Системы теплоснабжения: виды и особенности

Теплоснабжение — это подача тепла в здания (жилые, общественные, промышленные) для бытовых и технологических нужд. Оно бывает местным (одно или несколько зданий) или централизованным (целые районы).

У централизованного теплоснабжения есть важные преимущества:

снижение расхода топлива;
низкие эксплуатационные затраты;
возможность использовать недорогое топливо;
улучшение санитарного состояния города;
уменьшение загрязнения воздуха.

Разберём основы теплоснабжения: виды систем и их устройство.

Устройство и особенности

Как отмечалось выше, система теплоснабжения может быть местной и централизованной.

Система централизованного теплоснабжения — это источник тепла, тепловая сеть и теплопотребляющие установки, которые присоединяются к сети посредством тепловых пунктов.

В качестве источников тепла могут быть использованы:

ТЭЦ (теплоэлектроцентрали, обеспечивающие комбинированную выработку тепловой и электрической энергии);
котельные установки большой мощности (вырабатывают только тепловую энергию);
устройства, предназначенные для утилизации промышленных тепловых отходов;
установки для использования тепла геотермальных источников.

Что касается систем местного теплоснабжения, то для них источниками тепла являются печи, водонагреватели (включая солнечные), водогрейные котлы и т.п.

В системах централизованного теплоснабжения теплоносителем являются вода (температура до 150 °С) и пар (давление 0,7–1,6 Мн/м?, т.е. 7–16 ат). Вода, как правило, покрывает коммунально-бытовые нагрузки, а пар – технологические.

Зависимые и независимые системы

Теплоснабжение различается по схемам присоединения установок отопления. Выделяют два вида:

Зависимая система теплоснабжения — теплоноситель из тепловой сети поступает прямо в отопительные установки потребителя.
Независимая система — теплоноситель сначала отправляется в промежуточный теплообменник в тепловом пункте, где нагревает вторичный теплоноситель, циркулирующий в местной установке. Установки потребителя гидравлически изолированы от тепловой сети. Это повышает надёжность. Независимую схему используют преимущественно в крупных городах, а также когда давление в сети недопустимо для приборов потребителя, или когда статическое давление от самого здания неприемлемо для сети. Пример — отопление высотных зданий.

Открытые и закрытые системы

Существует ещё одна классификация систем теплоснабжения — в зависимости от схемы присоединения установок горячего водоснабжения.

Открытая система теплоснабжения подразумевает подачу воды непосредственно из тепловой сети. В ней возможны утечки из-за неплотностей, а также расход на водоразбор. Эти потери компенсируются дополнительной подачей теплоносителя в сеть. Чтобы на внутренней поверхности труб не образовывались коррозия и накипь, сетевая вода проходит специальную подготовку и деаэрацию. Кроме того, она должна соответствовать требованиям, предъявляемым к питьевой воде.
Закрытая система теплоснабжения — горячую воду получают из водопровода. Вода предварительно нагревается в теплообменниках, установленных в тепловых пунктах, до требуемой температуры жидкостью из тепловой сети. Сама сетевая вода в кран не попадает.

Выбор типа системы в основном зависит от того, достаточно ли ресурса в питьевом источнике, а также от накипеобразующих и коррозионных свойств жидкости. В странах постсоветского пространства распространены оба варианта.

Регулирование отпуска тепла

В системах регулирование отпуска тепла может осуществляться как в теплопотребляющих установках, так и в источнике тепла. Водяное теплоснабжение, как правило, предполагает качественное центральное регулирование подачи тепла по основному виду нагрузки — отоплению либо по сочетанию отопления и горячего водоснабжения. Оно заключается в изменении температуры теплоносителя, подаваемого в тепловую сеть от источника, в соответствии с температурным графиком (то есть в зависимости от температуры наружного воздуха).

Качественное центральное регулирование может быть дополнено количественным местным регулированием в тепловых пунктах. Оно осуществляется автоматически и получило наибольшее распространение при горячем водоснабжении. Паровое теплоснабжение традиционно подразумевает количественное местное регулирование: давление пара у источника поддерживается постоянным, а его расход регулируется самими потребителями.

Холодоснабжение

В современной жизни большую роль играет не только теплоснабжение, но и холодоснабжение. Системы холодоснабжения устанавливают в торговых центрах и магазинах. Они также могут быть централизованными и местными. Централизованные системы обеспечивают поддержание заданной температуры во всём холодильном оборудовании организации. Использовать такое холодоснабжение экономически целесообразно только в помещениях площадью свыше 400 квадратных метров.

В крупных торговых центрах используются многокомпрессорные агрегаты вместе с включенными компрессорами. Они отличаются энергоэффективностью без потери коэффициента полезного действия, высокой надежностью, увеличенным сроком эксплуатации, отсутствием шума, низкими эксплуатационными издержками. Кроме того, обслуживание таких агрегатов не требует прерывания работы торговых залов.

Надёжность систем теплоснабжения

Основы теплоснабжения включают понятие надёжности — способности системы производить, транспортировать и распределять теплоноситель в нужном количестве и с заданными параметрами при нормальных условиях эксплуатации. Это свойство критически важно: отказ инженерных систем, обслуживающих человека, ведёт к недопустимым изменениям окружающей среды. Поэтому необходимы грамотные расчёты и правильное проектирование, чтобы потом не тратить силы, время и деньги на устранение последствий.