Рецепт горячей воды. Закрытая система теплоснабжения

Тепловая сеть - система трубупроводных коммуникаций, по которой теплоноситель (пар или горячая вода) переносит тепло от источника (теплогенератор - котёл) к потребителям и возвращается обратно: по той же системе коммуникаций-теплопроводов, называемых системой централизованного теплоснабжения. Строительство в данной сфере относится к наиболее ответственным и технически сложным работам, так как прокладка элементов трубопроводной системы в городских и загородных хозяйствах делает весьма трудозатратным их ремонт и аварийное восстановление, что вынуждает предъявлять повышенные требования к качеству капитального строительства. Высокие температуры и давление требуют не менее высокую надежность и гарантии безопасности тепловых сетей (теплотрасс).

По принципиальному типу устройства схемы магистральных тепловых сетей условно подразделяются на кольцевые и радиальные (тупиковые). Между отдалёнными магистральными сетями обычно предусматриваются соединения-перемычки: для того, чтобы при возникновении аварийной ситуации не было чрезмерных перерывов в снабжении теплом. При очень большой протяженности магистральной тепловой сети, в ней устанавливается дополнительный узел - подкачивающая насосная подстанция. С этой целью, под землёй (где обычно и проходят тепловые сети, а также находятся места ответвлений), оборудуются специальные камеры, в которых размещаются сальниковые компенсаторы и трубопроводная арматура (запорно-регулировочной конструкции).

Именно магистральные тепловые сети имеют наибольшую протяженность, так как могут быть удалены от источника тепла на несколько километров и даже более. При строительстве магистральных теплотрасс используются трубопроводы из специальных сталей (для высокотемпературных рабочих сред), диаметр таких труб может достигать 1400 мм. В ситуациях, когда теплоноситель поставляют несколько генерирующих предприятий, на магистральных трубопроводах создают т. н. закольцовки. По сути, объединяющие все эти предприятия в одну теплосеть. Такое решение позволяет серьёзно повысить уровень надёжности снабжения тепловых пунктов и, соответственно, надёжность снабжения теплом конечного потребителя.Тепловая сеть - система трубупроводных коммуникаций, по которой теплоноситель (пар или горячая вода) переносит тепло от источника (теплогенератор - котёл) к потребителям и возвращается обратно: по той же системе коммуникаций-теплопроводов, называемых системой централизованного теплоснабжения. Строительство в данной сфере относится к наиболее ответственным и технически сложным работам, так как прокладка тепловых систем в городских и загородных хозяйствах делает весьма трудозатратным их ремонт и аварийное восстановление, что вынуждает предъявлять повышенные требования к качеству капитального строительства. Высокие температуры и давление требуют не менее высокую надежность и гарантии безопасности тепловых сетей (теплотрасс).

При авариях, время от времени происходящих на магистралях и в котельных, теплоснабжением аварийного участка теплосети занимается одна из соседних котельных данной теплосети. В некоторых случаях устраивается плановое перераспределение нагрузки между теплогенерирующими предприятиями. Вода, подготовленная особым способом, с заданными показателями карбонатной жесткости, содержания кислорода и железа, используется в качестве теплоносителя для магистральных сетей. Обычная водопроводная («жёсткая») вода не должна попадать в магистральную теплосеть, поскольку её химический состав при высоких температурах приводит к ускоренному коррозионному износу трубопровода. В том числе, и для предотвращения этого в проектах тепловых сетей предусматривается такая специальная конструкция, как тепловой пункт. Такой тепловой пункт в норме должен быть удалён от потребителей не более чем на километр. И в пределах городской черты это расстояние достигает по протяженности, в среднем, около двух кварталов.

Для транспортировки тепла к потребителям используют трубопроводы - тепловые сети, которые могут передавать тепло с помощью воды и пара, их соответственно называют водяными и паровыми. В настоящее время тепловые сети передают тепло на большие расстояния. Во избежание больших теплопотерь они должны быть теплоизолированными.

Различают транзитные, магистральные, распределительные и кольцевые трубопроводы. Тепловые сети, которые подводят тепло к промышленным предприятиям, называют промышленными, к жилым и общественным зданиям - коммунальными, к предприятиям и гражданским зданиям -- смешанными.

Схемы тепловых сетей в плане могут быть двух видов: радиальные и кольцевые. Радиальная схема теплоснабжения представляет собой тупиковые ответвления ко всем объектам. В случае аварии эти объекты оказываются отключенными. Кольцевая схема теплоснабжения более надежна и бесперебойна в работе. В ней все ветки мелких ответвлений объединены в общий контур. Тепловые сети разных районов города могут быть соединены между собой, чтобы в случае выхода из строя одного источника тепла его мог дублировать другой. Это позволяет бесперебойно снабжать теплом все районы города и одновременно устранять неисправность.

Тепловые сети делают двух- и многотрубными. Наиболее распространена двухтрубная система, при которой одна труба - подающая, другая - обратная. В этой системе вода циркулирует по замкнутому кругу: отдав свое тепло потребителю, она возвращается в котельную.

В жилых районах применяют два вида водяных систем теплоснабжения: открытую и закрытую. Разница заключается в том, что при закрытой системе теплоснабжения в трубопроводах циркулирует постоянное количество воды, а при открытой системе - часть воды непосредственно из системы разбирается на нужды горячего водоснабжения. В открытой системе теплоснабжения вода должна быть по качеству равноценна питьевой, а запас воды на источнике тепла должен постоянно пополняться.

Однотрубная система подает теплоноситель для отопления и вентиляции, а затем выпускает его в качестве горячего водоснабжения. Вариант наиболее дешевый, но трудно рассчитываемый. Трехтрубная система обеспечивает подачу тепла по двум трубам с разными параметрами теплоносителя, а возврат осуществляется по третьей трубе. В четырехтрубной системе подача тепла на отопление и горячее водоснабжение разделена по двум парам труб. Наиболее применима в настоящее время в населенных пунктах раздельная двухтрубная система теплоснабжения ввиду удобства и экономичности ее использования.

Для горячего водоснабжения используют открытый и закрытый варианты присоединения к тепловым сетям. В открытых сетях горячая вода поступает прямо из теплосети и восполняет в ней тепло из источника. Качество горячей воды невысокое. В закрытых сетях вода теплосети полностью возвращается к тепловому источнику, нагревая водопроводную воду для горячего водоснабжения в теплообменных аппаратах. В этом случае качество горячей воды высокое.

Тепловые сети прокладывают над землей и под землей. Надземная прокладка дешевле, но часто недопустима по эстетическим соображениям. Подземная прокладка наиболее распространена. Различают канальную и бесканальную прокладки трубопроводов.

Канальная прокладка трубопроводов дороже, но надежнее, так как стенки канала защищают трубы от случайных воздействий, блуждающих токов и т.д. Каналы делают кирпичными и железобетонными. По конструкции они бывают проходные (высотой 2 м), полупроходные (высотой 1,4 м) и непроходные.

Бесканальная прокладка теплопроводов - простой и дешевый способ заложения, поэтому он наиболее распространен, особенно при реконструкции и в малоэтажной застройке. Трубы укладываются прямо в грунт. Этот способ имеет, однако, большие недостатки: коррозия, трудоемкость ремонта, отсутствие периодического надзора. Частично их преодолевают, защищая трубы от внешних воздействий грунта изоляционным материалом, цементной коркой и гидроизоляцией. Применяют и армированный пенобетон, где арматуру выполняют в виде сетки, что придает значительную жесткость трубопроводам.

В настоящее время вместо ранее применявшейся армопенобе-тонной бесканальной прокладки трубопроводов очень широкое применение получили теплоизолированные пенополиуретановые (ППУ) системы трубопроводов. Принципиальной особенностью этого вида прокладки трубопроводов является практически полная герметичность конструкции, позволяющая располагать трубопроводы тепловых сетей во влажных грунтах без дополнительной гидроизоляции и попутного дренажа. Кроме того, конструкция прокладки трубопроводов может быть оборудована системой оперативного дистанционного контроля (СОДК), позволяющей систематически отслеживать и находить места увлажнения изоляции. При этом способе бесканальной прокладки используют трубы с теплоизоляцией из пенополиуретана диаметром от 57 до 1020 мм в гидроизоляционной оболочке из плотного полиэтилена.

Из этого же вида тепловой изоляции изготавливают фасонные изделия для прокладки трубопроводов: отводы, z-образные элементы для компенсации температурных удлинений, тройники, неподвижные опоры, спускники и воздушники и др. Трубы применяют только новые стальные, черные или оцинкованные марок Ст. 10, Ст. 20, Ст. 17ГС и другие в соответствии с требованиями Госгортехнадзора России.

При строительстве теплотрасс из ППУ трубопроводов особое внимание уделяют тепловой и водонепроницаемой изоляциям стыковых соединений. При этом используют специальную сварную муфту, обеспечивающую абсолютно герметичное соединение стыков. Пенополиуретановая изоляция рассчитана на длительное воздействие температуры теплоносителя до 130 “С и на кратковременное воздействие температуры до 150 °С. Все трубы и остальные элементы трубопроводов при использовании такого оборудования снабжены проводами оперативного дистанционного контроля, сигнализирующими о повреждении проводов или о наличии влаги в изоляционном слое при эксплуатации. Система основана на проводимости теплоизоляционного слоя, которая изменяется при изменении влажности. Для поиска мест неисправности (увлажнение изоляции, обрыв сигнальных проводников) используют методы и приборы, основанные на действии импульсной рефлексометрии.

СОДК включает в себя сигнальные медные проводники, заложенные во все элементы теплосети, разъемы по трассе и в местах контроля (ЦТП, котельной), переносные приборы для периодической проверки и стационарные - для непрерывного контроля.

Прокладка в непроходных каналах - наиболее удобный способ Прокладки теплопроводов, чем и объясняется его частое применение. Преимущество этого способа по сравнению с бесканаль-ной прокладкой состоит в том, что трубопровод защищен от колебания давления в грунте, так как заключен в канал, где находится на специальных подвижных и неподвижных опорах. Его недостаток заключается в отсутствии постоянного наблюдения за состоянием сетей, а в случае аварии трудно найти место повреждения. В непроходных каналах теплосети могут располагаться с неф-темазутопроводами, трубопроводами сжатого воздуха давлением до 1,6 МПа и водопроводами.

В проходных коллекторах теплосети могут размещаться совместно с водопроводами диаметром до 300 мм, кабелями связи, силовыми кабелями напряжением до 10 кВ, а в городских коллекторах - также с трубопроводами сжатого воздуха давлением до 1,6 МПа и напорной канализацией. Во внутриквартальных коллекторах допускается совместная прокладка водяных сетей диаметром не более 250 мм с газопроводами природного газа давлением до 0,005 МПа и диаметром до 150 мм. При совместной прокладке теплосети и водопровода во избежание нагревания изолируют, размещая его либо в одном ряду, либо под тепловыми сетями, учитывая при этом нормативную глубину заложения. В проходных коллекторах ведут непрерывное наблюдение и контроль за состоянием сетей. Ремонт таких сетей упрощается.

В сложных участках, например, под центральными магистралями с большим движением, при пересечении железных дорог, под зданиями, где проходные коллекторы невозможно проложить, а непроходные каналы нельзя прокладывать из-за ограниченной возможности развития на случай ремонта, применяют полупроходные каналы. Хотя в них проход очень мал (высота - до 1,4 м, ширина - 0,4…0,5 м), все же можно осмотреть и отремонтировать теплосеть.
Трассу тепловых сетей в городах прокладывают в отведенных для инженерных сетей технических полосах параллельно красным линиям улиц, дорог и проездов вне проезжей части и полосы зеленых насаждений, но при обосновании допускается расположение теплотрассы под проезжей частью или тротуаром. Теплосети нельзя прокладывать вдоль бровок террас, оврагов или искусственных выемок при просадочных грунтах.

Уклон тепловых сетей независимо от направления движения теплоносителя и способа прокладки должен быть не менее 0,002.

В СНиП 2.04.07-86* содержатся особые условия для устройства пересечений тепловыми сетями других подземных сооружений.

Магистральные сети располагаются по главным направлениям от источника тепла и состоят из труб больших диаметров - от 400 до 1200 мм. Разводящие сети имеют диаметр трубопроводов от 100 до 300 мм, а диаметр трубопроводов, ведущих к потребителям,- 50… 150 мм.

Паровые системы Теплоснабжения делают одно- и двухтрубными, при этом конденсат возвращается по специальной трубе - кон-денсатопроводу. Под действием начального давления 0,6… 0,7 МПа, а иногда и 1,3… 1,6 МПа, пар движется со скоростью 30…40 м/с. При выборе способа прокладки теплопроводов главной задачей является обеспечение долговечности, надежности и экономичности решения.

Тепловые сети монтируют из стальных электросварных труб, расположенных на специальных опорах. На трубах устраивают запорную и регулирующую арматуры (задвижки, вентили). Опоры трубопроводов создают горизонтальное незыблемое основание. Интервал между опорами определяют при проектировании.

Опоры тепловых сетей подразделяют на неподвижные и подвижные. Неподвижные опоры фиксируют расположение конкретных мест сетей в определенной позиции, не допускают никаких смещений. Подвижные опоры допускают перемещение трубопровода по горизонтали вследствие температурных деформаций.

Между неподвижными опорами на расчетных расстояниях располагают П-образные удлинения труб, компенсирующие температурные напряжения, удлиняющие трубопровод. Компенсаторы предохраняют сети от разрушений.

Для размещения на теплотрассе отключающей арматуры, неподвижных опор устраивают камеры высотой 2 м. В них спускаются через люки.

Для отопления помещений применяется закрытая и открытая система теплоснабжения. Последний вариант дополнительно обеспечивает потребителя горячей водой. При этом необходимо контролировать постоянное пополнение системы.

Закрытая система применяет воду только как теплоноситель. Она постоянно циркулирует по замкнутому циклу, где потери минимальны.

Любая система состоит из трех главных частей:

источник тепла: котельная, ТЭЦ и др.;
тепловые сети, по которым транспортируется теплоноситель;
потребители тепла: калориферы, радиаторы.

Особенности открытой системы

Достоинством открытой системы является ее экономичность. Из-за большой протяженности трубопроводов качество воды ухудшается: она становится мутной, приобретает цветность, имеет неприятный запах. Попытки очистить ее делают способ применения дорогим.

Трубы теплосети можно увидеть в больших городах. Они имеют большой диаметр и укутаны в теплоизолятор. От них делаются отводы к отдельным домам через тепловую подстанцию. Горячая вода поступает для использования и к радиаторам отопления из общего источника. Ее температура колеблется в пределах 50-75°С.

Подключение теплоснабжения к сети производится зависимым и независимым способами, реализующими закрытую и открытую системы теплоснабжения. Первый заключается в подаче воды напрямую - с помощью насосов и элеваторных узлов, где она доводится до требуемой температуры путем смешивания с холодной водой. Независимый способ заключается в подаче горячей воды через теплообменник. Он более затратный, но качество воды у потребителя выше.

Особенности закрытой системы

Тепловая магистраль выполнена в виде отдельного замкнутого контура. Вода в ней подогревается через теплообменники от магистрали ТЭЦ. Здесь требуются дополнительные насосы. Температурный режим получается более стабильный, а вода - лучше. Она остается в системе и не забирается потребителем. Минимальные потери воды восстанавливаются автоматической подпиткой.

Закрытая автономная система получает энергию от теплоносителя, поступающего на Там вода доводится до необходимых параметров. Для систем отопления и горячего водопровода поддерживаются разные температурные режимы.

Недостатком системы является сложность процесса водоподготовки. Также дорого обходится доставка воды в тепловые пункты, расположенные далеко друг от друга.

Трубы тепловых сетей

В настоящее время отечественные находятся в аварийном состоянии. В связи с большим износом коммуникаций дешевле заменить трубы для теплотрассы на новые, чем заниматься постоянным ремонтом.

Сразу обновить все старые коммуникации в стране невозможно. При строительстве или капитальном ремонте домов устанавливают новые трубы в в несколько раз сокращающие потери тепла. Трубы для теплотрассы изготавливают по специальной технологии, заливая пеной зазор между расположенной внутри стальной трубой и оболочкой.

Температура транспортируемой жидкости может достигать 140°С.

Использование ППУ в качестве теплоизоляции позволяет сохранять тепло значительно лучше традиционных защитных материалов.

Теплоснабжение многоквартирных жилых домов

В отличие от дачи или коттеджа, теплоснабжение многоквартирного дома содержит сложную схему разводки труб и нагревателей. Кроме того, в систему входят средства контроля и обеспечения безопасности.

Для жилых помещений существуют где указываются критические уровни температуры и допустимые погрешности, зависящие от сезона, погоды и времени суток. Если сравнить закрытую и открытую системы теплоснабжения, первая лучше поддерживает необходимые параметры.

Коммунальное теплоснабжение должно обеспечивать поддерживание основных параметров в соответствии с ГОСТ 30494-96.

Наибольшие потери тепла происходят на лестничных клетках жилых домов.

Снабжение теплом большей частью производится по старым технологиям. По существу системы отопления и охлаждения должны объединяться в общий комплекс.

Недостатки централизованного отопления жилых домов приводят к необходимости создания индивидуальных систем. Сделать это сложно из-за проблем на законодательном уровне.

Автономное теплоснабжение жилого дома

В зданиях старого типа по проекту предусмотрена централизованная система. Индивидуальные схемы позволяют выбрать типы систем теплоснабжения в плане снижения расходов на энергоноситель. Здесь имеется возможность их мобильного отключения при отсутствии необходимости.

Проектирование автономных систем производится с учетом нормативов отопления. Без этого дом сдать в эксплуатацию невозможно. Следование нормам гарантирует комфорт для проживания жильцов дома.

Источником нагрева воды обычно служит газовый или электрический котел. Необходимо выбрать способ промывки системы. В централизованных системах применяется гидродинамический способ. Для автономной можно использовать химический. При этом необходимо учитывать безопасность влияния реагентов на радиаторы и трубы.

Правовые основы отношений в области теплоснабжения

Отношения энергетических компаний и потребителей регламентирует ФЗ о теплоснабжении № 190, вступивший в силу с 2010 г.

В главе 1 излагаются основные понятия и общие положения, определяющие сферу правовых основ экономических отношений в теплоснабжении. В нее также входит обеспечение горячей водой. Утверждаются общие принципы организации поставки тепла, заключающиеся в создании надежных, эффективных и развивающихся систем, что очень важно для проживания в сложном российском климате.
Главы 2 и 3 отражают обширную область полномочий местных органов власти, которые управляют ценообразованием в сфере теплоснабжения, утверждают правила его организации, учет расхода тепловой энергии и нормативы ее потерь при передаче. Полнота власти в этих вопросах позволяет контролировать организации теплоснабжения, относящиеся к монополистам.
В главе 4 отражаются отношения между поставщиком тепловой энергии и потребителем на основании договора. Рассматриваются все правовые аспекты подключения к тепловым сетям.
Глава 5 отражает правила подготовки к сезону отопления и ремонта тепловых сетей и источников. В ней описывается, что делать при неплатежах по договору и несанкционированных подключениях к тепловым сетям.
В главе 6 определяются условия перехода организации в статус саморегулируемой в области теплоснабжения, организации передачи прав на владение и пользование объектом теплоснабжения.

Пользователи тепловой энергии должны знать положения ФЗ о теплоснабжении, чтобы отстаивать свои законные права.

Составление схемы теплоснабжения

Схема теплоснабжения представляет собой предпроектный документ, в котором отражены правовые отношения, условия функционирования и развития системы обеспечения теплом городского округа, поселения. По отношению к ней в федеральный закон входят определенные нормы.

для поселений утверждаются органами исполнительной власти или местного самоуправления, в зависимости от численности населения.
Для соответствующей территории должна быть единая теплоснабжающая организация.
В схеме указываются энергетические источники с указанием их основных параметров (загрузка, графики работы и др.) и радиусом действия.
Указываются мероприятия по развитию системы обеспечения теплом, консервации избыточных мощностей, созданию условий ее бесперебойной работы.

Объекты теплоснабжения размещаются в границах поселения согласно утвержденной схеме.

Цели применения схемы теплоснабжения

определение единой теплоснабжающей организации;
определение возможности подключения к тепловым сетям объектов капитального строительства;
включение мероприятий по развитию систем подачи тепла в инвестиционную программу организации теплоснабжения.

Заключение

Если сравнить закрытую и открытую системы теплоснабжения, в настоящее время перспективной является внедрение первой. позволяет повысить качество подаваемой воды до уровня питьевой.

Несмотря на то что новые технологии являются ресурсосберегающими и сокращают выбросы в атмосферу, они требуют значительных инвестиций. При этом не хватает квалифицированных специалистов в связи с отсутствием специальной кадровой подготовки и низким уровнем заработной платы.

Способы внедрения находятся за счет коммерческого и бюджетного финансирования, конкурсов на инвестиционные проекты и др. мероприятий.

Тепловая сеть – система трубупроводных коммуникаций, по которой теплоноситель (пар или горячая вода) переносит тепло от источника (теплогенератор – котёл) к потребителям и возвращается обратно: по той же системе коммуникаций-теплопроводов, называемых системой централизованного теплоснабжения. Строительство в данной сфере относится к наиболее ответственным и технически сложным работам, так как прокладка элементов трубопроводной системы в городских и загородных хозяйствах делает весьма трудозатратным их ремонт и аварийное восстановление, что вынуждает предъявлять повышенные требования к качеству капитального строительства. Высокие температуры и давление требуют не менее высокую надежность и гарантии безопасности тепловых сетей (теплотрасс).

По принципиальному типу устройства схемы магистральных тепловых сетей условно подразделяются на кольцевые и радиальные (тупиковые). Между отдалёнными магистральными сетями обычно предусматриваются соединения-перемычки: для того, чтобы при возникновении аварийной ситуации не было чрезмерных перерывов в снабжении теплом. При очень большой протяженности магистральной тепловой сети, в ней устанавливается дополнительный узел – подкачивающая насосная подстанция. С этой целью, под землёй (где обычно и проходят тепловые сети, а также находятся места ответвлений), оборудуются специальные камеры, в которых размещаются сальниковые компенсаторы и трубопроводная арматура (запорно-регулировочной конструкции).

Тепловые сети вспомогательного назначения, которые принято называть вторичными, по общей протяженности, как правило, невелики. Применяемые при строительстве таких сетей трубопроводы имеют относительно небольшие диаметры: от 50-ти до 150-ти миллиметров. К тому же такой теплопровод может быть сделан не только из стали, но и из полимеров. Наиболее удобными и долговечными для теплосетей подобной конструкции, на данный момент, считаются полимерные трубопроводы.