Системи теплопостачання великих житлових масивів, міст, селищ та пром. підприємств. Джерелами теплоти у них служать теплоенергоцентралі або великі котельні, що мають високі ккд, що транспортують і розподіляють теплоносій по теплових мережах довжиною 10-15 км, з макс, діаметром труб 1000-1400 мм, що забезпечує подачу споживачам теплоносія в необхідних кіл- . Потужність ТЕЦ становить 1000-3000 МВт, котелень 100-500 МВт. Великі централізовані системи теплопостачання мають дек. джерел теплоти, зв'язок. резервними тепломагістралями, що забезпечують маневреність та надійність їх функціонування. До централізованої системи теплопостачання входять і системи теплопостачання будівель, пов'язані з нею єдиним гідравлічним. та тепловим режимами та загальною системою управління. Однак через різноманіття техніч. рішень теплопостачання будівель їх виділяють самостійно. техніч. систему, зв. системою опалення. Тому Ц.ст. починається джерелом теплоти та закінчується абонентським введенням у будівлю.
Централізовані системитеплопостачання бувають водяні та парові. основ. перевага води як теплоносія у значно меншій витраті енергії на транспортування одиниці теплоти у вигляді гарячої води, ніж у вигляді пари, що обумовлюється більшою густиною води. Зниження витрати енергії дає можливість транспортувати воду на великі відстані без істот, втрати енергії. потенціалу. У великих системах темп-pa води знижується приблизно на 1° на шляху в 1 км, тоді як тиск пари (його енергетичний потенціал) на тій самій відстані приблизно на 0,1-0,15 МПа, що відповідає 5-10°С . Тому тиск пари у відборах турбіни у водяних систем нижчий, ніж у парових, що призводить до скорочення витрати палива на ТЕЦ. До ін. переваг водяних систем відносяться можливість центрального регулювання подачі теплоти споживачам шляхом зміни температури теплоносія і більш проста експлуатація системи (відсутність конденсатовідвідників, конденсатоп-роводів, конденсатних насосів).
До переваг пари слід віднести можливість задоволення і опалення, і технологич. навантажень, а також мале гідростатич. тиск. Враховуючи переваги та недоліки теплоносіїв, водяні системи використовують для теплопостачання житлових масивів, товариств та комун, будівель, підприємств, що використовують гарячу воду, а парові - для пром. споживачів, яким потрібна водяна пара. Водяні Ц.ст. - Осн. системи, які забезпечують теплопостачання міст. Централізація теплопостачання міст становить 70-80%. У великих містахз переважно сучасним, забудовою рівень використання ТЕЦ як джерела теплоти для житлово-комун. сектора сягає 50-60%.
У теплофікації. системах пар високих параметрів (тиск 13, 24 МПа, темп-ра 565 ° С), що виробляється в енергетич. котлах, що подається в турбіни, де, проходячи через лопатки, віддає частину своєї енергії для отримання електроенергії. основ. частина пари проходить через відбори і надходить у теплофікацію. теплообмінники, в яких брало він нагріває теплоносій системи теплопостачання. Т.о. на ТЕЦ теплота високого потенціалу використовується вироблення електроенергії, а теплота низького потенціалу - для теплопостачання. Комбіні-рів. вироблення теплоти та електроенергії забезпечує високу ефективність використання палива, дозволяє скоротити його витрати.
У більшості централізованих систем теплопостачання макс, температура гарячої води приймається 150°С. Температура пари в теплофікації. відбори турбіни не перевищує 127°С. Отже, при низьких темп-pax зовнішнього повітря в теплофікації. теплообмінних апаратах підігріти воду до необхідного рівня не можна. Для цього використовують пікові котли, які працюють тільки при низьких зовнішніх темп-pax, тобто. знімають пікове навантаження. Т.к. отопить, навантаження змінюється зі зміною зовнішньої температури, змінюється і кількість пари, що відбирається з турбіни для теплопостачання. Невідпрацьована пара проходить через циліндри низького тиску турбіни, віддає свою енергію і надходить в конденсатор, де підтримується вакуум (тиск 0,004-0,006 МПа), до-рому відповідають низькі температури конденсації 30-35°С, а охолодна вода має ще більш низьку темп-ру, тому не використовується для теплопостачання. Т.ч., для теплопостачання використовується лише частина пари, що проходить через відбори турбіни, що знижує економію. ефект теплофікації. Однак витрата палива на вироблення електроенергії та теплоти для теплопостачання в середньому протягом року скорочується приблизно на 1/4-1/3. Економіч. ефект дає і використання як джерела теплоти великих р-них котельних установок (теплових станцій), що мають високий ккд,
Теплоносій від джерел теплоти транспортується та розподіляється між споживачами розвиненими тепловими мережами. В результаті теплові мережіохоплюють усі гір, території, а їх спорудження викликає найбільші містобудування. та експлуатац. Проблеми. У процесі експлуатації вони зазнають корозії та руйнувань. Аварійні пошкодження призводять до відмов теплопостачання, соціального та економії, збитків. В результаті теплові мережі, будучи основним елементом великих систем теплопостачання, стають і найслабшою складовою їхньою частиною, що знижує економії. ефект від централізації теплопостачання, що обмежує макс, потужність систем. Залежно від способу готування гарячої води Ц.с.т. поділяють на закриті та відкриті. У закритій системі вода, що циркулює в ній, використовується тільки як теплоносій. Вода нагрівається на джерелі теплоти, несе свою ентальпію до споживачів та віддає її на опалення, вентиляцію та гаряче водопостачання. Вода для гарячого водопостачання береглася з гір. водопроводу і підігрівається в поверхневих теплообмінних апаратах циркулюючим теплоносієм до необхідної температури. Система закрита стосовно атм. повітря. У відкритих системах гаряча вода, яку використовує споживач, відбирається з теплової мережі. Отже, гаряча вода у системі використовується як як теплоносій, а й безпосередньо як по-во. Тому система теплопостачання є частково циркуляційною, а частково прямоточною. Вода гарячого водопостачання готується на джерелі теплоти, прямоточно рухається до споживачів і виливається через водорозбірні крани в атмосферу,
Для великих міст централізація теплопостачання - перспективний напрямок. Централіз. системи, особливо теілофікації, витрачають менше палива. Скорочення та укрупнення джерел теплоти покращують умови для градостр-ва та екологію великих міст. Менша кількість джерел теплоти дозволяє різко скоротити число димових труб, через які в навколишнє середовищевикидаються продукти згоряння. Виключається необхідність створення безлічі дрібних паливних складів для зберігання твердого палива, звідки при децентралізованих системах теплопостачання доводиться розвозити паливо, а з розкид, по всьому місту невеликих котелень вивозити золу та шлаки. Крім того, при централізації джерел теплоти легко очищати димові гази від токсичних компонентів.
Ц.с.т. раціонально будувати з ієрархії. принцип (див. Системи теплопостачання). На схемі показано принцип, схема централізів. закритою системою теплопостачання, джерелом теплоти укрою є ТЕЦ (перший ієрархії. рівень). Для підвищення надійності теплопостачання ТЕЦ складається з дек. енергетич. котлів та парових турбін: Осн. Елементи ТЕЦ мають резерви. Водяна пара з котлів через пароперегрівач надходить у турбіни, де віддає частину своєї теплової енергії, яка перетворюється на механіч. і далі, в електрогенераторі, електрич. Пара з відборів турбіни надходить у теплофікацію. підігрівачі, в яких брало нагріває циркулюючий в системі теплоносій до 120°С. Невідпрацьована пара надходить в конденсатор, де підтримуються параметри: ,0,005 МПа і 32 ° С, при яких брало він конденсується і віддає свою теплоту охолоджувальній воді. Конденсат з конденсатора за допомогою конденсатного насоса надходить у деаератор. На шляху до нього проходить регенеративні підігрівачі (на схемі не показані). У деаератор надходять підживлювальна вода з хімводоочищення і пара з відбору турбіни для підтримки необхідної температури. У деаераторі з води виділяються кисень і вуглекислий газ, які викликають корозію металу. Поживна вода з деаератора поживними насосами подається в парові енергії. казани (парогенератори). На шляху вода підігрівається у регенеративних підігрівачах високого тиску (на схемі не показано). Цей підігрів підвищує термін, ккд циклу. Теплофікац. вода, що циркулює в системі, нагрівається в теплофікації. підігрівачів у теплоприготує. встановлення ТЕЦ. Нагрів здійснюється парою, який відбирається з турбіни і конденсується в підігрівачах. У нижній підігрівач пар надходить нижчого тиску (до 0,2 МПа), ніж у верхній (до 0,25 МПа). Конденсат з верхнього підігрівача через кондеісатовідвідник надходить у нижній підігрівач і далі коїденсатним насосом прямує до живлення. лінію. У теплофікаціях, підігрівачах вода може нагрітися приблизно до 120°С (при 0,25 МПа темп-pa насичення 127°С). При низьких темпах зовнішнього повітря догрівання води до 150 С здійснюється в пікових котлах. Циркуляцію води забезпечують циркуляцію. насоси, перед якими в трубопровід надходить підживлювальна вода.
Теплові мережі проектують у вигляді двох рівнів: магістр, теплопроводи – другої ієрархії, рівень та мережі мережі мікрорайонів і кварталів – третій ієрархії, рівень. Магістр, теплові мережі резервують.
При великих діаметрах тепломагістралей відгалуження від них приєднують дубльованим способом з двох сторін секційної засувки. При відмові ділянки праворуч від засувки теплоносій рухається за відгалуженням ліворуч і навпаки. Таке приєднання унеможливлює вплив відмов магістр, теплопроводів на надійність теплопостачання. Поблизу вузла приєднаннявідгалуження до магістр, теплопроводу доцільно встановлювати р-ний тепловий пункт - осн. спорудження системи теплопостачання мікрорайону, яке забезпечує автоматич. управління експлуатац. та аварійними гідравлічними. та тепловими режимами. Управління здійснюється з диспетчерського пункту за допомогою телесистеми (див. Телеконтроль та телеуправління теплопостачанням). До теплових мереж мікрорайонів та кварталів будівлі приєднують через індивідуальні теплові пункти, групи будівель – через центральні теплові пункти. Ці мережі не резервують і виконують тупиковими, тому їх діаметри обмежують величиною 300-350 мм. В індивід, теплових пунктах встановлюють теплообмінники гарячого водопостачання та вузол приєднання системи опалення та вентиляції, в центр, також встановлюють підігрівачі гарячого водопостачання, але вузли приєднання систем опалення та вентиляції розміщують у будинках. Тому від ЦТП до будівель йде чотиритрубна система: дві труби з розрахунковими темп-рами 150-70°С на опалення та вентиляцію, одна з темп-рою 60"С та циркуляц, для гарячого водопостачання.
Надійність функціонування системи теплових мереж перевіряють розрахунком. Нормативи надійності зрештою визначають частку нерезервіроп. мереж, ступінь секціонування та дублювання отд. елементів системи.
|
Виробництво теплової енергії з ядерного пального для централізованих систем теплопостачання... |
Запитання теми:
1. Поняття системи центрального теплопостачання.
2. Класифікація систем центрального теплопостачання.
3. Влаштування систем центрального теплопостачання.
Централізоване теплопостачання забезпечує подачу теплоти багатьом споживачам, розташованим поза місцем його вироблення.
Система централізованого теплопостачання складається із джерела теплової енергії, теплової мережі центрального теплового пункту (ЦТП) або абонентських вводів та місцевих систем споживачів теплоти.
По виду теплоносія системи теплопостачання поділяються на: водяні та парові.
Для теплопостачання житлових, громадських та промислових будівель як теплоносій використовується переважно підігріта вода. Пара як теплоносія використовується в системах опалення, гарячого водопостачання промислових цехів для потреб технологічних процесів.
Вода як теплоносій має велику теплоємність, легку рухливість, завдяки чому транспортується на більшу відстань. При використанні води як теплоносія спрощується приєднання систем опалення та гарячого водопостачання, створюється можливість ефективного регулювання. Окрім цього, вода відповідає підвищеним вимогам санітарно-гігієнічних норм. Недоліки: значна витрата енергії на перекачування під час транспортування. Велика щільність, великий гідростатичний тиск під час підйому на висоту, великі витоку при аваріях.
Пар, Як теплоносій, має високий енергетичний потенціал і значно більше, ніж у води, теплозміст та тепловіддачу. Це дозволяє зменшити розміри обладнання та діаметри комунікацій. Транспортування пари здійснюється за рахунок її внутрішньої енергії, електроенергія потрібна для перекачування конденсату. При теплоносії парі простіше виявити та ліквідувати аварії. Крім цього, пара має невелику щільність, і при подачі пари на значну висоту стовп пари незначний гідростатичний тиск.
Відсутність можливості якісного регулювання та складність схем приєднання систем водяного опалення до парових теплових мереж є недоліками пари як теплоносія та обмежують його застосування.
За способом приєднання систем гарячого водопостачання до теплових мереж системи теплопостачання поділяються на закриті та відкриті.
Закритісистеми теплопостачання приєднуються до теплових мереж через водонагрівачі, і вся мережна вода із системи повертається до джерела теплопостачання.
У відкритихсистемах теплопостачання проводиться безпосередній відбір гарячої води з теплової мережі (малюнок).
За кількістю теплопроводів розрізняють одно-, багатотрубні (частіше двотрубні) системи теплопостачання.
За способом забезпечення споживачів тепловою енергією розрізняють одно- та багатоступінчасті системи теплопостачання.
В одноступінчастих системахспоживачі теплоти приєднуються безпосередньо до теплових мереж. У вузлах приєднання споживачів теплоти до теплових мереж, званих абонентськими вводами, встановлюють підігрівачі гарячого водопостачання, елеватори, насоси, запірно-регулюючу арматуру, контрольно-вимірювальні прилади обслуговування місцевих опалювальних і водорозбірних приладів. Якщо абонентське введення споруджується для будь-якої індивідуальної будівлі або об'єкта, його називають індивідуальним тепловим пунктом(І Т.П).
У багатоступінчастих системахміж джерелом теплової енергії та споживачами розміщують центральні теплові пункти (ЦТП), у яких параметри теплоносія можуть змінюватись в залежності від вимог місцевих споживачів.
Для збільшення радіусу дії системи теплопостачання і зменшення кількості теплоносія, що транспортується, і відповідно витрат електроенергії на його перекачування, а також діаметрів теплопроводів, для цілей теплопостачання використовують високотемпературну (до 180 0 С і більше) воду. Циркуляцію теплоносія теплоізольованими теплопроводами діаметром до 1400 мм, які прокладають під землею в непрохідних і напівпрохідних каналах, в прохідних колекторах і без каналів, а також над землею на опорах (щоглах), забезпечує насосна станція джерела теплової енергії.
Запитання для самоконтролю:
1. Що називається системою центрального теплопостачання?
2. Як класифікуються системи центрального теплопостачання.
3. Охарактеризуйте теплоносії, які у системах теплопостачання.
4. Поясніть схему відкритої системитеплопостачання
5. Охарактеризуйте закриті системитеплопостачання.
Список літератури:
1. Н.К. Громова "Водяні теплові мережі", с. 280-287.
Міністерство освіти Російської Федерації
Федеральна державна бюджетна освітня установа вищої професійної освіти «Магнітогорський державний технічний університет
ім. Г.І. Носова»
(ФДБОУ ВПО «МДТУ»)
Кафедра теплоенергетичних та енергетичних систем
РЕФЕРАТ
з дисципліни «Вступ до напряму»
на тему: «Централізоване та децентралізоване теплопостачання»
Виконав: студент Султанов Руслан Саліхович
Група: зЕАТБ-13 «Теплоенергетика та теплотехніка»
Шифр: 140100
Перевірив: Агапітов Євген Борисович, д.т.н.
Магнітогорськ 2015 р.
1.Вступ 3
2.Централізоване теплопостачання 4
3.Децентралізоване теплопостачання 4
4. Види систем опалення та принципи їх дії 4.
5.Сучасні системи опалення та гарячого водопостачання в Росії 10
6.Перспективи розвитку теплопостачання у Росії 15
7.Висновок 21
Вступ
Проживаючи в помірних широтах, де основна частина року є холодною, необхідно забезпечити теплопостачання будівель: житлових будинків, офісів та інших приміщень. Теплопостачання забезпечує комфортне проживання, якщо це квартира чи будинок, продуктивну роботу, якщо це офіс чи склад.
Спочатку розберемося, що розуміють під терміном «Теплопостачання». Теплопостачання - це постачання систем опалення будинку гарячою водою чи парою. Звичним джерелом теплопостачання є ТЕЦ та котельні. Існує два види теплопостачання будівель: централізована та місцева. При централізованому – постачаються окремі райони (промислові чи житлові). Для ефективної роботи централізованої мережі теплопостачання її будують, поділяючи на рівні, робота кожного елемента полягає у виконанні одного завдання. З кожним рівнем завдання елемента зменшується. Місцеве теплопостачання – постачання теплом одного або декількох будинків. Централізовані мережі теплопостачання мають низку переваг: зниження витрат палива та скорочення витрат, використання низькосортного палива, покращення санітарного стану житлових районів. Система централізованого теплопостачання включає джерело теплової енергії (ТЕЦ), теплової мережі і теплоспоживаючих установок. ТЕЦ комбіновано виробляє тепло та енергію. Джерелами місцевого теплопостачання є печі, казани, водонагрівачі.
Системи теплопостачання відрізняються різними температурами та тиском води. Це залежить від вимог споживачів та економічних міркувань. При збільшенні відстані, на яку необхідно передати тепло, збільшуються економічні витрати. Наразі відстань передачі тепла вимірюється десятками кілометрів. Системи теплопостачання діляться за обсягом теплових навантажень. Системи опалення відносять до сезонних, а системи гарячого водопостачання – до незмінних.
Централізоване теплопостачання
Централізоване теплопостачання характеризується наявністю широкої розгалуженої абонентської тепломережі із запитуванням численних теплоприймачів (заводи, підприємства, будинки, квартири, житлові приміщення та інші).
Основними джерелами для централізованого теплопостачання є: - теплоелектроцентралі (ТЕЦ), які також попутно виробляють та електроенергію; - котельні (у одогрейні та парові).
Децентралізоване теплопостачання
Децентралізоване теплопостачання характеризується системою теплопостачання, коли джерело тепла поєднаний теплоприймачем, тобто тепломережа незначна чи відсутня взагалі. Якщо в приміщеннях використовуються окремі індивідуальні електричні або місцеві опалювальні теплоприймачі, то таке теплове постачання буде індивідуальним (прикладом може бути обігрів власної малої котельні всієї будівлі). Потужність таких теплоджерел, як правило, дуже мала і залежить від потреби їх власників. Теплопродуктивність таких індивідуальних теплоджерел не більше 1 Гкал/год або 1163 МВт.
Основні види такого децентралізованого опалення:
Електричне, саме: - пряме; - акумуляційне; - теплонасосне; - Пічне. Малими котельнями.
Види систем опалення та принципи їх дії
Централізоване теплопостачання складається з трьох взаємопов'язаних та послідовно протікаючих стадій: підготовки, транспортування та використання теплоносія. Відповідно до цих стадій кожна система складається з трьох основних ланок: джерела теплоти (наприклад, теплоелектроцентралі або котельні), теплових мереж (теплопроводів) та споживачів теплоти.
У децентралізованих системах теплопостачання кожен споживач має власне джерело теплоти.
Теплоносіями в системах центрального опаленняможуть бути вода, пара та повітря; відповідні системи називають системами водяного, парового або повітряного опалення. Кожна з них має свої переваги та недоліки. теплопостачання центральне опалення
Достоїнствами системи парового опалення є значно менші її вартість і витрата металу в порівнянні з іншими системами: при конденсації 1 кг пари звільняється приблизно 535 ккал, що в 15-20 разів більше кількості тепла, що виділяється при охолодженні 1 кг води нагрівальних приладахі тому паропроводи мають значно менший діаметр, ніж трубопроводи системи водяного опалення. У системах парового опалення менше поверхня нагрівальних приладів. У приміщеннях, де люди перебувають періодично (виробничі та громадські будівлі), система парового опалення дасть можливість проводити опалення з перервами і при цьому не виникає небезпека замерзання теплоносія з подальшим розривом трубопроводів.
Недоліками системи парового опалення є її низькі гігієнічні якості: пил, що знаходиться в повітрі, пригоряє на нагрівальних приладах, нагрітих до 100°С і більше; регулювати тепловіддачу цих приладів неможливо і більшу частину опалювального періоду система повинна працювати з перервами; наявність останніх призводить до значних коливань температури повітря в опалюваних приміщеннях. Тому системи парового опалення влаштовують лише в тих будинках, де люди перебувають періодично - у лазнях, пральнях, душових павільйонах, вокзалах та клубах.
На системи повітряного опалення витрачається мало металу, і вони можуть одночасно з обігрівом приміщення виконувати вентиляцію. Однак вартість системи повітряного опалення житлових будівель вища, ніж інші системи.
Системи водяного опалення мають більшу вартість та металомісткість у порівнянні з паровим опаленням, але вони мають високі санітарно-гігієнічні якості, що забезпечують їм широке поширення. Їх влаштовують у всіх житлових будинках висотою більше двох поверхів, у громадських та більшості виробничих будівель. Централізоване регулювання тепловіддачі приладів у цій системі досягається шляхом зміни температури води, що надходить до них.
Системи водяного опалення розрізняють за способом переміщення води та конструктивним рішенням.
За способом переміщення води розрізняють системи з природним та механічним (насосним) спонуканням. Системи водяного опалення із природним спонуканням. Принципова схема такої системи складається з котла (генератора тепла), що подає трубопроводу, нагрівальних приладів, зворотного трубопроводу і розширювальної посудини. повертається в казан і далі циркуляція води повторюється. Її рух відбувається під впливом природного спонукання, що у системі при нагріванні води у котлі.
Циркуляційний тиск, що створився при роботі системи, витрачається на подолання опору руху води по трубах (від тертя води об стінки труб) і на місцеві опори (у відводах, кранах, вентилях, нагрівальних приладах, котлах, трійниках, хрестовинах і т. д.) .
Величина цих опорів тим більше, що вища швидкість руху води у трубах (якщо швидкість збільшиться вдвічі, то опір - вчетверо, т. е. у квадратичної залежності). У системах з природним спонуканням у будинках невеликої поверховості величина діючого тиску невелика, і тому в них не можна допускати великих швидкостей руху води в трубах; отже, діаметри труб мають бути більшими. Система може виявитися економічно невигідною. Тому застосування систем із природною циркуляцією допускається лише для невеликих будівель. Радіус дії таких систем не повинен перевищувати 30 м, а величина повинна бути не менше 3 м.
При нагріванні води у системі обсяг її збільшується. Для вміщення цього додаткового об'єму води в системах опалення передбачається розширювальну посудину 3; у системах з верхнім розведенням і природним спонуканням він одночасно служить для видалення з них повітря, що виділяється з води при нагріванні в котлах.
Системи водяного опалення із насосним спонуканням. Система опалення завжди заповнена водою та завданням насосів є створення тиску, необхідного лише для подолання опору руху води. У таких системах одночасно діють природне та насосне спонукання; сумарний тиск для двотрубних системз верхнім розведенням, кгс/м2 (Па)
З економічних міркувань зазвичай приймають у вигляді 5-10 кгс/м2 на 1 м (49-98 Па/м).
Достоїнствами систем із насосним спонуканням є зниження витрат на трубопроводи (їх діаметр менший, ніж у системах із природним спонуканням) та можливість від однієї котельні постачати теплом ряд будівель.
Прилади описаної системи, розташовані різних поверхах будівлі, працюють у різних умовах. Тиск р2, що забезпечує циркуляцію води через пристрій другого поверху, приблизно вдвічі більше, ніж тиск р1 для приладу нижнього поверху. У той же час сумарний опір кільця трубопроводу, що проходить через котел і пристрій другого поверху, приблизно дорівнює опору кільця, що проходить через котел і пристрій першого поверху. Тому перше кільце працюватиме з надлишковим тиском, у прилад на другому поверсі надійде більше води, ніж потрібно за розрахунком, і відповідно зменшиться кількість води, яка проходить через прилад на першому поверсі.
В результаті в приміщенні другого поверху, що опалюється даним приладом, настане перегрів, а в приміщенні першого поверху - недогрів. Для усунення цього явища застосовують спеціальні методи розрахунку систем опалення, а також користуються встановлюваними на гарячому підведенні до приладів кранами подвійного регулювання. Якщо прикрити ці крани біля приладів на другому поверсі, можна повністю погасити надлишковий тиск і тим самим відрегулювати витрати води по всіх приладах, що знаходяться на одному стояку. Проте нерівномірність розподілу води у системі, можлива і з окремих стоякам. Пояснюється це тим, що довжина кілець і, отже, сумарні опори в такій системі для всіх стояків неоднакові: найменший опір має кільце, що проходить через стояк (найближчий до головного стояка); найбільший опір має найдовше кільце, що проходить через стояк.
Розподілити воду по окремих стояках можна шляхом відповідного регулювання встановлених на кожному стояку пробкових (прохідних) кранів. Для циркуляції води встановлюють два насоси – один робочий, другий – запасний. Поблизу насосів роблять зазвичай закриту, обвідну лінію із засувкою. У разі припинення подачі електроенергії та зупинки насоса засувка відкривається і система опалення працює з природною циркуляцією.
У системі з насосним спонуканням розширювальний бак приєднується до системи перед насосами, і тому повітря, що накопичується, через нього не може видалятися. Для видалення повітря в змонтованих раніше системах кінці стояків, що подають, були продовжені повітряними трубами, на яких встановлені вентилі (для відключення стояка на ремонт). Повітряна магістраль у місці приєднання до повітрозбірника виконана у вигляді петлі, що перешкоджає циркуляції води через повітряну магістраль. В даний час замість такого рішення застосовують повітряні крани, загвинчені у верхні пробки радіаторів, встановлених на верхньому поверсі будівлі.
Системи опалення з нижнім розведенням в експлуатації зручніші, ніж системи з верхнім розведенням. Через магістраль, що подає, не втрачається стільки тепла і можна своєчасно виявити і усунути витік води з неї. Чим вище вміщений нагрівальний прилад в системах з нижньою розводкою, тим більше тиск, що є в кільці. Чим більша довжина кільця, тим більший його сумарний опір; тому в системі з нижнім розведенням надлишковий тиск у приладів верхніх поверхів значно менше, ніж у системах з верхнім розведенням і, отже, регулювання їх простіше. У системах з нижнім розведенням величина природного спонукання знижується через те, що внаслідок охолодження в стояках, що подають, оди виникає гальмує її рух зверху вниз, тому сумарний тиск, що діє в таких системах,
В даний час великого поширення набули однотрубні системи, в яких радіатори обома підводками приєднуються до одного стояка; такі системи простіше монтуються та забезпечують більш рівномірне прогрівання всіх нагрівальних приладів. Найбільш поширена однотрубна система з нижньою розводкою та вертикальними стояками.
Стояк такої системи складається з підйомної та опускної частин. Триходові крани можуть пропускати розрахункову кількість або частину води в прилади в останньому випадку решта її проходить, минаючи прилад, через замикаючі ділянки. З'єднання підйомної та опускної частин стояка проводиться прокладається під вікнами верхнього поверху сполучною трубою. У верхніх пробках приладів, що знаходяться на верхньому поверсі, встановлюють повітряні крани, через які слюсар видаляє із системи повітря під час пуску системи або рясно підживлює її водою. У однотрубних системах вода послідовно проходить через усі прилади, і тому вони мають бути ретельно відрегульовані. У разі потреби регулювання тепловіддачі окремих приладів здійснюють за допомогою триходових кранів, а витрата води по окремих стояках - прохідними (пробковими) кранами або встановленням в них шайб, що дроселюють. Якщо стояк надходитиме надмірно велика кількість води, то перші по ходу руху води нагрівальні прилади стояка віддадуть тепла більше, ніж це необхідно за розрахунком.
Як відомо, циркуляція води в системі, крім тиску, створюваного насосом і природним спонуканням, виходить і від додаткового тиску Ар, що виникає в результаті охолодження води під час руху трубопроводами системи. Наявність цього тиску дозволило створити системи квартирного водяного опалення, котел якого не заглиблений, а його зазвичай встановлюють на підлозі кухні. У таких випадках відстань, отже система працює тільки за рахунок додаткового тиску, що виникає в результаті охолодження води в трубопроводах. Розрахунок таких систем відрізняється від розрахунків систем опалення будівлі.
Системи квартирного водяного опалення в даний час широко застосовують замість пічного опалення в одно- і двоповерхових будинках в містах, що газифікуються: у таких випадках замість котлів встановлюють автоматичні газові водонагрівачі (ЛГВ), що забезпечують не тільки опалення, але і гаряче водопостачання.
Порівняння сучасних систем теплопостачання теплового гідродинамічного насоса типу ТС1 та класичного теплового насоса
Після монтажу гідродинамічних теплових насосів котельня стане більше схожа на насосну станціюніж на котельню. Відпаде потреба у димовідвідній трубі. Не стане кіптяви та бруду, значно зменшиться потреба в обслуговуючому персоналі, система автоматики та контролю повністю візьме на себе процеси управління виробництвом тепла. Ваша котельня стане більш економічною та високотехнологічною.
Принципові схеми:
На відміну від теплового насосу, Який може максимально дати теплоносій з температурою до +65 °С, гідродинамічний тепловий насос може нагріти теплоносій до +95 °С, а значить, досить легко може бути вбудований в систему теплопостачання будівлі.
За капітальними витратами на систему теплопостачання гідродинамічний тепловий насос у рази дешевший за тепловий насос, т.к. не потребує контуру низькопотенційного тепла. Теплові насоси та теплові гідродинамічні насоси, схожі за назвою, але різні за принципом перетворення електричної енергії на теплову.
Як і класичний тепловий насос, гідродинамічний тепловий насос має цілу низку переваг:
· Економічність (гідродинамічний тепловий насос економічніший за електрокотли в 1,5-2 рази, економічніші за дизельні котли в 5-10 разів).
· Абсолютна екологічність (можливість використання гідродинамічного теплового насоса у місцях з обмеженими нормами ПДВ).
· Повна пожежо- та вибухобезпека.
· Не вимагає водопідготовки. При роботі в результаті процесів, що проходять у теплогенераторі гідродинамічного теплового насоса, відбувається дегазація теплоносія, що сприятливо впливає на обладнання та прилади системи теплопостачання.
· Швидкість установки. За наявності підведеної електричної потужності монтаж індивідуального теплового пункту з використанням гідродинамічного теплового насоса може бути здійснений за 36-48 годин.
· Термін окупності від 6 до 18 місяців, у зв'язку з можливістю інсталяції у вже існуючу систему теплопостачання.
· Час до капітального ремонту 10-12 років. Висока надійність гідродинамічного теплового насоса закладена конструктивно та підтверджена багаторічною безаварійною роботою гідродинамічних теплових насосів у Росії та за її межами.
Автономні системи теплопостачання
Автономні системи теплопостачання призначені для опалення та гарячого водопостачання одноквартирних та блокованих житлових будинків. До автономної системиопалення та гарячого водопостачання відносяться: джерело теплопостачання (котел) та мережа трубопроводів з нагрівальними приладами та водорозбірною арматурою.
Переваги автономних систем теплопостачання полягають у наступному:
· Відсутність дорогих зовнішніх теплових мереж;
· можливість швидкої реалізації монтажу та запуску в роботу систем опалення та гарячого водопостачання;
· Низькі початкові витрати;
· Спрощення вирішення всіх питань, пов'язаних з будівництвом, оскільки вони зосереджені в руках власника;
· Скорочення витрати палива за рахунок місцевого регулювання відпустки тепла та відсутність втрат у теплових мережах.
Такі системи опалення, за принципом прийнятих схем, поділяються на схеми із природною циркуляцією теплоносія та схеми зі штучною циркуляцією теплоносія. У свою чергу, схеми з природною та штучною циркуляцією теплоносія можуть поділятися на одно- та двотрубні. За принципом руху теплоносія схеми можуть бути тупикові, попутні та змішані.
Для систем з природним спонуканням теплоносія рекомендуються схеми з верхнім розведенням, з одним або двома (залежно від навантаження та конструктивних особливостей будинку) головними стояками, розширювальним баком, встановлений на головному стояку.
Котел для однотрубних систем з природною циркуляцією може знаходитися на одному рівні з нижніми нагрівальними приладами, але краще, якщо він буде заглиблений, хоча б до рівня бетонної плити, у приямок або встановлений у підвалі.
Котел для двотрубних систем опалення з природною циркуляцією обов'язково заглиблювати по відношенню до нижнього нагрівального приладу. Висота заглиблення уточнюється розрахунком, але не менше 1,5-2 м. Системи зі штучним (насосним) спонуканням теплоносія мають більш широкий діапазон застосування. Можна конструювати схеми з верхньою, нижньою та горизонтальною розводками теплоносія.
Системи опалення бувають:
· Водяні;
· Повітряні;
· Електричні, в тому числі з електрокабелем, що гріє, закладеним в підлогу опалюваних приміщень, і акумуляторні теплові печі (проектуються за наявності дозволу енергопостачальної організації).
Водяні системи опалення проектуються вертикальними з нагрівальними приладами, встановленими під віконними отворами, і з трубопроводами, що гріють, закладеними в конструкції підлоги. За наявності опалювальних поверхонь до 30% опалювального навантаження слід забезпечувати нагрівальними приладами, встановленими під віконними отворами.
Квартирні системи повітряного опалення, суміщені з вентиляцією, повинні дозволяти працювати в режимі повної циркуляції (люди відсутні) тільки на зовнішній вентиляції (інтенсивні побутові процеси) або на суміші зовнішньої та внутрішньої вентиляції у будь-яких бажаних співвідношеннях.
Сучасні системи опалення та гарячого водопостачання в Росії
Опалювальні прилади є елементом системи опалення, призначеним для передачі теплоти від теплоносія повітря огороджувальним конструкціям приміщення, що обслуговується.
До опалювальних приладів зазвичай висувається низка вимог, на підставі яких можна судити про ступінь їх досконалості та проводити порівняння.
· Санітарно-гігієнічні.Опалювальні прилади по можливості повинні мати нижчу температуру корпусу, мати найменшу площу горизонтальної поверхні для зменшення відкладень пилу, дозволяти безперешкодно видаляти пил з корпусу і поверхонь приміщення навколо них.
· економічні.Опалювальні прилади повинні мати найменші наведені витрати на їх виготовлення, монтаж, експлуатацію, а також мати найменшу витрату металу.
· Архітектурно-будівельні.Зовнішній вигляд опалювального приладу повинен відповідати інтер'єру приміщення, а об'єм, що займає ними, повинен бути найменшим, тобто. їх обсяг, що припадає на одиницю теплового потоку, має бути найменшим.
· Виробничо-монтажні.Повинна забезпечуватись максимальна механізація робіт під час виробництва та монтажу опалювальних приладів. Опалювальні прилади. Опалювальні прилади повинні мати достатню механічну міцність.
· Експлуатаційні.Опалювальні прилади повинні забезпечити керованість їх тепловіддачею та забезпечувати теплостійкість та водонепроникність при гранично допустимому в робочих умовах гідростатичному тиску всередині приладу.
· Теплотехнічні.Опалювальні прилади повинні забезпечувати найбільшу густину питомого теплового потоку, що припадає на одиницю площі (Вт/м).
Системи водяного опалення
Найпоширеніше в Росії опалення - водяне. У цьому випадку тепло передається до приміщень гарячою водою, що міститься в приладах опалення. Найбільш звичний спосіб - водяне опаленняіз природною циркуляцією води. Принцип простий: вода переміщається через різницю температур і щільності. Легша гаряча вода піднімається від опалювального котла вгору. Поступово остигаючи в трубопроводі та опалювальні прилади, важчає і прагне вниз, назад до казана. Основна перевага такої системи – незалежність від електропостачання та досить простий монтаж. Багато російських умільців справляються з її установкою самостійно. Крім того, невеликий циркуляційний тиск робить її безпечною. Але для роботи системи потрібні труби збільшеного діаметра. При цьому знижена тепловіддача, обмежений радіус дії та велика кількість часу, потрібна на запуск, робить її недосконалою та придатною лише для невеликих будинків.
Більш сучасні та надійні схемиопалення із примусовою циркуляцією. Тут вода рухається за рахунок роботи циркуляційного насоса. Він встановлюється на трубопроводі, що підводить воду до теплогенератора, і задає швидкість потоку.
Швидкий запуск системи і, як наслідок, швидке прогрівання приміщень - гідність насосної системи. До недоліків відноситься те, що при відключенні електроживлення вона не працює. А це може призвести до заморожування та розгерметизації системи. Серце системи водяного опалення – джерело теплопостачання, теплогенератор. Саме він створює енергію, яка забезпечує тепло. Таке серце – котли на різних видах палива. Найбільш популярні газові казани. Інший варіант – котел на дизельному паливі. Електричні котли вигідно відрізняються відсутністю відкритого полум'я та продуктів горіння. Твердопаливні котли не зручні в експлуатації через необхідність частої топки. Для цього треба мати десятки кубометрів палива, площу для його зберігання. А додайте сюди трудовитрати на завантаження та заготівлю! Крім того, режим тепловіддачі твердопаливного котла циклічний, і температура повітря в опалювальних приміщеннях помітно коливається протягом доби. Місце для зберігання запасів палива також потрібне і для котлів на рідкому паливі.
Алюмінієві, біметалічні та сталеві радіатори
Перш ніж вибрати будь-який опалювальний прилад, необхідно звернути увагу на ті показники, яким прилад повинен відповідати: висока тепловіддача, невелика вага, сучасний дизайн, мала ємність, невелика вага. Найголовніша характеристика опалювального приладу - тепловіддача, тобто кількість тепла, яка повинна бути в 1 годину на 1 кв.метр поверхні нагріву. Найкращим вважається прилад, у якого вище цей показник. Тепловіддача залежить від багатьох факторів: теплопередаючого середовища, конструкції опалювального приладу, способу установки, кольору фарбування, швидкості руху води, швидкості омивання приладу повітрям. Всі прилади системи водяного опалення по конструкції поділяються на панельні, секційні, конвектори та колончасті алюмінієві або сталеві радіатори.
Панельні прилади опалення
Виготовляються з холоднокатаної високоякісної сталі. Вони складаються з однієї, двох або трьох плоских панелей, усередині яких знаходиться теплоносій, також вони мають ребристі поверхні, які нагріваються від панелей. Нагрівання приміщення відбувається швидше, ніж при використанні секційних радіаторів. Вищезгадані панельні радіатори водяного опалення бувають з бічним або нижнім підключенням. Бокове підключення застосовується у випадку заміни старого радіатора з бічним підключенням або у випадку, якщо неестетичний вигляд радіатора не заважає інтер'єру приміщення.
