voda za oskrbo s toplo vodo se vzame iz vodovoda in segreje v toplotnem izmenjevalniku z omrežno vodo);

- odprto(voda za oskrbo s toplo vodo se vzame neposredno iz ogrevalnega omrežja).

5. po vrsti porabnika toplote za:

- komunalno - gospodinjske in tehnološke.

6. po shemah za priključitev ogrevalnih inštalacij na:

-odvisen(hladilna tekočina, segreta v generatorju toplote in transportirana po ogrevalnih omrežjih, vstopi neposredno v naprave, ki porabljajo toploto);

- neodvisen(hladilna tekočina, ki kroži skozi ogrevalna omrežja v toplotnem izmenjevalniku, segreva hladilno tekočino, ki kroži v ogrevalnem sistemu.

Slika 6.1 - Sheme sistemov za oskrbo s toploto

Pri izbiri vrste hladilne tekočine je treba upoštevati njene sanitarno-higienske, tehnične, ekonomske in obratovalne kazalnike.

plininastanejo med zgorevanjem goriva, imajo visoko temperaturo in entalpijo, vendar transport plinov otežuje ogrevalni sistem in vodi do znatnih toplotnih izgub. S sanitarno-higienskega vidika je pri uporabi plinov to težko zagotoviti dovoljene temperature grelni elementi. Ker pa se v določenem razmerju mešajo s hladnim zrakom, se lahko plini v obliki zdaj plinsko-zračne mešanice uporabljajo v različnih tehnoloških napravah.

Zrak- lahko premična hladilna tekočina, ki se uporablja v sistemih zračnega ogrevanja, vam omogoča preprosto uravnavanje konstantne temperature v prostoru. Vendar pa zaradi nizka toplotna zmogljivost(približno 4-krat manjša od vode), mora biti masa zraka, ki ogreva prostor, pomembna, kar vodi do znatnega povečanja dimenzij kanalov (cevovodov, kanalov) za njegovo gibanje, povečanja hidravličnega upora in porabe energije za prevoz. Zato ogrevanje zraka industrijska podjetja izvedemo bodisi v kombinaciji s prezračevalnimi sistemi bodisi z namestitvijo posebnih ogrevalnih inštalacij v trgovinah ( zračne zavese itd.).

Steampri kondenzaciji v kurilnih napravah (cevi, registri, plošče itd.) oddaja znatno količino toplote zaradi Specifična toplota transformacije. Zato se masa pare pri določeni toplotni obremenitvi zmanjša v primerjavi z drugimi hladilnimi sredstvi. Vendar pa bo pri uporabi pare temperatura zunanje površine grelnih naprav višja od 100 ° C, kar vodi do sublimacije prahu, ki se usede na teh površinah, do sproščanja v prostorih. škodljive snovi in videz neprijetne vonjave. Poleg tega so parni sistemi vir hrupa; premeri parnih cevovodov so zaradi velike specifične prostornine pare precej pomembni.

Vodaima visoko toplotno zmogljivost in gostoto, kar vam omogoča prenos velike količine toplote na dolge razdalje z majhnimi toplotnimi izgubami in majhnimi premeri cevovoda. Temperatura površine naprav za ogrevanje vode ustreza sanitarnim in higienskim zahtevam. Vendar je gibanje vode povezano z visokimi stroški energije.

Sistem ogrevanja

vprašanja

1. Koncept sistema za oskrbo s toploto in njegova klasifikacija.

2. Centralizirani sistemi ogrevanje in njihovi elementi.

3. Sheme toplotnih omrežij.

4. Polaganje toplotnih omrežij.

1. Integrirana inženirska oprema za podeželska naselja./A.B. Keatov, P.B. Meizels, I.Yu. Rubčak. – M.: Stroyizdat, 1982. – 264 str.

2. Kocheva M.A. Inženirska oprema in urejanje pozidanih površin: Vadnica. - Nižni Novgorod: Nižni Novgorod. država arhitekt.-gradi. un.-t., 2003.–121 str.

3. Inženirska omrežja in oprema ozemelj, zgradb in gradbišč / I.A. Nikolaevskaya, L.P. Gorlopanova, N.Yu. Morozov; Spodaj. ur. I.A. Nikolajevska. - M: Ed. center "Akademija", 2004. - 224 str.

Koncept sistema za oskrbo s toploto in njegova klasifikacija

Sistem ogrevanja- agregat tehnične naprave, enote in podsistemi, ki zagotavljajo: 1) pripravo toplotnega nosilca, 2) njegov transport, 3) distribucijo v skladu s povpraševanjem po toploti posameznih odjemalcev.

Sodobni sistemi oskrba s toploto mora izpolnjevati naslednje osnovne zahteve:

1. Zanesljiva trdnost in tesnost cevovodov in nameščenih
armature na njih pri temperaturah hladilne tekočine, pričakovane pod delovnimi tlaki.

2. Visoka in stabilna toplotna in električna upornost, odpornost, pa tudi nizka prepustnost zraka in vpijanja vode izolacijske strukture.

3. Možnost izdelave v tovarni vseh glavnih "
elementi toplovoda, povečani do meja, ki jih določa vrsta in
vozila za dvigovanje kosti. Montaža toplotnih cevovodov na progi!
končni predmeti.

4. Možnost mehanizacije vseh delovno intenzivnih procesov gradnje in montaže.

5. Vzdrževljivost, torej sposobnost hitrega iskanja vzrokov
pojav okvar ali poškodb ter odpravljanje okvar in njihovih posledic z izvedbo popravil v določenem času.

Glede na zmogljivost sistemov in število porabnikov, ki od njih prejemajo toplotno energijo, so sistemi za oskrbo s toploto razdeljeni na centralizirane in decentralizirane.

Toplotna energija v obliki tople vode ali pare se od vira toplote (termoelektrarne (SPTE) ali velike kotlovnice) prenaša do odjemalcev po posebnih cevovodih – ogrevalnih omrežjih.

Sistemi za oskrbo s toploto so sestavljeni iz treh glavnih elementov: generator, v kateri se proizvaja termalna energija; toplotni cevovodi, skozi katero se toplota dovaja ogrevalnim napravam; grelne naprave, služi za prenos toplote iz hladilne tekočine v zrak ogrevanega prostora ali zrak v prezračevalnih sistemih ali vodo iz pipe v sistemih za oskrbo s toplo vodo.

V majhnih naseljih se uporabljata predvsem dva sistema za oskrbo s toploto: lokalni in centralizirani. Centralni sistemi niso značilni za zgradbe, ki niso višje od treh nadstropij.

lokalne sisteme- pri katerem se vsi trije glavni elementi nahajajo v istem prostoru ali v sosednjih prostorih. Obseg takšnih sistemov je omejen na nekaj prostorov majhne velikosti.

Centralizirani sistemi za katere je značilno, da se generator toplote odstrani iz ogrevanih zgradb ali porabnikov tople vode v posebno stavbo. Tak vir toplote je lahko kotlovnica za skupino objektov, vaška kotlovnica ali termoelektrarna (SPTE).

Lokalni sistemi ogrevanja vključujejo: peč na trda goriva, štedilnik in plinski grelnik, talne ali stanovanjske vodovodne in električne.

Ogrevanje peči na trdo gorivo. Peči za ogrevanje so urejene v naseljih z nizko toplotno gostoto. Zaradi sanitarno-higienskih in protipožarnih razlogov jih je dovoljeno urediti le v eno- in dvonadstropnih stavbah.

Zasnove notranjih pečic so zelo raznolike. Morda so različne oblike v tlorisu, z različnimi zaključki zunanje površine in z različnimi shemami kroženja dima v notranjosti peči, skozi katere se premikajo plini. Glede na smer gibanja plinov znotraj peči ločimo večobratne kanalske in brezkanalne peči. Prvič, gibanje plinov znotraj peči poteka skozi kanale, ki so povezani zaporedno ali vzporedno, in drugič, gibanje plinov poteka prosto znotraj votline peči.

stavbe majhnega obsega ali v manjših pomožnih zgradbah na industrijskih lokacijah, oddaljenih od glavnih proizvodnih zgradb. Primeri tovrstnih sistemov so peči, plinski oz električno ogrevanje. V teh primerih sta proizvodnja toplote in njen prenos v zrak v zaprtih prostorih združena v eni napravi in ​​se nahajata v ogrevanih prostorih.

centralni sistem Oskrba s toploto je sistem za oskrbo ene stavbe s toploto poljubne prostornine iz enega vira toplote. Praviloma se takšni sistemi imenujejo ogrevalni sistemi stavb, ki prejemajo toploto iz kotla, nameščenega v kleti stavbe, ali samostojne kotlovnice. Ta kotel lahko oskrbuje s toploto prezračevalni sistem in sistem tople vode v tej stavbi.

centralizirano Sistemi za oskrbo s toploto se imenujejo, ko en vir toplote (SPTE ali daljinske kotlovnice) oskrbuje več zgradb s toploto. Po vrsti - vir toplote sistema daljinsko ogrevanje razdelimo na daljinsko ogrevanje in daljinsko ogrevanje. Pri daljinskem ogrevanju je vir toplote daljinska kotlovnica, pri daljinskem ogrevanju pa SPTE (kombinirana elektrarna).

Toplotni nosilec se pripravi v okrajni kotlovnici (ali HEC). Pripravljena hladilna tekočina vstopi v ogrevalne in prezračevalne sisteme industrijskih, javnih in stanovanjskih zgradb po cevovodih. V ogrevalnih napravah, ki se nahajajo v zgradbah, hladilna tekočina oddaja del toplote, ki se nabira v njej, in se po posebnih cevovodih odvaja do vira toplote. Daljinsko ogrevanje se od daljinskega ogrevanja razlikuje ne le po vrsti toplotnega vira, temveč tudi po naravi proizvodnje toplote.

Daljinsko ogrevanje lahko označimo kot daljinsko ogrevanje na podlagi kombinirana proizvodnja toplotno in električna energija. Poleg vira toplote so vsi ostali elementi v sistemih daljinskega ogrevanja in daljinskega ogrevanja enaki.

Glede na vrsto toplotnega nosilca so sistemi za oskrbo s toploto razdeljeni v dve skupini - sistemi za oskrbo z vodo in paro.

hladilno sredstvo je medij, ki prenaša toploto od vira toplote do toplotnih naprav sistemov za ogrevanje, prezračevanje in toplo vodo. V sistemih za oskrbo s toploto, ki se pri nas uporabljajo za mesta in stanovanjska območja, se voda uporablja kot toplotni nosilec. Na industrijskih lokacijah, v industrijskih območjih se voda in para uporabljata za ogrevalne sisteme. Para se uporablja predvsem za energetske in tehnološke potrebe.

V zadnjem času so industrijska podjetja začela uporabljati eno samo hladilno sredstvo - vodo, segreto na različne temperature, ki se uporablja tudi v tehnoloških procesih. Uporaba enega samega toplotnega nosilca poenostavlja shemo oskrbe s toploto, vodi k zmanjšanju kapitalskih stroškov in prispeva k kakovostnemu in poceni delovanju.

Za toplotne nosilce, ki se uporabljajo v sistemih daljinskega ogrevanja, veljajo sanitarne, tehnične, ekonomske in obratovalne zahteve. Glavna sanitarna in higienska zahteva je, da nobena hladilna tekočina ne sme poslabšati mikroklimatskih razmer za ljudi v zaprtih prostorih in za opremo v industrijskih zgradbah. Hladilna tekočina ne sme imeti visoke temperature, saj lahko to povzroči visoko temperaturo površin grelnih naprav in povzroči razgradnjo prahu organskega izvora ter neprijetno vpliva na Človeško telo. Najvišja temperatura na površini ogrevalnih naprav ne sme biti višja od 95-105 ° C v stanovanjskih in javnih zgradbah; v industrijskih stavbah je dovoljena temperatura do 150 °C.

Tehnične in ekonomske zahteve za hladilno tekočino so zmanjšane na dejstvo, da so pri uporabi ene ali druge hladilne tekočine stroški ogrevalnih omrežij, po katerih se hladilna tekočina prevaža, najmanjši, pa tudi teža grelnih naprav je majhna in zagotovljena je najmanjša poraba goriva za ogrevanje prostorov.

Obratovalne zahteve so, da ima hladilno sredstvo lastnosti, ki omogočajo centralno (z enega mesta, na primer kotlovnice) prilagajanje toplotne moči sistemov porabe toplote. Potrebo po spremembi porabe toplote v sistemih ogrevanja in prezračevanja povzročajo spremenljive zunanje temperature. Indikator delovanja hladilne tekočine se šteje tudi za življenjsko dobo ogrevalnih in prezračevalnih sistemov pri uporabi ene ali druge hladilne tekočine.

Če primerjamo vodo in paro glede na navedene glavne kazalce, lahko opazimo naslednje prednosti.

Prednosti vode: primerjalno nizka temperatura voda in površine ogrevalnih naprav; možnost transporta vode na dolge razdalje brez bistvenega zmanjšanja njenega toplotnega potenciala; možnost centralne regulacije toplotne moči sistemov porabe toplote; enostavnost priključitve vodnih sistemov za ogrevanje, prezračevanje in oskrbo s toplo vodo v ogrevalna omrežja; ohranjanje kondenzata ogrevalne pare v termoelektrarnah ali v daljinskih kotlovnicah; dolgoročno storitve ogrevalnih in prezračevalnih sistemov.

Prednosti pare: možnost uporabe pare ne samo za porabnike toplote, temveč tudi za energetske in tehnološke potrebe; hitro ogrevanje in hitro hlajenje sistemov parnega ogrevanja, kar je dragoceno za prostor z občasnim ogrevanjem; paro nizek pritisk(običajno se uporablja v sistemih ogrevanja stavb) ima nizko prostorninsko maso (približno 1650-krat manjšo od prostorninske mase vode); ta okoliščina v sistemih parnega ogrevanja omogoča ignoriranje hidrostatičnega tlaka in uporabo pare kot toplotnega nosilca v večnadstropnih stavbah; parni ogrevalni sistemi se iz istih razlogov lahko uporabljajo na najbolj neugodnem terenu območja oskrbe s toploto; nižji začetni stroški parnih sistemov zaradi manjše površine grelnikov in manjših premerov cevovoda; enostavnost začetne nastavitve zaradi samorazporeditve pare; brez porabe energije za transport pare.

Slabosti pare poleg naštetih prednosti vode vključujejo še: povečane toplotne izgube po parovodih zaradi višje temperature pare; Življenjska doba sistemov parnega ogrevanja je zaradi intenzivnejše korozije veliko krajša kot pri sistemih za ogrevanje vode. notranja površina cevovodi za kondenzat.

Kljub nekaterim prednostim pare kot toplotnega nosilca se uporablja za ogrevalne sisteme veliko manj pogosto kot za vodo, nato pa le za tiste prostore, v katerih ljudje dlje časa niso prisotni. Gradbeni predpisi in predpisi dovoljujejo uporabo parnega ogrevanja v poslovnih prostorih, kopalnicah, pralnicah, kinematografih, zaprtih prostorih. industrijske zgradbe. Parni sistemi se ne uporabljajo v stanovanjskih stavbah.

V sistemih zračnega ogrevanja in prezračevanja stavb, kjer ni neposrednega stika pare z zrakom v zaprtih prostorih, je dovoljena njena uporaba kot primarnega (ogrevalnega zraka) hladilne tekočine. Para se lahko uporablja tudi za ogrevanje vode iz pipe v sistemih za toplo vodo.

©2015-2019 spletno mesto
Vse pravice pripadajo njihovim avtorjem. To spletno mesto ne zahteva avtorstva, ampak omogoča brezplačno uporabo.
Datum izdelave strani: 11.04.2016

To je sistem, katerega hladilna tekočina je izolirana in deluje izključno za predvideni namen. Pri oskrbi z vodo ne sodeluje neposredno, ampak le posredno, iz omrežja je ne jemljejo odjemalci. Recimo samo, da "prenos" toplote za ogrevalne sisteme in za oskrbo s toploto poteka skozi toplotne izmenjevalnike. Za to so v ogrevalne enote stavb nameščeni toplotni izmenjevalci (grelniki), črpalke različnih specializacij, mešalniki, krmilna oprema itd.

Seznam se lahko razlikuje glede na vrsto in zmogljivost predmeta. Centralne in individualne toplotne točke imajo lahko različno stopnjo avtomatizacije, sistemi so lahko večstopenjski in vključujejo več točk na poti od SPTE do odjemalcev. Standardno ima toplotna točka pri zaprti oskrbi s toploto dva kroga, ki zagotavljata prenos toplote v ogrevalni sistem in sistem za oskrbo z vodo. Vsako vezje je opremljeno s toplotnim izmenjevalnikom ustreznega tipa, ploščo, več prehodov itd. individualno določa projekt.

Tekočina ali sredstvo proti zmrzovanju, ki prenaša toploto iz naprave za pripravo toplote v sekundarna omrežja, ima konstantno prostornino in jo je mogoče dopolniti s sistemom za dovajanje le v primeru izgub. Toplotni nosilec glavnega voda mora biti obdelan z vodo, da dobi potrebne lastnosti, ki zagotavljajo neškodljivost za omrežne cevovode in izmenjavo toplote, tako za toplotne točke kot objekte za pripravo toplote.

Učinkovitost hladilne tekočine

Cikel, ki ga opravi toplotni nosilec, je nekoliko bolj zapleten kot pri odprtem mehanizmu. Ohlajena hladilna tekočina po povratnem vodu vstopi v grelne grelnike oziroma kotlovnice, kjer prejme temperaturo iz vroče procesne pare turbin, kondenzata ali se segreje v kotlu. Izgube, če obstajajo, nadomesti tekočina za ličenje, zahvaljujoč regulatorju. Naprava vedno vzdržuje nastavljeni tlak in ohranja svojo statično vrednost. Če toploto prejmemo iz SPTE, se toplotni nosilec segreje s paro s temperaturo 120° - 140°C.

Temperatura je odvisna od tlaka in vzorčenje se običajno opravi iz srednjetlačnih jeklenk. Pogosto je v obratu samo en odvzem toplote. Odstranjena para ima tlak 0,12 - 0,25 MPa, ki se poveča (z nadzorovanim odsesavanjem) med sezonskim hlajenjem ali porabo pare za prezračevanje. Ko se ohladi, se lahko tekočina segreje z vršnim kotlom. Na enega od izhodov turbine je mogoče priključiti prezračevalnik in kemično obdelana, obdelana voda vstopi v napajalni rezervoar. Toplota, odvzeta za porabnike, pridobljena iz parnih kondenzatov in pare, je kvalitativno regulirana, to je s konstantno prostornino nosilca, regulirana je samo temperatura.

Po omrežnem cevovodu hladilna tekočina vstopi v grelno enoto, kjer ogrevalni krogi tvorijo zahtevano temperaturo. Vodovodni krog to naredi s pomočjo cirkulacijskega voda in črpalke, ki prejme vodo, segreto s toplotnim izmenjevalnikom, in jo pomeša z vodo iz pipe in hladilno vodo v ceveh. Ogrevalni ima lastne regulacijske ventile, ki omogočajo kakovosten vpliv na odvzem toplote. Zaprt sistem predvideva neodvisno regulacijo odvzema toplote.

Vendar pa takšna shema nima zadostne prožnosti in mora imeti produktiven cevovod. Za zmanjšanje investicij v ogrevalno omrežje je organizirana sklopljena regulacija, pri kateri regulator pretoka vode določa ravnotežje v smeri enega od krogov. Posledično se zahteva po ogrevanju kompenzira iz ogrevalnega kroga.

Pomanjkljivost takšnega uravnoteženja je nekoliko plavajoča temperatura ogrevanih prostorov. Standardi dovoljujejo temperaturna nihanja v območju 1 - 1,5 ° C, kar se običajno zgodi, dokler največja poraba vode ne preseže 0,6 izračunane za ogrevanje. Kot v odprt sistem oskrbo s toploto, je mogoče uporabiti kombinirano regulacija kakovosti dobavo toplote. Ko se pretok hladilne tekočine in sama omrežja za prenos toplote izračunajo za obremenitev ogrevanja in prezračevalni sistem, zvišanje temperature medija, da se nadomesti potreba po vročem oskrbi. V tem primeru toplotna vztrajnost stavb deluje kot hranilnik toplote, ki izravnava temperaturna nihanja, ki nastanejo zaradi neenakomernega odvzema toplote iz priključenega sistema.

Prednosti

Žal je v postsovjetskem prostoru oskrba s toploto velike večine potrošnikov še vedno organizirana po starem, odprto vezje. Zaprta shema obljublja znaten dobiček na več načinov. Zato lahko prehod na zaprto ogrevanje v nacionalnem merilu prinese resne gospodarske koristi. Na primer, v Rusiji je na državni ravni prehod na bolj ekonomično možnost postal del programa varčevanja z energijo za prihodnost.

Zavrnitev stare sheme bo prinesla zmanjšanje toplotnih izgub zaradi možnosti natančnega prilagajanja porabe. Vsaka toplotna točka ima možnost natančnega uravnavanja porabe toplote s strani naročnikov.

Ogrevalno opremo, ki deluje v izoliranem načinu zaprtega sistema, veliko manj vplivajo dejavniki, ki jih uvaja odprto omrežje. Posledica tega je podaljšana življenjska doba kotlov, toplotno-pripravnih inštalacij in vmesnih komunikacij.

Ne zahteva povečane odpornosti na visok pritisk, po celotni dolžini toplovodnega voda, s tem bistveno zmanjšamo stopnjo nesreče cevovodov zaradi izbruhov tlaka. To pa zmanjša izgubo toplote zaradi puščanja. Posledično prihranki, stabilnost in kakovost oskrbe s toploto in toplo vodo kompenzirajo pomanjkljivosti sistema. In tudi obstajajo. Postopkov ni mogoče izvajati centralno. Vsak posamezen zaprt krog zahteva lastno vzdrževanje. Naj bodo to turbine, naročniška vezja ali vmesni vod.

Vsaka toplotna postaja je ločena enota za pripravo vode. Najverjetneje bo pri nadgradnji vezja iz odprtega v zaprto v večini primerov potrebno povečati površino, potrebno za namestitev opreme ITP, pa tudi reorganizirati napajanje. Poleg tega se poraba hladne vode za oskrbo stavbe znatno poveča, saj se uporablja za ogrevanje v toplotnih izmenjevalnikih in naprej do potrošnika, z neodvisnim priključkom tople vode. To bo vedno pomenilo rekonstrukcijo oskrbe z vodo zaradi prehoda na zaprti vroč krog.

Globalni uvod neodvisen pristop vroče opreme do ogrevalnih omrežij, bo povzročilo znatno povečanje obremenitve zunanjih omrežij za oskrbo s hladno vodo, saj bo treba potrošnike oskrbeti s povečanimi količinami, potrebnimi za oskrbo s toplo vodo, ki se zdaj zagotavljajo preko ogrevalnih omrežij. Za mnoge naselja to bo resna ovira za modernizacijo. Dodatna oprema črpalne enote v toplovodnih in cirkulacijskih inštalacijah, v ogrevalnih mehanizmih stavb povzroči dodatno obremenitev Električna energija mreže in brez njihove rekonstrukcije je tudi nepogrešljiva.