Присоединение систем отопления к наружным тепловым сетям

 

8.1 Присоединение систем отопления к наружным тепловым сетям.

8.2 Отопление высотных зданий.

8.3 Критерии усвоения

 

8.1. ПРИСОЕДИНЕНИЕ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ К НАРУЖНЫМ ТЕПЛОВЫМ СЕТЯМ

Теплоноситель в системе насосного водяного отопления может нагреваться в местной водогрейной котельной (местное теплоснабжение) или высокотемпературной водой поступающей из TЭЦ, или центральной тепловой станции (централизованное теплоснабжение). В зависимости от источника теплоснабжения, параметров теплоносителей в тепловой сети и в системе отопления изменяется оборудование теплового пункта.

 

ТЕЦ – Теплоэлектроцентраль. Предприятие, на котором при сжигании любого топлива одновременно вырабатываются тепловая и электрическая энергия

 

Присоединение систем отопления к наружным тепловым сетям производится по двум схемам: зависимая и независимая (рис. 8.1)

Схема является зависимой если система отопления гидравлически связана с наружными тепловыми сетями.

Преимуществом зависимых схем является меньшая первоначальная стоимость и простота устройства и обслуживания.

 

1- система отопления, 2 – задвижка, 3 – пусковая перемычка, 4 – элеватор,(8.1) 5 смесительный насос, 6 – теплообменник. 

 

Рис 8.1 Принципиальные схемы присоединения систем отопления к наружным тепловым сетям

а – зависимая с непосредственным присоединением, б – зависимая с элеватором, (8.1)

в – зависимая с смесительным насосом на перемычке, г – зависимая с смесительным насосом на магистрали, д – независимая с промежуточным теплообменником.

 

Недостатки зависимой схемы проявляются при возникновении аварийных ситуаций на источнике тепла и на тепловых сетях.

  Повышение напора, создаваемого сетевыми насосами (8.3), приведёт к повышению давления в системе отопления, которое может превысить рабочие давления для трубопроводов, нагревательных приборов и запорно-регулирующей арматуры системы отопления. И они разрушится.

 

Сетевой насос – насос, находящийся в централизованной котельной, работающий на тепловую сеть, обслуживаемую котельной.

 

При остановке сетевых насосов (8.3) гидростатическое давление высотного здания может превысить рабочее давление оборудования системы отопления малоэтажной застройки и оно разрушится.

Эти недостатки отсутствуют при присоединении системы отопления к наружной тепловой сети по независимой схеме, Но для её устройства потребуются дополнительные капитальные затраты на установку теплообменников.

   Рассмотрим, при каких условиях применяется та или иная схема.

Схема зависимая с непосредственным присоединением (Рис. 8.1а) является наиболее простой по исполнению. Кроме запорно-регулирующей арматуры на вводе у потребителя предусматривается только пусковая перемычка – 3, необходимая для заполнения и восстановления циркуляции теплоносителя в тепловых сетях в начале отопительного сезона.

Схема применяется при следующих условиях:

 - температура горячего теплоносителя в системе отопления Т1 равна температуре горячего теплоносителя в тепловой сети;

 - перепад давления в трубопроводах между горячим и охлаждённым тепловой сети равен потерям давления в системе отопления.

Недостатками зависимой схемы с непосредственным присоединением системы отопления к тепловой сети является невозможность местного качественного регулирования и зависимость теплового режима системы отопления (и помещений) от обезличенной температуры воды 8 в наружном подающем теплопроводе. Высота зданий, в которых можно использовать высокотемпературную воду, ограничена вследствие необхо­димости сохранять в системе гидростатическое давление, достаточно высокое для предотвращения вскипания воды. 8

	8Обезличенная температура воды – Температура теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети, с которой он подаётся к всем потребителям без учёта их индивидуальных особенностей: ориентация по сторонам света, бытовые теплопоступления и др., что приводит к перерасходу тепловой энергии.
Гидростатическое давление достаточно высокое для предотвращения вскипания воды – при циркуляции теплоносителя гидростатическое давление в каждой точке системы отопления вследствие потерь давления изменяется. Для предупреждения возникновения аварийной ситуации необходимо чтобы оно было выше давления, соответствующего температуре кипения

        

Схема зависимая с элеватором (Рис. 8.1б) применяется при следующих условиях:

 - температура горячего теплоносителя в системе отопления Т1 меньше температуры горячего теплоносителя в тепловой сети Т11;

- перепад давления в трубопроводах тепловой сети на вводе в здание между горячим и охлаждённым значительно (в 9 -10 раз) больше сопротивления системы отопления.

СОВЕТУЕМ ВСПОМНИТЬ

Из дисциплины Аэродинамические и гидравлические машины: Устройство и принцип действия водоструйного насоса - элеватора

 

   Элеватор– смесительное устройство, которое путём подмешивания охлаждённой воды из системы отопления к высокотемпературной воде, поступающей из тепловой сети, обеспечивает необходимую температуру теплоносителя для системы отопления. Достоинством элеватора является то, что он работает без подвода электрической энергии. Но основным недостатком его является низкий коэффициент полезного действия 10 – 12%. То есть, для его работы необходим перепад давления на вводе в тепловой сети в 8 -10 раз больше потерь давления в системе отопления.

Достоинства элеватора:

простота и надежность работы;

нет движущихся частей;

не требуется постоянное наблюдение;

производительность легко регулируется подбором диаметра сменного сопла;

большой срок службы;

постоянный коэффициент смешения при колебаниях перепада давления в тепловой сети (в определенных пределах);

вследствие большого сопротивления элеватора повышается гидравлическая устойчивость тепловой сети.

Недостатки элеватора:

низкий КПД, равный 0,25÷0,3, поэтому для создания перепада давления в системе отопления надо иметь до элеватора располагаемый напор в 8÷10 раз больший;

постоянство коэффициента смешения элеватора, что приводит к перегреву помещений в теплый период отопительного сезона, т.к. нельзя изменить соотношение между количествами сетевой воды и подмешиваемой;

зависимость давлений в системе отопления от давлений в тепловой сети;

при аварийном отключении тепловой сети прекращается циркуляция воды в отопительной установке, в результате чего создается опасность замерзания воды в системе отопления.

В настоящее время такие смесительные установки широко применяются на территории Украины. Необходимое давление создаёт сетевой насос, установленный на источнике теплоснабжения. При этом он потребляет большое количество электрической энергии, что повышает эксплуатационные расходы, которые оплачивает потребитель.

Этот недостаток отсутствует при применении в качестве смесительных установок Блочных тепловых пунктов с маломощными смесительными насосами. Работа такого теплового пункта полностью автоматизирована. Они позволяют проводить местное качественное регулирование у каждого потребителя, что приводит к экономии затрат тепла на отопление. Некоторые страны, например, Польша, Германия полностью заменили элеваторы на смесительные установки с насосами.  

Схема зависимая с смесительным насосом на перемычке 5 (Рис.8.1в) применяется при следующих условиях:

- температура горячего теплоносителя в системе отопления Т1 меньше температуры горячего теплоносителя в тепловой сети Т11;

- перепад давления в трубопроводах горячим и охлаждённым тепловой сети равен потерям давления в системе отопления.

В данном случае имеем параллельную работу двух насосов, при которой увеличивается расход теплоносителя, а напор не изменяется.

 - Схема зависимая с смесительным насосом на магистрали (Рис.8.1г) применяется при следующих условиях:

- температура горячего теплоносителя в системе отопления Т1 меньше температуры горячего  теплоносителя в тепловой сети Т11;

- перепад давления в трубопроводах тепловой сети на вводе у здания между горячим и охлаждённым меньше потерь давления в системе отопления.

В данном случае имеем работу двух насосов, установленных последовательно, при которой увеличивается напор, а расход теплоносителя не изменяется.

Недостатком зависимой системы присоединения со смешиванием воды является возможность повышения в ней гидростатического давления, непосредственно передающегося через обратный теплопровод в обратную магистраль системы до значения, опасного для целости отопительных приборов (превышающего их рабочее давление).

  Этот недостаток отсутствует в схеме Независимой с промежуточным теплообменником (Рис. 8.1д) В этой схеме теплоноситель для системы отопления подогревается высокотемпературным теплоносителем (вода, водяной пар) в теплообменнике 6. Работа системы отопления и работа тепловой сети гидравлически несвязанны, что повышает надёжность работы системы отопления. Независимую схему применяют для получения обособленного тепло-гидравлического режима в системе отопления, в которой по каким-либо причинам недопустима непосредственная подача высокотемпературной воды. Преимуществом независимой схемы, кроме обеспечения тепло-гидравлического режима, индивидуального для каждого здания, является возможность сохранения циркуляции за счёт естественного давления с использованием теплосодержания воды в течение некоторого времени, обычно достаточного для устранения аварийного повреждения наружных теплопроводов. Система отопления по независимой схеме служит дольше, чем система с местной котельной, вследствие уменьшения коррозионной активности воды.

Применение промежуточного теплообменника требует дополнительных первоначальных затрат и обслуживания. Поэтому такая схема применяется при соответствующем технико-экономическом обосновании.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ

Схема независимая с промежуточным теплообменником применяется для отопления высотных зданий и когда в тепловой сети и в системе отопления разные теплоносители, например, в тепловой сети – водяной пар, а в системе отопления – вода.

Достоинства зависимых схем по сравнению с независимой:

проще и дешевле оборудование абонентского ввода;

может быть получен больший перепад температур в системе отопления;

сокращен расход теплоносителя,

меньше диаметры трубопроводов,

снижаются эксплуатационные расходы.

Недостатки зависимых схем:

жесткая гидравлическая связь тепловой сети и систем отопления и, как следствие, пониженная надежность;

повышенная сложность эксплуатации.