Характеристика систем теплоснабжения

 

Схема закрытой системы теплоснабжения.Рассмотрим принципиальную схему системы теплоснабжения коммунальных объектов (рис.5). В этой системе источником теплоты служит котельная, транспортной магистралью – двухтрубные водяные тепловые сети, а потребителями теплоты - системы вентиляции (I), отопления (II, III) и ГВС (IV).

В подающий трубопровод тепловой сети 2 котельная 1 подает воду с максимальной температурой 150 ⁰С. Такую температуру вода должна иметь при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования систем отопления, которая для Санкт Петербурга и Ленобласти принимается равной минус 26 ⁰С. При этой температуре определяются максимальные тепловые нагрузки на котельную, ее максимальная теплопроизводительность, количество рабочих и резервных котлов. При снижении действительной температуры наружного воздуха против расчетной котельная не способна удовлетворить возросшие потребности в теплоте, что приведет к снижению температуры воздуха в отапливаемых помещениях.

У потребителей горячая сетевая вода охлаждается в расчетном режиме до 70 ⁰С и по обратному трубопроводу 13 возвращается в котельную. Непрерывная циркуляция сетевой воды в системе осуществляется сетевым насосом 14. Подпиточный насос 15, установленный в котельной, восполняет все расходы и утечки воды из тепловой сети и тем самым поддерживает требуемое давление в подающем и обратном трубопроводах.

Первым по ходу движения сетевой воды на рис.5 показан калорифер системы вентиляции (позиция I), в котором сетевая вода нагревает потребляемый атмосферный воздух. Водяная часть калорифера непосредственно подсоединяется к подающему и обратному трубопроводам теплосети. Воздух через калорифер прокачивается вентилятором.

Системы отопления 5 подсоединяются к тепловым сетям через элеватор 4, смесительный насос 6 или через водоподогреватель 8. (позиции II, III, IV).

Элеватор и смесительный насос получают горячую сетевую воду (150 ⁰С), смешивают ее с охлажденной в нагревательных приборах водой (70 ⁰С) и подают смесь воды (95 ⁰С) в систему отопления. Примерно 70 % воды из системы снова возвращается в систему отопления через элеватор (смесительный насос), а остальная вода поступает в обратный трубопровод тепловой сети. Подсоединение систем отопления через элеватор 4 или смесительный насос 6 называется зависимым, т.к. давление сетевой воды влияет на расход воды в системе отопления.

Рис.5. Схема закрытой системы теплоснабжения:

1 - котельная установка; 2 – подающий трубопровод теплосети; 3 – калориферы системы вентиляции; 4 – элеватор; 5 – нагревательные приборы системы отопления; 6 – смесительный насос; 7 – циркуляционный насос системы отопления; 8 – водоводяной подогреватель; 9 – точки разбора горячей воды; 10 – циркуляционный насос системы ГВС; 11 – вода из водопровода; 12 – водоводяной подогреватель; 13 – братный трубопровод сетевой воды; 14 – сетевой насос; 15 – подпиточный насос; 16 - подпиточная вода

 

Подсоединение системы отопления через водоподогреватель называется независимым. Сетевая вода и вода системы отопления разделены друг от друга стенками поверхности нагрева водоподогревателя. Движение воды в системе отопления производит циркуляционный насос 7, что позволяет воде нагреваться до 95 ⁰С в водоподогревателе 8 и охлаждаться до 70 ⁰С в радиаторах отопления. Сетевая вода охлаждается в водоподогревателе со 150 до 70 ⁰С и поступает в обратный трубопровод теплосети.

На рис.5 система ГВС подсоединена к тепловой сети через водоподогреватель 12.

Вода в системе ГВС циркулирует с помощью насоса 10 и нагревается в водоподогревателе до 60 ⁰С. Использованная потребителями вода на кухнях и в ванных сливается в канализацию. Расходы воды компенсируются питьевой водопроводной водой с температурой 5 – 10 ⁰С. Минимальная температура воды в системе должна быть не ниже 50 ⁰С, а максимальная – не более 75 ⁰С.

В рассмотренной на рис 5. системе теплоснабжения сетевая вода не расходуется на нужды потребителей. Вся вода, поступившая в теплосеть, после охлаждения возвращается в котельную. Поэтому такая тепловая сеть называется закрытой.

На рис. 6 представлена принципиальная схема открытой системы теплоснабжения. Она отличается от закрытой тем, что в системе ГВС непосредственно используется сама сетевая вода. Горячая вода с минимальной температурой не ниже 60 ⁰С (максимальная 75 ⁰С) образуется в смесителе 17. После использования воды потребителем эта вода сливается в канализацию.

Потери воды компенсируются сетевой водой, которая приготавливается в котельной в водоумягчительных и деаэрационных установках.

 

 

 

 

Рис.6. Схема открытой тепловой сети с присоединенными системами потребления теплоты:

1 - котельная установка; 2 – подающий трубопровод теплосети; 3 – калориферы системы вентиляции; 4 – элеватор; 5 – нагревательные приборы системы отопления; 6 – смесительный насос; 7 – циркуляционный насос системы отопления; 8 – водоводяной подогреватель; 9 – точки разбора горячей воды; 10 – циркуляционный насос системы ГВС; 11 – вода из водопровода; 12 – водоводяной подогреватель; 13 – обратный трубопровод сетевой воды; 14 – сетевой насос; 15 – подпиточный насос; 16- подпиточная вода; 17- смеситель системы ГВС

 

Умягчение воды (снижение жесткости) позволяет уменьшить образование отложений солей в трубопроводах и водоподогревателях, а снижение концентрации кислорода и углекислого газа – уменьшить интенсивность коррозии (разрушение) трубопроводов.

Регулирование температуры сетевой воды производится в котельной по температурному графику (рис.7), который устанавливает зависимость температур сетевой воды t_СВ в подающем трубопроводе (линия 1) и обратном трубопроводе (линия 3) от температуры наружного воздуха t _{Н. Р}. Линия 2 характеризует изменение температуры воды на входе в местные системы отопления.

При регулировании отпуска теплоты меняется только температура воды, а ее расход остается постоянным (линия 4). Такое регулирование называется качественным регулированием.

В местных системах теплопотребления потребления применяется также регулирование отпуска теплоты изменением количества горячей воды. Такой способ регулирования называется количественным регулированием.

 

 

Рис. 7. Температурный график регулирования отпуска теплоты для жилых и общественных зданий при расчетной температуре наружного воздуха t _{Н. Р}. = – 26 ⁰С:

1 – температура сетевой воды в подающем трубопроводе; 2 – температура воды в местной системе отопления; 3 – температура сетевой воды в обратном трубопроводе; 4 – расход сетевой воды; А – зона центрального качественного регулирования; Б – зона местного количественного регулирования. Подогреватели ГВС присоединены к тепловой сети по параллельной схеме.