Moderni sustavi grijanja privatne kuće - odaberite opciju sustava grijanja među dostupnima. Perspektive razvoja modernih sustava opskrbe toplinom Komponente moderne opskrbe toplinom kod kuće

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.

Uređenje brojnih komunikacija u privatnoj zgradi vrlo je naporan zadatak, jer ovaj posao zahtijeva povećanu pažnju vlasnika, a ponekad i potpuno specifične građevinske vještine. Istodobno, u pravilu mu se pridaje posebna važnost, budući da će udobnost življenja u kući ovisiti o njegovoj kvaliteti.

Danas nije dovoljno samo montirati i spojiti sve elemente kruga grijanja, već je važno osigurati da cijeli sustav funkcionira ne samo stabilno, već i što ekonomičnije. Stalno povećanje tarifa električne energije, rastuće cijene na tržištu goriva i drugi neugodni čimbenici obvezuju potrošače da opreme moderno grijanje privatne kuće na principu najmanje potrošnje energije. O tome koji se moderni sustavi grijanja nalaze, kao io značajkama njihovog dizajna u smislu njihove učinkovitosti, dalje će se raspravljati.

Tradicionalni grijaći elementi u sadašnjoj fazi

Kotlovi za grijanje

Među novim proizvodima u ovoj kategoriji koji su se pojavili na građevinskom tržištu mogu se primijetiti sljedeći uzorci:

• kotlovi indukcijskog tipa koji rade od električna mreža. Ove strukture su cijev koja se sastoji od dielektrika s metalnom jezgrom smještenom unutra. Ime su dobili zbog prisutnosti indukcijske zavojnice namotane preko cijevi. Upravo je ovaj dio kotla izvor pojave energetskih struja. Kao rezultat toga, uređaj se zagrijava i prenosi toplinsku energiju na rashladnu tekućinu, što je u pravilu obična voda. Među prednostima ovog modela je visoka izvedba, unatoč vrlo maloj veličini. Osim toga, dizajn indukcijskog kotla nema komponente koje su sklone habanju, što je također važno;
• kotao, zvan elektroda. Njegov oblik je također izuzetno prikladan zahvaljujući mala veličina. Zagrijavanje rashladne tekućine postiže se postavljanjem dvije elektrode unutar nje, zbog čega se voda, koja je elektrolit, zagrijava.

  Posebnost ovog modela kotla je također da je potpuno siguran za rad, jer u slučaju čak i minimalnog curenja, mehanizam će odmah prestati raditi zbog principa svog dizajna.

  Međutim, s obzirom na činjenicu da funkcioniranje takvog kotla izravno ovisi o električnoj energiji, njegov se rad teško može nazvati ekonomičnim, jer će trošak električne energije biti vrlo značajan, unatoč uvjeravanju mnogih prodavača ove opreme;

• kotlovi koji se nazivaju kondenzacijski. Ovi mehanizmi su grijaći elementi radeći na plin, odnosno na energiju dobivenu njegovim izgaranjem. To znači da se svi produkti izgaranja kondenziraju na posebnom elementu za izmjenu topline namijenjenom za tu svrhu, zbog čega se zagrijava.

  Takvi se kotlovi ističu činjenicom da je njihova produktivnost vrlo visoka (učinkovitost može doseći 100%, pa čak i više, pod uvjetom da se ukupna količina proizvedene toplinske energije uzima kao pokazatelj od 100%).

  Načelo rada takvog kotla temelji se na procesu kao što je piroliza. Ogrjevno drvo, koje služi kao glavno gorivo, gori u dvije faze. U početku se izgaranje odvija u uvjetima male količine kisika, uslijed čega se pojavljuju pepeo i plin, koji potom izgaraju u zasebnoj komori. Zahvaljujući ovom principu rada, postaje moguće kontrolirati rad kotla i distribuirati toplinu kroz stan što je prikladnije moguće.

Moderne baterije za grijanje

• najviše optimalan izbor za uređenje sustava grijanja u privatnoj zgradi - baterije od aluminija. Ovi proizvodi imaju izvrsne Tehničke specifikacije, i, ne manje važno, prilično pristupačna cijena;
• postoje i konvektori od legure bakra i aluminija koji spadaju u bimetalne uređaje, odnosno one za čiju su izradu korištena dva metala. Ovi uređaji imaju oblik bakrene cijevi opremljene posebnim aluminijskim rebrima.

• na površini poda;
• na zidu, kada je uređaj pričvršćen na njegovu površinu pomoću nosača;
• unutar poda (u ovom slučaju, instaliranje slabog ventilatora male snage u blizini baterije može pomoći u povećanju izlazne topline).

Vrste cijevi za grijanje

1. Cijevi od polipropilena. Njihovo ojačanje postiže se armiranjem aluminijskom folijom ili, pak, staklenim vlaknima. Takvi proizvodi karakteriziraju visoka čvrstoća, jednostavni su za korištenje i jednostavnu ugradnju. Čvrstoća spojeva polipropilenskih cijevi je zbog posebnog zavarivanja tehnologijom niske temperature.
2. Cijevi izrađene od takvog inovativnog materijala kao što je umreženi polietilen. U pravilu se takvi modeli koriste isključivo za ugradnju modernog dizajna, nazvanog "topli pod". Ove proizvode karakterizira visoka čvrstoća, a istovremeno i prilično neočekivana fleksibilnost, što ih čini mogućim sklapanja.

Ali opcija s cijevima od nehrđajućeg čelika još uvijek je prikladnija za gradski stan nego za privatnu kuću, jer će njihova ugradnja u gradu zahtijevati znatno niže troškove nego u zgradi privatnog tipa.

Inovativni materijali za grijanje

Sustav podnog grijanja

Kako bi se značajno smanjio gubitak topline, vrijedi razmisliti o ugradnji izvora topline ispod površine poda. U tom će se slučaju temperaturni parametar u stanu izjednačiti i bit će gotovo isti i ispod stropa i na podu.

Do danas su razvijene tri opcije za podno grijanje, koje uključuju sljedeće:

1. Podno grijanje na bazi vode. U tom slučaju potrebno je u estrih položiti čvrstu cijev od metal-plastike ili umreženog polietilena. Maksimalno moguće zagrijavanje rashladne tekućine u takvom sustavu trebalo bi doseći 40 °C.
2. Kabel koji radi iz električne mreže. Ova opcija je dobra alternativa vodenom sustavu, pod uvjetom da je električna energija glavni izvor energije za grijanje. Postoje i uzorci u obliku grijaćih prostirki.
3. Vrsta filma za podno grijanje. Ovaj sustav ima oblik tanke prostirke opremljene malim stazama po kojima teče struja. Vrlo je prikladno postaviti takav topli pod, jer njegova instalacija ne zahtijeva ozbiljne pripremne mjere, a polaganje električnog filma može se obaviti na bilo kojoj površini (pločice, linoleum, laminat).

Moderno grijanje infracrvenim grijačima

Druga verzija grijača također može biti opremljena zavojnicom koja se zagrijava, ali ne više od 90 °C. Ali obično dizajn takvog modela uključuje keramičku ploču, iza koje se nalazi glavni grijaći dio u obliku filma.

Očigledne uštede u ovom slučaju osigurane su zbog dva glavna čimbenika:

1. Raspodjela topline u ovom je slučaju gotovo identična onoj uočenoj u sustavu podnog grijanja - zagrijani zrak ravnomjerno se raspoređuje po cijeloj površini prostorije, ne ostavljajući hladna područja i sprječavajući gubitak topline.
2. Zbog fizikalnih svojstava infracrvenog zračenja, ugodna temperatura dobivena takvim grijanjem može biti znatno niža od uobičajene i iznositi oko 16 - 18 °C, što pozitivno utječe na potrošnju toplinske energije i štedi novac.

Korištenje toplinskih akumulatora

Dakle, pomoću akumulatora topline možete postaviti sustav tako da se voda u krugu grijanja zagrijava samo noću, kada je račun za struju manji, a već tijekom dana rashladna tekućina će se postupno prenositi na radijatore.

Princip rada solarnih kolektora

Izvana, ovaj uređaj je spremnik tamne boje, na čijem se vrhu nalazi staklo. Zahvaljujući crnoj nijansi, koja privlači toplinu brže od svijetle, spremnik se zagrijava, a gubici topline su minimalni zahvaljujući konvekciji koju pruža struktura stakla.

Naravno, takva oprema je relevantna samo tijekom dana, a noću i po oblačnom vremenu, kako postaje jasno, od takvog konvektora neće biti velike koristi.

Dizalica topline - moderan uređaj za grijanje

Prema principu rada, takva pumpa u mnogočemu podsjeća na standardni hladnjak, s jedinom razlikom što je njegov rad usmjeren u suprotnom smjeru, ali nema hlađenja, već grijanja.

Ušteda energije u sustavima opskrbe toplinom

Izvršili: studenti grupe T-23

Salazhenkov M.Yu.

Krasnov D.

Uvod

Danas je politika uštede energije prioritetni smjer u razvoju sustava opskrbe energijom i toplinom. Zapravo, svako državno poduzeće izrađuje, odobrava i provodi planove za uštedu energije i poboljšanje energetske učinkovitosti poduzeća, radionica itd.

Sustav grijanja u zemlji nije iznimka. Prilično je velik i glomazan, troši kolosalne količine energije, a pritom nema ništa manje kolosalnih gubitaka topline i energije.

Razmotrimo što je sustav opskrbe toplinom, gdje se javljaju najveći gubici i koji se kompleksi mjera za uštedu energije mogu primijeniti kako bi se povećala "učinkovitost" ovog sustava.

Sustavi grijanja

Opskrba toplinskom energijom - opskrba toplinskom energijom stambenih, javnih i industrijskih zgrada (građevina) za zadovoljenje kućanskih (grijanje, ventilacija, opskrba toplom vodom) i tehnoloških potreba potrošača.

U većini slučajeva opskrba toplinom je stvaranje ugodnog unutarnjeg okruženja - kod kuće, na poslu ili unutra javno mjesto. Opskrba toplinom također uključuje zagrijavanje vode iz slavine i vode u bazenima, grijanje staklenika i dr.

Udaljenost na koju se prenosi toplina u modernim sustavima daljinskog grijanja doseže nekoliko desetaka kilometara. Razvoj sustava opskrbe toplinom karakterizira povećanje snage izvora topline i jediničnih kapaciteta instalirane opreme. Toplinska snaga modernih termoelektrana doseže 2-4 Tkal/h, regionalne kotlovnice 300-500 Gkal/h. U nekim sustavima opskrbe toplinom nekoliko izvora topline radi zajedno toplinska mreža, što povećava pouzdanost, manevriranje i učinkovitost opskrbe toplinom.

Voda zagrijana u kotlovnici može cirkulirati izravno u sustav grijanja. Topla voda se zagrijava u izmjenjivaču topline sustava za opskrbu toplom vodom (PTV) na nižu temperaturu, oko 50-60 °C. Temperatura povratne vode može biti važan faktor u zaštiti kotla. Izmjenjivač topline ne samo da prenosi toplinu iz jednog kruga u drugi, već se također učinkovito nosi s razlikom tlaka koja postoji između prvog i drugog kruga.

Potrebna temperatura podnog grijanja (30°C) može se postići podešavanjem temperature cirkulirajuće tople vode. Temperaturna razlika se može postići i korištenjem trosmjernog ventila koji miješa toplu vodu s povratnom vodom u sustavu.

Regulacija opskrbe toplinom u sustavima opskrbe toplinom (dnevno, sezonski) provodi se kako u izvoru topline tako iu instalacijama koje troše toplinu. U sustavima grijanja vode obično se provodi tzv. središnja kontrola kvalitete opskrbe toplinom za glavnu vrstu toplinskog opterećenja - grijanje ili za kombinaciju dva tipa opterećenja - grijanje i opskrba toplom vodom. Sastoji se od promjene temperature nosača topline koji se isporučuje iz izvora opskrbe toplinom u toplinsku mrežu u skladu s prihvaćenim temperaturnim rasporedom (to jest, ovisnost potrebne temperature vode u mreži o vanjskoj temperaturi zraka). Centralna kvalitativna regulacija dopunjena je lokalnom kvantitativnom regulacijom u toplinskim točkama; potonji je najčešći u primjenama tople vode i obično se provodi automatski. U sustavima parnog grijanja uglavnom se provodi lokalna kvantitativna regulacija; tlak pare u izvoru topline održava se konstantnim, protok pare reguliraju potrošači.

1.1 Sastav sustava grijanja

Sustav opskrbe toplinom sastoji se od sljedećih funkcionalnih dijelova:

1) izvor proizvodnje toplinske energije (kotlovnica, termoelektrana, solarni kolektor, uređaji za iskorištavanje otpadne industrijske topline, postrojenja za iskorištavanje topline iz geotermalnih izvora);

2) uređaji za prijenos toplinske energije u objekte (toplinske mreže);

3) uređaji za potrošnju topline koji toplinsku energiju predaju potrošaču (radijatori grijanja, grijalice).

1.2 Klasifikacija sustava grijanja

Sustavi za opskrbu toplinom prema mjestu proizvodnje topline dijele se na:

1) centralizirano (izvor proizvodnje toplinske energije radi za opskrbu toplinom skupine zgrada i povezan je transportnim uređajima s uređajima za potrošnju topline);

2) lokalni (potrošač i izvor opskrbe toplinom nalaze se u istoj prostoriji ili u neposrednoj blizini).

Glavne prednosti daljinskog grijanja u odnosu na lokalno grijanje su značajno smanjenje potrošnje goriva i pogonskih troškova (npr. automatizacijom kotlovnica i povećanjem njihove učinkovitosti); mogućnost korištenja niskokvalitetnog goriva; smanjenje stupnja onečišćenja zraka i poboljšanje sanitarnog stanja naseljenih mjesta. U lokalnim sustavima grijanja izvori topline su peći, toplovodni kotlovi, grijači vode (uključujući solarne), itd.

Prema vrsti nosača topline, sustavi opskrbe toplinom dijele se na:

1) voda (s temperaturom do 150 °C);

2) para (tlak 7-16 atm).

Voda služi uglavnom za pokrivanje kućnih, a para - tehnoloških opterećenja. Izbor temperature i tlaka u sustavima opskrbe toplinom određen je zahtjevima potrošača i ekonomskim razlozima. S povećanjem udaljenosti prijenosa topline povećava se ekonomski opravdano povećanje parametara rashladne tekućine.

Prema načinu spajanja sustava grijanja na sustav opskrbe toplinom, potonji se dijele na:

1) ovisan (nosač topline zagrijan u generatoru topline i transportiran kroz toplinske mreže ulazi izravno u uređaje koji troše toplinu);

2) neovisno (nosač topline koji cirkulira kroz mreže grijanja zagrijava nosač topline koji cirkulira u sustavu grijanja u izmjenjivaču topline). (Sl. 1)

U neovisnim sustavima, instalacije potrošača su hidraulički izolirane od toplinske mreže. Takvi se sustavi koriste uglavnom u velikim gradovima - kako bi se povećala pouzdanost opskrbe toplinom, kao iu slučajevima kada je režim tlaka u toplinskoj mreži neprihvatljiv za instalacije koje troše toplinu zbog njihove snage ili kada statički tlak stvoren potonje je neprihvatljivo za toplinsku mrežu (takvi su, na primjer, sustavi grijanja visokih zgrada).

Slika 1 - Shematski dijagrami sustava za opskrbu toplinom prema načinu povezivanja sustava grijanja s njima

Prema načinu spajanja sustava opskrbe toplom vodom na sustav opskrbe toplinom:

1) zatvoreno;

2) otvoren.

U zatvorenim sustavima, opskrba toplom vodom opskrbljuje se vodom iz vodoopskrbe, zagrijanom na potrebnu temperaturu vodom iz toplinske mreže u izmjenjivačima topline instaliranim u toplinskim točkama. U otvorenim sustavima voda se dovodi izravno iz mreže grijanja (izravni vodozahvat). Istjecanje vode zbog nepropusnosti sustava, kao i njezina potrošnja za zahvat vode, nadoknađuju se dodatnim dovodom odgovarajuće količine vode u toplinsku mrežu. Kako bi se spriječila korozija i stvaranje kamenca na unutarnjoj površini cjevovoda, voda koja se dovodi u toplinsku mrežu podvrgava se obradi vode i deaeraciji. U otvorenim sustavima voda također mora ispunjavati zahtjeve za piti vodu. Izbor sustava određen je uglavnom prisutnošću dovoljne količine vode pitke kvalitete, njezinim korozivnim svojstvima i svojstvima stvaranja kamenca. Obje vrste sustava postale su raširene u Ukrajini.

Prema broju cjevovoda koji se koriste za prijenos rashladne tekućine, razlikuju se sustavi opskrbe toplinom:

jednocijevni;

dvocijevni;

višecijevni.

Jednocijevni sustavi koriste se u slučajevima kada potrošači potpuno iskoriste rashladnu tekućinu i ne vraćaju se natrag (na primjer, u parnim sustavima bez povrata kondenzata i otvorenim vodnim sustavima, gdje se sva voda koja dolazi iz izvora rastavlja za toplu vodu opskrba potrošača).

U dvocijevnim sustavima, nosač topline se u potpunosti ili djelomično vraća u izvor topline, gdje se zagrijava i nadopunjuje.

Višecijevni sustavi odgovaraju, ako je potrebno, raspodjelom određene vrste toplinsko opterećenje (na primjer, opskrba toplom vodom), što pojednostavljuje regulaciju opskrbe toplinom, način rada i načine spajanja potrošača na toplinske mreže. U Rusiji se uglavnom koriste dvocijevni sustavi opskrbe toplinom.

1.3 Vrste potrošača topline

Potrošači topline sustava opskrbe toplinom su:

1) sanitarni sustavi zgrada koji koriste toplinu (sustavi grijanja, ventilacije, klimatizacije, opskrbe toplom vodom);

2) tehnološke instalacije.

Upotreba tople vode za grijanje prostora prilično je česta. Istodobno se koriste različite metode prijenosa energije vode za stvaranje ugodnog unutarnjeg okruženja. Jedan od najčešćih je korištenje radijatora za grijanje.

Alternativa radijatorima grijanja je podno grijanje, kada se krugovi grijanja nalaze ispod poda. Krug podnog grijanja obično je povezan s krugom radijatora grijanja.

Ventilacija - ventilokonvektor koji dovodi topli zrak u prostoriju, obično se koristi u javnim zgradama. Često se koristi kombinacija grijaćih uređaja, npr. radijatori za grijanje i podno grijanje ili radijatori za grijanje i ventilaciju.

vruće voda iz pipe postala dio svakodnevice i svakodnevnih potreba. Stoga instalacija tople vode mora biti pouzdana, higijenska i ekonomična.

Prema načinu potrošnje topline tijekom godine razlikuju se dvije skupine potrošača:

1) sezonski, koji zahtijevaju toplinu samo tijekom hladne sezone (na primjer, sustavi grijanja);

2) tijekom cijele godine, zahtijevajući toplinu tijekom cijele godine (sustavi za opskrbu toplom vodom).

Ovisno o omjeru i načinima potrošnje pojedinih vrsta toplinske energije, razlikuju se tri karakteristične skupine potrošača:

1) stambene zgrade (karakterizirane sezonskom potrošnjom topline za grijanje i ventilaciju i tijekom cijele godine - za opskrbu toplom vodom);

2) javne zgrade (sezonska potrošnja topline za grijanje, ventilaciju i klimatizaciju);

3) industrijske zgrade i strukture, uključujući poljoprivredne komplekse (sve vrste potrošnje topline, čiji je kvantitativni omjer određen vrstom proizvodnje).

2 Daljinsko grijanje

Daljinsko grijanje je ekološki prihvatljiv i pouzdan način opskrbe toplinom. Sustavi daljinskog grijanja distribuiraju toplu vodu ili, u nekim slučajevima, paru iz centralne kotlovnice između više zgrada. Postoji vrlo širok raspon izvora koji služe za proizvodnju topline, uključujući izgaranje nafte i prirodnog plina ili korištenje geotermalnih voda. Korištenje topline iz niskotemperaturnih izvora, kao što je geotermalna toplina, moguće je korištenjem izmjenjivača topline i dizalica topline. Mogućnost korištenja nepovratne topline industrijska poduzeća, viška topline iz obrade otpada, industrijskih procesa i kanalizacije, ciljanih toplana ili termoelektrana u daljinskom grijanju, omogućuje optimalan izbor izvora topline u smislu i energetska učinkovitost. Na taj način optimizirate troškove i štitite okoliš.

Topla voda iz kotlovnice dovodi se do izmjenjivača topline koji odvaja mjesto proizvodnje od distribucijskih cjevovoda toplinske mreže. Toplina se zatim distribuira krajnjim potrošačima i dovodi kroz podstanice do odgovarajućih zgrada. Svaka od ovih podstanica obično uključuje jedan izmjenjivač topline za grijanje prostora i toplu vodu.

Nekoliko je razloga za ugradnju izmjenjivača topline za odvajanje toplane od mreže daljinskog grijanja. Tamo gdje postoje značajne razlike u tlaku i temperaturi koje mogu uzrokovati ozbiljne štete na opremi i imovini, izmjenjivač topline može spriječiti osjetljivu opremu za grijanje i ventilaciju da uđe u kontaminirane ili korozivne medije. Drugi važan razlog za odvajanje kotlovnice, distribucijske mreže i krajnjih korisnika je jasno definiranje funkcija svake komponente sustava.

U kombiniranoj toplinskoj i elektrani (CHP) toplina i električna energija proizvode se istovremeno, a toplina je nusproizvod. Toplina se obično koristi u sustavima daljinskog grijanja, što dovodi do povećanja energetske učinkovitosti i uštede troškova. Stupanj korištenja energije dobivene izgaranjem goriva bit će 85–90%. Učinkovitost će biti 35-40% veća nego u slučaju odvojene proizvodnje toplinske i električne energije.

U termoelektrani izgaranjem goriva zagrijava se voda koja se pretvara u paru. visokotlačni i visoka temperatura. Para pokreće turbinu povezanu s generatorom koji proizvodi električnu energiju. Nakon turbine, para se kondenzira u izmjenjivaču topline. Toplina koja se oslobađa tijekom ovog procesa zatim se dovodi u cijevi daljinskog grijanja i distribuira krajnjim potrošačima.

Za krajnjeg potrošača daljinsko grijanje znači nesmetanu opskrbu energijom. Sustav daljinskog grijanja praktičniji je i učinkovitiji od malog pojedinačni sustavi kućno grijanje. Moderne tehnologije izgaranje goriva i obrada emisija smanjuju negativan utjecaj na okoliš.

U stambenim zgradama ili drugim zgradama koje se griju daljinskim grijanjem, glavni zahtjev je grijanje, opskrba toplom vodom, ventilacija i podno grijanje za veliki broj potrošača uz minimalnu potrošnju energije. Koristeći visokokvalitetnu opremu u sustavu grijanja, možete smanjiti ukupne troškove.

Druga vrlo važna zadaća izmjenjivača topline u daljinskom grijanju je osiguranje sigurnosti. unutarnji sustav odvajanjem krajnjih potrošača od distribucijske mreže. To je potrebno zbog značajne razlike u vrijednostima temperature i tlaka. U slučaju nesreće, rizik od poplave također se može svesti na minimum.

U središnjim toplinskim točkama često se nalazi dvostupanjska shema za spajanje izmjenjivača topline (slika 2, A). Ovaj priključak znači maksimalno iskorištenje topline i nisku temperaturu povratne vode pri korištenju sustava tople vode. Osobito je povoljno pri radu s kombiniranim toplinskim i elektranama, gdje niske temperature povratna voda. Ova vrsta podstanice može bez problema opskrbiti toplinom do 500 stanova, a ponekad i više.

A) Dvostupanjski spoj B) Paralelni spoj

Slika 2 - Shema spajanja izmjenjivača topline

Paralelno spajanje izmjenjivača topline PTV-a (Slika 2, B) manje je komplicirano od dvostupanjskog spajanja i može se primijeniti na postrojenje bilo koje veličine koje ne treba nisku temperaturu povratne vode. Takav se priključak obično koristi za mala i srednja toplinska mjesta s opterećenjem do približno 120 kW. Dijagram spajanja grijača tople vode prema SP 41-101-95.

Većina sustava daljinskog grijanja postavlja visoke zahtjeve na instaliranu opremu. Oprema mora biti pouzdana i fleksibilna, pružajući potrebnu sigurnost. U nekim sustavima mora zadovoljiti i vrlo visoke higijenske standarde. Drugi važan čimbenik u većini sustava su niski operativni troškovi.

No, kod nas je sustav daljinskog grijanja u žalosnom stanju:

tehnička oprema i razina tehnoloških rješenja u izgradnji toplinskih mreža odgovaraju stanju iz 1960-ih, dok su radijusi opskrbe toplinom naglo porasli, a došlo je i do prijelaza na nove standardne veličine promjera cijevi;

kvaliteta metala toplinskih cjevovoda, toplinska izolacija, zaporni i regulacijski ventili, konstrukcija i polaganje toplinskih cjevovoda znatno su inferiorni u odnosu na inozemne analoge, što dovodi do velikih gubitaka toplinske energije u mrežama;

loši uvjeti toplinske i hidroizolacije toplovoda i kanala toplinske mreže pridonijeli su povećanju oštećenja podzemnih toplovoda, što je dovelo do ozbiljnih problema u zamjeni opreme toplinske mreže;

domaća oprema velikih kogeneracijskih postrojenja odgovara prosječnoj inozemnoj razini 1980-ih, a trenutačno kogeneracijske termoelektrane s parnom turbinom karakterizira visoka stopa nesreća, budući da je gotovo polovica instaliranog kapaciteta turbina iscrpila procijenjeni resurs;

ne postoje sustavi pročišćavanja u pogonima kogeneracijskih postrojenja na ugljen dimni plinovi od NOx i SOx, a učinkovitost hvatanja čestica često ne doseže potrebne vrijednosti;

Konkurentnost toplinarstva u sadašnjoj fazi može se osigurati samo uvođenjem posebno novih tehničkih rješenja, kako u strukturi sustava, tako iu pogledu shema, opremljenosti energenata i toplinskih mreža.

2.2 Učinkovitost sustava daljinskog grijanja

Jedan od najvažnijih uvjeta za normalan rad sustava opskrbe toplinom je stvaranje hidrauličkog režima koji osigurava pritisak u toplinskoj mreži dovoljan za stvaranje protoka mrežne vode u instalacijama za potrošnju topline u skladu sa zadanim toplinskim opterećenjem. Normalan rad sustava za potrošnju topline bit je opskrbe potrošača toplinskom energijom odgovarajuće kvalitete, a sastoji se od organizacije opskrbe energijom u održavanju parametara načina opskrbe toplinom na razini propisanoj Pravilnikom o tehničkom radu (PTE) elektrana i mreža Ruske Federacije, PTE termoelektrana. Hidraulički režim određen je karakteristikama glavnih elemenata sustava opskrbe toplinom.

Tijekom rada u postojećem sustavu daljinskog grijanja zbog promjene prirode toplinskog opterećenja, priključenja novih potrošača topline, povećanja hrapavosti cjevovoda, prilagođavanja proračunske temperature za grijanje, promjena grafikon temperature oslobađanja toplinske energije (TE) iz izvora TE u pravilu dolazi do neravnomjerne opskrbe potrošača toplinskom energijom, precijenjenog protoka mrežne vode i smanjenja propusnosti cjevovoda.

Osim toga, u pravilu postoje problemi u sustavima grijanja. Kao što je pogrešna regulacija načina potrošnje topline, nedostatak osoblja u jedinicama dizala, neovlašteno kršenje shema povezivanja od strane potrošača (utvrđeno projektima, specifikacijama i ugovorima). Ovi problemi sustava potrošnje topline očituju se, prije svega, u pogrešnoj regulaciji cijelog sustava, koji je karakteriziran povećanim protokom rashladne tekućine. Kao rezultat toga, nedovoljni (zbog povećanih gubitaka tlaka) raspoloživi tlakovi rashladne tekućine na ulazima, što zauzvrat dovodi do želje pretplatnika da osiguraju potreban pad ispuštanjem mrežne vode iz povratnih cjevovoda kako bi se stvorila barem minimalna cirkulacija u uređajima za grijanje (kršenja shema spajanja i sl.), što dovodi do dodatnog povećanja protoka i, posljedično, do dodatnih gubitaka tlaka, te do pojave novih pretplatnika sa smanjenim padom tlaka itd. događa se" lančana reakcija» u smjeru totalne neusklađenosti sustava.

Sve to negativno utječe na cijeli sustav opskrbe toplinom i na aktivnosti organizacije za opskrbu energijom: nemogućnost poštivanja temperaturnog rasporeda; povećana dopuna sustava za opskrbu toplinom, a kada se iscrpi kapacitet obrade vode, prisilna dopuna sirovom vodom (posljedica - unutarnja korozija, prijevremeni kvar cjevovoda i opreme); prisilno povećanje opskrbe toplinom kako bi se smanjio broj pritužbi stanovništva; povećanje troškova poslovanja u sustavu transporta i distribucije toplinske energije.

Treba istaknuti da u sustavu opskrbe toplinom uvijek postoji međusobni odnos ustaljenog toplinskog i hidrauličkog režima. Promjena raspodjele protoka (uključujući njegovu apsolutnu vrijednost) uvijek mijenja uvjete izmjene topline, kako izravno na instalacijama grijanja tako iu sustavima potrošnje topline. Rezultat nenormalnog rada sustava grijanja je u pravilu toplina obrnuti mrežni voda.

Treba napomenuti da je temperatura vode povratne mreže na izvoru toplinske energije jedna od glavnih pogonskih karakteristika namijenjenih analizi stanja opreme toplinskih mreža i načina rada sustava opskrbe toplinom, kao i procijeniti učinkovitost mjera poduzetih od strane organizacija koje upravljaju toplinskim mrežama kako bi se povećala razina rada sustava grijanja. U pravilu, u slučaju neusklađenosti sustava opskrbe toplinom, stvarna vrijednost ove temperature značajno se razlikuje od njezine normativne, izračunate vrijednosti za ovaj sustav opskrbe toplinom.

Dakle, kada je sustav opskrbe toplinom neusklađen, temperatura mrežne vode, kao jedan od glavnih pokazatelja načina opskrbe i potrošnje toplinske energije u sustavu opskrbe toplinom, ispada: u opskrbnom cjevovodu gotovo u svim intervalima sezone grijanja karakterizira niske vrijednosti; temperatura povratne mrežne vode, unatoč tome, karakteriziraju povećane vrijednosti; temperaturna razlika u dovodnim i povratnim cjevovodima, naime ovaj pokazatelj (uz specifičnu potrošnju mrežne vode po priključenom toplinskom opterećenju) karakterizira razinu kvalitete potrošnje toplinske energije, podcijenjena je u odnosu na tražene vrijednosti.

Treba istaknuti još jedan aspekt koji se odnosi na povećanje u odnosu na obračunsku vrijednost potrošnje mrežne vode za toplinski režim sustava potrošnje topline (grijanje, ventilacija). Za izravnu analizu preporučljivo je koristiti ovisnost koja određuje, u slučaju odstupanja stvarnih parametara i strukturnih elemenata sustava za opskrbu toplinom od proračunatih, omjer stvarne potrošnje toplinske energije u sustavima potrošnje topline prema izračunatoj vrijednost.

gdje je Q potrošnja toplinske energije u sustavima potrošnje topline;

g - potrošnja mrežne vode;

tp i to - temperatura u dovodnim i povratnim cjevovodima.

Ova ovisnost (*) prikazana je na sl.3. Na ordinati je prikazan omjer stvarne potrošnje toplinske energije prema proračunskoj vrijednosti, a na apscisi odnos stvarne potrošnje mrežne vode prema njezinoj proračunskoj vrijednosti.

Slika 3 - Grafikon ovisnosti potrošnje toplinske energije po sustavima

potrošnja topline iz potrošnje mrežne vode.

Kao opće trendove potrebno je istaknuti da, prvo, povećanje potrošnje mrežne vode za n puta ne uzrokuje povećanje potrošnje toplinske energije koja odgovara ovom broju, odnosno koeficijent potrošnje toplinske energije zaostaje za potrošnjom mrežne vode. koeficijent. Drugo, sa smanjenjem potrošnje mrežne vode, opskrba toplinom lokalnog sustava potrošnje topline opada to brže što je stvarna potrošnja mrežne vode manja u odnosu na obračunsku.

Dakle, sustavi grijanja i ventilacije vrlo slabo reagiraju na prekomjernu potrošnju mrežne vode. Dakle, povećanje potrošnje mrežne vode za ove sustave za 50% u odnosu na proračunsku vrijednost uzrokuje povećanje potrošnje toplinske energije za samo 10%.

Točka na slici 3 s koordinatama (1; 1) prikazuje izračunati, stvarno ostvarivi način rada sustava opskrbe toplinom nakon puštanja u rad. Pod stvarno ostvarivim načinom rada podrazumijeva se takav način rada, koji je karakteriziran postojećim položajem konstruktivnih elemenata sustava opskrbe toplinom, gubicima topline po zgradama i građevinama i određen ukupnom potrošnjom mrežne vode na izlazima iz izvor topline, potreban za osiguranje zadanog toplinskog opterećenja s postojećim rasporedom opskrbe toplinom.

Također treba napomenuti da povećana potrošnja mrežne vode, zbog ograničene vrijednosti propusne moći toplinske mreže, dovodi do smanjenja vrijednosti raspoloživih tlakova na ulazima potrošača potrebnih za normalan rad toplinskih konzuma. oprema. Treba napomenuti da je gubitak tlaka u toplinskoj mreži određen kvadratnom ovisnošću o protoku vode u mreži:

Odnosno, s povećanjem stvarne potrošnje mrežne vode GF za 2 puta u odnosu na izračunatu vrijednost GP, gubici tlaka u toplinskoj mreži se povećavaju za 4 puta, što može dovesti do neprihvatljivo malih raspoloživih tlakova u toplinskim čvorovima potrošača. a posljedično i na nedovoljnu opskrbu toplinskom energijom ovih potrošača, što može uzrokovati neovlašteno ispuštanje mrežne vode za stvaranje cirkulacije (neovlašteno kršenje shema priključka od strane potrošača i sl.)

Daljnji razvoj takvog sustava opskrbe toplinom na putu povećanja protoka rashladne tekućine, prvo će zahtijevati zamjenu glavnih dijelova toplinskih cjevovoda, dodatna instalacija mrežnih crpnih jedinica, povećanje produktivnosti obrade vode itd., drugo, dovodi do još većeg povećanja dodatnih troškova - troškova naknade za električnu energiju, dopunsku vodu i gubitke topline.

Stoga se tehnički i ekonomski čini razumnijim razviti takav sustav poboljšanjem njegovih pokazatelja kvalitete - povećanjem temperature rashladne tekućine, padom tlaka, povećanjem temperaturne razlike (odvođenje topline), što je nemoguće bez drastičnog smanjenja potrošnje rashladne tekućine ( cirkulacija i dopunjavanje) u sustavima potrošnje topline, odnosno u cijelom sustavu grijanja.

Dakle, glavna mjera koja se može predložiti za optimizaciju takvog sustava opskrbe toplinom je prilagodba hidrauličkog i toplinskog režima sustava opskrbe toplinom. Tehnička bit ove mjere je uspostaviti raspodjelu protoka u sustavu opskrbe toplinom na temelju izračunate (tj. koja odgovara priključenom toplinskom opterećenju i odabranom temperaturnom rasporedu) mrežne potrošnje vode za svaki sustav potrošnje topline. To se postiže ugradnjom odgovarajućih prigušnih uređaja (autoregulatori, prigušne perače, elevatorske mlaznice) na ulazima u sustave potrošnje topline, čiji se izračun temelji na proračunskom padu tlaka na svakom ulazu, koji se izračunava na temelju hidrauličkih i toplinskih proračun cjelokupnog sustava opskrbe toplinom.

Treba napomenuti da stvaranje normalnog načina rada takvog sustava opskrbe toplinom nije ograničeno na provođenje aktivnosti prilagodbe, također je potrebno izvršiti radove na optimizaciji hidrauličkog načina rada sustava opskrbe toplinom.

Prilagodba režima obuhvaća glavne karike sustava daljinskog grijanja: instalaciju za grijanje vode izvora topline, centralne toplinske točke (ako postoje), toplinsku mrežu, regulacijske i distribucijske točke (ako postoje), individualne toplinske točke i lokalne sustave potrošnje topline .

Puštanje u pogon počinje pregledom sustava daljinskog grijanja. Prikupljanje i analiza početnih podataka o stvarnim načinima rada sustava transporta i distribucije toplinske energije, podataka o tehničkom stanju toplinskih mreža, stupnju opremljenosti toplinskog izvora, toplinskih mreža i pretplatnika komercijalnim i tehnološka sredstva mjerenja. Analiziraju se primijenjeni načini opskrbe toplinskom energijom, identificiraju se mogući nedostaci u projektiranju i instalaciji, odabiru informacije za analizu karakteristika sustava. Izvršena je analiza operativnih (statističkih) informacija (listovi obračuna parametara rashladne tekućine, načina opskrbe i potrošnje energije, stvarni hidraulički i toplinski načini grijanja) s različite vrijednosti temperatura vanjskog zraka u baznim razdobljima, dobivena prema očitanjima standardnih mjernih instrumenata, kao i analizom izvješća specijaliziranih organizacija.

Istodobno se razvija shema dizajna toplinskih mreža. Matematički model sustava opskrbe toplinom stvara se na temelju računskog kompleksa ZuluThermo, koji je razvio Politerm (St. Petersburg), koji je sposoban simulirati stvarni toplinski i hidraulički rad sustava opskrbe toplinom.

Treba istaknuti da postoji prilično uobičajeni pristup koji se sastoji u minimiziranju financijskih troškova povezanih s razvojem mjera za prilagodbu i optimizaciju sustava opskrbe toplinom, naime, troškovi su ograničeni na nabavu specijaliziranog programskog paketa.

"Zamka" u ovom pristupu je pouzdanost izvornih podataka. Matematički model sustava opskrbe toplinom, stvoren na temelju nepouzdanih početnih podataka o karakteristikama glavnih elemenata sustava opskrbe toplinom, u pravilu se pokazuje neadekvatnim stvarnosti.

2.3 Ušteda energije u sustavima daljinskog grijanja

NA novije vrijeme postoje kritičke primjedbe o daljinskom grijanju koje se temelji na daljinskom grijanju – zajedničkoj proizvodnji topline i električna energija. Glavni nedostaci su veliki gubici topline u cjevovodima tijekom transporta topline, smanjenje kvalitete opskrbe toplinom zbog nepoštivanja temperaturnog rasporeda i potrebnog pritiska potrošača. Predlaže se prijelaz na decentraliziranu, autonomnu opskrbu toplinom iz automatiziranih kotlovnica, uključujući one smještene na krovovima zgrada, opravdavajući to nižim troškovima i bez potrebe za polaganjem toplinskih cijevi. Ali pritom se u pravilu ne uzima u obzir da povezivanje toplinskog opterećenja s kotlovnicom onemogućuje proizvodnju jeftine električne energije za potrošnju topline. Stoga bi ovaj dio neproizvedene električne energije trebalo nadomjestiti njenom proizvodnjom u kondenzacijskom ciklusu, čija je učinkovitost 2-2,5 puta manja od učinkovitosti ciklusa grijanja. Posljedično, trošak električne energije koju troši zgrada, čija se opskrba toplinom provodi iz kotlovnice, trebao bi biti veći od cijene zgrade priključene na sustav grijanja za opskrbu toplinom, a to će uzrokovati naglo povećanje pogonske troškovi.

S. A. Chistovich na obljetničkoj konferenciji "75 godina daljinskog grijanja u Rusiji", održanoj u Moskvi u studenom 1999., predložio je da kućne kotlovnice nadopunjuju daljinsko grijanje, djelujući kao vršni izvori topline, gdje nedostatak kapaciteta mreže ne dopušta visoku kvalitetna opskrba potrošača toplinom. Pritom se čuva opskrba toplinom i poboljšava kvaliteta opskrbe toplinom, ali ova odluka odiše stagnacijom i beznađem. Potrebno je da toplinarska opskrba u potpunosti obavlja svoje funkcije. Uostalom, centralno grijanje ima svoje snažne vršne kotlovnice i očito je da će jedna takva kotlovnica biti ekonomičnija od stotina malih, a ako je kapacitet mreže nedovoljan, onda je potrebno pomaknuti mreže ili isključiti ovo opterećenje iz mreže tako da ne narušava kvalitetu opskrbe toplinom drugih potrošača.

Veliki uspjeh u daljinskom grijanju postigla je Danska, koja je, unatoč niskoj koncentraciji toplinskog opterećenja po 1 m2 površine, ispred nas po pokrivenosti daljinskim grijanjem po glavi stanovnika. U Danskoj se provodi posebna državna politika kojom se preferira priključenje novih potrošača topline na daljinsko grijanje. U zapadnoj Njemačkoj, na primjer, u Mannheimu, daljinsko grijanje koje se temelji na daljinskom grijanju brzo se razvija. U istočnim zemljama, gdje se, fokusirajući se na našu zemlju, opskrba toplinom također široko koristila, unatoč odbijanju panelne gradnje, centralnog grijanja u stambenim područjima koje se pokazalo neučinkovitim u tržišnoj ekonomiji i zapadnjačkom načinu života, područje centralizirane opskrbe toplinom temeljeno na opskrbi toplinom nastavlja se razvijati kao ekološki najprihvatljivije i isplativije.

Sve navedeno ukazuje da u novoj fazi ne smijemo izgubiti vodeće pozicije u području toplinarstva, a za to je potrebno modernizirati sustav daljinskog grijanja kako bi se povećala njegova atraktivnost i učinkovitost.

Sve prednosti zajedničke proizvodnje topline i električne energije pripisivane su na stranu električne energije, daljinsko grijanje se financiralo po rezidualnoj osnovi - ponekad su kogeneracije bile već izgrađene, ali toplinske mreže još nisu bile podignute. Kao rezultat toga, nastali su nekvalitetni toplinski cjevovodi s lošom izolacijom i neučinkovitom odvodnjom, potrošači topline su priključeni na toplinske mreže bez automatske regulacije opterećenja, u najbolji slučaj uz korištenje hidrauličkih regulatora za stabilizaciju protoka rashladne tekućine vrlo loše kvalitete.

To je prisililo opskrbu toplinom iz izvora prema metodi centralne kontrole kvalitete (promjenom temperature rashladne tekućine ovisno o vanjskoj temperaturi prema jedinstvenom rasporedu za sve potrošače uz stalnu cirkulaciju u mrežama), što je dovelo do značajna prekomjerna potrošnja toplinske energije kod potrošača zbog različitog načina rada i nemogućnosti zajednički rad više izvora topline jedinstvena mreža za međusobne rezervacije. Odsutnost ili neučinkovitost rada upravljačkih uređaja na mjestima spajanja potrošača na mreže grijanja također je uzrokovala prekoračenje volumena rashladne tekućine. To je dovelo do povećanja temperature povratne vode do te mjere da je postojala opasnost od kvara cirkulacijskih crpki stanice, a to je prisililo smanjenje opskrbe toplinom na izvoru, kršeći temperaturni raspored čak iu uvjetima dovoljne snage.

Za razliku od nas, u Danskoj se, primjerice, sve prednosti daljinskog grijanja u prvih 12 godina daju na stranu toplinske energije, a onda se dijele popola s električnom energijom. Kao rezultat toga, Danska je bila prva zemlja koja je proizvodila predizolirane cijevi za instalaciju bez kanala s hermetičkim pokrovnim slojem i automatski sustav otkrivanje curenja, što je dramatično smanjilo gubitak topline tijekom transporta. U Danskoj su po prvi put izumljene tihe cirkulacijske crpke "mokrog rada" bez potpore, uređaji za mjerenje topline i učinkoviti sustavi za samoregulaciju toplinskog opterećenja, što je omogućilo izgradnju automatiziranih individualnih toplinskih točaka (ITP) izravno u zgrade potrošača s automatskom kontrolom opskrbe i mjerenjem topline na mjestima njezine uporabe.

Potpuna automatizacija svih potrošača topline omogućila je: odustajanje od kvalitativne metode centralne regulacije na izvoru topline, koja uzrokuje neželjene temperaturne oscilacije u cjevovodima toplinske mreže; smanjiti maksimalne parametre temperature vode na 110-1200C; osigurati mogućnost rada više izvora topline, uključujući i spalionice otpada, na jedinstvenoj mreži uz najučinkovitije korištenje svakog od njih.

Temperatura vode u opskrbnom cjevovodu toplinskih mreža varira ovisno o razini utvrđene vanjske temperature u tri stupnja: 120-100-80°C ili 100-85-70°C (postoji tendencija još većeg smanjenje ove temperature). I unutar svakog stupnja, ovisno o promjeni opterećenja ili odstupanju vanjske temperature, brzina protoka rashladne tekućine koja cirkulira u mrežama grijanja mijenja se prema signalu fiksne vrijednosti razlike tlaka između dovodnih i povratnih cjevovoda - ako razlika u tlaku padne ispod zadane vrijednosti, tada se sljedeće stanice za proizvodnju topline i crpne stanice uključuju na instalaciju. Poduzeća za opskrbu toplinom jamče svakom potrošaču određenu minimalnu razinu pada tlaka u opskrbnim mrežama.

Potrošači se spajaju preko izmjenjivača topline, a prema našem mišljenju koristi se prevelik broj koraka priključenja, što je očito uzrokovano granicama vlasništva nekretnina. Tako je demonstrirana sljedeća shema priključka: na glavne mreže s projektiranim parametrima od 125 °C, kojima upravlja proizvođač energije, preko izmjenjivača topline, nakon čega temperatura vode u opskrbnom cjevovodu pada na 120 °C, distribucija priključene su mreže koje su u općinskom vlasništvu.

Razinu održavanja ove temperature postavlja elektronički regulator koji djeluje na ventil instaliran na povratnom cjevovodu primarnog kruga. U sekundarnom krugu rashladno sredstvo cirkulira pumpama. Priključak na ove distribucijske mreže sustava lokalnog grijanja i opskrbe toplom vodom pojedinačnih zgrada provodi se preko samostalnih izmjenjivača topline ugrađenih u podrume ovih zgrada s kompletnom paletom uređaja za regulaciju i mjerenje topline. Štoviše, regulacija temperature vode koja cirkulira u lokalnom sustavu grijanja provodi se prema rasporedu, ovisno o promjeni temperature vanjskog zraka. U projektnim uvjetima, maksimalna temperatura vode doseže 95°C, nedavno postoji tendencija da se smanji na 75-70°C, maksimalna temperatura povratne vode je 70, odnosno 50°C.

Spajanje toplinskih točaka pojedinačnih zgrada provodi se prema standardnim shemama s paralelnim spajanjem spremnika tople vode ili prema dvostupanjskoj shemi koristeći potencijal nosača topline iz povratnog cjevovoda nakon grijača vode za grijanje koristeći visoku brzi toplovodni izmjenjivači topline, dok je za punjenje spremnika moguće koristiti tlačni spremnik tople vode s pumpom. U krugu grijanja se koriste membranski spremnici pod tlakom za prikupljanje vode kada se širi od grijanja, u našem slučaju više se koriste atmosferski ekspanzijski spremnici postavljeni na vrhu sustava.

Za stabilizaciju rada regulacijskih ventila na ulazu u točku grijanja obično se postavlja hidraulički regulator za konstantnost razlike tlaka. A kako bi se sustavi grijanja s cirkulacijom crpke doveli u optimalni način rada i olakšala distribucija rashladne tekućine duž uspona sustava, "partnerski ventil" u obliku balans ventila, koji omogućuje, ovisno o tlaku gubitak izmjeren na njemu, kako biste postavili točan protok cirkulirajuće rashladne tekućine.

U Danskoj ne obraćaju puno pozornosti na povećanje izračunate brzine protoka nosača topline na točki grijanja prilikom uključivanja grijanja vode za kućne potrebe. U Njemačkoj je zakonom zabranjeno uzimati u obzir opterećenje opskrbe toplom vodom pri odabiru toplinske snage, a kod automatizacije toplinskih točaka prihvaćeno je da kada je grijač tople vode uključen i kada je spremnik napunjen, crpke koje cirkuliraju u sustavu grijanja su isključene, tj. dovod topline u grijanje.

U našoj zemlji također se pridaje ozbiljna važnost sprječavanju povećanja snage izvora topline i procijenjenog protoka nosača topline koji cirkulira u mreži grijanja tijekom sati maksimalne opskrbe toplom vodom. No rješenje usvojeno u Njemačkoj za ovu namjenu ne može se primijeniti u našim uvjetima, jer imamo puno veći omjer opterećenja opskrbe toplom vodom i grijanja, zbog velike apsolutne potrošnje sanitarne vode i veće gustoće naseljenosti.

Stoga se pri automatizaciji toplinskih točaka potrošača primjenjuje ograničenje maksimalnog protoka vode iz toplinske mreže kada se prekorači navedena vrijednost, određena na temelju prosječnog satnog opterećenja opskrbe toplom vodom. Kod grijanja stambenih prostora to se čini zatvaranjem ventila regulatora opskrbe toplinom za grijanje u satima maksimalne potrošnje vode. Postavljanjem regulatora grijanja na određenu precijenjenu krivulju temperature nosača topline, podgrijavanje u sustavu grijanja koje se javlja kada se prođe maksimalna vododjelnica kompenzira se tijekom razdoblja pada ispod prosjeka (unutar navedenog protoka vode iz toplinske mreže - spojeno regulacija).

Senzor protoka vode koji je signal za ograničenje je mjerač protoka vode koji se nalazi u kompletu mjerila toplinske energije koji se ugrađuje na ulazu toplinske mreže u centralnu toplinsku podstanicu ili ITP. Regulator diferencijalnog tlaka na ulazu ne može služiti kao limitator protoka, jer osigurava zadani diferencijalni tlak u uvjetima potpunog otvaranja ventila paralelno ugrađenih regulatora grijanja i tople vode.

Kako bi se povećala učinkovitost zajedničke proizvodnje toplinske i električne energije i izjednačila maksimalna potrošnja energije u Danskoj se široko koriste akumulatori topline koji se postavljaju na izvoru. Donji dio akumulatora spojen je na povratni cjevovod toplinske mreže, gornji dio je spojen na dovodni cjevovod preko pomičnog difuzora. Sa smanjenjem cirkulacije u distribucijskim mrežama grijanja, spremnik se puni. S povećanjem cirkulacije, višak protoka rashladne tekućine iz povratnog cjevovoda ulazi u spremnik, a topla voda se istiskuje iz njega. Potreba za akumulatorima topline raste u kogeneracijskim postrojenjima s protutlačnim turbinama, u kojima je omjer proizvedene električne i toplinske energije fiksan.

Ako je projektirana temperatura vode koja cirkulira u mrežama grijanja ispod 100 ° C, tada se koriste spremnici atmosferskog tipa; pri višoj projektnoj temperaturi stvara se tlak u spremnicima kako bi se osiguralo da topla voda ne proključa.

Međutim, ugradnja termostata zajedno s mjeračima protoka topline za svaki uređaj za grijanje dovodi do gotovo dvostrukog povećanja troškova sustava grijanja, au jednocijevnoj shemi, osim toga, potrebna površina grijanja uređaja povećava se na 15 % i postoji značajan prijenos zaostale topline uređaja u zatvorenom položaju termostata, što smanjuje učinkovitost autoregulacije. Stoga su alternativa takvim sustavima, posebno u jeftinoj komunalnoj gradnji, fasadni sustavi automatske regulacije grijanja - za proširene zgrade i centralne s korekcijom temperaturnog grafikona prema odstupanju temperature zraka u sabirnim kanalima. ispušna ventilacija iz kuhinja stanova - za točkaste zgrade ili zgrade s složenom konfiguracijom.

Međutim, mora se imati na umu da je prilikom rekonstrukcije postojećih stambenih zgrada potrebno ući u svaki stan s zavarivanjem za ugradnju termostata. Istodobno, pri organiziranju prednje samoregulacije, dovoljno je izrezati skakače između prednjih grana sekcijskih sustava grijanja u podrumu i na tavanu, a za 9-katne zgrade bez potkrovlja masovne konstrukcije 60-70-ih - samo u podrumu.

Treba napomenuti da nova gradnja godišnje ne prelazi 1-2% postojećeg stambenog fonda. To ukazuje na važnost rekonstrukcije postojećih zgrada kako bi se smanjili troškovi toplinske energije za grijanje. Međutim, nemoguće je automatizirati sve zgrade odjednom, au uvjetima kada je više zgrada automatizirano, stvarne uštede se ne postižu, budući da se nosač topline ušteđen u automatiziranim objektima redistribuira između neautomatiziranih. Navedeno još jednom potvrđuje da je potrebno bržim tempom graditi PDC na postojećim toplinskim mrežama, jer je puno lakše automatizirati istovremeno sve zgrade koje se napajaju iz jednog PDC-a nego iz CHP-a, a drugi već izrađeni PDC-ovi neće dopustiti višak količine rashladne tekućine u njihove distribucijske mreže.

Sve navedeno ne isključuje mogućnost priključenja pojedinačnih zgrada na kotlovnice uz odgovarajuću studiju izvodljivosti uz povećanje tarife za utrošenu električnu energiju (npr. kada je potrebno polaganje ili ponovno polaganje velikog broja mreža). Ali u uvjetima postojećeg sustava daljinskog grijanja iz kogeneracije to bi trebalo imati lokalni karakter. Nije isključena mogućnost korištenja dizalica topline, prijenosa dijela opterećenja na CCGT i GTU, ali s obzirom na trenutnu konjunkturu cijena goriva i energenata, to nije uvijek isplativo.

Opskrba toplinom stambenih zgrada i mikropodručja u našoj zemlji, u pravilu, provodi se putem skupnih toplinskih točaka (CHP), nakon čega se pojedinačne zgrade opskrbljuju putem neovisnih cjevovoda toplom vodom za grijanje, a za kućanske potrebe vodom iz slavine grijanom toplinom. izmjenjivači instalirani u kogeneraciji. Ponekad iz centra centralnog grijanja izlazi i do 8 toplinskih cjevovoda (s 2-zonskim sustavom opskrbe toplom vodom i značajnim opterećenjem ventilacije), a iako se koriste pocinčani cjevovod za opskrbu toplom vodom, zbog nedostatka kemijske obrade vode podložni intenzivnoj koroziji i nakon 3-5 godina rada na njima se pojavljuju fistule.

Trenutno, u vezi s privatizacijom stambenih i uslužnih poduzeća, kao i s povećanjem troškova nositelja energije, relevantan je prijelaz s grupnih točaka grijanja na pojedinačne (ITP) smještene u grijanoj zgradi. To vam omogućuje primjenu učinkovitijeg sustava automatske kontrole fasadnog grijanja za proširene zgrade ili centralnog sustava s korekcijom temperature zrak u zatvorenom prostoru u točkastim zgradama, omogućuje vam da napustite distribucijsku mrežu tople vode, smanjujući gubitke topline tijekom transporta i potrošnju električne energije za pumpanje potrošne tople vode. Štoviše, svrsishodno je to učiniti ne samo u novogradnji, već iu rekonstrukciji postojećih zgrada. Takvo iskustvo postoji u istočnim zemljama Njemačke, gdje su centralne toplinske stanice izgrađene na isti način kao i mi, ali su sada ostale samo kao crpne vodocrpilišta (ako je potrebno), a oprema za izmjenu topline zajedno s cirkulacijskim pumpama, upravljačke i obračunske jedinice prenose se u ITP zgrada. Unutarkvartalne mreže se ne polažu, toplovodni cjevovodi se ostavljaju u zemlji, a toplovodi, kao trajniji, koriste se za opskrbu zgrada pregrijanom vodom.

Kako bi se poboljšala upravljivost toplinskih mreža, na koje će se priključiti veliki broj IHS-a, te kako bi se osigurala mogućnost automatske redundancije, potrebno je vratiti se na uređaj regulacijskih i razdjelnih točaka (CDP) na mjestima gdje distribucijske mreže spojene su na glavne. Svaki KRP je spojen na glavni s obje strane sekcijskih ventila i služi potrošačima s toplinskim opterećenjem od 50-100 MW. U KRP su ugrađeni preklopni električni ventili na ulazu, regulatori tlaka, cirkulacijsko-mješajuće pumpe, regulator temperature, sigurnosni ventil, mjerači potrošnje topline i rashladne tekućine, upravljački i telemehanički uređaji.

Krug automatizacije KRP-a osigurava da se tlak održava na konstantnoj minimalnoj razini u povratnom vodu; održavanje stalnog unaprijed određenog pada tlaka u distribucijskoj mreži; smanjenje i održavanje temperature vode u opskrbnom cjevovodu distribucijske mreže prema zadanom rasporedu. Kao rezultat toga, u pričuvnom načinu rada, moguće je opskrbiti smanjenu količinu cirkulacijske vode s povišenom temperaturom kroz cjevovod iz CHPP-a bez narušavanja temperaturnih i hidrauličkih uvjeta u distribucijskim mrežama.

KRP bi se trebao nalaziti u prizemnim paviljonima, mogu se blokirati vodocrpnim stanicama (to će u većini slučajeva omogućiti odbijanje ugradnje visokotlačnih, a time i bučnijih crpki u zgradama), a može poslužiti i kao granica ravnoteže koja pripada organizacije za ispuštanje topline i organizacije za distribuciju topline (sljedeća granica između organizacije za distribuciju topline i zida zgrade bit će organizacija za iskorištavanje topline). Štoviše, KRP bi trebao biti u nadležnosti organizacije za proizvodnju topline, budući da oni služe za kontrolu i rezerviranje glavnih mreža i pružaju mogućnost rada s nekoliko izvora topline za te mreže, uzimajući u obzir održavanje parametara rashladne tekućine navedenih u organizacija za distribuciju topline na izlazu iz KRP-a.

Ispravna uporaba nosača topline od strane potrošača topline osigurana je upotrebom učinkovitih sustava automatizacije upravljanja. Sada postoji veliki broj računalnih sustava koji mogu obavljati bilo koju složenost zadataka upravljanja, ali tehnološki zadaci i rješenja sklopova za povezivanje sustava potrošnje topline ostaju odlučujući.

Nedavno su počeli graditi sustave grijanja vode s termostatima, koji provode individualnu automatsku kontrolu prijenosa topline uređaja za grijanje prema temperaturi zraka u prostoriji u kojoj je uređaj instaliran. U inozemstvu se ovakvi sustavi dosta koriste, uz obavezno mjerenje količine topline koju uređaj koristi kao udio u ukupnoj potrošnji topline sustava grijanja zgrade.

U našoj zemlji, u masovnoj izgradnji, takvi sustavi počeli su se koristiti za spajanje dizala na mreže grijanja. Ali elevator je dizajniran na takav način da, uz konstantan promjer mlaznice i isti raspoloživi tlak, propušta konstantan protok rashladne tekućine kroz mlaznicu, bez obzira na promjenu protoka vode koja cirkulira u sustavu grijanja. . Kao rezultat toga, u dvocijevnim sustavima grijanja, u kojima termostati, kada su zatvoreni, dovode do smanjenja protoka rashladne tekućine koja cirkulira u sustavu, kada je spojen na dizalo, temperatura vode u dovodnoj cijevi će se povećati, a zatim u suprotnom smjeru, što će dovesti do povećanja prijenosa topline iz nereguliranog dijela sustava (uspona) i neiskorištenosti rashladne tekućine.

U jednocijevnom sustavu grijanja s trajnim zatvaračima, kada su termostati zatvoreni, topla voda se ispušta u uspon bez hlađenja, što također dovodi do povećanja temperature vode u povratnom cjevovodu i, zbog postojanosti omjer miješanja u elevatoru, do povećanja temperature vode u dovodnom cjevovodu, a time i do istih posljedica kao u 2-cijevnom sustavu. Stoga je u takvim sustavima obavezna automatska kontrola temperature vode u dovodnom cjevovodu prema rasporedu, ovisno o promjeni temperature vanjskog zraka. Takva je regulacija moguća promjenom dizajna kruga za spajanje sustava grijanja na toplinsku mrežu: zamjenom konvencionalnog dizala podesivim, korištenjem miješanja pumpe s regulacijskim ventilom ili spajanjem preko izmjenjivača topline s cirkulacijom crpke i regulacijski ventil na mrežnom vodu ispred izmjenjivača topline. [

3 DECENTRALIZIRANO GRIJANJE

3.1 Izgledi za razvoj decentralizirane opskrbe toplinom

Prethodno donesene odluke o zatvaranju malih kotlovnica (pod izlikom njihove niske učinkovitosti, tehničke i ekološke opasnosti) danas se pretvorilo u preveliku centralizaciju opskrbe toplinom, kada topla voda prolazi od kogeneracije do potrošača, put od 25-30 km, kada gašenje izvora topline zbog neplaćanja ili hitnog slučaja dovodi do smrzavanja gradova s ​​milijunima ljudi.

Većina industrijaliziranih zemalja krenula je drugim putem: poboljšali su opremu za proizvodnju topline povećanjem razine njezine sigurnosti i automatizacije, učinkovitosti plinskih plamenika, sanitarnih i higijenskih, ekoloških, ergonomskih i estetskih pokazatelja; kreiran cjelovit sustav energetskog knjigovodstva za sve potrošače; donio je regulatornu i tehničku bazu u skladu sa zahtjevima svrhovitosti i pogodnosti potrošača; optimizirana razina centralizacije opskrbe toplinom; prešlo na široko uvođenje alternativnih izvora toplinske energije. Rezultat ovog rada bila je stvarna ušteda energije u svim područjima gospodarstva, uključujući stanovanje i komunalne usluge.

Postupno povećanje udjela decentralizirane opskrbe toplinom, maksimalna blizina izvora topline potrošaču, obračun svih vrsta energetskih resursa od strane potrošača ne samo da će stvoriti ugodnije uvjete za potrošača, već i osigurati stvarne uštede u plinskom gorivu .

Suvremeni decentralizirani sustav opskrbe toplinom složen je skup funkcionalno međusobno povezane opreme, uključujući autonomno postrojenje za proizvodnju topline i građevinske inženjerske sustave (sustavi opskrbe toplom vodom, grijanja i ventilacije). Glavni elementi sustava grijanja stanova, koji je vrsta decentralizirane opskrbe toplinom, u kojoj se nalazi svaki stan stambena zgrada opremljeni autonomnim sustavom za opskrbu toplinom i toplom vodom, kotao za grijanje, uređaji za grijanje, dovod zraka i sustavi za uklanjanje produkata izgaranja. Ožičenje se izvodi pomoću čelične cijevi ili modernih sustava za provođenje topline - plastike ili metal-plastike.

Tradicionalni za našu zemlju, sustav centralizirane opskrbe toplinom kroz CHPP i glavne toplinske cjevovode je poznat i ima niz prednosti. No, u kontekstu prijelaza na nove ekonomske mehanizme, poznate ekonomske nestabilnosti i slabosti međuregionalnih, međuresornih veza, mnoge se prednosti sustava daljinskog grijanja pretvaraju u nedostatke.

Glavna je duljina cijevi grijanja. Prosječni postotak istrošenosti procjenjuje se na 60-70%. Specifična stopa oštećenja toplovoda sada je povećana na 200 registriranih šteta godišnje na 100 km toplinske mreže. Prema hitnoj procjeni, najmanje 15% toplinskih mreža zahtijeva hitnu zamjenu. Osim toga, tijekom proteklih 10 godina, kao rezultat nedovoljnog financiranja, glavni fond industrije praktički nije ažuriran. Kao rezultat toga, gubici toplinske energije tijekom proizvodnje, transporta i potrošnje dosegli su 70%, što je dovelo do niske kvalitete opskrbe toplinom uz visoke troškove.

Organizacijska struktura interakcija između potrošača i poduzeća za opskrbu toplinom ne potiče potonje na uštedu energetskih resursa. Sustav tarifa i subvencija ne odražava stvarne troškove opskrbe toplinskom energijom.

Općenito, kritična situacija u kojoj se industrija nalazi sugerira da će u bliskoj budućnosti doći do velikih kriznih situacija u području opskrbe toplinskom energijom, čije će rješavanje zahtijevati ogromna financijska ulaganja.

Hitno pitanje je razumna decentralizacija opskrbe toplinom, grijanje stanova. Decentralizacija opskrbe toplinskom energijom (DT) je najradikalniji, učinkovitiji i najjeftiniji način otklanjanja mnogih nedostataka. Razumna uporaba dizelskog goriva u kombinaciji s mjerama za uštedu energije u izgradnji i rekonstrukciji zgrada omogućit će veće uštede energije u Ukrajini. U sadašnjim teškim uvjetima, jedini izlaz je stvaranje i razvoj sustava dizelskog goriva korištenjem autonomnih izvora topline.

Opskrba toplinom stana je autonomna opskrba toplinom i toplom vodom pojedinačne kuće ili zasebnog stana u višekatnici. Glavni elementi takvih autonomnih sustava su: generatori topline - grijači, cjevovodi za grijanje i opskrbu toplom vodom, opskrba gorivom, sustavi za odvod zraka i dima.

Objektivni preduvjeti za uvođenje autonomnih (decentraliziranih) sustava opskrbe toplinom su:

nedostatak u nekim slučajevima slobodnih kapaciteta na centraliziranim izvorima;

zgušnjavanje razvoja urbanih područja stambenim objektima;

osim toga, značajan dio razvoja otpada na područja s nerazvijenošću inženjerska infrastruktura;

manja kapitalna ulaganja i mogućnost faznog pokrivanja toplinskih opterećenja;

mogućnost održavanja ugodnih uvjeta u stanu po vlastitoj volji, što je zauzvrat atraktivnije u usporedbi sa stanovima s centraliziranom opskrbom toplinom, čija temperatura ovisi o direktivnoj odluci o početku i kraju razdoblja grijanja;

pojava na tržištu velikog broja raznih modifikacija domaćih i uvezenih (stranih) generatora topline male snage.

Danas su razvijene i masovno se proizvode modularne kotlovnice, dizajnirane za organiziranje autonomnog dizelskog goriva. Blok-modularni princip gradnje daje mogućnost jednostavne izgradnje kotlovnice potrebne snage. Odsutnost potrebe za polaganjem grijanja i izgradnjom kotlovnice smanjuje troškove komunikacija i može značajno povećati tempo nove gradnje. Osim toga, to omogućuje korištenje takvih kotlovnica za brzu opskrbu toplinom u hitnim slučajevima i hitnim slučajevima tijekom sezone grijanja.

Blok kotlovnice su potpuno funkcionalno završen proizvod, opremljen svim potrebnim uređajima za automatizaciju i sigurnost. Razina automatizacije osigurava nesmetan rad cijele opreme bez stalne prisutnosti operatera.

Automatizacija prati potrebu objekta za toplinom ovisno o vremenskim uvjetima i samostalno regulira rad svih sustava kako bi se osigurali navedeni načini rada. Time se postiže bolja usklađenost s toplinskim rasporedom i dodatna ušteda goriva. U slučaju izvanrednih situacija, curenja plina, sigurnosni sustav automatski zaustavlja opskrbu plinom i sprječava mogućnost nezgoda.

Mnoga poduzeća, nakon što su se orijentirala na današnje uvjete i izračunala ekonomske koristi, udaljavaju se od centralizirane opskrbe toplinom, od udaljenih i energetski intenzivnih kotlovnica.

Prednosti decentralizirane opskrbe toplinom su:

nema potrebe za dodjelom zemljišta za mreže grijanja i kotlovnice;

smanjenje gubitaka topline zbog nepostojanja vanjskih toplinskih mreža, smanjenje gubitaka vode u mreži, smanjenje troškova obrade vode;

značajno smanjenje troškova popravka i održavanja opreme;

potpuna automatizacija načina potrošnje.

Ako uzmemo u obzir nedostatak autonomnog grijanja iz malih kotlovnica i relativno niske dimnjake te, u vezi s tim, štetu okolišu, tada značajno smanjenje potrošnje plina povezano s demontažom stare kotlovnice također smanjuje emisije za 7 puta !

Uz sve prednosti, decentralizirana opskrba toplinom ima i negativne strane. U malim kotlovnicama, uključujući i "krovne", visina dimnjaka u pravilu je znatno niža nego u velikim, jer se uvjeti disperzije naglo pogoršavaju. Osim toga, male kotlovnice se u pravilu nalaze u blizini stambenog područja.

Provedba programa decentralizacije izvora topline omogućuje prepolovljenje potrebe za prirodnim plinom i višestruko smanjenje troškova opskrbe toplinskom energijom krajnjih potrošača. Načela uštede energije postavljena u trenutnom sustavu grijanja ukrajinskih gradova potiču pojavu novih tehnologija i pristupa koji mogu u potpunosti riješiti ovaj problem, a ekonomska učinkovitost dizelskog goriva čini ovo područje vrlo atraktivnim za ulaganja.

Korištenje sustava grijanja stanova za stambene višekatnice omogućuje potpuno uklanjanje gubitaka topline u toplinskim mrežama i tijekom distribucije između potrošača, te značajno smanjenje gubitaka na izvoru. Omogućit će organiziranje individualnog obračuna i regulacije potrošnje topline ovisno o ekonomskim mogućnostima i fiziološkim potrebama. Grijanje stanova dovest će do smanjenja jednokratnih kapitalnih ulaganja i operativnih troškova, a također štedi energiju i sirovine za proizvodnju toplinske energije i, kao rezultat toga, dovodi do smanjenja opterećenja okoliša.

Sustav grijanja stanova je ekonomski, energetski, ekološki učinkovito rješenje problema opskrbe toplinskom energijom višekatnih zgrada. Pa ipak, potrebno je provesti sveobuhvatnu analizu učinkovitosti korištenja određenog sustava opskrbe toplinom, uzimajući u obzir mnoge čimbenike.

Dakle, analiza komponenti gubitaka u autonomnoj opskrbi toplinom omogućuje:

1) za postojeći stambeni fond povećati koeficijent energetske učinkovitosti opskrbe toplinskom energijom na 0,67 u odnosu na 0,3 za daljinsko grijanje;

2) za novogradnju samo povećanjem toplinskog otpora ogradnih konstrukcija povećati koeficijent energetske učinkovitosti opskrbe toplinom na 0,77 u odnosu na 0,45 za centraliziranu opskrbu toplinom;

3) pri korištenju cijelog niza tehnologija za uštedu energije povećati koeficijent na 0,85 u odnosu na 0,66 kod daljinskog grijanja.

3.2 Energetski učinkovita rješenja za dizelsko gorivo

S autonomnom opskrbom toplinom možete koristiti nove tehničke i tehnološka rješenja, omogućujući potpuno uklanjanje ili značajno smanjenje svih neproduktivnih gubitaka u lancu proizvodnje, transporta, distribucije i potrošnje topline, i to ne samo izgradnjom mini kotlovnice, već korištenjem novih energetski štedljivih i učinkovitih tehnologija, kao što su:

1) prijelaz na temeljno novi sustav kvantitativne regulacije proizvodnje i opskrbe toplinom na izvoru;

2) učinkovito korištenje frekvencijski reguliranog električnog pogona na svim crpnim jedinicama;

3) smanjenje duljine cirkulacijskih toplinskih mreža i smanjenje njihovog promjera;

4) odbijanje izgradnje centralnih toplinskih točaka;

5) prijelaz na temeljno novu shemu pojedinačnih toplinskih točaka s kvantitativnom i kvalitativnom regulacijom ovisno o trenutnoj vanjskoj temperaturi pomoću višebrzinskih pumpi za miješanje i trosmjernih regulatorskih ventila;

6) ugradnja "plutajućeg" hidrauličkog režima toplinske mreže i potpuno odbacivanje hidrauličkog uravnoteženja potrošača priključenih na mrežu;

7) ugradnja regulacijskih termostata na grijaća tijela u stanovima;

8) postanarno ožičenje sustava grijanja s ugradnjom individualnih mjerila potrošnje toplinske energije;

9) automatsko održavanje konstantnog tlaka na uređajima za opskrbu toplom vodom potrošača.

Implementacija ovih tehnologija omogućuje, prije svega, minimiziranje svih gubitaka i stvara uvjete za podudarnost načina količine proizvedene i potrošene topline u vremenu.

3.3 Prednosti decentraliziranog grijanja

Ako pratimo cijeli lanac: izvor-transport-distribucija-potrošač, možemo uočiti sljedeće:

1 Izvor topline - značajno smanjena disipacija topline zemljišna parcela, smanjuje se trošak građevinskog dijela (za opremu nisu potrebni temelji). Instalirana snaga izvora može se odabrati gotovo jednaka potrošenoj, dok je moguće zanemariti opterećenje opskrbe toplom vodom, jer se tijekom maksimalnih sati kompenzira akumulacijskim kapacitetom zgrade potrošača. Danas je rezervat. Pojednostavljuje i smanjuje troškove upravljačke sheme. Toplinski gubici su isključeni zbog neusklađenosti između načina proizvodnje i potrošnje, čija se podudarnost uspostavlja automatski. U praksi ostaju samo gubici povezani s učinkovitošću kotla. Dakle, na izvoru je moguće smanjiti gubitke za više od 3 puta.

2 Mreže grijanja - duljina se smanjuje, promjeri se smanjuju, mreža postaje lakša za održavanje. Stalni temperaturni režim povećava otpornost materijala cijevi na koroziju. Smanjuje se količina cirkulirajuće vode, njeni gubici curenjem. Nema potrebe za izgradnjom složene sheme pročišćavanja vode. Nema potrebe za održavanjem zajamčenog diferencijalnog tlaka prije ulaska u potrošač, te s tim u vezi nije potrebno poduzimati mjere za hidrauličko uravnoteženje toplinske mreže, jer se ti parametri postavljaju automatski. Stručnjaci zamišljaju kakav je to težak problem - godišnje provoditi hidrauličke proračune i raditi na hidrauličkom balansiranju opsežne toplinske mreže. Tako se gubici u toplinskim mrežama smanjuju gotovo za red veličine, a kod krovne kotlovnice za jednog potrošača tih gubitaka uopće nema.

3 Distribucijski sustavi TsTP i ITP. Potreban

Moderni sustavi grijanja temelje se na razne metode grijanje, što vam omogućuje da odaberete najviše prikladna opcija za vašu seosku kuću. Tehnologije razvijene tijekom godina omogućit će ne samo učinkovito grijanje prostora, već i neovisnu kontrolu temperature u svakoj prostoriji, ekonomičnost goriva, automatsko i daljinsko upravljanje.

Danas se koristi u seoske kuće grijanje i opskrba toplinom mogu se uvjetno podijeliti u dvije skupine - klasične i inovativne. Svaka grupa je dovoljno široka, tako da moderno kućno grijanje omogućuje odabir najučinkovitije opcije za vas.

Klasični sustavi grijanja

Grijanje kotla s tekućim nosačem topline pripada klasičnom. Uzimajući toplinu iz kotla, rashladna tekućina zagrijava radijatore, koji zauzvrat ispuštaju toplinu u prostoriju konvekcijom zraka. Kotao može koristiti plin, struju, dizel gorivo ili drvo kao gorivo.

Neke vrste klasičnog grijanja dobivaju sve naprednije opcije, pretvarajući se u moderne sustave grijanja. Na primjer, električno grijanje može biti izravno - energija se odmah pretvara u toplinu bez upotrebe kotla, rashladne tekućine, složenog sustava cijevi i radijatora. Izravno električno infracrveno grijanje lišeno je nedostataka svojstvenih standardnoj konvekciji. Infracrvene zrake zagrijavaju fizička tijela, a ne zrak. Zagrijani zrak se ne nakuplja ispod stropa, prostorija se zagrijava brže i ravnomjernije. Sustav izravnog električnog grijanja zahtijeva najmanje troškove instalacije i održavanja.

Grijanje zraka također ne koristi srednji nosač topline. Zrak zagrijan kotlom kroz zračne kanale odmah ulazi u grijanu prostoriju. Istovremeno s grijanjem, ova metoda omogućuje klimatizaciju i ventilaciju prostorija.

Moderni sustavi grijanja ponekad se okreću prošlosti, ne bez uspjeha. Na primjer, inženjeri su uspjeli poboljšati zastarjelo grijanje na kruta goriva. U piroliznom kotlu na kruto gorivo izgaranje ogrjevnog drva odvija se prema složenoj shemi uz stvaranje zapaljivog plina pirolize. Plin se naknadno sagorijeva u zasebnoj peći, zbog čega se povećava ukupna učinkovitost kotla.

Najvažniji pokazatelj učinkovitosti suvremenog autonomnog grijanja je mogućnost fleksibilnog automatskog, programskog i daljinskog upravljanja. Najjednostavnija i najučinkovitija automatizacija pogodna je za plinsko, električno i zračno grijanje. Zahvaljujući fleksibilnom upravljanju, moderni sustavi grijanja mogu se jednostavno integrirati u "pametnu kuću", povećavajući ukupnu udobnost stanovanja.

Inovativni sustavi grijanja

Moderni sustavi grijanja neodvojivi su od potrage za novim rješenjima. Inovativna kategorija uključuje sve energetski neovisne tehnologije grijanja koje koriste obnovljive izvore energije - sunčevo zračenje, energiju vjetra i valova, dizalicu topline itd. Još uvijek je preskupo, tehnološki teško i ne uvijek učinkovito napraviti moderne sustave grijanja za ljetnu kuću ili vikendicu danas neisparljivim. Ali svake godine se tehnologije poboljšavaju, približavajući mogućnost organiziranja potpuno neovisnog grijanja. Trenutno se za organiziranje dodatnog, rezervnog i hitnog grijanja koriste nehlapljive tehnologije.

Koji god sustav grijanja seoske kuće odabrali, prvo morate smanjiti gubitak topline zgrade. Da biste to učinili, prilikom projektiranja i izgradnje kuće koriste se posebna arhitektonska rješenja, materijali i tehnologije za uštedu energije. Aktivno se koriste akumulatori topline koji omogućuju skladištenje topline noću po sniženim cijenama električne energije.

Moderno grijanje seoske kuće karakterizira ne samo učinkovitost, ekonomičnost, već i visoka operativne karakteristike. Profesionalno dizajniran i instaliran sustav grijanja ima dug vijek trajanja, omogućuje vam brzo održavanje, popravak i nadogradnju opreme.

Ministarstvo obrazovanja i znanosti

GOU VPO „Bratski Državno sveučilište»

Fakultet energetike i automatike

Zavod za industrijsku toplinsku energetiku

Sažetak discipline

"Grijanje i ventilacija"

Moderni sustavi grijanja

Izgledi razvoja

Izvedena:

St grupa TGV-08

NA. Snjegirjev

Nadglednik:

Profesor, dr. sc., Zavod za PTE

S.A. Semenov

Bratsk 2010

Uvod

1. Vrste sustava centralnog grijanja i principi njihovog rada

4.2 Grijanje na plin

4.3 Grijanje zraka

4.4 Grijanje na struju

4.5 Cjevovod

4.6 Kotlovska oprema

5. Izgledi za razvoj opskrbe toplinom u Rusiji

Zaključak

Popis korištene literature

Uvod

Živeći u umjerenim geografskim širinama, gdje je glavni dio godine hladan, potrebno je osigurati opskrbu toplinom zgrada: stambenih zgrada, ureda i drugih prostorija. Opskrba toplinom osigurava ugodan život ako se radi o stanu ili kući, produktivan rad ako se radi o uredu ili skladištu.

Prvo, shvatimo što se podrazumijeva pod pojmom "opskrba toplinom". Opskrba toplinom je opskrba sustava grijanja zgrade toplom vodom ili parom. Uobičajeni izvor opskrbe toplinom je kogeneracija i kotlovnica. Postoje dvije vrste opskrbe toplinom za zgrade: centralizirano i lokalno. Kod centralizirane opskrbe opskrbljuju se određena područja (industrijska ili stambena). Za učinkovit rad centralizirane mreže grijanja, izgrađena je dijeljenjem na razine, rad svakog elementa je obavljanje jednog zadatka. Sa svakom razinom, zadatak elementa se smanjuje. Lokalna opskrba toplinom - opskrba toplinom jedne ili više kuća. Mreže daljinskog grijanja imaju niz prednosti: smanjena potrošnja goriva i smanjenje troškova, korištenje niskokvalitetnog goriva, poboljšana sanitacija stambenih područja. Sustav daljinskog grijanja uključuje izvor toplinske energije (CHP), toplinsku mrežu i instalacije za potrošnju topline. CHP postrojenja proizvode toplinu i energiju u kombinaciji. Izvori lokalne opskrbe toplinom su peći, kotlovi, bojleri.

Sustavi grijanja karakteriziraju različite temperature i tlakovi vode. Ovisi o zahtjevima kupaca i ekonomskim razlozima. S povećanjem udaljenosti preko koje je potrebno "prenijeti" toplinu, povećati ekonomski troškovi. Trenutno se udaljenost prijenosa topline mjeri desecima kilometara. Sustavi opskrbe toplinom dijele se prema volumenu toplinskih opterećenja. Sustavi grijanja su sezonski, a sustavi tople vode stalni.

1. Vrste sustava centralnog grijanja i principi njihovog rada

Daljinsko grijanje sastoji se od tri međusobno povezane i sekvencijalne faze: priprema, transport i korištenje nositelja topline. Sukladno tim fazama, svaki sustav se sastoji od tri glavne karike: izvora topline (primjerice, termoelektrana ili kotlovnica), toplinske mreže (toplovodi) i potrošača topline.

U decentraliziranim sustavima opskrbe toplinom svaki potrošač ima svoj izvor topline.

Nositelji topline u sustavima centralnog grijanja mogu biti voda, para i zrak; odgovarajući sustavi nazivaju se sustavi vodenog, parnog ili zračnog grijanja. Svaki od njih ima svoje prednosti i nedostatke. grijanje centralno grijanje

Prednosti sustava parnog grijanja su znatno niža cijena i potrošnja metala u usporedbi s drugim sustavima: pri kondenzaciji 1 kg pare oslobađa se približno 535 kcal, što je 15-20 puta više od količine topline koja se oslobađa 1 kg pare. voda se hladi u uređajima za grijanje, pa su parovodi znatno manjeg promjera od cjevovoda sustava grijanja vode. U sustavima parnog grijanja manja je i površina ogrjevnih uređaja. U prostorijama u kojima se ljudi povremeno zadržavaju (industrijske i javne zgrade), sustav parnog grijanja omogućit će povremenu proizvodnju grijanja i nema opasnosti od smrzavanja rashladne tekućine s naknadnim pucanjem cjevovoda.

Nedostaci sustava parnog grijanja su njegove niske higijenske kvalitete: prašina u zraku gori na grijačima zagrijanim na 100 ° C ili više; nemoguće je regulirati prijenos topline ovih uređaja i veći dio razdoblja grijanja sustav mora raditi s prekidima; prisutnost potonjeg dovodi do značajnih fluktuacija temperature zraka u grijanim prostorijama. Stoga su sustavi parnog grijanja raspoređeni samo u onim zgradama u kojima ljudi povremeno borave - u kupkama, praonicama, tuš paviljonima, željezničkim stanicama i klubovima.

Sustavi zračnog grijanja troše malo metala, a istovremeno s grijanjem mogu i provjetravati prostoriju. Međutim, trošak sustava grijanja zraka za stambene zgrade veći je od ostalih sustava.

Sustavi grijanja vode imaju visoku cijenu i potrošnju metala u usporedbi s parnim grijanjem, ali imaju visoke sanitarne i higijenske kvalitete koje osiguravaju njihovu široku distribuciju. Uređeni su u svim stambenim zgradama s visinom većom od dva kata, u javnim i većini industrijskih zgrada. Centralizirana regulacija prijenosa topline uređaja u ovom sustavu postiže se promjenom temperature vode koja ulazi u njih.

Sustavi grijanja vode razlikuju se po načinu kretanja vode i dizajnerskim rješenjima.

Prema načinu pokretanja vode razlikuju se sustavi s prirodnom i mehaničkom (crpnom) motivacijom. Sustavi grijanja vode s prirodnim impulsom. Shematski dijagram takvog sustava sastoji se od kotla (generatora topline), dovodnog cjevovoda, uređaja za grijanje, povratnog cjevovoda i ekspanzijske posude.Voda zagrijana u kotlu ulazi u uređaje za grijanje, daje im dio svoje topline za kompenzaciju. za toplinske gubitke kroz vanjske ograde grijanog objekta, zatim se vraća u kotao i tada se ponavlja cirkulacija vode. Njegovo kretanje nastaje pod utjecajem prirodnog impulsa koji se javlja u sustavu kada se voda zagrijava u kotlu.

Cirkulacijski tlak stvoren tijekom rada sustava troši se na svladavanje otpora kretanju vode kroz cijevi (od trenja vode o stijenke cijevi) i na lokalne otpore (u zavojima, slavinama, ventilima, grijačima). , kotlovi, T-komadi, križevi itd.) .

Vrijednost ovih otpora je to veća što je brzina gibanja vode u cijevima veća (ako se brzina udvostruči, otpor se učetverostručuje, tj. u kvadratnoj ovisnosti). U sustavima s prirodnim impulsom u zgradama s malim brojem katova, veličina efektivnog tlaka je mala, pa se u njima ne mogu dopustiti velike brzine kretanja vode u cijevima; stoga promjeri cijevi moraju biti veliki. Sustav možda nije ekonomski isplativ. Stoga je korištenje sustava s prirodnom cirkulacijom dopušteno samo za male zgrade. Domet takvih sustava ne smije biti veći od 30 m, a vrijednost k ne smije biti manja od 3 m.

Kada se voda u sustavu zagrijava, njezin se volumen povećava. Da bi se ovaj dodatni volumen vode prilagodio sustavima grijanja, predviđena je ekspanzijska posuda 3; u sustavima s gornjim ožičenjem i prirodnim impulsom, istovremeno služi za uklanjanje zraka iz njih, koji se oslobađa iz vode kada se zagrijava u kotlovima.

Sustavi grijanja vode s impulsnom pumpom. Sustav grijanja uvijek je napunjen vodom, a zadatak crpki je stvoriti tlak potreban samo za svladavanje otpora kretanju vode. U takvim sustavima prirodni i pumpni impulsi djeluju istovremeno; ukupni tlak za dvocijevne sustave s gornjim ožičenjem, kgf/m2 (Pa)

Iz ekonomskih razloga obično se uzima u količini od 5-10 kgf / m2 po 1 m (49-98 Pa / m).

Prednosti sustava s indukcijom crpljenja su smanjenje troškova cjevovoda (promjer im je manji nego u sustavima s prirodnom indukcijom) i mogućnost opskrbe toplinom većeg broja zgrada iz jedne kotlovnice.

Rade uređaji opisanog sustava koji se nalaze na različitim katovima zgrade različitim uvjetima. Tlak p2, koji cirkulira vodu kroz uređaj na drugom katu, otprilike je dvostruko veći od tlaka p1 za uređaj na donjem katu. U isto vrijeme, ukupni otpor prstena cjevovoda koji prolazi kroz kotao i uređaj na drugom katu približno je jednak otporu prstena koji prolazi kroz kotao i uređaj na prvom katu. Stoga će prvi prsten raditi s viškom tlaka, više vode će ući u uređaj na drugom katu nego što je potrebno prema proračunu, a sukladno tome količina vode koja prolazi kroz uređaj na prvom katu će se smanjiti.

Kao rezultat toga, u prostoriji drugog kata koja se grije ovim uređajem doći će do pregrijavanja, a do pregrijavanja u prostoriji prvog kata. Kako bi se uklonio ovaj fenomen, koriste se posebne metode za proračun sustava grijanja, a također se koriste slavine za dvostruko podešavanje instalirane na toplom dovodu uređaja. Ako zatvorite ove slavine na uređajima na drugom katu, možete potpuno ugasiti višak tlaka i time prilagoditi protok vode za sve uređaje koji se nalaze na istom usponu. Međutim, neravnomjerna raspodjela vode u sustavu također je moguća za pojedinačne uspone. To se objašnjava činjenicom da duljina prstenova i, posljedično, njihov ukupni otpor u takvom sustavu za sve uspone nisu isti: prsten koji prolazi kroz uspon (najbliži glavnom usponu) ima najmanji otpor; najveći otpor ima najduži prsten koji prolazi kroz uspon.

Moguće je distribuirati vodu u odvojene usponske vodove odgovarajućim podešavanjem čepnih (prolaznih) slavina instaliranih na svakom usponskom vodu. Za cirkulaciju vode ugrađene su dvije pumpe - jedna radna, druga rezervna. U blizini crpki obično rade zatvoreni, obilazni vod s ventilom. U slučaju nestanka struje i zaustavljanja crpke, ventil se otvara i sustav grijanja radi prirodnom cirkulacijom.

U sustavu koji pokreće pumpa, ekspanzijska posuda je spojena na sustav prije pumpi, pa se nakupljeni zrak ne može izbaciti kroz nju. Za uklanjanje zraka u prethodno instaliranim sustavima, krajevi dovodnih vodova produljeni su zračnim cijevima na koje su ugrađeni ventili (za isključivanje uspona radi popravka). Zračni vod na mjestu spajanja na zračni kolektor izveden je u obliku petlje koja sprječava cirkulaciju vode kroz zračni vod. Trenutno se umjesto takvog rješenja koriste ventili za zrak koji se uvrću u gornje čepove radijatora postavljenih na zadnjem katu zgrade.

Sustavi grijanja s donjim ožičenjem prikladniji su za rad od sustava s gornjim ožičenjem. Dovodom se ne gubi toliko topline, a curenje vode iz njega može se pravovremeno otkriti i otkloniti. Što je grijač više postavljen u sustavima s donjim ožičenjem, to je veći tlak dostupan u prstenastom prostoru. Što je prsten dulji, veći je njegov ukupni otpor; stoga su u sustavu s donjim ožičenjem nadtlakovi uređaja gornjih etaža puno manji nego u sustavima s gornjim ožičenjem, pa je stoga njihovo podešavanje lakše. U sustavima s nižim ožičenjem, veličina prirodnog impulsa smanjuje se zbog činjenice da, zbog hlađenja u dovodnim usponima, oda počinje usporavati svoje kretanje od vrha do dna, tako da ukupni tlak koji djeluje u takvim sustavima

Trenutno se naširoko koriste jednocijevni sustavi, u kojima su radijatori spojeni na jedan uspon s oba priključka; takvi sustavi lakše se postavljaju i osiguravaju ravnomjernije zagrijavanje svih uređaja za grijanje. Najčešći jednocijevni sustav s donjim ožičenjem i vertikalnim usponima.

Uspon takvog sustava sastoji se od dijelova za podizanje i spuštanje. Trosmjerni ventili mogu propuštati izračunatu količinu ili dio vode u uređaje u potonjem slučaju, ostatak njegove količine prolazi, zaobilazeći uređaj, kroz sekcije za zatvaranje. Spajanje dijelova uspona za podizanje i spuštanje vrši se spojnom cijevi položenom ispod prozora gornjeg kata. U gornjim čepovima uređaja koji se nalaze na gornjem katu ugrađeni su ventili za zrak, kroz koje mehaničar uklanja zrak iz sustava tijekom pokretanja sustava ili kada se obilno nadopunjuje vodom. U jednocijevnim sustavima voda prolazi kroz sve uređaje redom, pa ih je stoga potrebno pažljivo prilagoditi. Po potrebi se prijenos topline pojedinih uređaja podešava pomoću trosmjernih ventila, a protok vode kroz pojedine uspone - kroz prolazne (čepne) ventile ili ugradnjom prigušnih podloški u njih. Ako se u usponski vod dovodi prevelika količina vode, tada će grijači uspona, koji su prvi u smjeru kretanja vode, dati više topline nego što je prema proračunu potrebno.

Kao što znate, cirkulacija vode u sustavu, osim pritiska koji stvara pumpa i prirodnog impulsa, dobiva se i od dodatnog tlaka Ap, koji nastaje hlađenjem vode pri kretanju kroz cjevovode sustava. Prisutnost ovog tlaka omogućila je stvaranje sustava grijanja vode u stanovima, čiji kotao nije ukopan, već se obično postavlja na pod kuhinje. U takvim slučajevima udaljenost, dakle, sustav radi samo zahvaljujući dodatnom tlaku koji nastaje zbog hlađenja vode u cjevovodima. Proračun takvih sustava razlikuje se od proračuna sustava grijanja u zgradi.

Sustavi grijanja vode u stanovima sada se naširoko koriste umjesto grijanje peći u jednokatnim i dvokatnim zgradama u plinificiranim gradovima: u takvim slučajevima, umjesto kotlova, automatski plinski bojleri(LGV), pružajući ne samo grijanje, već i opskrbu toplom vodom.

2. Usporedba suvremenih sustava opskrbe toplinom termohidrodinamičke pumpe tipa TC1 i klasične dizalice topline

Nakon ugradnje hidrodinamičkih dizalica topline kotlovnica će više ličiti na crpnu stanicu nego na kotlovnicu. Eliminira potrebu za dimnjakom. Neće biti čađe i prljavštine, značajno će se smanjiti potreba za osobljem za održavanje, sustav automatizacije i upravljanja u potpunosti će preuzeti procese upravljanja proizvodnjom topline. Vaša kotlovnica će postati ekonomičnija i visokotehnološka.

Shematski dijagrami:

Za razliku od dizalice topline, koja može proizvesti nositelj topline maksimalne temperature do +65 °C, hidrodinamička dizalica topline može zagrijati nositelj topline do +95 °C, što znači da se lako integrira u postojeći sustav opskrbe toplinom zgrade.

Što se tiče kapitalnih troškova za sustav opskrbe toplinom, hidrodinamička dizalica topline je nekoliko puta jeftinija od dizalice topline, jer ne zahtijeva toplinski krug niskog potencijala. Dizalice topline i termohidrodinamičke crpke, slične su po nazivu, ali se razlikuju po principu pretvaranja električne energije u toplinsku.

Kao i klasična dizalica topline, hidrodinamička dizalica topline ima niz prednosti:

Isplativost (hidrodinamička dizalica topline je 1,5-2 puta ekonomičnija od električnih kotlova, 5-10 puta ekonomičnija od dizelskih kotlova).

· Apsolutna ekološka prihvatljivost (mogućnost korištenja hidrodinamičke dizalice topline na mjestima s ograničenim MPE standardima).

· Potpuna sigurnost od požara i eksplozije.

· Ne zahtijeva tretman vodom. Tijekom rada, kao rezultat procesa koji se odvijaju u generatoru topline hidrodinamičke dizalice topline, dolazi do otplinjavanja rashladne tekućine, što ima blagotvoran učinak na opremu i uređaje sustava opskrbe toplinom.

· Brza instalacija. Uz navedenu električnu energiju, instalacija individualne toplinske točke pomoću hidrodinamičke dizalice topline može se završiti za 36-48 sati.

· Rok povrata od 6 do 18 mjeseci, zbog mogućnosti ugradnje u postojeći sustav grijanja.

Vrijeme za remont 10-12 godina. Visoka pouzdanost hidrodinamičke dizalice topline svojstvena je njenom dizajnu i potvrđena dugogodišnjim besprijekornim radom hidrodinamičkih dizalica topline u Rusiji i inozemstvu.

3. Autonomni sustavi grijanja

Autonomni sustavi opskrbe toplinom dizajnirani su za grijanje i opskrbu toplom vodom obiteljskih i samostojećih stambenih zgrada. Autonomni sustav grijanja i opskrbe toplom vodom uključuje: izvor opskrbe toplinom (kotao) i mrežu cjevovoda s uređaji za grijanje i vodovodne armature.

Prednosti autonomnih sustava grijanja su sljedeće:

Nedostatak skupih vanjskih mreža grijanja;

Mogućnost brze provedbe ugradnje i puštanja u pogon sustava grijanja i tople vode;

niski početni troškovi;

pojednostavljenje rješenja svih pitanja vezanih uz izgradnju, jer su koncentrirana u rukama vlasnika;

· smanjenje potrošnje goriva zbog lokalne regulacije opskrbe toplinom i odsutnosti gubitaka u toplinskim mrežama.

Takvi sustavi grijanja, prema načelu prihvaćenih shema, podijeljeni su u sheme s prirodnom cirkulacijom rashladne tekućine i sheme s umjetnom cirkulacijom rashladne tekućine. Zauzvrat, sheme s prirodnom i umjetnom cirkulacijom rashladnog sredstva mogu se podijeliti na jednocijevne i dvocijevne. Prema principu kretanja rashladnog sredstva, sheme mogu biti slijepe, povezane i mješovite.

Za sustave s prirodnom indukcijom rashladnog sredstva preporučuju se sheme s gornjim ožičenjem, s jednim ili dva (ovisno o opterećenju i značajke dizajna kuća) glavni usponski vodovi, s ekspanzijskim spremnikom instaliranim na glavnom usponskom vodu.

Kotao za jednocijevne sustave s prirodnom cirkulacijom može biti u ravnini s donjim grijačima, ali bolje je ako je zakopan, barem do razine betonske ploče, u jami ili ugrađen u podrum.

Kotao za dvocijevne sustave grijanja s prirodnom cirkulacijom mora biti ukopan u odnosu na donji uređaj za grijanje. Dubina prodiranja određena je izračunom, ali ne manje od 1,5-2 m. Sustavi s umjetnom (pumpnom) indukcijom rashladne tekućine imaju širi raspon primjena. Možete dizajnirati krugove s gornjim, donjim i vodoravnim ožičenjem rashladnog sredstva.

Sustavi grijanja su:

voda;

zrak;

električni, uključujući one s grijaćim kabelom položenim u pod grijanih prostorija i akumulatorske toplinske peći (projektirane uz dopuštenje organizacije za opskrbu energijom).

Sustavi grijanja vode izvedeni su vertikalno s grijačima postavljenim ispod prozorskih otvora i s cjevovodima grijanja ugrađenim u podnu konstrukciju. U prisutnosti grijanih površina, do 30% grijaćeg opterećenja treba osigurati uređaje za grijanje postavljene ispod prozorskih otvora.

Sustavi grijanja zraka u stanu u kombinaciji s ventilacijom trebali bi omogućiti rad u punom režimu cirkulacije (bez ljudi) samo na vanjskoj ventilaciji (intenzivni kućni procesi) ili na mješavini vanjske i unutarnje ventilacije u bilo kojem željenom omjeru.

Dovodni zrak prolazi sljedeću obradu:

· uzet izvana (u količini sanitarnog standarda po osobi 30 m3/h) pomiješan s recirkulacijskim zrakom;

· čisti se u filtrima;

grijani u grijačima;

Isporučuje se u servisirane prostorije kroz mrežu zračnih kanala izrađenih od metala ili ugrađenih u građevinske konstrukcije.

Ovisno o vanjskim uvjetima, sustav mora osigurati rad jedinice u 3 načina:

na vanjskom zraku

Potpuna recirkulacija

na mješavini vanjske recirkulacije zraka.

4. Suvremeni sustavi grijanja i tople vode u Rusiji

Grijači su element sustava grijanja, dizajniran za prijenos topline iz rashladne tekućine u zrak do ogradnih konstrukcija servisiranih prostorija.

Za uređaje za grijanje obično se postavlja niz zahtjeva, na temelju kojih se može prosuditi stupanj njihove savršenosti i napraviti usporedbe.

· Sanitarno higijenski. Grijači bi, ako je moguće, trebali imati nižu temperaturu kućišta, imati najmanju vodoravnu površinu kako bi se smanjile naslage prašine, omogućiti slobodno uklanjanje prašine s kućišta i okolnih površina prostorije oko njih.

· Ekonomski. Uređaji za grijanje trebaju imati najniže smanjene troškove za njihovu proizvodnju, ugradnju, rad, te imati najmanju potrošnju metala.

· Arhitektonsko-građevinski. Izgled grijača mora odgovarati unutrašnjosti prostorije, a volumen koji zauzimaju mora biti najmanji, tj. njihov volumen po jedinici toplinskog toka treba biti najmanji.

· Izrada i montaža. Treba osigurati maksimalnu mehanizaciju rada u proizvodnji i montaži uređaja za grijanje. Uređaji za grijanje. Uređaji za grijanje moraju imati dovoljnu mehaničku čvrstoću.

· Operativno. Uređaji za grijanje moraju osigurati upravljivost prijenosa topline i osigurati otpornost na toplinu i vodonepropusnost pri najvećem dopuštenom hidrostatskom tlaku unutar uređaja u radnim uvjetima.

· Termotehnički. Uređaji za grijanje trebaju osigurati najveću gustoću specifičnog toplinskog toka po jedinici površine (W/m).

4.1 Sustavi grijanja vode

Najčešći sustav grijanja u Rusiji je voda. U tom slučaju toplina se prenosi u prostorije toplom vodom koja se nalazi u uređajima za grijanje. Najčešći način je zagrijavanje vode s prirodnom cirkulacijom vode. Princip je jednostavan: voda se kreće zbog razlika u temperaturi i gustoći. Lakša topla voda diže se iz kotla za grijanje prema gore. Postupno se hladi u cjevovodu i grijaćim uređajima, postaje teži i teži prema dolje, natrag u kotao. Glavna prednost takvog sustava je neovisnost od napajanja i prilično jednostavna instalacija. Mnogi ruski majstori sami se nose s njegovom instalacijom. Osim toga, mali cirkulacijski tlak čini ga sigurnim. Ali za rad sustava potrebne su cijevi povećanog promjera. U isto vrijeme, smanjeni prijenos topline, ograničeni domet i velika količina vremena potrebnog za pokretanje, čine ga nesavršenim i prikladnim samo za male kuće.

Suvremenije i pouzdanije sheme grijanja s prisilnom cirkulacijom. Ovdje se voda pokreće radom cirkulacijska pumpa. Instalira se na cjevovod koji dovodi vodu do generatora topline i postavlja brzinu protoka.

Brzo pokretanje sustava i, kao rezultat, brzo zagrijavanje prostorija prednost je crpnog sustava. Nedostaci uključuju da kada je napajanje isključeno, ne radi. A to može dovesti do smrzavanja i smanjenja tlaka u sustavu. Srce sustava grijanja vode je izvor opskrbe toplinom, generator topline. On je taj koji stvara energiju koja daje toplinu. Takvo srce - kotlovi na različite vrste goriva. Najpopularniji plinski kotlovi. Druga mogućnost je kotao na dizelsko gorivo. Električni kotlovi su povoljni u usporedbi s odsutnošću otvorenog plamena i proizvoda izgaranja. Kotlovi na kruta goriva nije pogodan za korištenje zbog potrebe za čestim zagrijavanjem. Za to je potrebno imati desetke kubika goriva i prostor za njegovo skladištenje. I tu dodajte troškove rada za utovar i žetvu! Osim toga, način prijenosa topline kotla na kruta goriva je ciklički, a temperatura zraka u grijanim prostorijama značajno varira tijekom dana. Za kotlove na lož ulje potrebno je i mjesto za skladištenje zaliha goriva.

Aluminijski, bimetalni i čelični radijatori

Prije odabira bilo kojeg uređaja za grijanje potrebno je obratiti pozornost na pokazatelje koje uređaj mora zadovoljiti: visok prijenos topline, mala težina, moderan dizajn, mali kapacitet, mala težina. Najvažnija karakteristika grijača je prijenos topline, odnosno količina topline koja bi trebala biti u 1 satu po 1 kvadratnom metru ogrjevne površine. Najboljim uređajem smatra se onaj s najvišim ovim pokazateljem. Prijenos topline ovisi o mnogim čimbenicima: medij za prijenos topline, dizajn uređaja za grijanje, način ugradnje, boja boje, brzina kretanja vode, brzina pranja uređaja zrakom. Svi uređaji sustava grijanja vode podijeljeni su prema dizajnu na panelne, sekcijske, konvektore i stupne aluminijske ili čelične radijatore.

Uređaji za grijanje na panelima

Proizvedeno od hladno valjanog visokokvalitetnog čelika. Sastoje se od jedne, dvije ili tri ravne ploče, unutar kojih se nalazi rashladna tekućina, također imaju rebraste površine koje se zagrijavaju od ploča. Zagrijavanje prostorije događa se brže nego kod korištenja sekcijskih radijatora. Gore navedeni panelni radijatori za grijanje vode dostupni su s bočnim ili donjim priključkom. Bočni priključak se koristi kod zamjene starog radijatora sa bočnim priključkom ili ako pomalo neestetski izgled radijatora ne smeta interijeru prostorije.

Sekcijski uređaji za grijanje vode

Izrađen od čelika, lijevanog željeza ili aluminija. Oni koriste konvektivnu metodu zagrijavanja prostorije, odnosno odaju toplinu zbog kruženja zraka kroz njih. Zrak prolazi kroz konvektor odozgo prema dolje i zagrijava ga veliki broj toplih površina.

Konvektori

Omogućite cirkulaciju zraka u prostoriji kada topli zrak diže se, a hladni zrak, naprotiv, pada i, prolazeći kroz konvektor, ponovno se zagrijava.

Željezo radijator za grijanje vode može biti i sekcijski i panelni tip. Čelik je najčešće izložen koroziji pa su ovi radijatori najprikladniji za zatvorene prostore. Proizvode se dvije vrste radijatora: s vodoravnim kanalima i s okomitim kanalima.

Aluminijski radijatori

Aluminijski radijatori za grijanje vode su lagani i imaju dobru disipaciju topline, estetski, ali skupi. Često ne podnose visoki tlak u sustavu. Njihova prednost je što zagrijavaju prostoriju puno brže od radijatora od lijevanog željeza.

Bimetalni radijatori

Bimetalni radijatori za grijanje vode sastoje se od aluminijskog tijela i čeličnih cijevi kroz koje se kreće rashladna tekućina. Njihova glavna prednost u odnosu na ostale radijatore je trajnost. Njihov radni tlak doseže do 40 atm, dok aluminijski radijatori za grijanje vode rade na tlaku od 16 atm. Nažalost, na ovaj trenutak na europskom tržištu vrlo su rijetki podaci za prodaju bimetalni radijatori zagrijavanje vode.

Stupni radijatori od lijevanog željeza najčešći su tip radijatora. Izdržljivi su i praktični za korištenje. Radijatori od lijevanog željeza proizvode se u dvostupnim dijelovima. Ovi grijači mogu raditi pri najvišem radnom tlaku. Njihov nedostatak je velika težina i nedosljednost s dizajnom prostorije. Gore navedeni radijatori koriste se u sustavima s lošom pripremom rashladne tekućine. Oni su prilično jeftini u cijeni.

4.2 Grijanje na plin

Sljedeća vrsta grijanja za seosku kuću u smislu učestalosti korištenja u Rusiji je plin. U ovom slučaju grijalice prilagođene za izgaranje plina postavljaju se izravno u grijane prostorije.

Plinske peći su ekonomične i imaju visoku toplinsku učinkovitost. Posebnost takvih peći je ujednačenost zagrijavanja vanjske površine. Kao dodatni izvori topline koriste se plinski kamini koji također daju posebnu udobnost interijeru.

Prednost plinskog grijanja leži prije svega u relativno niskoj cijeni prirodnog plina. Njegova uporaba omogućuje vam automatizaciju procesa izgaranja goriva, značajno povećava učinkovitost opreme za grijanje i smanjuje troškove rada. Ali to je eksplozivno i neprihvatljivo za samoproizvodnja i instalacija.

4.3 Grijanje zraka

Sustavi grijanja zraka razlikuju se ovisno o načinu stvaranja cirkulacije zraka: gravitacijski i ventilatorski. Gravitacija zračni sustav grijanje se temelji na razlici u gustoći zraka pri različitim temperaturama. Tijekom procesa zagrijavanja dolazi do prirodne cirkulacije zraka u sustavu. Sustav ventilatora koristi električni ventilator koji povećava tlak zraka i distribuira ga kroz zračne kanale i prostorije (prisilna mehanička cirkulacija).

Zrak se zagrijava u grijačima koji se iznutra zagrijavaju vodom, parom, strujom ili vrućim plinovima. Grijač se nalazi ili u zasebnoj komori ventilatora ( središnji sustav grijanje), ili izravno u prostoriji koja se grije (lokalni sustav).

Odsutnost rashladne tekućine koja se smrzava čini ovu vrstu grijanja uspješnom za kuće s povremenim korištenjem. Grijanje zraka brzo će zagrijati kuću, a automatski regulatori održavat će temperaturu koju ste postavili. Nedostacima ovakvog grijanja može se pripisati jedino opasnost od širenja štetnih tvari pokretnim zrakom.

4.4 Električno grijanje

Sustavi izravnog stacionarnog električnog grijanja vrlo su pouzdani, ekološki prihvatljivi i sigurni. Grijanje na struju do 70% niske zgrade u zemljama Skandinavije i Finske Električna oprema za grijanje može se podijeliti u 4 skupine: - zidni električni konvektori; - stropni grijači; - kabelski i filmski sustavi za podno i stropno grijanje; - regulacijski termostati i programabilni uređaji.

Zahvaljujući ovoj raznolikosti, lako je odabrati pravu opciju za svaku pojedinu sobu. Troškovi opreme i rada za električne sustave su vrlo niski. Sustavi se mogu automatski uključiti i isključiti kako bi održali temperaturu na zadanoj razini. Recimo, smanjite ga na minimum za vrijeme vašeg odsustva. Ova značajka značajno štedi troškove energije. Rastuće cijene za različite vrste goriva čine električno grijanje vrlo atraktivnim za vlasnike privatnih kuća. Nedostatak električnih sustava grijanja je da ćete morati instalirati dodatnu opremu za opskrbu kuće toplom vodom. Osim toga, još uvijek imamo duge nestanke struje, a vlasnici takvog sustava trebali bi razmisliti o dodatnom izvoru grijanja - za svaki slučaj.

4.5 Cjevovod

Cjevovodi za dovod rashladne tekućine u grijaće uređaje mogu biti izrađeni od čeličnih cijevi za vodu i plin, bakrenih cijevi i polimernih materijala ( metal-plastične cijevi, polipropilenske cijevi te cijevi od umreženog polipropilena). Vodovi od čeličnih cijevi nisu prikladni za skrivene priključke na radijatore. Sve ostale cijevi mogu se "sakriti" ispod završni materijali ovisno o određenim tehnologijama instalacije sustava. Također treba napomenuti da nije dopušteno instalirati sustav grijanja od bakrenih cijevi ako su aluminijski sekcijski radijatori odabrani kao uređaji za grijanje.

4.6 Kotlovska oprema

U pravilu, grijanje gradskih stanova osigurava se iz centraliziranih kotlovnica i gradskih toplinskih mreža, dok grijanje seoske kuće uglavnom se izvodi iz vlastitih (autonomnih) izvora topline i samo povremeno iz kotlovnice koja radi za skupinu zgrada.

Tržište kotlovske opreme u Rusiji prilično je zasićeno. Gotovo sve vodeće zapadne tvrtke koje proizvode kotlovsku opremu ovdje imaju svoja predstavništva. Iako su ruski kotlovi široko zastupljeni na tržištu, još uvijek se ne mogu natjecati s uvezenim uzorcima u pogledu potrošačkih kvaliteta. Istodobno, gotovo svi zapadni proizvođači razvijaju i isporučuju rusko tržište kotlovi prilagođeni našim uvjetima:

kotlovi na više goriva;

· plinski kotlovi koji rade bez struje.

Kotlovi na više goriva

Gotovo sve tvrtke proizvode kotlove koji rade na tekuće gorivo i plin, a neke tvrtke dodaju i opciju kruto gorivo. Treba napomenuti da su kotlovi na više goriva, zbog dizajna plamenika, prilično bučni.

plinski kotlovi radi bez struje

Sada je većina kotlova dizajnirana za rad u sustavima grijanja s prisilnom cirkulacijom rashladne tekućine, au tipičnom slučaju nestanka struje u Rusiji, kotao se jednostavno zaustavlja i ne radi dok nema struje.

Sustavi upravljanja kotlom

Sustav upravljanja kotlovskom opremom, ovisno o namjeni kotlovnice (samo grijanje jedne zgrade, grijanje i opskrba toplom vodom, prisutnost krugova podnog grijanja, grijanje i opskrba toplom vodom nekoliko zgrada), može varirati od najjednostavnijih do , izrađen na termostatskim regulatorima, do kompleksa s mikroprocesorskom kontrolom.

5. Izgledi za razvoj opskrbe toplinom u Rusiji

Glavni čimbenici koji određuju izglede za razvoj opskrbe toplinom u Rusiji uključuju:

1. Usmjeravanje prema restrukturiranju jedinstvenog energetskog sustava uz formiranje 3-razinskog sustava poduzeća: proizvođača topline, toplinske mreže i prodavača energije. Restrukturiranje će pratiti i preraspodjela vlasništva u energetskom kompleksu u korist privatnog poduzetništva. Očekuje se da će privući velika ulaganja, uključujući i inozemna. U tom slučaju, restrukturiranje će utjecati na "veliki" energetski sektor.

2. Stambena i komunalna reforma povezana sa smanjenjem i ukidanjem subvencija stanovništvu u plaćanju komunalije, uključujući toplinsku energiju.

3. Stabilan gospodarski rast u građevinarstvu.

4. Integracija naprednih toplinskih i energetskih tehnologija zapadnih zemalja u gospodarstvo zemlje.

5. Revizija regulatornog okvira za termoenergetiku, vodeći računa o interesima velikih investitora.

6. Približavanje domaćih cijena goriva i energije svjetskim cijenama. Formiranje „deficita“ energenata izvoznog potencijala na domaćem tržištu, prvenstveno prirodnog plina i nafte. Povećanje udjela ugljena i treseta u bilanci goriva u zemlji.

7. Formiranje ravnoteže općinskih i tržišnih mehanizama za organizaciju i upravljanje opskrbom toplinom u regijama.

8. Formiranje suvremenih sustava obračuna i naplate na tržištu proizvodnje, opskrbe i potrošnje toplinske energije.

Zaključak

Rusija spada u zemlje s visokom razinom centralizacije opskrbe toplinom. Energetska, ekološka i tehnička prednost daljinskog grijanja u odnosu na autonomno u uvjetima monopola državnog vlasništva razmatrana je a priori. Autonomna i individualna opskrba toplinom individualnih kuća izdvojena je iz energetskih okvira i razvijana po rezidualnom principu.

U sustavu daljinskog grijanja naširoko se koriste CHPP-ovi - poduzeća za kombiniranu proizvodnju električne i toplinske energije. Tehnološki gledano, kogeneracije su usmjerene na prioritet opskrbe električnom energijom, toplina proizvedena procesom je u većoj mjeri tražena u hladnoj sezoni, a ispušta se u okoliš - u toploj sezoni. Nije uvijek moguće uskladiti načine proizvodnje toplinske i električne energije s načinima njihove potrošnje. Ipak, visoka razina velike elektroenergetike unaprijed je odredila "tehnološku neovisnost", pa čak i određeni izvozni potencijal zemlje, što se ne može reći za malu termoenergetiku. Niske cijene goriva, ekonomski neopravdana cijena toplinske energije nisu pridonijeli razvoju tehnologije izgradnje "malih" kotlovnica.

Opskrba toplinom je važna industrija u našem životu. Unosi toplinu u naš dom, pruža udobnost i udobnost, kao i opskrbu toplom vodom koja je svakodnevno neophodna u modernom svijetu.

Suvremeni sustavi opskrbe toplinom značajno štede resurse, praktičniji su za korištenje, zadovoljavaju sanitarne i higijenske zahtjeve, manjih su dimenzija i izgledaju estetski ugodnije.

Bibliografija

1. http://www.rosteplo.ru

2. http://dom.ustanovi.ru

3. http://www.boatanchors.ru

4. http://whttp://www.ecoteplo.ru

Ministarstvo obrazovanja Ruske Federacije

Savezna državna proračunska obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja "Magnitogorsko državno tehničko sveučilište

ih. G.I. Nosov"

(FGBOU VPO "MGTU")

Zavod za termoenergetske i energetske sustave

sažetak

u disciplini "Uvod u smjer"

na temu: "Centralizirana i decentralizirana opskrba toplinom"

Izvršio: student Sultanov Ruslan Salikhovich

Grupa: ZEATB-13 "Toplotehnika i toplinska tehnika"

Šifra: 140100

Provjerio: Agapitov Evgeny Borisovich, doktor tehničkih znanosti.

Magnitogorsk 2015

1. Uvod 3

2. Daljinsko grijanje 4

3. Decentralizirana opskrba toplinom 4

4. Vrste sustava grijanja i principi njihovog rada 4

5. Suvremeni sustavi grijanja i opskrbe toplom vodom u Rusiji 10

6. Izgledi za razvoj opskrbe toplinom u Rusiji 15

7. Zaključak 21

1. Uvod

Živeći u umjerenim geografskim širinama, gdje je glavni dio godine hladan, potrebno je osigurati opskrbu toplinom zgrada: stambenih zgrada, ureda i drugih prostorija. Opskrba toplinom osigurava ugodan život ako se radi o stanu ili kući, produktivan rad ako se radi o uredu ili skladištu.

Prvo, shvatimo što se podrazumijeva pod pojmom "opskrba toplinom". Opskrba toplinom je opskrba sustava grijanja zgrade toplom vodom ili parom. Uobičajeni izvor opskrbe toplinom je kogeneracija i kotlovnica. Postoje dvije vrste opskrbe toplinom za zgrade: centralizirano i lokalno. Kod centralizirane opskrbe opskrbljuju se određena područja (industrijska ili stambena). Za učinkovit rad centralizirane mreže grijanja, izgrađena je dijeljenjem na razine, rad svakog elementa je obavljanje jednog zadatka. Sa svakom razinom, zadatak elementa se smanjuje. Lokalna opskrba toplinom - opskrba toplinom jedne ili više kuća. Mreže daljinskog grijanja imaju niz prednosti: smanjena potrošnja goriva i smanjenje troškova, korištenje niskokvalitetnog goriva, poboljšana sanitacija stambenih područja. Sustav daljinskog grijanja uključuje izvor toplinske energije (CHP), toplinsku mrežu i instalacije za potrošnju topline. CHP postrojenja proizvode toplinu i energiju u kombinaciji. Izvori lokalne opskrbe toplinom su peći, kotlovi, bojleri.

Sustavi grijanja karakteriziraju različite temperature i tlakovi vode. Ovisi o zahtjevima kupaca i ekonomskim razlozima. S povećanjem udaljenosti preko koje je potrebno "prenijeti" toplinu, rastu ekonomski troškovi. Trenutno se udaljenost prijenosa topline mjeri desecima kilometara. Sustavi opskrbe toplinom dijele se prema volumenu toplinskih opterećenja. Sustavi grijanja su sezonski, a sustavi tople vode stalni.

1. Gradsko grijanje

Daljinsko grijanje karakterizira prisutnost razgranate pretplatničke toplinske mreže s napajanjem brojnih primatelja topline (tvornice, poduzeća, zgrade, stanovi, stambeni prostori itd.).

Glavni izvori za daljinsko grijanje su: - kombinirana toplinska i elektrana (CHP), koja usput proizvode i električnu energiju; - kotlovnice (u grijanje i para).

1. Decentralizirana opskrba toplinom

Decentraliziranu opskrbu toplinom karakterizira sustav opskrbe toplinom u kojem je izvor topline kombiniran s rashladnim tijelom, odnosno postoji malo ili uopće nema toplinske mreže. Ako se u prostorijama koriste zasebni pojedinačni električni ili lokalni toplinski odvodi, tada će takva opskrba toplinom biti individualna (primjer bi bilo grijanje vlastite male kotlovnice cijele zgrade). Snaga takvih izvora topline, u pravilu, je prilično mala i ovisi o potrebama njihovih vlasnika. Toplinska snaga takvih pojedinačnih izvora topline nije veća od 1 Gcal/h ili 1,163 MW.

Glavne vrste takvog decentraliziranog grijanja su:

Električni, i to: - izravni; - akumulacija; - toplinska pumpa; - pećnica. Male kotlovnice.