Для опалення приміщень застосовується закрита та відкрита система теплопостачання. Останній варіант додатково забезпечує споживача гарячою водою. У цьому необхідно контролювати постійне поповнення системи.
Закрита система застосовує воду лише як теплоносій. Вона постійно циркулює за замкненим циклом, де втрати мінімальні.
Кожна система складається з трьох основних елементів:
- джерело тепла: котельня, ТЕЦ та ін;
- теплові мережі, якими транспортується теплоносій;
- споживачі тепла: радіатори, калорифери.
Особливості відкритої системи
Перевагою відкритої системи є її економічність. Через велику протяжність трубопроводів якість води погіршується: вона стає каламутною, набуває кольоровості, має неприємний запах. Спроби очистити її роблять спосіб застосування дорогим.
Труби тепломережі можна побачити в великих містах. Вони мають великий діаметрі загорнуті в утеплювач. Від них робляться відводи до окремих будинків через теплову підстанцію. Гаряча вода надходить для використання та до радіаторів опалення із загального джерела. Її температура коливається не більше 50-75°С.
Підключення теплопостачання до мережі здійснюється залежним та незалежним способами, що реалізують закриту та відкриту системи теплопостачання. Перший полягає в подачі води безпосередньо - за допомогою насосів та елеваторних вузлів, де вона доводиться до необхідної температури шляхом змішування з холодною водою. Незалежний спосіб полягає у подачі гарячої водичерез теплообмінник. Він більш витратний, але якість води у споживача вища.
Особливості закритої системи
Теплова магістраль виконана у вигляді окремого замкнутого контуру. Вода у ній підігрівається через теплообмінники від магістралі ТЕЦ. Тут потрібні додаткові насоси. Температурний режимвиходить стабільніший, а вода - краще. Вона залишається в системі і не забирається споживачем. Мінімальні втративоди відновлюються автоматичним підживленням.
Закрита автономна система отримує енергію від теплоносія, що надходить на воду. Там доводиться до необхідних параметрів. Для систем опалення та гарячого водопроводу підтримуються різні температурні режими.
Недоліком системи є складність процесу водопідготовки. Також дорого коштує доставка води в теплові пункти, розташовані далеко один від одного.
Труби теплових мереж
В даний час вітчизняні знаходяться в аварійному стані. У зв'язку з великим зносом комунікацій дешевше замінити труби для теплотраси на нові, ніж займатися постійним ремонтом.
Відразу оновити усі старі комунікації у країні неможливо. При будівництві або капітальному ремонтібудинків встановлюють нові труби в кілька разів скорочують втрати тепла. Труби для теплотраси виготовляють по спеціальної технології, заливаючи піною зазор між розташованою всередині сталевою трубоюта оболонкою.
Температура рідини, що транспортується, може досягати 140°С.
Використання ППУ як теплоізоляція дозволяє зберігати тепло значно краще за традиційні захисні матеріали.
Теплопостачання багатоквартирних житлових будинків
На відміну від дачі або котеджу, теплопостачання багатоквартирного будинкумістить складну схемурозведення труб та нагрівачів. Крім того, до системи входять засоби контролю та забезпечення безпеки.
Для житлових приміщень існують де вказуються критичні рівні температури та допустимі похибки, що залежать від сезону, погоди та часу доби. Якщо порівняти закриту та відкриту системи теплопостачання, перша краще підтримує необхідні параметри.
Комунальне теплопостачання повинно забезпечувати підтримання основних параметрів відповідно до ГОСТ 30494-96.
Найбільші втрати тепла відбуваються на сходових клітках житлових будинків.
Постачання теплом переважно проводиться за старими технологіями. По суті, системи опалення та охолодження повинні об'єднуватися в загальний комплекс.
Недоліки централізованого опалення житлових будинків призводять до необхідності створення індивідуальних систем. Зробити це складно через проблеми на законодавчому рівні.
Автономне теплопостачання житлового будинку
У будинках старого типу за проектом передбачено централізовану систему. Індивідуальні схемидозволяють вибрати типи систем теплопостачання у плані зниження витрат на енергоносій. Тут є можливість їх мобільного відключенняза відсутності необхідності.
Проектування автономних системпровадиться з урахуванням нормативів опалення. Без цього будинок здати в експлуатацію неможливо. Дотримання норм гарантує комфорт для проживання мешканців будинку.
Джерелом нагрівання води зазвичай є газовий або електричний котел. Необхідно вибрати спосіб промивання системи. У централізованих системах застосовується гідродинамічний спосіб. Для автономної можна використовувати хімічну. При цьому необхідно враховувати безпеку впливу реагентів на радіатори та труби.
Правові основи відносин у галузі теплопостачання
Відносини енергетичних компаній та споживачів регламентує ФЗ про теплопостачання № 190, який набув чинності з 2010 р.
- У розділі 1 викладаються основні поняття та загальні положення, Що визначають сферу правових засад економічних відносину теплопостачанні. До неї також входить забезпечення гарячою водою. Стверджуються загальні принципиорганізації поставки тепла, що полягають у створенні надійних, ефективних систем, що розвиваються, що дуже важливо для проживання в складному російському кліматі.
- Глави 2 і 3 відбивають велику область повноважень місцевих органів влади, які керують ціноутворенням у сфері теплопостачання, затверджують правила його організації, облік витрати теплової енергії та нормативи її втрат під час передачі. Повнота влади у цих питаннях дозволяє контролювати організації теплопостачання, що належать до монополістів.
- У розділі 4 відображаються відносини між постачальником теплової енергії та споживачем на підставі договору. Розглядаються усі правові аспектипідключення до теплових мереж.
- Глава 5 відображає правила підготовки до сезону опалення та ремонту теплових мережта джерел. У ній описується, що робити при неплатежах за договором та несанкціонованими підключеннями до теплових мереж.
- У розділі 6 визначаються умови переходу організації у статус саморегулівної області теплопостачання, організації передачі прав на володіння і користування об'єктом теплопостачання.
Користувачі теплової енергії повинні знати положення ФЗ про теплопостачання, щоб відстоювати свої законні права.
Складання схеми теплопостачання
Схема теплопостачання є передпроектним документом, у якому відображені правові відносини, умови функціонування та розвитку системи забезпечення теплом міського округу, поселення. По відношенню до неї до федерального закону входять певні норми.
- для поселень затверджуються органами виконавчої чи місцевого самоврядування, залежно від чисельності населення.
- Для відповідної території має бути єдина теплопостачальна організація.
- У схемі вказуються енергетичні джерела із зазначенням їх основних параметрів (завантаження, графіки роботи та ін.) та радіусом дії.
- Вказуються заходи щодо розвитку системи забезпечення теплом, консервації надлишкових потужностей, створення умов її безперебійної роботи.
Об'єкти теплопостачання розміщуються у межах поселення відповідно до затвердженої схеми.
Цілі застосування схеми теплопостачання
- визначення єдиної теплопостачальної організації;
- визначення можливості підключення до теплових мереж об'єктів капітального будівництва;
- включення заходів щодо розвитку систем подачі тепла до інвестиційної програми організації теплопостачання.
Висновок
Якщо порівняти закриту та відкриту системи теплопостачання, нині перспективною є впровадження першої. дозволяє підвищити якість води, що подається до рівня питної.
Незважаючи на те, що нові технології є ресурсозберігаючими і скорочують викиди в атмосферу, вони вимагають значних інвестицій. При цьому не вистачає кваліфікованих фахівців через відсутність спеціальної кадрової підготовки та низький рівень заробітної плати.
Способи впровадження знаходяться за рахунок комерційного та бюджетного фінансування, конкурсів на інвестиційні проектита ін. заходів.
Такою є система, теплоносій якої ізольований та працює виключно за призначенням. Він не бере участі у водопостачанні прямо, а тільки опосередковано, не відбирається споживачами з мережі. Скажімо так, «трансфер» тепла для систем опалення та гарячого постачання проходить через теплообмінники. Для цього в теплопунктах будівель встановлюють самі теплообмінники (підігрівачі), насоси різної спеціалізації, змішувачі, апаратура для контролю та ін.
Список може змінюватись в залежності від типу та потужності пункту. Центральний та індивідуальний тепловий пункти можуть мати різний ступінь автоматизації, системи можуть бути багатоступінчастими та мати у своєму складі кілька пунктів на шляху від ТЕЦ до споживачів. Стандартно, при закритому теплопостачанні, теплопункт має два контури, що забезпечують передачу теплоти системі опалення та системи водопостачання. Кожен контур обладнаний теплообмінником відповідного типу, пластинчастим, багатоходовим, ін. визначає проект.
Рідина або антифриз, що передають теплоту, від теплопідготовчої установки, вторинним мережам, має незмінний об'єм і може лише поповнюватися системою, що підживлює, у разі втрат. Теплоносій основної магістралі повинен проходити водопідготовку для надання йому необхідних властивостей, що забезпечують нешкідливість для мережевих трубопроводів та теплообміну, як теплопунктів так і теплопідготовчих потужностей
Ефективність теплоносія
Цикл прохідний носієм тепла трохи складніше, ніж у відкритому механізмі. Охолоджений теплоносій, по поворотній магістралі надходить до теплофікаційних підігрівачів або котелень, де приймає температуру від гарячого, технологічної паритурбін, конденсату або нагрівається у казані. Втрати, якщо такі є, заповнюються підживлювальною рідиною завдяки регулятору. Пристрій завжди підтримує заданий тиск, утримуючи статичне значення. Якщо тепло одержують від ТЕЦ, теплоносій нагрівається від пари, що має температуру 120° - 140°С.
Температура залежить від тиску та відбір зазвичай проводиться з циліндрів середнього тиску. Часто теплофікаційний відбір на установці лише один. Пар, що відводиться, має тиск 0.12 – 0.25 МПа, який підвищують (при регульованому відборі) при сезонному похолоданні або витраті пари на аерацію. При похолоданні рідина може догріватись піковим котлом. Аератор може бути приєднаний до одного з відборів турбіни, а поживний бак надходить хімічно очищена, підготовлена вода. Тепло, що відводиться для споживачів від парових конденсатів і пари, регулюють якісно, тобто при постійному обсязі носія регулюють тільки температуру.
По мережному трубопроводу теплоносій надходить у теплопункт, де контури опалення формують необхідну температуру. Контур водопостачання робить це за допомогою циркуляційної лініїі насоса, отримавши підігріту теплообмінником воду і підмішуючи її до водопровідної води, що остигає в трубах. Опалювальний має свою регулюючу арматуру, що дозволяє якісно впливати на відбір тепла. Закрита система передбачає незалежне регулюваннявідбору тепла.
Однак така схема не має достатньої гнучкості і повинна мати продуктивний трубопровід. З метою зниження вкладень у мережу, організовують пов'язане регулювання, при якому регулятор витрати водопостачання визначає баланс у бік одного з контурів. В результаті, потреба у нагріві компенсується з опалювального контуру.
Недолік подібного балансування, дещо плаваюча температура приміщень, що обігріваються. Нормативи допускають коливання температури в межах 1 - 1.5 ° С, що зазвичай відбувається, поки максимальна витратана воду не перевищить 0,6 розрахункового, на опалення. Як і у відкритій системі теплопостачання, можливе застосування поєднаного якісного регулюванняподачі теплоти. Коли витрата теплоносія та самі теплопровідні мережі розраховуються на навантаження опалювальної та вентиляційної системизбільшуючи температуру носія для компенсації потреби гарячого постачання. У подібному випадку теплова інерція будівель виконує роль теплоакумуляторів, вирівнюючи коливання температур, викликані нерівномірним відбором тепла зі зв'язаної системи.
Переваги
На жаль, на пострадянському просторі теплопостачання переважної більшості споживачів досі організоване за старою відкритою схемою. Закрита схема обіцяє значний виграш за багатьма параметрами. Саме тому перехід на закрите теплопостачання в масштабі країни може принести серйозні економічні вигоди. Наприклад у Росії, державному рівні, перехід більш економний варіант, Став частиною енергозберігаючої програми на майбутнє.
Відмова від старої схемипринесе скорочення втрат тепла, рахунок можливості точного регулювання споживання. Кожен теплопункт може тонко регулювати споживання тепла абонентами.
Нагрівальне обладнання, що працює в ізольованому режимі закритої системи, набагато менше піддається впливу факторів, що привносяться відкритою мережею. Наслідком цього є продовжений ресурс котлів, теплопідготовчих установок та проміжних комунікацій.
Вона не вимагає підвищеної стійкостідо високого тиску, протягом усього теплопровідних магістралей, це значно знижує аварійність трубопроводів через поривів тиском. У свою чергу це знижує втрати тепла при витоках. Як результат, економія, стабільність та якість забезпечення теплом та гарячою водою компенсують недоліки системи. А вони також є. Процедури неможливо провести централізовано. Кожен окремий замкнутий контурвимагає свого обслуговування. Будь то турбіни, контури абонентів чи проміжна магістраль.
Кожен теплопункт – окрема одиниця для здійснення водопідготовки. Швидше за все, при модернізації схеми з відкритої в закриту, в більшості випадків доведеться збільшити площу, необхідну для встановлення оснащення ІТП, а також реорганізація електропостачання. Крім цього, суттєво зростає споживання холодного на постачання будівлі, оскільки саме вона йде на підігрів у теплообмінники і далі споживачеві, за умови незалежного підключення гарячого. Це завжди спричинить перебудову водопроводу, для переходу на закриту схему гарячого.
Глобальне введення незалежного приєднаннягарячого обладнання до теплових мереж, спричинить неабияке підвищення навантаження на зовнішні мережі холодного водопостачання, оскільки доведеться живити споживачів збільшеними обсягами, необхідними для гарячого водопостачання, які зараз даються тепловими мережами. Для багатьох населених пунктів це стане серйозною перешкодою для модернізації. Додаткове оснащення насосними установками у гарячому постачанні та циркуляційних установках, у механізмах опалення будівель викличе додаткове навантаження на електричні мережі та без їх реконструкції теж не обійтися.
Постачання теплом за допомогою теплоносія (гарячої води чи пари) систем опалення, вентиляції, гарячого водопостачання житлових, товариств. та пром. будівель і технологич. споживачів. Найбільш перспективно централізоване теплопостачання, що забезпечує подачу тепла багатьом споживачам, розташованим поза місцем виробітку. Таким центром може бути: котельня у підвальному поверсі будинку, яка обслуговує декілька будівель; окрема котельня, що забезпечує теплом квартал, кілька кварталів або район міста, пром. підприємство чи пром. вузол; міська чи пром.
теплоелектроцентраль (ТЕЦ). Створення централізованого теплопостачання - основний напрямок розвитку Т. в СРСР.Система централізованого теплопостачання складається з джерела тепла (котельні або ТЕЦ), системи трубопроводів (теплових мереж), що подають тепло від джерела до споживачів. Котельні установки як джерела тепла в системах теплопостачання служать для підігріву води (до 200 ° С) або пари (до 20 am). Отримання тепла для централізованого теплопостачання з урахуванням вироблення електричної енергії складає ТЕЦ, де цієї мети встановлюються спеціальні теплофікаційні турбіни. За характером задоволення теплових навантажень розрізняють комунальні, промислові та районні ТЕЦ. По початковому тиску пара ТЕЦ бувають: середньої, високої, підвищеної і понадвисокого тиску
(35, 90, 110 та 240 am).
Отримуваний в котлах ТЕЦ пара надходить по внутрішньостанційним паропроводам в теплофікаційну турбіну, де обертає ротор турбіни і через неї і ротор електрич. генератора. У цьому процесі частина теплової енергії пара перетворюється на електрич., а пара з частиною теплової енергії, що залишилася в ньому, виходить з турбіни і використовується на цілі теплопостачання. Якщо споживачам як теплоносій потрібна пара (для технологич. потреб), останній з турбіни надходить убезпосередньо через паровий компресор або пароперетворювач. Через пароперетворювач пар подається таким споживачам, які не можуть повернути конденсат, що задовольняє вимогам живлення котлів високого тиску на ТЕЦ. Пара, що віддала своє тепло споживачам (або в пароперетворювачі при отриманні вторинної пари), перетворюється на конденсат, який прямує в котел, де знову перетворюється на свіжа параі надходить у турбіну.
Якщо споживачам в якості теплоносія необхідна гаряча вода (для опалення, вентиляції та гарячого водопостачання), пара з турбіни направляється у водонагрівачі, де нагріває воду, що циркулює в системі теплопостачання, до необхідної температури. У системі теплопостачання здійснюється замкнута циркуляціяводи за допомогою відцентрових (мережевих) насосів.
На абонентських вводах систем централізованого теплопостачання здійснюється зв'язок між джерелами тепла та споживачами. Споживачі відбирають із системи Т. тепло за рахунок встановлених теплообмінних апаратів: нагрівальних приладів(у системах опалення), калориферів (у системі вентиляції), водоводяних або пароводяних нагрівачів водопровідної водиу системах гарячого водопостачання та теплообмінних апаратів різних технологій. споживачів.
Вода, як теплоносій, порівняно з парою має низку переваг: можливість здійснення центрального якісного регулювання відпустки тепла; підтримка необхідної щодо гігієніч. умовам температури нагрівальних приладів (у тому числі нижче 100 ° С); зниження середньодобового тиску пари для нагрівання води, що циркулює в теплових мережах, а слід. зменшення витрат палива при теплопостачанні від ТЕЦ;
нескладність приєднань до теплових мереж; простота обслуговування та безшумність у роботі. Залежно від способу приєднання систем гарячого водопостачання будівель до водяних, теплових мереж розрізняютьзакриті та відкриті системи теплопостачання . Якщо системи гарячого водопостачання приєднуються до теплових мереж через водонагрівачі, коли вся мережева вода із системи Т. повертається до джерела Т., то система зв. закритою; у тому випадку, коли на гаряче водопостачання проводиться безпосередній відбір води з теплової. Системи водяного опалення будинків можуть приєднуватися за безпосередньою схемою через елеватор або незалежною - через водонагрівач. Закриті системи теплопостачання вимагають у споживачів теплообмінників для нагрівання водопровідної води, що подається на гаряче водопостачання, а іноді й водопідготовки. Теплообмінники та обладнання водопідготовки в залежності від величини водоспоживання абонента можуть встановлюватись в індивідуальних теплових пунктах (І. Т. П.) або центральних (Ц. Т. П.). І. Т. П. влаштовуються лише на великих об'єктах.
За відсутності підвалів влаштовуються Ц. Т. П. на групу будинків або квартал міста, що призводить до спорудження (від цих Ц. Т. П. до споживачів) дорогих чотиритрубних систем Т. П.
При відкритій системі Т. водопідготовка для гарячого водопостачання проводиться централізовано в котельні або ТЕЦ і виконується обов'язково, що унеможливлює корозію та накипеутворення в теплових мережах. Для відкритої системи Т. економічний та перспективний перехід на однотрубну прямоточну систему при використанні теплоносія – води на потреби опалення та гарячого водопостачання без повернення до джерела Т. (котельні або ТЕЦ) за наявності баків-акумуляторів.Парові системи теплопостачання
влаштовуються для потреб технологич. споживачів. Для пром. Підприємств застосування єдиного теплоносія - пари, для покриття всіх навантажень, включаючи опалення, допускається за відповідного техніко-економіч. обґрунтування.
При необхідності задоволення технологич. споживачів пором і наявності означає, навантажень на опалення іноді влаштовують змішані системи Т. з подачею води на потреби опалення, вентиляції та гарячого водопостачання та пари - на технологич. потреби. Залежно від техніко-економіч. обґрунтувань на потреби гарячого водопостачання та вентиляції також може подаватися пара.теплопостачальної системи безпосередньо, якщо тиск пари в мережі та у споживача однакові, або через редуктор, у разі необхідності зниження тиску пари. Конденсат повертається до джерел теплопостачання від споживачів шляхом його перекачування чи самопливом. Системи гарячого водопостачання приєднуються до парових систем Т. через пароводяні нагрівачі водопровідної води. Якщо потрібно при парових системах теплопостачання влаштовувати у споживачів водяні системи опалення, підігрів води здійснюється також через пароводяні нагрівачі.
Літ.: Коп'є в С. Ф.. Качанов Н. Ф., Основи теплопостачання і вентиляції, М., 1964.
Теплопостачаннябудівель різного призначенняздійснюється по теплових мережах від єдиного теплоенергетичного центру: квартальної або районної котельні або теплоелектроцентралі (ТЕЦ).
Централізовані системи теплопостачаннябувають водяні та парові. … Водяні Ц.ст. - Осн. системи, що забезпечують теплопостачанняміст.
Системи теплопостачанняподіляють на централізовані та децентралізовані. Централізів. - великі системи, джерелами теплоти у к-рьгх є ТЕЦ або великі котельні.
Система теплопостачання, яка використовує теплоту земних надр за допомогою теплоносіїв - гарячої води або пари.
У нашій країні приблизно половина діючих систем теплопостачаннявідкриті. Однак при проходженні через опалювальні прилади, калорифери, з'єднає, трубопроводи сан.-гігієніч. якості...
Системи водопідігріву та гарячого водопостачання. ТЕЦ. Теплопостачання... … Теплопостачання.
Гаряче водопостачання. Засувки та затвори Крани пробкові та кульові, клапани Запірні вентилі. теплопостачанняЦиркулююча в системі
вода використовується лише як теплоносій. Пройшовши через підігрівачі гарячого водопостачання, нагрівають. прилади систем опалення та калорифери. теплопостачанняЗабезпечення теплотою споживачів, яке здійснюється системою
Теплопостачання. Теплота передається за допомогою теплоносіїв, в якості яких брало використовують гарячу воду або... теплопостачання. Гаряче водопостачання. Розділ: Побут.
Господарство. … 1.10-1. Закриті системи теплопостачання. У закритих системах вода на потреби ГВ виходить нагріванням холодної водопровідної води.
теплопостачання Теплопостачання...
Їхня здатність виробляти, транспортувати та розподіляти серед … Поняття надійності систем теплопостачаннябазується на імовірнісній оцінці роботи... Теплопостачання...
ТеплопостачанняКонтактні водонагрівачі для
та гарячого... Системи водопідігріву та гарячого водопостачання. ТЕЦ. . Гаряче водопостачання. Опалення Санітарна техніка Засувки та затвори Крани пробкові та кульові, клапани Запірні вентилі.для опалення, гарячого водопостачання та технологічних потреб надходить від теплоелектроцентралі (ТЕЦ … Централізоване теплопостачаннябудівель від теплоелектроцентралей має...
Їхня здатність виробляти, транспортувати та розподіляти серед … Поняття надійності систем теплопостачанняі гарячого... Теплопостачання.
ТеплопостачанняГаряче водопостачання. Засувки та затвори Крани пробкові та кульові, клапани Запірні вентилі Опалення... Теплопостачання. Гаряче водопостачання. Розділ: Побут.
Їхня здатність виробляти, транспортувати та розподіляти серед … Поняття надійності систем теплопостачаннябазується на імовірнісній оцінці роботи... Теплопостачання...
ТеплопостачанняГосподарство. … . Гаряче водопостачання. Опалення Санітарна техніка Засувки та затвори Крани пробкові та кульові, клапани.у містах та
Теплопостачаннянаселених пунктах із забудовою будинками вище двох поверхів здійснюється централізовано.будівель різного призначення здійснюється за... двотрубних системахвесь час відбувається циркуляція теплоносія між джерелом.
Система теплопостачаннятеплового вузла
для систем... , в якій як теплоносія використовується пара водяна. Складається з джерела, що виробляє пару, паропроводів, якими вона транспортується до споживачів.Теплопостачання – система подачі тепла в будинки, для підтримки
комфортних температур
- у приміщеннях у холодну пору року. Системи постачання теплом бувають централізовані та децентралізовані, залежні та незалежні відкриті та закриті. У цій статті представлено докладне пояснення принципів роботи, а також порівняння переваг та недоліків закритих та відкритих систем теплопостачання.
- Система теплопостачання складається з таких складових:
- підприємство, яке виробляє тепло (котельня, електростанція);
трубопроводи для транспортування теплової енергії (тепломережі);
споживачі тепла (радіатори, встановлені у приміщеннях).
Класифікація систем теплопостачанняРозрізняють такі види схем теплопостачання. За кількістю тепла, що виробляєтьсякласифікують централізовані та децентралізовані види теплопостачання. У централізованих системах одне джерело теплової енергії забезпечує кілька будівель. У
децентралізованій системі
, кожну будівлю чи групу будинків, окремі приміщення виробляють тепло самостійно.класифікують залежні та незалежні типи систем теплопостачання. Залежні – коли теплоносій (рідина або пара) нагрівається в котельні і, проходячи трубопровідною мережею, надходить у радіатори опалювального приміщення. Незалежні – рідина з тепломережі, проходить через теплообмінник та нагріває теплоносій опалення будинку (теплоносій, який нагрівається в котельні, не потрапляє до системи теплопостачання будинку).
За способом улаштування гарячого водопостачання та нагрівання водирозрізняють відкриті та закриті видиподачі тепла.
Відкрита система теплопостачання
У відкритій схемі теплопостачання вода, що нагрівається на котельні, використовується одночасно в гарячому водопостачанні та в якості теплоносія опалювальних приладів. Постійна витрата води для потреб гарячого водопостачання призводить до необхідності регулярного підживлення тепломережі. Через використання води у гарячому теплопостачанні її температура має бути 65-70 градусів. Така схема дуже застаріла, вона використовувалася в СРСР.
Переваги та недоліки відкритого теплопостачання
Переваги відкритого типуподачі теплоносія:
- мінімум обладнання так, як не потрібне застосування теплообмінників;
- через те, що температура води нижча, втрати при транспортуванні теплотрасами на великі відстані менше ніж у закритій системі.
Недоліки відкритої схеми:
Брудна вода. Через велику протяжність теплотраси, що надходить у трубопроводи гарячого водопостачання рідина, містить велику кількість бруду, іржі, які вона збирає по дорозі від котельні до споживача. Через велику протяжність трубопроводів теплопостачання вода в крані може мати неприємний запах і колір і не відповідати санітарним нормам. Установка водопідготовчих пристроїв у кожному будинку вимагатиме суттєвих грошових витрат.
Висока потреба в гарячій воді в час пік призводить до відчутного падіння тиску в трубопроводах. Через що змушує ресурсопостачальні підприємства встановлювати додаткові насоси, що підкачують, і автоматику для контролю величини тиску в системі. Інакше падіння тиску призведе до меншої кількості теплоносія, що проходить через теплообігрівачі в квартирах, і, як наслідок, зниження температури повітря в приміщеннях.
Високі втрати рідини з теплової системи змушують ставити на котельнях, ТЕЦ та інших підприємствах, що виробляють енергію, масивні установки для водопідготовки, які очищають від солей та інших домішок річкову воду.
Відмінності відкритої та закритої схеми водопостачання
У закритій системі, на відміну від відкритої, рідина, що використовується в якості теплоносія, циркулює по трубопроводах, не залишаючи їх. Для гарячого водопостачання використовується питна водопровідна вода, яка нагрівається теплоносієм спеціальних пристроях(теплообмінниках), що встановлюються у будинках чи центральних теплових пунктах. У закритих схемахтемпература води у теплотрасі коливається від 120 до 140 градусів, а втрати рідини відсутні або мінімальні.
Плюси закритої схеми:
- для гарячого водопостачання підключається чиста водопровідна вода, на відміну від відкритої схеми, що відповідає всім санітарно-гігієнічним нормам без домішок та неприємних запахів;
- немає необхідності встановлювати на теплопостачальних підприємствах додаткові насоси та прилади автоматичного контролю параметрів, оскільки тиск у тепловій мережі постійний та не залежить від витрати гарячої води;
- на котельнях та інших джерелах теплопостачання не потрібно встановлювати додаткові установкиводопідготовки, тому що циркулююча рідина, вже знесолена і містить мінімальну кількість домішок;
- енергозберігаючий ефект, що досягається за рахунок регулювання потрібної температури подачі тепла на теплових пунктах, що виконується в автоматичному режимі.
До недоліків цієї системи опалення можна віднести дороге обладнанняі автоматику, необхідне пристрою пунктів обміну енергією, де регулюється температура нагріву водопровідної води.
Другий недолік це високі температуритеплоносіїв у магістральних теплотрасах та, як наслідок, високі втрати тепла. Цей недолік зараз втратив свою актуальність через застосування технології теплоізоляції труб пінополіуретаном, яка забезпечує міцність ізоляційного покриття і ефективний захиствід теплових втрат. 
Використання теплових пунктів
Для здешевлення закритої системи теплопостачання на кілька будинків чи мікрорайон встановлюють центральний тепловий пункт (ЦТП). ЦТП являє собою приміщення з теплообмінниками, насосами та автоматичними пристроямидля регулювання подачі води. До цієї будівлі підводяться трубопроводи водопостачання та теплові мережі.
Важливо! Водопровідна водапроходить через теплообмінники, і, нагріваючись, подається до кругової системи гарячого водопостачання, де циркулює по контуру і при необхідності витрачається споживачами.
Використання ЦТП дозволяє заощаджувати витрати на будівництво теплових пунктів. Так як укрупнення теплообмінної установки на кілька кварталів або мікрорайон, зменшує витрати на купівлю та монтаж обладнання та автоматики порівняно з установкою теплового пунктуу кожному будинку.
Д.т.н. В.І. Шарапов, професор, завідувач кафедри «Теплогазопостачання та вентиляція», Ульянівський державний технічний університет
У великих системах централізованого теплопостачання, підключених до ТЕЦ, застосовуються два способи гарячого водопостачання (ГВП) споживачів: приготування води необхідної якостіта підігрів її на ТЕЦ з подальшим розбором гарячої води споживачами безпосередньо з тепломережі (в ) та підігрів водопровідної питної води перед подачею споживачам мережевою водою у поверхневих теплообмінниках місцевих теплових пунктів ().
Історично склалося так, що у вітчизняних теплофікаційних системах ці два способи ГВП використовуються в рівній мірі: наприклад, Москва має у своєму розпорядженні найбільшу у світі закриту систему теплопостачання, а - найбільшу у світі відкриту систему. Кожна з цих двох систем теплопостачання має свої переваги та свої недоліки. Дискусія про те, яка з цих двох систем краща, почалася з полеміки патріархів теплофікації професорів С.Ф. Коп'єва та Є.Я. Соколова в 40-50-ті роки. минулого століття і не закінчується досі. Порядок вибору систем теплопостачання при новому проектуванні тривалий час регламентувався недосконалими рекомендаціями, в яких одним із найважливіших факторівпри виборі типу системи був хімічний складдомішок у вихідній воді міського джерела водопостачання.
Закриті системи теплопостачання мають більш стабільний гідравлічний режим завдяки відносній сталості витрати води в магістралях, що подає і зворотній. Відкриті системи теплопостачання дозволяють максимально реалізувати ефект комбінованого вироблення електричної та теплової енергії за рахунок використання низькопотенційних джерел теплоти для підігріву. великих кількостейпідживлювальної води тепломережі на ТЕЦ
Одним із прикладів раціонального використаннянизькопотенційної теплоти може служити в Санкт-Петербурзі з витратою води для підживлення тепломережі в кілька тисяч тонн на годину. Підігрів вихідної води перед вакуумними деаераторами підживлювальної води на цій ТЕЦ здійснюється тільки відпрацьованою парою трьох турбін Т-250-240 у вбудованих пучках конденсаторів, а підігрів води, що використовується як гріючий агент у вакуумних деаераторах, проводиться парою високоекономічних опалювальних відборів однієї з турбін з рішенням. Таким чином, застосування відкритих систем теплопостачання в даний час особливо актуально у зв'язку з вимогами, що постійно підвищуються, до енергетичної ефективності всіх галузей вітчизняної економіки.
У різні рокиТим не менш, лунали заклики ліквідувати існуючі відкриті системи теплопостачання через будь-яку нестачу, наприклад, через складніший гідравлічний режим цих систем або під приводом поліпшення якості ГВП. Особливо часто питання про ліквідацію відкритих систем піднімається в Останнім часом. Ці заклики походять від «фахівців» та керівників, які погано уявляють собі основи роботи ТЕЦ та теплофікаційних систем загалом. Особливо вразив нещодавній вихід Федерального закону «Про внесення змін до окремих законодавчих актів Російської Федерації у зв'язку з прийняттям, в якому невідомі його автори записали: «З 1 січня 2013 р. підключення об'єктів капітального будівництва споживачів до централізованих відкритих систем теплопостачання (гарячого водопостачання) потреб гарячого водопостачання, що здійснюється шляхом відбору теплоносія на потреби гарячого водопостачання, не допускається. З 1 січня 2022 р. використання централізованих відкритих систем теплопостачання (гарячого водопостачання) для потреб гарячого водопостачання, яке здійснюється шляхом відбору теплоносія на потреби гарячого водопостачання, не допускається».
Закон прийнятий нібито у зв'язку з необхідністю внести поправки до деяких законодавчих актів після виходу Федерального закону «Про водопостачання та водовідведення». Скільки не вчитувався в цей закон, не виявив вимог ліквідувати відкриті системи теплопостачання (в т.ч. у статті 24 «Забезпечення якості гарячої води»). Автори закону явно перестаралися. Оскільки в сучасну епохуДикуватий капіталізм нічого не робиться (крім випадків відвертої дурості), можна припустити, що ініціатори процитованих поправок керувалися своїми комерційними інтересами.
Прихильники ліквідації відкритих систем навіть не намагаються хоча б орієнтовно прикинути масштаби втрат палива в теплоенергетиці та масштаби витрат у міських господарствах під час переходу від відкритих систем теплопостачання до закритих систем у половині великих міст країни. А якби змогли прикинути – зрозуміли б абсурдність та неможливість практичної реалізації подібних «інновацій». Так, тільки на одній, уже згаданій, Південній ТЕЦ відмова від підготовки підживлювальної води для відкритої системи теплопостачання призвела б до щорічного перевитрати понад 100 тис. т у.т.
Одним із головних аргументів прихильників закритих систем є нібито підвищена надійність і низька корозійна ушкоджуваність через герметичність цих систем та малих витрат підживлювальної води, з якої вноситься додаткова кількість розчинених корозійно-агресивних газів.
Мій багаторічний досвіддослідницької та налагоджувальної роботиу закритих системах теплопостачання низки міст та досвід колег, зокрема, колишнього начальника хімічної служби, а потім, завідувача Відділення водно-хімічних проблем Всеросійського теплотехнічного інституту (ВТІ) Б.С. Федосєєва, показує, що повну герметичність закритих систем слід вважати міфом: у всіх закритих системах через нещільність підігрівачів ГВП існують величезні перетікання недеаерованої водопровідної води в мережу, що призводять до інтенсивної внутрішньої корозії трубопроводів тепломережі. У ряді випадків перетікання в тепломережу недеаерованої води робить практично марною якісну деаерацію малих кількостей підживлювальної води на ТЕЦ. Саме з цієї причини, як показали результати проведеного ВТІ на початку 90-х років. широкомасштабного обстеження вітчизняних систем теплопостачання, інтенсивність внутрішньої корозії у відкритих та закритих системах приблизно однакова. Більш того, при перевищенні тиску гріючої мережевої води над тиском водопровідної води, що нагрівається, відбуваються нерегульовані перетікання мережевої води, що не відповідає нормативам якості питної води, в трубопроводи гарячої води, що подається споживачам, тобто. не виконуються санітарно-гігієнічні вимоги до ГВП. Ці перетікання, по суті, регламентовані чинними правилами технічної експлуатації, пп. 4.12.30 яких допускає годинні втрати мережної води для будь-яких систем теплопостачання обсягом 0,25% від середньорічного обсягу води у теплових мережах. У закритих системах значна частина цих втрат припадає на перетікання мережної води через нещільність підігрівачів до місцевих систем ГВП. У зв'язку з цим навряд чи можна говорити про підвищену санітарно-епідеміологічну безпеку таких систем.
У відкритих системах, де в якості вихідної води для приготування підживлювальної використовується питна вода, а протинакипна і протикорозійна обробка води підживлення відбувається централізовано кваліфікованим персоналом і під постійним контролем, подібні недоліки практично виключені.
У зв'язку з наведеними вище аргументами абсолютно непереконливим виглядає пп. 3.1.3 СанПіН, в якому стверджується, що з санітарно-епідеміологічних позицій найбільш надійні системицентралізованого ГВП, приєднані до закритих систем теплопостачання.
Все менш актуальними стають нині й докази про нестабільність гідравлічних режимів відкритих систем. Наявність великого парку сучасних приладів автоматичного регулюваннята широке поширення їх у системах теплопостачання дозволяє надійно компенсувати вплив змінних витратводи у мережевих магістралях.
Зроблено спробу зіставити переваги та недоліки відкритих та закритих систем теплопостачання (див. табл.). З цієї таблиці випливає, що в сучасних умовахбільш доцільними є відкриті системи теплопостачання.
| Відкриті системи | Закриті системи |
| Переваги
1. Висока енергетична ефективність завдяки використанню низькопотенційних джерел теплоти, зокрема. відпрацьованої пари турбін ТЕЦ для підготовки великої кількостіпідживлювальної води тепломережі. 2. Підтримка високої якостімережевої води у всій системі теплопостачання та в місцевих системах опалення та ГВП споживачів завдяки можливості високоефективної централізованої протинакипної та протикорозійної обробки підживлювальної води на ТЕЦ. 3. Низька вартістьмісцевих теплових пунктів споживачів Недоліки 1. Більш складний гідравлічний режим системи через різницю витрат мережної води в подавальної та зворотній магістралях (недолік долається шляхом застосування сучасних приладів автоматичного регулювання режиму). 2. Висока вартість обладнання для підготовки великої кількості підживлювальної води тепломережі на ТЕЦ. |
Переваги
1. Стабільний гідравлічний режим системи завдяки приблизно однаковій витраті мережної води в магістралі, що подає і зворотній. 2. Низька вартість установки для підготовки малої кількості підживлювальної води тепломережі на ТЕЦ. Недоліки 1. Знижена енергетична ефективність системи через обмеження можливостей використання низькопотенційних джерел теплоти на ТЕЦ. 2. Висока вартість великої кількості місцевих теплових пунктів споживачів через наявність у них підігрівачів ГВП. 3. Перетікання недеаерованої водопровідної води в тепломережу через нещільності підігрівачів ГВП, що призводять до інтенсивної внутрішньої корозії трубопроводів тепломережі. 4. Порушення санітарно-гігієнічних вимог до ГВП при нерегульованих перетіканнях мережної води, що не відповідає нормативам якості питної води, у трубопроводи гарячої води, що подається споживачам, через нещільність підігрівачів ГВП. 5. Висока інтенсивність внутрішньої корозії металевих ділянок трубопроводів недеаерованої гарячої води у місцевих системах ГВП. |
За десятки років виробничої та наукової роботи мені доводилося чути багато разів у різних начальницьких кабінетах пропозиції, а то й вимоги про переведення чинних відкритих систем у закриті. На щастя, поки начебто в жодному з міст країни ні в кого до здійснення цих вимог не дійшли руки. Не сумніваюся, що вищезазначені положення закону про заборону відкритих систем теплопостачання є мертвонародженими. Впевнений, що і в найближчому майбутньому проблема вибору способу ГВП вирішуватиметься насамперед виходячи з енергетичної ефективності теплофікаційних систем і з урахуванням якості вихідної води в джерелах водопостачання конкретних міст.
Слід також зазначити, що необхідною умовою для енергетично ефективної роботитеплофікаційних систем з відкритим водорозбором є застосування вакуумної деаерації підживлювальної води тепломережі. Саме використання джерел низькопотенційної теплоти, зокрема. відпрацьованої пари турбін, для підігріву теплоносіїв перед вакуумними деаераторами підживлювальної води дозволяє максимально реалізувати ефект теплофікації на теплових електростанціях.
Фахівцями доведено, що грамотне застосування вакуумних деаераторіву відкритих системах теплопостачання забезпечує високу якість протикорозійної обробки підживлювальної води, суттєве підвищення теплової економічності ТЕЦ, усунення втрат конденсату пари, що гріє, характерне для атмосферних деаераторів, зниження капітальних витрат на деаераційні установки, а також повну екологічну безпеку ГВП у відкритих системах теплопостачання .
Мені здається, що положення про поступову заборону відкритих систем теплопостачання, які незрозуміло яким чином потрапили до закону, повинні бути негайно усунуті. Потрібно пишатися досвідом вітчизняної теплофікації. У період енергетичної кризи 70-80-х років. вся Європа оцінила цей досвід і використала його у розвитку своїх систем теплопостачання. Не слід сьогодні відхрещуватися від усього позитивного, що досягнуто у вітчизняній теплоенергетиці та теплопостачанні. Вважаю, що ініціативу у цьому питанні має взяти на себе НП « Російське теплопостачання», яке останнім часом є найбільш авторитетною організацією з координації технічної політики у галузі теплопостачання.
Висновки
1. Відкриті системи теплопостачання, на відміну від закритих систем, дозволяють максимально реалізувати ефект комбінованого вироблення електричної та теплової енергії за рахунок використання низькопотенційних джерел теплоти для підігріву великих кількостей підживлювальної води тепломережі на ТЕЦ. Застосування відкритих систем теплопостачання в даний час особливо актуальне у зв'язку з вимогами, що постійно підвищуються, до енергетичної ефективності всіх галузей вітчизняної економіки.
2. У відкритих системах теплопостачання забезпечується підтримка високої якості мережної води у всій системі теплопостачання та в місцевих системах опалення та ГВП споживачів завдяки можливості високоефективної централізованої протинакипної та протикорозійної обробки підживлювальної води на ТЕЦ.
3. Відкриті системи теплопостачання надійніше за закриті системи в санітарно-епідеміологічному відношенні завдяки виключенню потрапляння до місцевих систем ГВП мережної води, що не відповідає критеріям якості питної води, через нещільність підігрівачів ГВП.
Література
2. Патент № 1366656 (СРСР). МПК F01K17/02. Теплова електрична станція/В.І. Шарапов// Відкриття. Винахід. 1988. № 2.
3. Федеральний законРФ від 23.11.2009 № 261-ФЗ «Про енергозбереження та підвищення енергетичної ефективності та про внесення змін до окремих законодавчих актів Російської Федерації».
4. Федеральний закон від 07.12.2011 № 417-ФЗ «Про внесення змін до окремих законодавчих актів Російської Федерації у зв'язку з прийняттям Федерального закону «Про водопостачання та водовідведення».
5. Федеральний закон від 07.12.2011 № 416-ФЗ «Про водопостачання та водовідведення».
6. Шарапов В.І. Про запобігання внутрішній корозії тепломережі у закритих системах теплопостачання // Теплоенергетика. 1998. № 4. С. 16-19.
7. Санітарно-епідеміологічні правила та нормативи СанПіН 2.1.4.1074-01. Питна водата водопостачання населених місць. Питна вода. Гігієнічні вимогидо якості води централізованих систем питного водопостачання Контроль якості. // М.: МОЗ Росії. 2002.
10. Шарапов В.І. Актуальні проблемивикористання вакуумних деаераторів у відкритих системах теплопостачання // Теплоенергетика. 1994. № 8. С. 53-57.
11. Шарапов В.І., Ротов П.В. Про шляхи подолання кризи у роботі систем теплопостачання // Проблеми енергетики. Вісті вузів. 2000. № 5-6. З. 3-8.