Per il riscaldamento degli ambienti vengono utilizzati sistemi di fornitura di calore chiusi e aperti. Quest'ultima opzione fornisce inoltre al consumatore acqua calda. In questo caso, è necessario monitorare il costante rifornimento del sistema.
Un sistema chiuso utilizza l'acqua solo come refrigerante. Circola costantemente in un ciclo chiuso, dove le perdite sono minime.
Qualsiasi sistema è composto da tre parti principali:
- fonte di calore: locale caldaia, centrale termica, ecc.;
- reti di riscaldamento attraverso le quali viene trasportato il liquido di raffreddamento;
- consumatori di calore: aerotermi, radiatori.
Caratteristiche di un sistema aperto
Il vantaggio di un sistema aperto è il suo rapporto costo-efficacia. A causa della grande lunghezza delle condutture, la qualità dell'acqua si deteriora: diventa torbida, acquisisce colore, ha cattivo odore. Cercare di ripulirlo rende costoso il metodo di applicazione.
Sono visibili le tubazioni della rete di riscaldamento grandi città. Loro hanno grande diametro e avvolto in isolamento termico. Da essi si realizzano diramazioni verso le singole case attraverso una sottostazione termica. L'acqua calda viene fornita per l'uso e per i radiatori del riscaldamento da una fonte comune. La sua temperatura varia da 50-75°C.
Il collegamento della fornitura di calore alla rete viene effettuato in modo dipendente e indipendente, implementando sistemi di fornitura di calore chiusi e aperti. Il primo è fornire acqua direttamente, utilizzando pompe e unità ascensore, dove viene portato alla temperatura richiesta mediante miscelazione con acqua fredda. Il metodo indipendente è sottomettere acqua calda attraverso uno scambiatore di calore. È più costoso, ma la qualità dell'acqua per il consumatore è migliore.
Caratteristiche di un sistema chiuso
La conduttura termica è progettata come un circuito chiuso separato. L'acqua al suo interno viene riscaldata tramite scambiatori di calore dalla rete di cogenerazione. Qui sono necessarie pompe aggiuntive. Temperatura Risulta più stabile e l'acqua è migliore. Rimane nel sistema e non viene raccolto dal consumatore. Perdite minime l'acqua viene ripristinata mediante rifornimento automatico.
Un sistema autonomo chiuso riceve energia dal liquido di raffreddamento fornito alla rete idrica, dove l'acqua viene portata ai parametri richiesti. Sono supportate diverse condizioni di temperatura per i sistemi di riscaldamento e la fornitura di acqua calda.
Lo svantaggio del sistema è la complessità del processo di trattamento dell'acqua. È anche costoso fornire acqua ai punti di riscaldamento situati distanti tra loro.
Tubazioni della rete di riscaldamento
Attualmente sono presenti quelli domestici in condizione di emergenza. A causa dell'elevata usura delle comunicazioni, è più economico sostituire i tubi della rete di riscaldamento con quelli nuovi piuttosto che impegnarsi in riparazioni costanti.
È impossibile aggiornare immediatamente tutte le vecchie comunicazioni nel Paese. Durante la costruzione o importante ristrutturazione case, vengono installati nuovi tubi per ridurre più volte la perdita di calore. I tubi per la rete di riscaldamento sono realizzati secondo tecnologia speciale, riempiendo lo spazio tra l'interno con schiuma tubo d'acciaio e conchiglia.
La temperatura del liquido trasportato può raggiungere i 140°C.
L'utilizzo della schiuma di poliuretano come isolante termico consente di trattenere il calore molto meglio rispetto ai tradizionali materiali protettivi.
Fornitura di calore di edifici residenziali plurifamiliari
A differenza di una dacia o di un cottage, fornitura di calore condominio contiene circuito complesso distribuzione di tubazioni e riscaldatori. Inoltre, il sistema include controlli e controlli di sicurezza.
Per i locali residenziali, sono presenti i livelli critici di temperatura e gli errori consentiti, a seconda della stagione, del tempo e dell'ora del giorno. Se confrontiamo i sistemi di fornitura di calore chiusi e aperti, il primo supporta meglio i parametri necessari.
La fornitura di calore comune deve garantire il mantenimento dei parametri di base in conformità con GOST 30494-96.
La maggiore perdita di calore si verifica nelle scale edifici residenziali.
La fornitura di calore viene prodotta principalmente utilizzando vecchie tecnologie. In sostanza, i sistemi di riscaldamento e raffreddamento devono essere combinati in un unico pacchetto.
Gli svantaggi del riscaldamento centralizzato degli edifici residenziali portano alla necessità di creare sistemi individuali. Ciò è difficile da fare a causa di problemi a livello legislativo.
Fornitura di calore autonoma di un edificio residenziale
Negli edifici di vecchia tipologia la progettazione prevede un impianto centralizzato. Schemi individuali consentire di selezionare tipi di sistemi di fornitura di calore in termini di riduzione dei costi energetici. Qui c'è l'opportunità di farlo spegnimento mobile se non ce n'è bisogno.
Progetto sistemi autonomi prodotto tenendo conto degli standard di riscaldamento. Senza questo, è impossibile mettere in funzione la casa. Il rispetto degli standard garantisce condizioni di vita confortevoli per i residenti della casa.
La fonte di riscaldamento dell'acqua è solitamente una caldaia a gas o elettrica. È necessario scegliere un metodo per lavare il sistema. Nei sistemi centralizzati viene utilizzato metodo idrodinamico. Per autonomo, puoi usare prodotti chimici. In questo caso è necessario tenere conto della sicurezza dell'influenza dei reagenti su radiatori e tubi.
Base giuridica per i rapporti nel settore della fornitura di calore
Il rapporto tra le aziende energetiche e i consumatori è regolato dalla legge federale sulla fornitura di calore n. 190, entrata in vigore nel 2010.
- Il capitolo 1 introduce i concetti di base e disposizioni generali, definendo la sfera quadro giuridico rapporti economici nella fornitura di calore. Comprende anche la fornitura di acqua calda. Approvato principi generali organizzare la fornitura di calore, che consiste nella creazione di sistemi affidabili, efficienti e in via di sviluppo, che è molto importante per vivere nel difficile clima russo.
- I capitoli 2 e 3 riflettono l'ampia portata dei poteri delle autorità locali, che gestiscono i prezzi nel campo della fornitura di calore, approvano le regole della sua organizzazione, contabilizzano il consumo di energia termica e gli standard per le sue perdite durante la trasmissione. Il pieno potere in queste materie consente di controllare le organizzazioni di fornitura di calore classificate come monopoliste.
- Il capitolo 4 riflette il rapporto tra il fornitore di calore e il consumatore sulla base del contratto. Tutti sono considerati aspetti legali collegamenti alle reti di riscaldamento.
- Il capitolo 5 riflette le regole per prepararsi alla stagione di riscaldamento e riparazione reti di riscaldamento e fonti. Descrive cosa fare in caso di mancato pagamento previsto dal contratto e connessioni non autorizzate alle reti di riscaldamento.
- Il capitolo 6 definisce le condizioni per il passaggio di un'organizzazione allo status di autoregolamentazione nel campo della fornitura di calore, l'organizzazione del trasferimento dei diritti di proprietà e di utilizzo di un impianto di fornitura di calore.
Gli utenti dell'energia termica devono conoscere le disposizioni della legge federale sull'approvvigionamento di calore per far valere i propri diritti legali.
Elaborazione di un diagramma di fornitura di calore
Lo schema di fornitura di calore è un documento di pre-progettazione che riflette le relazioni legali, le condizioni per il funzionamento e lo sviluppo del sistema di fornitura di calore per un distretto o insediamento urbano. In relazione ad esso, la legge federale comprende alcune norme.
- per gli insediamenti sono approvati dalle autorità esecutive o dai governi locali, a seconda della popolazione.
- Per il territorio corrispondente deve esistere un'unica organizzazione di fornitura di calore.
- Il diagramma indica le fonti energetiche, indicandone i parametri principali (carico, orari di lavoro, ecc.) e l'autonomia.
- Sono indicate misure per sviluppare il sistema di fornitura di calore, conservare la capacità in eccesso e creare le condizioni per il suo funzionamento ininterrotto.
Gli impianti di fornitura di calore si trovano entro i confini dell'insediamento secondo lo schema approvato.
Scopi dell'utilizzo di uno schema di fornitura di calore
- determinazione di un'unica organizzazione di fornitura di calore;
- determinare la possibilità di collegare oggetti alle reti di riscaldamento costruzione del capitale;
- inclusione di misure per lo sviluppo di sistemi di fornitura di calore nel programma di investimenti per l'organizzazione della fornitura di calore.
Conclusione
Se confrontiamo i sistemi di fornitura di calore chiusi e aperti, l’implementazione del primo è attualmente promettente. consente di migliorare la qualità dell'acqua fornita al livello dell'acqua potabile.
Sebbene le nuove tecnologie consentano di risparmiare risorse e riducano le emissioni atmosferiche, richiedono investimenti significativi. Allo stesso tempo, a causa della mancanza di formazione specifica del personale e dei bassi salari, vi è una carenza di specialisti qualificati.
Le modalità di attuazione si trovano attraverso finanziamenti commerciali e di bilancio, concorsi per progetti di investimento e altri eventi.
Questo è un sistema il cui liquido di raffreddamento è isolato e funziona esclusivamente per lo scopo previsto. Non è direttamente coinvolto nell'approvvigionamento idrico, ma solo indirettamente, e non viene prelevato dalla rete dai consumatori. Diciamo solo che il “trasferimento” del calore per gli impianti di riscaldamento e per la fornitura di caldo avviene attraverso scambiatori di calore. A tale scopo, nelle stazioni di riscaldamento degli edifici, vengono installati scambiatori di calore (riscaldatori), pompe di varie specializzazioni, miscelatori, apparecchiature di controllo, ecc.
L'elenco può variare a seconda del tipo e della potenza dell'articolo. I punti di riscaldamento centrali e individuali possono avere diversi gradi di automazione; i sistemi possono essere multistadio e includere diversi punti nel percorso dalla centrale termica ai consumatori. Di norma, con una fornitura di calore chiusa, la centrale termica dispone di due circuiti che garantiscono il trasferimento di calore al sistema di riscaldamento e al sistema di approvvigionamento idrico. Ogni circuito è dotato di uno scambiatore di calore del tipo appropriato, a piastre, multipass, ecc., determinato individualmente dal progetto.
Il liquido o antigelo che trasferisce il calore dall'impianto di trattamento termico alle reti secondarie ha un volume costante e può essere reintegrato dal sistema di alimentazione solo in caso di perdite. Il liquido di raffreddamento della linea principale deve essere sottoposto a trattamento dell'acqua per fornirlo proprietà necessarie, garantendo l'innocuità delle condutture della rete e dello scambio termico, sia dei punti di riscaldamento che degli impianti di trattamento termico.
Efficienza del liquido di raffreddamento
Il ciclo percorso dal trasportatore di calore è leggermente più complicato che in un meccanismo aperto. Il liquido di raffreddamento raffreddato scorre attraverso la linea di ritorno verso i riscaldatori di teleriscaldamento o i locali caldaie, dove assume la temperatura dell'acqua calda, vapore di processo turbine, condensate o riscaldate in caldaia. Eventuali perdite vengono reintegrate con liquido di reintegro, grazie al regolatore. Il dispositivo mantiene sempre la pressione impostata, mantenendone il valore statico. Se il calore viene ottenuto da una centrale termica, il liquido refrigerante viene riscaldato da vapore avente una temperatura di 120° - 140°C.
La temperatura dipende dalla pressione e il campionamento viene solitamente effettuato da bombole a media pressione. Spesso nell'impianto è presente solo un'unità di estrazione del riscaldamento. Il vapore di scarico ha una pressione di 0,12 - 0,25 MPa, che viene aumentata (con estrazione controllata) con il raffreddamento stagionale o il consumo di vapore per l'aerazione. Quando diventa più freddo, il liquido può essere riscaldato mediante una caldaia di punta. L'aeratore può essere collegato a una delle uscite della turbina e l'acqua preparata e purificata chimicamente entra nel serbatoio di alimentazione. Il calore prelevato per i consumatori, ottenuto dai condensati di vapore e dal vapore, è regolato qualitativamente, cioè con un volume costante di vettore, viene regolata solo la temperatura.
Attraverso la tubazione di rete, il liquido di raffreddamento entra nella stazione di riscaldamento, dove i circuiti di riscaldamento raggiungono la temperatura richiesta. Il circuito di alimentazione dell'acqua fa questo uso linea di circolazione e una pompa, che riceve l'acqua riscaldata dallo scambiatore di calore e la mescola con l'acqua del rubinetto e con l'acqua di raffreddamento nei tubi. L'impianto di riscaldamento è dotato di proprie valvole di controllo, che gli consentono di influenzare qualitativamente la selezione del calore. Un sistema chiuso implica regolamentazione indipendente selezione del calore.
Tuttavia, un tale schema non ha sufficiente flessibilità e deve avere una pipeline produttiva. Per ridurre gli investimenti nella rete di riscaldamento, viene organizzata la regolazione accoppiata, in cui il regolatore di flusso dell'acqua di alimentazione determina l'equilibrio verso uno dei circuiti. Di conseguenza, la richiesta di riscaldamento viene compensata dal circuito di riscaldamento.
Lo svantaggio di questo bilanciamento è che la temperatura degli ambienti riscaldati varia leggermente. Gli standard consentono fluttuazioni di temperatura comprese tra 1 e 1,5°C, che di solito si verificano durante flusso massimo per l'acqua non supererà 0,6 calcolato, per il riscaldamento. Come in un sistema di riscaldamento aperto, è possibile utilizzare un sistema combinato regolamentazione della qualità fornitura di calore. Quando il flusso del liquido di raffreddamento e le reti di riscaldamento stesse vengono calcolati per il riscaldamento e sistema di ventilazione, aumentando la temperatura del mezzo per compensare la necessità di fornitura calda. In questo caso l’inerzia termica degli edifici agisce come un accumulatore di calore, livellando le fluttuazioni di temperatura causate da un’estrazione irregolare del calore dal sistema collegato.
Vantaggi
Sfortunatamente, nello spazio post-sovietico, la fornitura di calore alla stragrande maggioranza dei consumatori è ancora organizzata secondo il vecchio schema aperto. Uno schema chiuso promette vantaggi significativi sotto molti aspetti. Ecco perché il passaggio alla fornitura di riscaldamento chiusa su scala nazionale può portare seri vantaggi economici. Ad esempio, in Russia, a livello statale, il passaggio a qualcosa di più opzione economica, è diventato parte del programma di risparmio energetico per il futuro.
Rifiuto vecchio schema comporterà una riduzione delle dispersioni termiche grazie alla possibilità di una regolazione precisa dei consumi. Ogni punto di riscaldamento ha la capacità di regolare con precisione il consumo di calore da parte degli abbonati.
Le apparecchiature di riscaldamento che funzionano in modalità isolata di un sistema chiuso sono molto meno suscettibili all'influenza dei fattori introdotti da una rete aperta. La conseguenza di ciò è una durata prolungata delle caldaie, delle unità di trattamento termico e delle comunicazioni intermedie.
Lei non pretende maggiore stabilità all'alta pressione lungo l'intera lunghezza delle linee di conduzione del calore, ciò riduce significativamente il tasso di incidenti delle tubazioni dovuti a scoppi di pressione. A sua volta, ciò riduce la perdita di calore dovuta a perdite. Di conseguenza, il risparmio, la stabilità e la qualità della fornitura di calore e acqua calda compensano le carenze del sistema. Ed esistono anche loro. Le procedure non possono essere eseguite a livello centrale. Ogni individuo ciclo chiuso richiede la propria manutenzione. Che si tratti di turbine, circuiti di utenza o di una linea intermedia.
Ogni punto di riscaldamento è un'unità separata per il trattamento dell'acqua. Molto probabilmente, quando si aggiorna il circuito da aperto a chiuso, nella maggior parte dei casi sarà necessario aumentare l'area richiesta per l'installazione delle apparecchiature ITP, nonché riorganizzare l'alimentazione. Inoltre, aumenta notevolmente il consumo di acqua fredda per alimentare l'edificio, poiché è questa che viene utilizzata per il riscaldamento negli scambiatori di calore e quindi al consumatore, con un collegamento autonomo di acqua calda. Ciò comporterà inevitabilmente la ricostruzione del sistema di approvvigionamento idrico per passare a un circuito chiuso di acqua calda.
Introduzione globale adesione indipendente le apparecchiature calde alle reti di riscaldamento comporteranno un aumento significativo del carico sulle reti esterne di fornitura di acqua fredda, poiché sarà necessario fornire ai consumatori i maggiori volumi necessari per la fornitura di acqua calda, che ora vengono forniti attraverso le reti di riscaldamento. Per molti insediamenti questo diventerà un serio ostacolo alla modernizzazione. Ulteriori apparecchiature con unità di pompaggio nelle unità di fornitura di acqua calda e di circolazione, nei meccanismi di riscaldamento degli edifici causeranno un carico aggiuntivo sulle reti elettriche e non potranno essere realizzate senza la loro ricostruzione.
Fornitura di calore mediante refrigerante (acqua calda o vapore) per riscaldamento, ventilazione, sistemi di fornitura di acqua calda di edifici residenziali e pubblici. e ballo di fine anno. edilizi e tecnologici consumatori. La soluzione più promettente è la fornitura di calore centralizzata, che fornisce calore a molti consumatori situati al di fuori del sito di produzione. Tale centro potrebbe essere: un locale caldaia nel seminterrato di una casa, a servizio di più edifici; un locale caldaia separato che fornisce calore a un isolato, più isolati o un quartiere cittadino, un'area industriale. aziendale o industriale nodo; cittadino o industriale impianto di cogenerazione di energia termica ed elettrica (CHP). La creazione della fornitura di calore centralizzata è la direzione principale dello sviluppo del riscaldamento nell'URSS.
Sistema di teleriscaldamentoè costituito da una fonte di calore (caldaia o centrale termica), un sistema di tubazioni (reti di riscaldamento) che fornisce calore dalla fonte ai consumatori. I sistemi di caldaie come fonti di calore nei sistemi di fornitura di calore servono a riscaldare l'acqua (fino a 200° C) o produrre vapore (fino a 20:00). La produzione di calore per la fornitura di calore centralizzata basata sulla generazione di energia elettrica viene effettuata presso centrali termoelettriche, dove a tale scopo sono installate speciali turbine di riscaldamento. In base alla natura dei carichi termici soddisfacenti si distinguono gli impianti termoelettrici comunali, industriali e distrettuali. In base alla pressione iniziale del vapore le centrali termoelettriche si dividono in: media, alta, maggiorata e oltre alta pressione(35, 90, 110 e 240).
Il vapore prodotto nelle caldaie della centrale termoelettrica viene fornito attraverso condotte di vapore intrastazione alla turbina di riscaldamento, dove fa ruotare il rotore della turbina e, attraverso di essa, il rotore elettrico. Generatore In questo processo una parte dell'energia termica del vapore viene convertita in elettricità, mentre il vapore con la restante parte dell'energia termica esce dalla turbina e viene utilizzato per la fornitura di calore.
Se i consumatori richiedono vapore come refrigerante (per esigenze tecnologiche), entra quest'ultimo dalla turbina rete di riscaldamento direttamente attraverso un compressore di vapore o un convertitore di vapore. Attraverso un convertitore di vapore, il vapore viene fornito a tali consumatori che non possono restituire condensa che soddisfi i requisiti di potenza delle caldaie ad alta pressione nelle centrali termoelettriche. Il vapore che ha ceduto il suo calore ai consumatori (o in un convertitore di vapore quando riceve vapore secondario) si trasforma in condensa, che viene inviata alla caldaia, dove si trasforma nuovamente in vapore fresco ed entra nella turbina.
Se i consumatori necessitano di acqua calda come refrigerante (per riscaldamento, ventilazione e fornitura di acqua calda), il vapore proveniente dalla turbina viene inviato agli scaldacqua, dove riscalda l'acqua circolante nel sistema di riscaldamento alla temperatura richiesta. Nel sistema di fornitura di calore viene effettuato circolazione chiusa acqua utilizzando pompe centrifughe (di rete).
Agli ingressi degli abbonati dei sistemi di teleriscaldamento, viene effettuata la comunicazione tra fonti di calore e consumatori. I consumatori prelevano calore dall'impianto di riscaldamento grazie agli scambiatori di calore installati: dispositivi di riscaldamento(negli impianti di riscaldamento), riscaldatori (negli impianti di ventilazione), scaldacqua acqua-acqua o vapore-acqua acqua di rubinetto nei sistemi di fornitura di acqua calda e scambiatori di calore di varie tecnologie. consumatori.
L'acqua, come refrigerante, presenta numerosi vantaggi rispetto al vapore: la possibilità di una regolazione centralizzata di alta qualità della fornitura di calore; mantenendo l'igiene necessaria. condizioni di temperatura dei dispositivi di riscaldamento (anche inferiore a 100°C); riduzione della pressione media giornaliera del vapore per l'acqua di riscaldamento circolante nelle reti di riscaldamento, e poi. riduzione del consumo di combustibile durante la fornitura di calore da centrali termoelettriche; facilità di connessione alle reti di riscaldamento; facilità di manutenzione e funzionamento silenzioso.
A seconda del metodo di collegamento dei sistemi di fornitura di acqua calda degli edifici alle reti idriche e di riscaldamento, esistono sistemi di fornitura di calore chiusi e aperti. Se i sistemi di fornitura di acqua calda in un edificio sono collegati alle reti di riscaldamento tramite scaldacqua, quando tutta l'acqua di rete dal sistema di riscaldamento ritorna alla fonte di riscaldamento, viene chiamato il sistema. Chiuso; nel caso in cui l'acqua calda venga prelevata direttamente dall'acqua termale rete - aperta. I sistemi di riscaldamento dell'acqua per gli edifici possono essere collegati direttamente tramite un ascensore o indipendentemente tramite uno scaldacqua. I sistemi di fornitura di calore chiusi richiedono ai consumatori di installare scambiatori di calore per riscaldare l'acqua del rubinetto fornita per la fornitura di acqua calda e talvolta per il trattamento dell'acqua. Gli scambiatori di calore e le apparecchiature per il trattamento dell'acqua, a seconda del consumo di acqua dell'abbonato, possono essere installati in punti di riscaldamento individuali (I.T.P.) o centrali (C.T.P.). I.T.P. sono disposti solo su oggetti di grandi dimensioni. In assenza di scantinati, vengono installati sistemi di riscaldamento centralizzato per un gruppo di case o un isolato, il che porta alla costruzione (da queste centrali termiche ai consumatori) di costosi sistemi di riscaldamento a quattro tubi.
Con un sistema di riscaldamento aperto, il trattamento dell'acqua per la fornitura di acqua calda viene effettuato centralmente in un locale caldaia o in una centrale termica ed è obbligatorio, il che elimina la possibilità di corrosione e formazione di incrostazioni nelle reti di riscaldamento. Per un sistema di riscaldamento aperto, è economico e promettente passare a un sistema a flusso diretto monotubo quando si utilizza un liquido di raffreddamento - acqua per il riscaldamento e la fornitura di acqua calda senza ritorno alla fonte di riscaldamento (locale caldaia o centrale termica) nell'impianto presenza di serbatoi di stoccaggio.
Sistemi di riscaldamento a vapore sono organizzati per esigenze tecnologiche. consumatori. Per industriale Nelle imprese, l'uso di un unico refrigerante, il vapore, per coprire tutti i carichi, compreso il riscaldamento, è consentito con le adeguate misure tecniche ed economiche. giustificazione.
Se necessario, soddisfare i requisiti tecnologici. i consumatori di vapore e la presenza di carichi di riscaldamento sono talvolta soddisfatti con sistemi di riscaldamento misti con fornitura di acqua per riscaldamento, ventilazione e fornitura di acqua calda e vapore per la tecnologia di processo. esigenze. A seconda delle caratteristiche tecniche ed economiche giustificazione delle esigenze di fornitura di acqua calda e ventilazione, è possibile fornire anche vapore.
Tecnologico a cui sono collegati i consumatori, i sistemi di riscaldamento a vapore e i sistemi di ventilazione reti a vapore sistema di fornitura di calore direttamente, se la pressione del vapore nella rete e all'utenza sono le stesse, o tramite un riduttore, se è necessario ridurre la pressione del vapore. La condensa viene restituita alle fonti di fornitura di calore dai consumatori mediante pompaggio o gravità. I sistemi di fornitura di acqua calda sono collegati ai sistemi di vapore termico tramite scaldacqua a vapore dell'acqua del rubinetto. Se è necessario installare sistemi di riscaldamento dell'acqua per i consumatori con sistemi di fornitura di calore a vapore, il riscaldamento dell'acqua viene effettuato anche tramite scaldacqua a vapore.
Lett.: K o p e v S. F.. Kachanov N. F., Fondamenti di fornitura di calore e ventilazione, M., 1964.
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Fornitura di calore - un sistema per fornire calore agli edifici da mantenere temperature confortevoli al chiuso durante la stagione fredda. I sistemi di fornitura di calore possono essere centralizzati e decentralizzati, dipendenti e indipendenti, aperti e chiusi. Questo articolo fornisce una spiegazione dettagliata dei principi di funzionamento, nonché un confronto tra vantaggi e svantaggi dei sistemi di riscaldamento chiusi e aperti.
Il sistema di fornitura di calore è costituito dai seguenti componenti:
- impresa che produce calore (caldaia, centrale elettrica);
- condotte per il trasporto dell'energia termica (reti di riscaldamento);
- consumatori di calore (radiatori installati nei locali).
Classificazione dei sistemi di fornitura di calore
Si distinguono i seguenti tipi di schemi di fornitura di calore.
Dalla quantità di calore generato classificare i tipi di fornitura di calore centralizzata e decentralizzata. Nei sistemi centralizzati una fonte di energia termica alimenta più edifici. IN sistema decentralizzato, ogni edificio o gruppo di case, i singoli ambienti generano calore in modo indipendente.
La classificazione dei tipi di fornitura di calore decentralizzati li divide in individuali, quando ogni appartamento viene riscaldato in modo indipendente, e locale, dove la fonte di calore riscalda l'intero condominio.
Per metodo di connessione alle reti classificare tipi dipendenti e indipendenti di sistemi di fornitura di calore. Dipendente: quando il liquido di raffreddamento (liquido o vapore) viene riscaldato nel locale caldaia e, passando attraverso la rete di tubazioni, entra nei radiatori dell'ambiente riscaldato. Indipendente: il liquido proveniente dalla rete di riscaldamento passa attraverso lo scambiatore di calore e riscalda il fluido riscaldante della casa (il liquido di raffreddamento riscaldato nel locale caldaia non entra nell'impianto di riscaldamento della casa).
Secondo il metodo di fornitura di acqua calda e riscaldamento dell'acqua distinguere tra aperto e viste chiuse fornitura di calore.
Impianto di riscaldamento aperto
In uno schema di fornitura di riscaldamento aperto, l'acqua riscaldata nel locale caldaia viene utilizzata contemporaneamente nella fornitura di acqua calda e come refrigerante dispositivi di riscaldamento. Il consumo costante di acqua per le esigenze di fornitura di acqua calda porta alla necessità di un rifornimento regolare della rete di riscaldamento. A causa dell'uso dell'acqua nel riscaldamento caldo, la sua temperatura dovrebbe essere di 65-70 gradi. Questo schema è molto obsoleto; era utilizzato ovunque in URSS.
Vantaggi e svantaggi del riscaldamento aperto
Vantaggi tipo aperto alimentazione refrigerante:
- attrezzatura minima in quanto non è richiesto l'uso di scambiatori di calore;
- a causa del fatto che la temperatura dell'acqua è più bassa, le perdite durante il trasporto lungo le reti di riscaldamento su lunghe distanze sono inferiori rispetto a un sistema chiuso.
Screpolatura circuito aperto:
Acqua sporca. A causa della grande lunghezza della conduttura del riscaldamento, il liquido che entra nelle tubazioni di fornitura di acqua calda contiene una grande quantità di sporco e ruggine, che raccoglie lungo il percorso dal locale caldaia al consumatore. A causa della grande lunghezza delle tubazioni del riscaldamento, l'acqua nel rubinetto potrebbe avere un odore e un colore sgradevoli e potrebbe non corrispondere norme sanitarie. L'installazione di dispositivi per il trattamento dell'acqua in ogni casa richiederà costi finanziari significativi.
L'elevata richiesta di acqua calda nelle ore di punta porta ad un notevole calo della pressione nelle tubazioni. Per questo motivo, costringe le società fornitrici di risorse a installare ulteriori pompe booster e automazione per controllare la pressione nel sistema. In caso contrario, la caduta di pressione comporterà un minor passaggio di refrigerante attraverso i riscaldatori negli appartamenti e, di conseguenza, una diminuzione della temperatura dell'aria nelle stanze.
Le elevate perdite di liquidi dal sistema termico costringono caldaie, centrali termoelettriche e altre imprese produttrici di energia a installare massicci impianti di trattamento dell'acqua che purificano l'acqua del fiume dai sali e altre impurità.
Differenze tra schemi di approvvigionamento idrico aperti e chiusi
In un sistema chiuso, a differenza di uno aperto, il liquido utilizzato come refrigerante circola attraverso le tubazioni senza uscirne. Per l'approvvigionamento di acqua calda viene utilizzata l'acqua potabile del rubinetto, riscaldata da un liquido refrigerante dispositivi speciali(scambiatori di calore) installati in abitazioni o punti di riscaldamento centralizzato. IN schemi chiusi la temperatura dell'acqua nella rete di riscaldamento varia da 120 a 140 gradi e le perdite di liquidi sono assenti o minime.
Vantaggi di uno schema chiuso:
- per la fornitura di acqua calda è collegata l'acqua del rubinetto pulita, a differenza di un circuito aperto, che soddisfa tutti gli standard sanitari e igienici senza impurità e odori sgradevoli;
- non è necessario installare pompe aggiuntive e dispositivi di controllo automatico dei parametri nelle imprese di fornitura di calore, poiché la pressione nella rete di riscaldamento è costante e non dipende dal consumo di acqua calda;
- non è necessario installarlo su caldaie e altre fonti di fornitura di calore altre impostazioni trattamento dell'acqua, perché il liquido circolante è già dissalato e contiene una quantità minima di impurità;
- effetto di risparmio energetico ottenuto regolando la temperatura di fornitura di calore richiesta nei punti di riscaldamento, eseguita in modalità automatica.
Gli svantaggi di questo sistema di riscaldamento includono attrezzature costose e l'automazione necessaria per l'installazione di punti di scambio energetico, dove viene regolata la temperatura di riscaldamento dell'acqua del rubinetto.
Il secondo svantaggio è alte temperature refrigeranti nella rete di riscaldamento principale e, di conseguenza, elevate perdite di calore. Questo inconveniente ha ormai perso la sua rilevanza a causa dell'utilizzo della tecnologia per l'isolamento termico dei tubi con schiuma poliuretanica, che garantisce la resistenza del rivestimento isolante e protezione efficace dalle perdite di calore. 
Utilizzo di punti di riscaldamento
Per ridurre i costi di un sistema di fornitura di calore chiuso, viene installato un punto di riscaldamento centrale (CHS) per diverse case o un microdistretto. La centrale termica è una stanza con scambiatori di calore, pompe e dispositivi automatici per regolare l’approvvigionamento idrico. A questo edificio sono collegate le condotte di approvvigionamento idrico e le reti di riscaldamento.
Importante! Acqua di rubinetto passa attraverso scambiatori di calore e, riscaldandosi, viene fornito a un sistema circolare di fornitura di acqua calda, dove circola lungo il circuito e viene consumato dai consumatori secondo necessità.
L'utilizzo di centrali termiche consente di risparmiare sui costi di costruzione dei punti di riscaldamento. Poiché il consolidamento di un impianto di scambio termico in più blocchi o in un microdistretto riduce i costi di acquisto e installazione di apparecchiature e automazione, rispetto all'installazione punto di riscaldamento in ogni casa.
Dottore in Scienze Tecniche IN E. Sharapov, professore, capo del dipartimento di fornitura di calore e gas e ventilazione, Università tecnica statale di Ulyanovsk
Nei grandi sistemi di riscaldamento centralizzato collegati alla cogenerazione, vengono utilizzati due metodi di fornitura di acqua calda (ACS) ai consumatori: preparazione dell'acqua qualità richiesta e riscaldarlo in una centrale termica con successiva raccolta di acqua calda da parte dei consumatori direttamente dalla rete di riscaldamento (in) e riscaldamento dell'acqua potabile del rubinetto prima di fornire ai consumatori acqua di rete negli scambiatori di calore di superficie dei punti di riscaldamento locali ().
Storicamente, nei sistemi di riscaldamento domestico questi due metodi di fornitura di acqua calda sono utilizzati allo stesso modo: ad esempio, Mosca ha il più grande sistema di fornitura di calore chiuso del mondo e il più grande sistema aperto del mondo. Ciascuno di questi due sistemi di fornitura di calore presenta vantaggi e svantaggi. La discussione su quale dei due sistemi sia migliore è iniziata con una polemica tra i patriarchi del teleriscaldamento, i professori S.F. Kopyeva e E.Ya. Sokolov negli anni '40 e '50. secolo scorso e non è ancora terminato. La procedura per la selezione dei sistemi di fornitura di calore per una nuova progettazione è stata a lungo regolata da raccomandazioni imperfette, in cui una di i fattori più importanti quando si sceglieva il tipo di sistema era Composizione chimica impurità nell'acqua di fonte della rete idrica cittadina.
I sistemi di riscaldamento chiusi hanno un regime idraulico più stabile a causa della relativa costanza del flusso d'acqua nelle linee di mandata e di ritorno. I sistemi aperti di fornitura di calore consentono di massimizzare l'effetto della generazione combinata di energia elettrica e termica attraverso l'uso di fonti di calore a basso potenziale per il riscaldamento grandi quantità acque di reintegro per le reti di riscaldamento delle centrali termoelettriche.
Un esempio uso razionale Il calore di bassa qualità può servire a San Pietroburgo con una portata d'acqua di reintegro della rete di riscaldamento di diverse migliaia di tonnellate all'ora. Il riscaldamento dell'acqua di sorgente prima dei disaeratori sotto vuoto dell'acqua di reintegro in questa centrale termoelettrica viene effettuato solo dal vapore di scarico di tre turbine T-250-240 nei banchi di condensatori integrati e dal riscaldamento dell'acqua utilizzato come agente riscaldante nei disaeratori sotto vuoto viene effettuato dal vapore di un'estrazione di riscaldamento altamente economica da una delle turbine secondo la decisione. Pertanto, l’uso di sistemi aperti di fornitura di calore è attualmente particolarmente rilevante a causa delle crescenti esigenze di efficienza energetica di tutti i settori dell’economia domestica.
IN anni diversi, tuttavia, ci sono state richieste per eliminare i sistemi di riscaldamento aperti esistenti a causa di alcune carenze, ad esempio a causa del regime idraulico più complesso di questi sistemi o con il pretesto di miglioramento Qualità dell'acqua calda. In particolare viene sollevata spesso la questione dell’eliminazione dei sistemi aperti Ultimamente. Queste chiamate provengono da “specialisti” e manager che hanno poca conoscenza dei fondamenti del funzionamento delle centrali termoelettriche e degli impianti di riscaldamento in generale. Sono rimasto particolarmente colpito dalla recente pubblicazione della legge federale "Sugli emendamenti ad alcuni atti legislativi della Federazione Russa in relazione all'adozione", in cui i suoi autori sconosciuti hanno scritto: "Dal 1 gennaio 2013, la connessione di progetti di costruzione di capitali per i consumatori non è consentito l'accesso a sistemi centralizzati di fornitura di calore aperti (fornitura di acqua calda) per le esigenze di fornitura di acqua calda, effettuati selezionando il refrigerante per le esigenze di fornitura di acqua calda. Dal 1° gennaio 2022 non è consentito l'uso di sistemi centralizzati di fornitura di calore aperti (fornitura di acqua calda) per le esigenze di fornitura di acqua calda, effettuati selezionando il refrigerante per le esigenze di fornitura di acqua calda.
La legge è stata adottata presumibilmente a causa della necessità di modificare alcuni atti legislativi dopo l'approvazione della legge federale “Sull'approvvigionamento idrico e sui servizi igienico-sanitari”. Non importa quanto ho letto in questa legge, non ho trovato alcun requisito per eliminare i sistemi aperti di fornitura di calore (incluso nell'articolo 24 "Garantire la qualità dell'acqua calda"). Gli autori della legge hanno chiaramente esagerato. Da quando era moderna A causa del capitalismo selvaggio, nulla viene fatto facilmente (tranne nei casi di totale stupidità), si può presumere che i promotori delle citate modifiche fossero guidati dai propri interessi commerciali.
I sostenitori dell'eliminazione dei sistemi aperti non tentano nemmeno di stimare almeno approssimativamente l'entità delle perdite di carburante nel settore dell'energia termica e l'entità dei costi nelle famiglie urbane durante la transizione dai sistemi di fornitura di calore aperti ai sistemi chiusi nella metà del paese Grandi città. E se riuscissero a capirlo, capirebbero l’assurdità e l’impossibilità dell’implementazione pratica di tali “innovazioni”. Pertanto, in un solo, già menzionato, CHPP del Sud, il rifiuto di preparare l'acqua di reintegro per un sistema di fornitura di riscaldamento aperto porterebbe ad un consumo eccessivo annuo di oltre 100 mila tonnellate di carburante equivalente.
Uno degli argomenti principali dei sostenitori dei sistemi chiusi è la presunta maggiore affidabilità e il basso danno da corrosione dovuto alla tenuta di questi sistemi e al basso consumo di acqua di reintegro, dalla quale viene introdotta una quantità aggiuntiva di gas corrosivi disciolti.
Mio molti anni di esperienza ricerca e lavoro di messa in servizio in sistemi chiusi di fornitura di calore in diverse città e l'esperienza dei colleghi, in particolare dell'ex capo del servizio chimico, e poi del capo del dipartimento dei problemi chimici dell'acqua dell'Istituto panrusso di ingegneria termica (VTI) B.S. Fedoseev, mostra che la completa tenuta dei sistemi chiusi dovrebbe essere considerata un mito: in tutti i sistemi chiusi, a causa di perdite negli scaldacqua, si verificano enormi flussi di acqua di rubinetto non disaerata nella rete di riscaldamento, portando ad un'intensa corrosione interna dei sistemi chiusi. condutture della rete di riscaldamento. In alcuni casi, l'afflusso di acqua non disaerata nella rete di riscaldamento rende praticamente inutile la disaerazione di alta qualità di piccole quantità di acqua di reintegro nelle centrali termoelettriche. È per questo motivo, come dimostrano i risultati del VTI condotto all'inizio degli anni '90. indagine su larga scala dei sistemi di fornitura di calore domestico, l'intensità della corrosione interna nei sistemi aperti e chiusi è approssimativamente la stessa. Inoltre, quando la pressione dell'acqua della rete di riscaldamento supera la pressione dell'acqua del rubinetto riscaldata, nelle condutture dell'acqua calda fornite ai consumatori si verificano flussi non regolati di acqua di rete che non soddisfa gli standard di qualità dell'acqua potabile, ad es. i requisiti sanitari e igienici per la fornitura di acqua calda non sono soddisfatti. Questi flussi sono sostanzialmente regolamentati norme attuali operazione tecnica, pag. 4.12.30 che consente perdite orarie di acqua di rete per eventuali sistemi di fornitura di calore nella misura dello 0,25% del volume medio annuo di acqua nelle reti di riscaldamento. Nei sistemi chiusi, una parte significativa di queste perdite è dovuta al flusso dell'acqua di rete attraverso perdite nei riscaldatori nei sistemi locali di acqua calda. A questo proposito, difficilmente si può parlare di una maggiore sicurezza sanitaria ed epidemiologica di tali sistemi.
IN sistemi aperti, dove l'acqua potabile viene utilizzata come acqua di fonte per la preparazione dell'acqua di reintegro e il trattamento anticalcare e anticorrosivo dell'acqua di reintegro viene effettuato centralmente da personale qualificato e sotto costante controllo, tali carenze sono praticamente eliminate.
In relazione alle argomentazioni sopra esposte, il paragrafo 1 appare del tutto poco convincente. 3.1.3 SanPiN, in cui si afferma che dal punto di vista sanitario ed epidemiologico, il massimo sistemi affidabili fornitura centralizzata di acqua calda collegata a sistemi di fornitura di calore chiusi.
Le argomentazioni sull’instabilità dei regimi idraulici dei sistemi aperti stanno diventando sempre meno rilevanti. Disponibilità di ampio parco dispositivi moderni regolazione automatica e il loro uso diffuso nei sistemi di fornitura di calore consente di compensare in modo affidabile l'influenza spese variabili acqua nelle condotte della rete.
È stato fatto un tentativo di confrontare i vantaggi e gli svantaggi dei sistemi di fornitura di calore aperti e chiusi (vedi tabella). Da questa tabella segue che in condizioni moderne Sono preferibili i sistemi di riscaldamento aperti.
| Sistemi aperti | Sistemi chiusi |
| Vantaggi
1. Elevata efficienza energetica grazie all'utilizzo di fonti di calore di bassa qualità, incl. vapore esaurito dalle turbine delle centrali termoelettriche per la preparazione grande quantità acqua di reintegro della rete di riscaldamento. 2. Manutenzione Alta qualità acqua di rete in tutto il sistema di fornitura di calore e nei sistemi di riscaldamento locale e di acqua calda sanitaria dei consumatori grazie alla possibilità di un trattamento anticalcare e anticorrosivo centralizzato altamente efficiente dell'acqua di reintegro nelle centrali termoelettriche. 3. Basso costo punti di riscaldamento locali dei consumatori. Screpolatura 1. Modalità idraulica più complessa del sistema a causa della differenza nelle portate dell'acqua di rete nelle linee di alimentazione e ritorno (lo svantaggio è superato mediante l'uso di moderni dispositivi di controllo della modalità automatica). 2. L'elevato costo delle attrezzature per la preparazione di una grande quantità di acqua di reintegro per l'impianto di riscaldamento di una centrale termoelettrica. |
Vantaggi
1. Modalità idraulica stabile del sistema grazie a circa la stessa portata dell'acqua di rete nelle linee di alimentazione e di ritorno. 2. Basso costo di installazione per preparare una piccola quantità di acqua di reintegro per la rete di riscaldamento di una centrale termoelettrica. Screpolatura 1. Ridotta efficienza energetica del sistema a causa delle limitate possibilità di utilizzo di fonti di calore di bassa qualità nelle centrali termoelettriche. 2. L'elevato costo di un gran numero di punti di riscaldamento locali dei consumatori a causa della presenza di riscaldatori di acqua calda al loro interno. 3. Flussi di acqua di rubinetto non disaerata nella rete di riscaldamento a causa di perdite negli scaldacqua, con conseguente intensa corrosione interna delle tubazioni della rete di riscaldamento. 4. Violazioni dei requisiti sanitari e igienici per la fornitura di acqua calda a causa di flussi non regolati di acqua di rete che non soddisfa gli standard di qualità dell'acqua potabile nelle condutture dell'acqua calda fornite ai consumatori attraverso perdite negli scaldacqua. 5. Elevata intensità di corrosione interna delle sezioni metalliche delle tubazioni dell'acqua calda non disaerate nei sistemi locali di acqua calda. |
Nel corso di decenni di lavoro industriale e scientifico, ho sentito molte volte in vari uffici governativi proposte, e persino richieste, di trasferire i sistemi aperti esistenti in sistemi chiusi. Fortunatamente, finora sembra che nessuno, in nessuna città del Paese, sia riuscito ad attuare queste richieste. Non ho dubbi che le norme di legge sopra citate che vietano gli impianti di riscaldamento aperti siano nate morte. Sono sicuro che nel prossimo futuro il problema della scelta di un metodo di fornitura di acqua calda sarà risolto principalmente in base all'efficienza energetica dei sistemi di riscaldamento e tenendo conto della qualità dell'acqua di fonte nelle fonti di approvvigionamento idrico di specifiche città.
Va anche notato che una condizione necessaria per energeticamente lavoro efficiente Gli impianti di riscaldamento con fornitura d'acqua aperta prevedono l'uso della disaerazione sotto vuoto dell'acqua di reintegro della rete di riscaldamento. È l'uso di fonti di calore di bassa qualità, incl. il vapore di scarico delle turbine per il riscaldamento dei liquidi di raffreddamento davanti ai disaeratori sotto vuoto dell'acqua di reintegro consente di massimizzare l'effetto della cogenerazione nelle centrali termoelettriche.
Gli esperti hanno dimostrato che l'uso corretto disaeratori sotto vuoto nei sistemi aperti di fornitura di calore fornisce un trattamento anticorrosivo di alta qualità dell'acqua di reintegro, un aumento significativo dell'efficienza termica delle centrali termoelettriche, l'eliminazione delle perdite di condensa del vapore di riscaldamento, caratteristica di disaeratori atmosferici, riducendo i costi di capitale per unità di deaerazione, nonché la completa sicurezza ambientale della fornitura di acqua calda nei sistemi di fornitura di calore aperti.
Mi sembra che le disposizioni sul divieto graduale dei sistemi aperti di fornitura di calore, che non è chiaro come siano state inserite nella legge, dovrebbero essere immediatamente eliminate. Dovremmo essere orgogliosi dell’esperienza del teleriscaldamento domestico. Durante la crisi energetica degli anni 70-80. tutta l'Europa ha apprezzato questa esperienza e l'ha utilizzata nello sviluppo dei propri sistemi di fornitura di calore. Oggi non dovremmo rinnegare tutto ciò che di positivo è stato raggiunto nel settore del riscaldamento domestico, dell’elettricità e nella fornitura di calore. Credo che il Pn dovrebbe prendere l’iniziativa in questa materia” Fornitura di calore russa", che recentemente è diventata l'organizzazione più autorevole per il coordinamento della politica tecnica nel campo della fornitura di calore.
conclusioni
1. I sistemi aperti di fornitura di calore, a differenza dei sistemi chiusi, consentono di massimizzare l'effetto della generazione combinata di energia elettrica e termica attraverso l'uso di fonti di calore di bassa qualità per riscaldare grandi quantità di acqua di reintegro per il riscaldamento rete delle centrali termoelettriche. L’uso di sistemi aperti di fornitura di calore è attualmente particolarmente rilevante a causa delle crescenti esigenze di efficienza energetica di tutti i settori dell’economia domestica.
2. Nei sistemi di fornitura di calore aperti, è garantito che l'alta qualità dell'acqua di rete sia mantenuta in tutto il sistema di fornitura di calore e nei sistemi di riscaldamento locale e di acqua calda sanitaria dei consumatori grazie alla possibilità di sistemi anticalcare e anti-calcare centralizzati altamente efficienti -trattamento anticorrosivo delle acque di reintegro nelle centrali termoelettriche.
3. I sistemi aperti di fornitura di calore sono più affidabili dei sistemi chiusi in termini sanitari ed epidemiologici a causa dell'esclusione dell'acqua di rete che non soddisfa i criteri di qualità dell'acqua potabile dall'ingresso nei sistemi locali di fornitura di acqua calda attraverso perdite negli scaldacqua.
Letteratura
2. Brevetto n. 1366656 (URSS). IPCF01K17/02. Centrale Termoelettrica/V.I. Sharapov//Scoperte. Invenzioni. 1988. N. 2.
3. la legge federale RF del 23 novembre 2009 n. 261-FZ "Sul risparmio energetico e sull'aumento dell'efficienza energetica e sull'introduzione di emendamenti ad alcuni atti legislativi della Federazione Russa".
4. Legge federale del 7 dicembre 2011 n. 417-FZ “Sulle modifiche ad alcuni atti legislativi della Federazione Russa in relazione all'adozione della legge federale “Sull'approvvigionamento idrico e sui servizi igienico-sanitari”.
5. Legge federale del 7 dicembre 2011 n. 416-FZ "Sulla fornitura di acqua e servizi igienico-sanitari".
6. Sharapov V.I. Sulla prevenzione della corrosione interna della rete di riscaldamento negli impianti di riscaldamento chiusi // Ingegneria dell'energia termica. 1998. N. 4. P. 16-19.
7. Norme e regolamenti sanitari ed epidemiologici SanPiN 2.1.4.1074-01. Bevendo acqua e fornitura di acqua alle aree popolate. Bevendo acqua. Requisiti igienici alla qualità dell’acqua dei sistemi centralizzati di approvvigionamento di acqua potabile. Controllo di qualità. // M.: Ministero della sanità russo. 2002.
10. Sharapov V.I. Problemi reali utilizzo di disaeratori sottovuoto in sistemi di fornitura di calore aperti // Ingegneria dell'energia termica. 1994. N. 8. P. 53-57.
11. Sharapov V.I., Rotov P.V. Su come superare la crisi nel funzionamento dei sistemi di fornitura di calore // Problemi energetici. Notizie dalle università. 2000. N. 5-6. pp. 3-8.