Antes de describir la estructura y funciones del punto de calefacción central (punto de calefacción central), presentamos definición general puntos de calentamiento. Un punto de calefacción, o TP abreviado, es un conjunto de equipos ubicados en una habitación separada que proporciona calefacción y suministro de agua caliente a un edificio o grupo de edificios. La principal diferencia entre una subestación de calefacción y una sala de calderas es que en la sala de calderas el refrigerante se calienta debido a la combustión del combustible y el punto de calefacción funciona con el refrigerante calentado proveniente de sistema centralizado. El calentamiento del refrigerante para subestaciones transformadoras lo realizan empresas generadoras de calor: salas de calderas industriales y centrales térmicas. La estación de calefacción central es un punto de calefacción que sirve a un grupo de edificios., por ejemplo, microdistrito, asentamiento urbano, empresa industrial, etc. La necesidad de un punto de calefacción central se determina individualmente para cada región basándose en cálculos técnicos y económicos. Como regla general, se construye un punto de calefacción central para un grupo de instalaciones con un consumo de calor de 12 a 35 MW.
Para una mejor comprensión de las funciones y principios trabajo de la estación de calefacción central daremos breve descripción Redes de calefacción. Las redes de calefacción consisten en tuberías y proporcionan transporte de refrigerante. Son primarios, que conectan las empresas generadoras de calor con los puntos de calefacción, y secundarios, que conectan las estaciones de calefacción central con los consumidores finales. De esta definición podemos concluir que las estaciones de calefacción central son un intermediario entre las redes de calefacción primaria y secundaria o las empresas generadoras de calor y los consumidores finales. A continuación, describimos detalladamente las principales funciones de la central de calefacción central.
Funciones del punto de calefacción central (CHS)
Como ya hemos escrito, la función principal de una estación de calefacción central es servir como intermediario entre las redes de calefacción centralizadas y los consumidores, es decir, la distribución del refrigerante a través de los sistemas de calefacción y suministro de agua caliente (ACS) de los edificios con servicios, como así como las funciones de velar por la seguridad, gestión y contabilidad.
Describamos con más detalle las tareas que resuelven los puntos de calefacción central:
- transformación del refrigerante, por ejemplo, convertir vapor en agua sobrecalentada
- cambiar varios parámetros refrigerante, como presión, temperatura, etc.
- control de flujo de refrigerante
- Distribución de refrigerante entre sistemas de calefacción y suministro de agua caliente.
- tratamiento de agua para suministro de agua caliente
- Protección de redes de calefacción secundarias contra el aumento de los parámetros del refrigerante.
- asegurarse de que la calefacción o el suministro de agua caliente estén apagados si es necesario
- control del flujo de refrigerante y otros parámetros del sistema, automatización y control
Entonces, hemos enumerado las funciones principales del centro de calefacción central. A continuación intentaremos describir la estructura de los puntos de calefacción y los equipos instalados en ellos.
Dispositivo de estación de calefacción central
Como regla general, el punto de calefacción central es un lugar separado. edificio de un piso con equipos y comunicaciones ubicados en el mismo.
Enumeramos los principales componentes de un centro de calefacción central:
- un intercambiador de calor en una estación de calefacción central es un análogo de una caldera de calefacción en una sala de calderas, es decir, Funciona como generador de calor. En el intercambiador de calor, el refrigerante para calefacción y agua caliente se calienta, pero no quemando combustible, sino transfiriendo calor del refrigerante a la red de calefacción primaria.
- equipo de bomba, ejecutando Varias funciones representado por bombas de circulación, refuerzo, reposición y mezcla.
- válvulas reguladoras de presión y temperatura
- Filtros de lodo en la entrada y salida de la tubería de la subestación de calefacción central.
- válvulas de cierre(grifos para cerrar varias tuberías si necesario)
- Sistemas de monitorización y medición del consumo de calor.
- sistemas de suministro de energía
- sistemas de automatización y despacho
En resumen, digamos que la razón principal por la que existe la necesidad de construir estaciones de calefacción central es la discrepancia entre los parámetros del refrigerante suministrado por las empresas generadoras de calor y los parámetros del refrigerante en los sistemas consumidores de calor. La temperatura y presión del refrigerante en la tubería principal es mucho más alta de lo que debería ser en los sistemas de calefacción y suministro de agua caliente de los edificios. Podemos decir que el refrigerante con los parámetros indicados es el producto principal de la estación de calefacción central.
Boleto No. 1
1. Las fuentes de energía, incluida la energía térmica, pueden ser sustancias cuyo potencial energético sea suficiente para la posterior conversión de su energía en otros tipos con el fin de su posterior uso específico. El potencial energético de las sustancias es un parámetro que nos permite evaluar la posibilidad y viabilidad fundamental de su uso como fuente de energía, y se expresa en unidades de energía: julios (J) o kilovatios (térmicos) hora [kW (térmicos) -h] *. Todas las fuentes de energía se dividen condicionalmente en primarias y secundarias (Fig. 1.1). Las fuentes primarias de energía son sustancias cuyo potencial energético es consecuencia de procesos naturales y no depende de la actividad humana. Las fuentes primarias de energía incluyen: combustibles fósiles y sustancias fisionables, agua calentada a alta temperatura en el interior de la Tierra (aguas termales), el Sol, el viento, los ríos, los mares, los océanos, etc. Fuentes secundarias las energías son sustancias que tienen un cierto potencial energético y son subproductos de la actividad humana; por ejemplo, combustible gastado materia orgánica, residuos municipales, refrigerante residual caliente producción industrial(gas, agua, vapor), emisiones de ventilación calentada, residuos agrícolas, etc. Las fuentes de energía primaria se dividen convencionalmente en no renovables, renovables e inagotables. Las fuentes de energía primaria renovable incluyen combustibles fósiles: carbón, petróleo, gas, esquisto, turba y sustancias fósiles fisionables: uranio y torio. Las fuentes de energía primaria renovable incluyen todas las fuentes de energía posibles que son productos de la actividad continua del Sol y procesos naturales en la superficie de la Tierra: viento, Recursos hídricos, océano, productos vegetales de la actividad biológica de la Tierra (madera y otras sustancias vegetales), así como el sol. Las fuentes de energía primaria prácticamente inagotables incluyen las aguas termales de la Tierra y las sustancias que pueden ser fuentes de energía termonuclear. Los recursos de fuentes de energía primaria en la Tierra se estiman por las reservas totales de cada fuente y su potencial energético, es decir, la cantidad de energía que puede. liberarse de una unidad de su masa. Cuanto mayor sea el potencial energético de una sustancia, mayor será la eficiencia de su uso como fuente primaria de energía y, por regla general, más mayor distribución recibió durante la producción de energía. Por ejemplo, el petróleo tiene un potencial energético igual a 40.000-43.000 MJ por 1 tonelada de masa, y los naturales y gases asociados- de 47.210 a 50.650 MJ por 1 tonelada de masa, lo que, combinado con su costo de producción relativamente bajo, hizo posible su rápida difusión en los años 1960-1970 como fuentes primarias de energía térmica y el uso de varias energías primarias. Las fuentes de energía se han visto limitadas hasta hace poco por la complejidad de la tecnología para convertir su energía en energía térmica(por ejemplo, sustancias fisionables), o el potencial energético relativamente bajo de la fuente de energía primaria, que requiere Altos precios para obtener energía térmica del potencial requerido (por ejemplo, el uso energía solar, energía eólica, etc.). El desarrollo de la industria y el potencial científico y productivo de los países del mundo ha llevado a la creación e implementación de procesos para la producción de energía térmica a partir de fuentes de energía primaria previamente no desarrolladas, incluida la creación de estaciones de suministro de calor nuclear, generadores de calor solar. para calentar edificios, generadores de calor para energía geotérmica.
Diagrama esquemático de la central eléctrica.
2. Punto de calefacción (HP): un conjunto de dispositivos ubicados en una habitación separada, que consta de elementos de centrales térmicas que aseguran la conexión de estas plantas a la red de calefacción, su operatividad, control de los modos de consumo de calor, transformación, regulación de Parámetros del refrigerante y distribución del refrigerante por tipo de consumo. Los principales objetivos de TP son:
Convertir el tipo de refrigerante
Monitoreo y regulación de los parámetros del refrigerante.
Distribución de refrigerante entre sistemas de consumo de calor.
Desactivación de sistemas de consumo de calor.
Protección de los sistemas de consumo de calor contra aumentos de emergencia en los parámetros del refrigerante.
Contabilización de costos de refrigerante y calor.
El esquema TP depende, por un lado, de las características de los consumidores de energía térmica atendidos por el punto de calefacción y, por otro lado, de las características de la fuente que suministra energía térmica al TP. Además, como el más común, TP con sistema cerrado suministro de agua caliente y circuito independiente Conexión del sistema de calefacción.
Diagrama esquemático punto de calentamiento
Refrigerante que ingresa a la subestación transformadora a través de la tubería de suministro. entrada térmica, emite su calor en los calentadores de los sistemas de calefacción y suministro de agua caliente, y también ingresa al sistema de ventilación de los consumidores, después de lo cual regresa a tubería de retorno entrada térmica y se envía de regreso a la empresa generadora de calor a través de redes troncales para reutilizar. El consumidor puede consumir parte del refrigerante. Para reponer las pérdidas en las redes de calefacción primarias en salas de calderas y centrales térmicas, existen sistemas de reposición, cuyas fuentes de refrigerante son los sistemas de tratamiento de agua de estas empresas.
Agua del grifo, ingresando al TP, pasa a través de las bombas de agua fría, después de lo cual parte agua fría se envía a los consumidores y la otra parte se calienta en el calentador de ACS de primera etapa y ingresa al circuito de circulación. Sistemas de ACS. En el circuito de circulación, el agua, con la ayuda de bombas de circulación de suministro de agua caliente, se mueve en círculo desde la subestación de calefacción hasta los consumidores y viceversa, y los consumidores toman agua del circuito según sea necesario. A medida que el agua circula por el circuito, libera gradualmente su calor y para mantener la temperatura del agua en un nivel determinado, se calienta constantemente en el calentador de ACS de segunda etapa.
El sistema de calefacción también representa bucle cerrado, a través del cual el refrigerante se mueve con la ayuda de bombas de circulación de calefacción desde las subestaciones de calefacción hasta el sistema de calefacción del edificio y viceversa. Durante el funcionamiento, pueden producirse fugas de refrigerante en el circuito del sistema de calefacción. Para compensar las pérdidas se utiliza un sistema de recarga de punto de calefacción, utilizando como fuente de refrigerante refrigerante primario. red de calefacción.
Boleto No. 3
Esquemas de conexión de consumidores a redes de calefacción. Diagrama esquemático de ITP
Existen esquemas de conexión dependientes e independientes para sistemas de calefacción:
Diagrama de conexión independiente (cerrado): un diagrama para conectar un sistema de consumo de calor a una red de calefacción, en el que el refrigerante (agua sobrecalentada) procedente de la red de calefacción pasa a través de un intercambiador de calor instalado en el punto de calefacción del consumidor, donde calienta el secundario. refrigerante, que posteriormente se utiliza en el sistema de consumo de calor
Diagrama de conexión dependiente (abierto): un esquema para conectar un sistema de consumo de calor a una red de calefacción, en el que el refrigerante (agua) de la red de calefacción fluye directamente al sistema de consumo de calor.
Punto de calefacción individual (ITP). Se utiliza para atender a un consumidor (edificio o parte del mismo). Generalmente ubicado en el sótano o sala técnica edificio, sin embargo, debido a las características del edificio al que se da servicio, se puede ubicar en una estructura separada.
2. Principio de funcionamiento del generador MHD. Esquema del TPP con MHD.
Generador magnetohidrodinámico, generador MHD - planta de energía, en el que la energía del fluido de trabajo (medio conductor eléctrico líquido o gaseoso) que se mueve en un campo magnético se convierte directamente en energía eléctrica.
Al igual que en los generadores de máquinas convencionales, el principio de funcionamiento de un generador MHD se basa en el fenómeno inducción electromagnética, es decir, sobre la aparición de corriente en un cruce de conductores. líneas eléctricas campo magnético. Pero, a diferencia de los generadores de máquinas, en un generador MHD el conductor es el propio fluido de trabajo, en el que, cuando se mueve a través del campo magnético, surgen flujos opuestos de portadores de carga de signos opuestos.
Los siguientes medios pueden servir como fluido de trabajo del generador MHD:
· Electrolitos
metales líquidos
Plasma (gas ionizado)
Los primeros generadores MHD utilizaban líquidos conductores de electricidad (electrolitos) como fluido de trabajo; actualmente utilizan plasma, en el que los portadores de carga son principalmente electrones libres e iones positivos, que en un campo magnético se desvían de la trayectoria por la que se movería el gas. la ausencia de un campo. En tal generador, adicional campo eléctrico, la llamada campo de pasillo, que se explica por el desplazamiento de partículas cargadas entre colisiones en un fuerte campo magnético en un plano perpendicular al campo magnético.
Centrales eléctricas con generadores magnetohidrodinámicos (generadores MHD). Está previsto construir generadores MHD como complemento a la estación. tipo IES. Utilizan potenciales térmicos de 2500-3000 K, no disponibles para las calderas convencionales.
En la figura se muestra un diagrama esquemático de una central térmica con instalación MHD. Los productos gaseosos de la combustión de combustible, en los que se introduce un aditivo fácilmente ionizable (por ejemplo, K 2 CO 3), se envían al MHD: un canal penetrado campo magnético gran tensión. La energía cinética de los gases ionizados en el canal se convierte en energía eléctrica. corriente continua, que, a su vez, se convierte en trifásico. corriente alterna y se envía al sistema energético a los consumidores.
Fundamental diagrama IES con generador MHD:
1 - cámara de combustión; 2 – MHD - canal; 3 - sistema magnético; 4 - calentador de aire,
5 - generador de vapor (caldera); 6 - turbinas de vapor; 7 - compresor;
8 - bomba de condensado (alimentación).
Boleto No. 4
1.Clasificación de los sistemas de suministro de calor.
Diagramas esquemáticos sistemas de suministro de calor según el método de conexión a ellos sistemas de calefacción
Según la ubicación de la generación de calor, los sistemas de suministro de calor se dividen en:
· Centralizada (la fuente de producción de energía térmica sirve para suministrar calor a un grupo de edificios y está conectada mediante dispositivos de transporte a los dispositivos de consumo de calor);
· Local (el consumidor y la fuente de suministro de calor están ubicados en la misma habitación o muy cerca).
Por tipo de refrigerante en el sistema:
· Agua;
· Vapor.
Según el método de conexión del sistema de calefacción al sistema de suministro de calor:
· dependiente (el refrigerante, calentado en un generador de calor y transportado a través de redes de calefacción, ingresa directamente a los dispositivos que consumen calor);
· independiente (el refrigerante que circula por las redes de calefacción en el intercambiador de calor calienta el refrigerante que circula en el sistema de calefacción).
Según el método de conexión del sistema de suministro de agua caliente al sistema de calefacción:
· cerrado (el agua para el suministro de agua caliente se toma del suministro de agua y se calienta en un intercambiador de calor con agua de la red);
· Abierto (el agua para el suministro de agua caliente se toma directamente de la red de calefacción).
El correcto funcionamiento del equipo del punto de calefacción determina el uso económico tanto del calor suministrado al consumidor como del propio refrigerante. El punto de calentamiento es un límite legal, lo que implica la necesidad de dotarlo de un conjunto de instrumentos de control y medida que permitan determinar la responsabilidad mutua de las partes. La disposición y el equipamiento de los puntos de calefacción deben determinarse de acuerdo no sólo con las características técnicas de los sistemas locales de consumo de calor, sino también necesariamente con las características de la red de calefacción externa, su modo de funcionamiento y la fuente de calor.
La sección 2 analiza los esquemas de conexión para los tres tipos principales de sistemas locales. Se consideraron por separado, es decir, se creía que estaban conectados, por así decirlo, a un colector común, cuya presión del refrigerante es constante y no depende del caudal. El flujo total de refrigerante en el colector en este caso igual a la suma Gastos en sucursales.
Sin embargo, los puntos de calefacción no están conectados al colector de la fuente de calor, sino a la red de calefacción y, en este caso, un cambio en el flujo de refrigerante en uno de los sistemas afectará inevitablemente al flujo de refrigerante en el otro.
Fig.4.35. Diagramas de flujo de refrigerante:A - al conectar a los consumidores directamente al colector de la fuente de calor; b - al conectar a los consumidores a la red de calefacción
En la Fig. 4.35 muestra gráficamente el cambio en los caudales de refrigerante en ambos casos: en el diagrama de la Fig. 4,35, A Los sistemas de calefacción y suministro de agua caliente están conectados a los colectores de la fuente de calor por separado, en el diagrama de la Fig. 4.35,b los mismos sistemas (y con el mismo flujo de refrigerante calculado) están conectados a una red de calefacción externa que tiene pérdidas de presión significativas. Si en el primer caso el flujo total de refrigerante aumenta sincrónicamente con el flujo para el suministro de agua caliente (modos I, II, III), luego en el segundo, aunque hay un aumento en el consumo de refrigerante, al mismo tiempo el consumo de calefacción disminuye automáticamente, como resultado de lo cual el consumo total de refrigerante (en en este ejemplo) es al aplicar el diagrama de la Fig. 4.35, b 80% del caudal cuando se aplica el esquema de la Fig. 4.35, a. El grado de reducción del consumo de agua determina el ratio de presiones disponibles: cuanto mayor sea el ratio, mayor será la reducción del consumo total.
Las redes troncales de calefacción están diseñadas para la carga térmica diaria promedio, lo que reduce significativamente sus diámetros y, en consecuencia, el costo de los fondos y el metal. Cuando se utilizan programas de mayor temperatura del agua en las redes, es posible reducir aún más el consumo de agua calculado en la red de calefacción y calcular sus diámetros solo para la carga de calefacción y ventilación de suministro.
El suministro máximo de agua caliente se puede cubrir mediante acumuladores de agua caliente o aprovechando la capacidad de almacenamiento de los edificios con calefacción. Dado que el uso de baterías inevitablemente genera costos operativos y de capital adicionales, su uso aún es limitado. Sin embargo, en algunos casos, el uso de baterías grandes en redes y en puntos de calefacción grupales (GTS) puede resultar eficaz.
Cuando se utiliza la capacidad de almacenamiento de los edificios con calefacción, se producen fluctuaciones en la temperatura del aire en las habitaciones (apartamentos). Es necesario que estas fluctuaciones no superen el límite permitido, que puede ser, por ejemplo, +0,5°C. El régimen de temperatura de las instalaciones está determinado por varios factores y, por lo tanto, es difícil de calcular. El más confiable en en este caso es el método experimental. En condiciones zona media La operación de RF a largo plazo muestra la posibilidad de utilizar este método de máxima cobertura para la gran mayoría de los explotados. edificios residenciales.
El uso real de la capacidad de almacenamiento de los edificios con calefacción (principalmente residenciales) comenzó con la aparición de los primeros calentadores de agua en las redes de calefacción. Entonces, ajustando el punto de calor en circuito paralelo La activación de los calentadores de agua caliente (Fig. 4.36) se realizó de tal manera que durante las horas de máxima extracción de agua, parte del agua de la red no llegaba al sistema de calefacción. Los puntos de calefacción con suministro de agua abierto funcionan según el mismo principio. Tanto para sistemas de suministro de calor abiertos como cerrados, la mayor reducción del caudal en el sistema de calefacción se produce a una temperatura del agua de la red de 70 °C (60 °C) y la menor (cero) a 150 °C.
Arroz. 4.36. Diagrama de un punto de calefacción para un edificio residencial con conexión en paralelo de un calentador de agua caliente:
1 - calentador de agua caliente; 2 - ascensor; 3 4 - bomba de circulación; 5 - regulador de temperatura del sensor temperatura exterior aire
La posibilidad de un uso organizado y precalculado de la capacidad de almacenamiento de los edificios residenciales se implementa en el esquema de un punto de calefacción con el llamado calentador de agua caliente preconmutado (Fig. 4.37).
Arroz. 4.37. Esquema de un punto de calefacción de un edificio residencial con calentador de agua preconectado:
1 - calentador; 2 - ascensor; 3 - regulador de temperatura del agua; 4 - regulador de flujo; 5 - bomba de circulación
La ventaja del circuito preconectado es la capacidad de operar el punto de calefacción de un edificio residencial (con horario de calefacción en la red de calefacción) para flujo constante refrigerante durante toda la temporada de calefacción, lo que estabiliza el régimen hidráulico de la red de calefacción.
En ausencia de control automático en los puntos de calefacción, la estabilidad del régimen hidráulico fue un argumento convincente a favor del uso de un circuito secuencial de dos etapas para encender los calentadores de agua. Las posibilidades de utilizar este circuito (Fig. 4.38) respecto al preconectado aumentan debido a que se cubre una determinada proporción de la carga de suministro de agua caliente mediante el uso de calor. agua de retorno. Sin embargo, el uso de este esquema está asociado principalmente con la introducción en las redes de calefacción del llamado programa de temperatura aumentada, con la ayuda del cual se puede lograr una constancia aproximada de los flujos de refrigerante en un punto de calefacción (por ejemplo, para un edificio residencial). ser logrado.
Arroz. 4.38. Diagrama de un punto de calefacción para un edificio residencial de dos etapas. conexión secuencial calentadores de agua:
1,2 - 3 - ascensor; 4 - regulador de temperatura del agua; 5 - regulador de flujo; 6 - puente para cambiar a circuito mixto; 7 - bomba de circulación; 8 - bomba mezcladora
Tanto en el circuito con precalentador, como en el esquema de dos etapas Con la inclusión secuencial de calentadores, existe una estrecha conexión entre la liberación de calor para calefacción y el suministro de agua caliente, dándose prioridad al segundo.
Más universal a este respecto es el esquema mixto de dos etapas (Fig. 4.39), que se puede utilizar tanto con programas de calefacción normales como aumentados y para todos los consumidores, independientemente de la proporción entre el suministro de agua caliente y las cargas de calefacción. Las bombas mezcladoras son un elemento obligatorio en ambos esquemas.
Arroz. 4.39. Diagrama de un punto de calefacción de un edificio residencial con activación mixta de dos etapas de calentadores de agua:
1,2 - calentadores de la primera y segunda etapa; 3 - ascensor; 4 - regulador de temperatura del agua; 5 - bomba de circulación; 6 - bomba mezcladora; 7 - controlador de temperatura
La temperatura mínima del agua suministrada en una red de calefacción con carga térmica mixta es de aproximadamente 70 °C, lo que exige limitar el suministro de fluido de calefacción durante los períodos de altas temperaturas exteriores. En las condiciones de la zona central de la Federación de Rusia, estos períodos son bastante largos (hasta 1000 horas o más) y el consumo excesivo de calor para calefacción (en relación con el anual) debido a esto puede alcanzar hasta el 3% o más. Porque sistemas modernos Los sistemas de calefacción son bastante sensibles a los cambios en las condiciones hidráulicas de temperatura, entonces, para evitar el consumo excesivo de calor y mantener condiciones sanitarias normales en las habitaciones con calefacción, es necesario complementar todos los esquemas de puntos de calefacción mencionados con dispositivos para regular la temperatura del agua que ingresa. el sistema de calefacción mediante la instalación de una bomba mezcladora, que normalmente se utiliza en puntos de calefacción grupales. En los puntos de calefacción locales, en ausencia de bombas silenciosas, un ascensor con boquilla ajustable. Hay que tener en cuenta que una solución de este tipo es inaceptable con un proceso en dos etapas. circuito secuencial. No es necesario instalar bombas mezcladoras cuando se conectan sistemas de calefacción a través de calentadores, ya que su función en este caso la desempeñan las bombas de circulación, que garantizan un flujo constante de agua en la red de calefacción.
Al diseñar circuitos de puntos de calefacción en zonas residenciales con un sistema cerrado de suministro de calor, la cuestión principal es la elección del esquema de conexión para los calentadores de agua caliente. El esquema seleccionado determina el caudal de refrigerante calculado, el modo de control, etc.
La elección del esquema de conexión está determinada principalmente por el régimen de temperatura aceptado de la red de calefacción. Cuando una red de calefacción funciona según un programa de calefacción, la elección del esquema de conexión debe realizarse sobre la base de un cálculo técnico y económico, comparando esquemas paralelos y mixtos.
Un circuito mixto puede proporcionar más baja temperatura devolver el agua entera desde el punto de calefacción en comparación con el agua paralela, lo que, además de reducir el consumo estimado de agua para la red de calefacción, garantiza una generación de electricidad más económica en la planta de cogeneración. En base a esto, en la práctica de diseño para el suministro de calor de centrales térmicas (así como en la operación conjunta de salas de calderas con centrales térmicas), se da preferencia a un esquema mixto para el programa de temperatura de calefacción. En el caso de redes de calefacción cortas procedentes de salas de calderas (y, por tanto, relativamente baratas), los resultados de la comparación técnica y económica pueden ser diferentes, es decir, a favor de utilizar un esquema más sencillo.
Con un horario de temperatura aumentado en sistemas cerrados de suministro de calor, el esquema de conexión puede ser mixto o secuencial de dos etapas.
Una comparación realizada por varias organizaciones utilizando ejemplos de automatización de puntos de calefacción central muestra que ambos esquemas en condiciones operación normal Las fuentes de suministro de calor son aproximadamente igualmente económicas.
Una pequeña ventaja del circuito secuencial es la capacidad de funcionar sin bomba mezcladora durante el 75% de la temporada de calefacción, lo que anteriormente justificaba en cierta medida el abandono de las bombas; con circuito mixto, la bomba debe funcionar durante toda la temporada.
La ventaja de un circuito mixto es la capacidad de apagar de forma completamente automática los sistemas de calefacción, lo que no se puede lograr en un circuito secuencial, ya que el agua del calentador de segunda etapa ingresa al sistema de calefacción. Ninguna de estas circunstancias es decisiva. Un indicador importante de los esquemas es su desempeño en situaciones críticas.
Tales situaciones pueden ser una disminución de la temperatura del agua en una central térmica en contra de lo previsto (por ejemplo, debido a una falta temporal de combustible) o un daño a una de las secciones de la red de calefacción principal en presencia de puentes redundantes.
En el primer caso, los circuitos pueden reaccionar aproximadamente de la misma manera, en el segundo, de manera diferente. Existe la posibilidad de reserva del 100% del consumidor hasta t = –15 °C sin aumentar los diámetros de las redes de calefacción y los puentes entre ellas. Para ello, cuando se reduce el suministro de refrigerante a la central térmica, al mismo tiempo aumenta en consecuencia la temperatura del agua suministrada. Los circuitos mixtos automatizados (con la presencia obligatoria de bombas mezcladoras) responderán a ello reduciendo el consumo de agua de la red, lo que garantizará el restablecimiento de las condiciones hidráulicas normales en toda la red. Esta compensación de un parámetro por otro es útil en otros casos, ya que permite, dentro de ciertos límites, realizar, por ejemplo, trabajo de renovación en la red de calefacción en temporada de calefacción, así como localizar discrepancias conocidas en la temperatura del agua suministrada a los consumidores ubicados a diferentes distancias de la central térmica.
Si la automatización de la regulación de circuitos con encendido secuencial de calentadores de agua caliente proporciona un flujo constante de refrigerante desde la red de calefacción, en este caso se excluye la posibilidad de compensar el flujo de refrigerante por su temperatura. No es necesario demostrar la viabilidad total (en diseño, instalación y especialmente en funcionamiento) de utilizar un esquema de conexión uniforme. Desde este punto de vista, una ventaja indudable es un esquema mixto de dos etapas, que se puede utilizar independientemente del régimen de temperatura en la red de calefacción y de la relación entre el suministro de agua caliente y las cargas de calefacción.
Arroz. 4.40. Diagrama de un punto de calefacción para un edificio residencial con sistema de calefacción abierto:
1 - regulador de temperatura del agua (mezclador); 2 - ascensor; 3 - la válvula de retención; 4 - arandela del acelerador
Los diagramas de conexión para edificios residenciales con un sistema abierto de suministro de calor son mucho más sencillos que los descritos (Fig. 4.40). Sólo se puede garantizar el funcionamiento económico y fiable de dichos puntos si existe y Operación confiable regulador automático de temperatura del agua, conmutación manual consumidores al suministro o Linea de retorno no proporciona la temperatura del agua requerida. Además, el sistema de suministro de agua caliente, conectado a la línea de suministro y desconectado de la línea de retorno, funciona bajo la presión del tubo de calor de suministro. Las consideraciones anteriores sobre la elección de los esquemas de puntos de calefacción se aplican por igual tanto a los puntos de calefacción locales (MTP) en edificios como a los de grupo, que pueden proporcionar suministro de calor a microdistritos enteros.
Cuanto mayor sea la potencia de la fuente de calor y el radio de acción de las redes de calefacción, los esquemas MTP deberían volverse fundamentalmente más complejos, ya que las presiones absolutas aumentan, el régimen hidráulico se vuelve más complejo y los retrasos en el transporte comienzan a afectarlos. Por tanto, en los esquemas MTP es necesario utilizar bombas, equipos de protección y equipos complejos de control automático. Todo esto no sólo aumenta el coste de construcción de las MTP, sino que también complica su mantenimiento. La forma más racional de simplificar los esquemas MTP es la construcción de puntos de calefacción grupales (en forma de GTP), en los que se deben ubicar equipos e instrumentos complejos adicionales. Este método es más aplicable en barrios residenciales en los que las características de los sistemas de calefacción y suministro de agua caliente y, por tanto, los esquemas MTP son del mismo tipo.
Punto térmico (TP)- un conjunto de dispositivos ubicados en una habitación separada, compuesto por elementos de centrales térmicas que aseguran la conexión de estas centrales a la red de calefacción, su operatividad, control de los modos de consumo de calor, transformación, regulación de los parámetros del refrigerante y distribución del refrigerante por tipo de consumo.
Finalidad de los puntos de calefacción:
- transformación del tipo de refrigerante o sus parámetros;
- control de parámetros del refrigerante;
- contabilización de cargas de calor, caudales de refrigerante y condensado;
- regulación del flujo y distribución del refrigerante a través de los sistemas de consumo de calor (a través de redes de distribución en estaciones de calefacción central o directamente a los sistemas de calefacción y calefacción);
- protección de los sistemas locales contra aumentos de emergencia en los parámetros del refrigerante;
- llenado y reposición de sistemas de consumo de calor;
- recogida, refrigeración, retorno de condensado y control de calidad;
- acumulación de calor;
- Tratamiento de agua para sistemas de suministro de agua caliente.
En un punto de calefacción, dependiendo de su finalidad y de las condiciones locales, se pueden realizar todas las actividades enumeradas o sólo una parte de ellas. En todos los puntos de calefacción deben instalarse dispositivos para controlar los parámetros del refrigerante y medir el consumo de calor.
Un dispositivo de entrada ITP es obligatorio para cada edificio, independientemente de la presencia de un punto de calefacción central, mientras que el ITP solo prevé aquellas medidas que son necesarias para conectar un edificio determinado y no están previstas en el punto de calefacción central.
En cerrado y sistemas abiertos suministro de calefacción, la necesidad de instalar estaciones de calefacción central para viviendas y edificios públicos deberá justificarse mediante cálculos técnicos y económicos.
Tipos de puntos de calefacción
Los TP se diferencian por la cantidad y el tipo de sistemas de consumo de calor conectados a ellos, características individuales que estan determinados diagrama termico y características de los equipos de la subestación transformadora, así como por el tipo de instalación y características de colocación de los equipos en las instalaciones de la subestación transformadora.
Se distinguen los siguientes tipos de puntos de calefacción:
- . Se utiliza para atender a un consumidor (edificio o parte del mismo). Por regla general, se ubica en el sótano o sala técnica del edificio, sin embargo, por las características del edificio al que se da servicio, se puede colocar en una estructura separada.
- Punto de calefacción central (CHS). Se utiliza para atender a un grupo de consumidores (edificios, instalaciones industriales). Más a menudo está ubicado en un edificio separado, pero se puede ubicar en el sótano o en la sala técnica de uno de los edificios.
- . Se fabrica en fábrica y se suministra para su instalación en forma de bloques prefabricados. Puede constar de uno o más bloques. El equipo de bloques se monta de manera muy compacta, generalmente en un solo marco. Suele utilizarse cuando es necesario ahorrar espacio, en condiciones de hacinamiento. Según la naturaleza y el número de consumidores conectados, la BTP se puede clasificar como ITP o subestación de calefacción central.
Puntos de calefacción central e individual
Punto de calefacción central (CHP) permite concentrar todos los equipos más costosos que requieren una supervisión sistemática y calificada en el mantenimiento conveniente de edificios separados y, gracias a esto, simplifica significativamente las unidades de calefacción individuales (IHP) posteriores en los edificios. Los edificios públicos ubicados en barrios residenciales (escuelas, instituciones infantiles) deben tener ITP independientes equipados con reguladores. Los centros de calefacción central deben ubicarse en los límites de los microdistritos (bloques) entre carreteras, redes de distribución y trimestralmente.
Con agua refrigerante, el equipo de los puntos de calefacción consta de bombas de circulación (red), intercambiadores de calor agua-agua, acumuladores de agua caliente, bombas de refuerzo, dispositivos para regular y monitorear los parámetros del refrigerante, instrumentos y dispositivos para la protección contra la corrosión y la formación de incrustaciones locales. instalaciones de suministro de agua caliente, dispositivos para contabilizar el consumo de calor, así como dispositivos automáticos para regular el suministro de calor y mantener los parámetros especificados del refrigerante en las instalaciones del abonado.
Diagrama esquemático de un punto de calefacción.
Diagrama de puntos de calentamiento Depende, por un lado, de las características de los consumidores de energía térmica atendidos por el punto de calefacción, por otro lado, de las características de la fuente que suministra energía térmica a la central térmica. Además, consideramos como lo más común un TP con un sistema cerrado de suministro de agua caliente y un circuito de conexión independiente para el sistema de calefacción.
El refrigerante que ingresa al TP a través de la tubería de suministro de entrada de calor emite su calor en los calentadores de los sistemas de calefacción y suministro de agua caliente, y también ingresa al sistema de ventilación del consumidor, después de lo cual regresa a la tubería de retorno de entrada de calor y se envía de regreso a través de las redes principales a la empresa generadora de calor para su reutilización. El consumidor puede consumir parte del refrigerante. Para reponer las pérdidas en las redes de calefacción primarias en salas de calderas y centrales térmicas, existen sistemas de reposición, cuyas fuentes de refrigerante son los sistemas de tratamiento de agua de estas empresas.
El agua del grifo que ingresa al TP pasa a través de bombas de agua fría, después de lo cual parte del agua fría se envía a los consumidores y la otra parte se calienta en el calentador de ACS de primera etapa y ingresa al circuito de circulación del sistema de ACS. En el circuito de circulación, el agua, con la ayuda de bombas de circulación de suministro de agua caliente, se mueve en círculo desde la subestación de calefacción hasta los consumidores y viceversa, y los consumidores toman agua del circuito según sea necesario. A medida que el agua circula por el circuito, libera gradualmente su calor y para mantener la temperatura del agua en un nivel determinado, se calienta constantemente en el calentador de ACS de segunda etapa.
El sistema de calefacción también representa un circuito cerrado a través del cual el refrigerante se mueve mediante bombas de circulación de calefacción desde las subestaciones de calefacción hasta el sistema de calefacción del edificio y viceversa. Durante el funcionamiento, pueden producirse fugas de refrigerante en el circuito del sistema de calefacción. Para compensar las pérdidas se utiliza un sistema de recarga de puntos de calefacción, utilizando como fuente de refrigerante las redes de calefacción primaria.
Puntos de calefacción de empresas industriales.
Una empresa industrial debería, por regla general, tener una punto de calefacción central (CHS) para el registro, contabilidad y distribución del refrigerante recibido de la red de calefacción. Cantidad y colocación puntos de calor secundarios (taller) (ITP) determinado por el tamaño y la ubicación mutua de los talleres individuales de la empresa. El centro de calefacción central de la empresa debe estar ubicado en una habitación separada; en grandes empresas, especialmente cuando se recibe, además de agua caliente, también vapor, en un edificio separado.
Una empresa puede tener talleres con una naturaleza homogénea de liberación de calor interno ( Gravedad específica en la carga total), y con otros diferentes. En el primer caso, el régimen de temperatura de todos los edificios se determina en el punto de calefacción central, en el segundo, diferente y se establece en el punto de calefacción eléctrica. tabla de temperatura para las empresas industriales debe diferir del doméstico, según el cual suelen funcionar las redes de calefacción urbana. Para encajar régimen de temperatura en los puntos de calefacción de las empresas, se deben instalar bombas mezcladoras que, si la naturaleza de la liberación de calor es uniforme en todos los talleres, se pueden instalar en una subestación de calefacción central y, si no hay uniformidad, en una subestación de calefacción individual.
El diseño de sistemas térmicos de empresas industriales debe realizarse con el uso obligatorio de recursos energéticos secundarios, entendidos como:
- gases calientes procedentes de hornos;
- productos procesos tecnológicos(lingotes calentados, escorias, coque caliente, etc.);
- recursos energéticos de baja temperatura en forma de vapor de escape, agua caliente de diversos dispositivos de refrigeración y generación de calor industrial.
Para el suministro de calor se suelen utilizar recursos energéticos del tercer grupo, que tienen temperaturas que oscilan entre 40 y 130°C. Es preferible utilizarlos para Necesidades de ACS, ya que esta carga es durante todo el año.
Punto de calentamiento sistema de calefacción- este es el lugar donde se conecta la línea principal del proveedor de agua caliente al sistema de calefacción del edificio residencial y también se calcula la energía térmica consumida.
Los nodos que conectan el sistema a una fuente de energía térmica son de dos tipos:
- Circuito único;
- Doble circuito.
Un punto de calefacción de circuito único es el tipo más común de conexión de consumidor a una fuente de energía térmica. En este caso, se utiliza una conexión directa a la línea de suministro de agua caliente para el sistema de calefacción de la casa.
Un punto de calefacción de circuito único tiene un detalle característico: su diseño incluye una tubería que conecta las líneas directa y de retorno, llamada ascensor. Vale la pena considerar con más detalle el propósito del ascensor en el sistema de calefacción.
Los sistemas de calefacción de calderas tienen tres modos de funcionamiento estándar, que se diferencian por la temperatura del refrigerante (directo/retorno):
- 150/70;
- 130/70;
- 90–95/70.
No está permitido el uso de vapor sobrecalentado como refrigerante para el sistema de calefacción de un edificio residencial. Por lo tanto, si las condiciones climáticas suministros para sala de calderas agua caliente temperatura de 150 °C, se debe enfriar antes de suministrarlo a las tuberías de calefacción de un edificio residencial. Para ello se utiliza un ascensor, a través del cual el “retorno” entra en la línea directa.
El ascensor se abre manual o eléctricamente (automáticamente). Se puede incluir una bomba de circulación adicional en su línea, pero generalmente este dispositivo tiene una forma especial, con una sección de estrechamiento brusco de la línea, después de lo cual hay una expansión en forma de cono. Debido a esto, funciona como una bomba de inyección, bombeando agua desde la línea de retorno.
Punto de calefacción de doble circuito
En este caso, los refrigerantes de los dos circuitos del sistema no se mezclan. Para transferir calor de un circuito a otro se utiliza un intercambiador de calor, normalmente de placas. A continuación se muestra el diagrama de un punto de calefacción de doble circuito. 
Un intercambiador de calor de placas es un dispositivo que consta de varias placas huecas, a través de algunas de las cuales se bombea el líquido calefactor y, a través de otras, el líquido calentado. Tienen una proporción muy alta acción útil, son confiables y sin pretensiones. La cantidad de calor eliminado se regula cambiando el número de placas que interactúan entre sí, por lo que no es necesario tomar agua enfriada de la línea de retorno.
Cómo equipar un punto de calefacción.
H2_2Los números aquí indican los siguientes nodos y elementos:
- 1 - válvula de tres vías;
- 2 - válvula;
- 3 - válvula de tapón;
- 4, 12 - recolectores de lodo;
- 5 - válvula de retención;
- 6 - arandela del acelerador;
- 7 - Racor en V para termómetro;
- 8 - termómetro;
- 9 - manómetro;
- 10 - ascensor;
- 11 - contador de calor;
- 13 - contador de agua;
- 14 - regulador de flujo de agua;
- 15 - regulador de vapor secundario;
- 16 - válvulas;
- 17 - línea de derivación.
Instalación de dispositivos de medición de calor.
Punto del instrumento medición de calor incluye:
- Sensores térmicos (instalados en las líneas de ida y vuelta);
- Medidores de flujo;
- Calculadora de calor.
Los dispositivos de medición de calor se instalan lo más cerca posible de la frontera departamental para que el proveedor no calcule la pérdida de calor utilizando métodos incorrectos. lo mejor es unidades térmicas y los caudalímetros tuvieran válvulas o válvulas en sus entradas y salidas, entonces su reparación y mantenimiento no causará dificultades.
¡Consejo! Delante del medidor de flujo debe haber una sección de la tubería sin cambiar los diámetros, inserciones adicionales y dispositivos para reducir la turbulencia del flujo. Esto aumentará la precisión de la medición y simplificará el funcionamiento de la unidad.
La computadora térmica, que recibe datos de sensores de temperatura y medidores de flujo, está instalada en un gabinete cerrado con llave. Modelos modernos Este dispositivo está equipado con módems y puede conectarse mediante Wi-Fi y Bluetooth. red local, brindando la oportunidad de recibir datos de forma remota, sin una visita personal a las unidades de medición de calor.