Sistemi di fornitura di calore per grandi aree residenziali, città, paesi e industrie. imprese. Le loro fonti di calore sono centrali termiche o grandi centrali termiche ad alta efficienza, che trasportano e distribuiscono il liquido di raffreddamento attraverso reti di riscaldamento con una lunghezza di 10-15 km, con un diametro massimo del tubo di 1000-1400 mm, che garantisce l'alimentazione del liquido di raffreddamento a consumatori nelle quantità richieste e con i parametri richiesti. La capacità della cogenerazione è di 1000-3000 MW, le caldaie 100-500 MW. I grandi sistemi di teleriscaldamento ne hanno diversi. fonti di calore, comunicazione rete di riscaldamento di riserva, fornendo manovrabilità e affidabilità del loro funzionamento. Il sistema centralizzato di fornitura del calore comprende anche i sistemi di fornitura del calore degli edifici ad esso associati da un unico sistema idraulico. e condizioni termiche e sistema comune gestione. Tuttavia, a causa della varietà di tecniche soluzioni per la fornitura di calore degli edifici, sono separati in quelli indipendenti. tecnico. sistema, chiamato sistema di riscaldamento. Pertanto, il C.st. inizia con una fonte di calore e termina con un ingresso dell'abbonato all'edificio.

Sistemi centralizzati le forniture di riscaldamento sono acqua e vapore. Principale il vantaggio dell'acqua come vettore di calore in un consumo energetico molto inferiore per trasportare un'unità di calore nella forma acqua calda che sotto forma di vapore, che è dovuto alla maggiore densità dell'acqua. La riduzione del consumo di energia consente di trasportare l'acqua su lunghe distanze senza subire perdite di energia. potenziale. V grandi sistemi ah, la temperatura dell'acqua diminuisce di circa 1° su un percorso di 1 km, mentre la pressione del vapore (il suo potenziale energetico) alla stessa distanza di circa 0,1-0,15 MPa, che corrisponde a 5-10°C. Pertanto, la pressione del vapore nelle uscite delle turbine dei sistemi idrici è inferiore a quella dei sistemi a vapore, il che porta a una riduzione del consumo di carburante al cogeneratore. Altri vantaggi dei sistemi idrici includono la possibilità di un controllo centralizzato della fornitura di calore ai consumatori modificando la temperatura del liquido di raffreddamento e un funzionamento più semplice dell'impianto (nessun scaricatore di condensa, linee di condensa, pompe di condensa).

I vantaggi del vapore includono la possibilità di soddisfare sia il riscaldamento che la tecnologia. carichi, così come piccoli idrostatici. pressione. Dati i vantaggi e gli svantaggi dei vettori di calore, i sistemi idrici vengono utilizzati per fornire calore ad aree residenziali, società e comuni, edifici, imprese che utilizzano acqua calda e sistemi a vapore vengono utilizzati per applicazioni industriali. consumatori, la Crimea ha bisogno di vapore acqueo. Acqua C.st. - principale sistemi che forniscono calore alle città. La centralizzazione della fornitura di calore urbano è del 70-80%. V principali città con un livello edilizio prevalentemente moderno di utilizzo delle centrali termiche come fonti di calore per abitazioni e servizi comunali. settore raggiunge il 50-60%.

Nella centrale termica sistemi a vapore di parametri elevati (pressione 13, 24 MPa, temperatura 565°C), prodotto nell'energia. caldaie, viene immessa in turbine, dove, passando attraverso le pale, cede parte della sua energia per generare elettricità. Principale parte del vapore passa attraverso le selezioni ed entra nell'impianto di riscaldamento. scambiatori di calore, in cui riscalda il vettore di calore del sistema di alimentazione del calore. Quella. I cogeneratori utilizzano il calore ad alto potenziale per generare elettricità, mentre il calore a basso potenziale viene utilizzato per fornire calore. Combina-fosso. La generazione di calore ed elettricità garantisce un'elevata efficienza del carburante e riduce il consumo di carburante.

Nella maggior parte dei sistemi di teleriscaldamento si presume che la temperatura massima dell'acqua calda sia 150°C. Temperatura del vapore nell'impianto di riscaldamento il campionamento della turbina non supera i 127°C. Di conseguenza, a bassa temperatura-pax aria esterna nell'impianto di riscaldamento. scambiatori di caloreè impossibile riscaldare l'acqua al livello richiesto. Per questo vengono utilizzate caldaie di punta, che funzionano solo a basse temperature esterne, ad es. rimuovere il carico di punta. Perché riscalda, cambia il carico al variare della temperatura esterna e cambia anche la quantità di vapore prelevato dalla turbina per la fornitura di calore. Il vapore non utilizzato passa attraverso i cilindri bassa pressione turbina, sprigiona la sua energia ed entra nel condensatore, dove viene mantenuto un vuoto (pressione 0.004-0.006 MPa), che corrisponde a basse temperature di condensazione di 30-35°C, e l'acqua di raffreddamento ha una temperatura ancora più bassa, quindi è non utilizzato per la fornitura di calore. Pertanto, solo una parte del vapore che passa attraverso le estrazioni della turbina viene utilizzata per la fornitura di calore, il che riduce il risparmio. effetto riscaldante. Tuttavia, il consumo di combustibile per la generazione di elettricità e calore per la fornitura di calore si riduce in media di circa 1/4-1/3 all'anno. Economico l'effetto è dato anche dall'utilizzo di grandi impianti di teleriscaldamento (centrali termiche) ad alto rendimento come fonti di calore,

Il liquido di raffreddamento proveniente da fonti di calore viene trasportato e distribuito tra i consumatori attraverso reti di calore sviluppate. Di conseguenza, le reti termali coprono tutte le montagne, i territori e la loro costruzione determina il maggiore sviluppo urbano. e sfruttamento le difficoltà. Durante il funzionamento, sono soggetti a corrosione e distruzione. I danni accidentali portano a guasti nella fornitura di calore, danni sociali ed economici. Di conseguenza, le reti di calore, essendo l'elemento principale dei grandi sistemi di approvvigionamento di calore, ne diventano anche la parte più debole, il che riduce i risparmi. l'effetto della centralizzazione della fornitura di calore, limita la potenza massima degli impianti. A seconda del metodo di preparazione dell'acqua calda C.S.T. diviso in chiuso e aperto. In un sistema chiuso, l'acqua che circola al suo interno viene utilizzata solo come vettore di calore. L'acqua viene riscaldata da una fonte di calore, trasmette la sua entalpia ai consumatori e la fornisce al riscaldamento, alla ventilazione e alla fornitura di acqua calda. L'acqua per la fornitura di acqua calda veniva prelevata dalle montagne. tubi dell'acqua e viene riscaldata in scambiatori di calore superficiale da un refrigerante in circolazione alla temperatura richiesta. Il sistema è chiuso rispetto ad atm. aria. Negli impianti aperti, l'acqua calda, utilizzata dal consumatore, viene prelevata dalla rete di riscaldamento. Di conseguenza, l'acqua calda nel sistema viene utilizzata non solo come vettore di calore, ma anche direttamente come acqua. Pertanto, il sistema di alimentazione del calore è in parte circolante e in parte a flusso diretto. L'acqua calda viene preparata alla fonte di calore, fluisce direttamente ai consumatori e viene immessa nell'atmosfera attraverso i rubinetti,

Per le grandi città, la centralizzazione della fornitura di calore è una direzione promettente. Centralizzazione. i sistemi, in particolare la telegestione, consumano meno carburante. La riduzione e l'ampliamento delle fonti di calore migliorano le condizioni per lo sviluppo urbano e l'ecologia delle grandi città. Un minor numero di fonti di calore consente di ridurne drasticamente il numero camini, attraverso il quale in ambiente vengono emessi i prodotti della combustione. Elimina la necessità di creare molti piccoli depositi di carburante per lo stoccaggio combustibile solido, donde a sistemi decentralizzati la fornitura di calore deve fornire combustibile e dalla diffusione, in tutta la città, piccole caldaie per portare via cenere e scorie. Inoltre, con la centralizzazione delle fonti di calore, è più facile pulire i fumi dai componenti tossici.

CST razionalmente gerarchico. principio (vedi Sistemi di alimentazione del calore). Il diagramma mostra il principio, lo schema di centralizzazione. sistema chiuso di fornitura di calore, la fonte di calore è ukroy CHP (primo livello gerarchico). Per migliorare l'affidabilità della fornitura di calore, la cogenerazione è composta da diversi. energico. caldaie e turbine a vapore: Principale Gli elementi di cogenerazione hanno riserve. Il vapore acqueo delle caldaie attraverso il surriscaldatore entra nelle turbine, dove cede parte della sua energia termica, che si trasforma in energia meccanica. e inoltre, nel generatore elettrico, nell'elettrico. Il vapore proveniente dalle estrazioni delle turbine entra nella centrale termica. riscaldatori, in cui riscalda il liquido di raffreddamento circolante nell'impianto fino a 120°C. Il vapore non utilizzato entra nel condensatore, dove vengono mantenuti i parametri: 0,005 MPa e 32°C, a cui condensa e cede il suo calore all'acqua di raffreddamento. La condensa del condensatore viene alimentata al disaeratore per mezzo di una pompa della condensa. Sulla strada per raggiungerlo, passa riscaldatori rigenerativi (non mostrati nel diagramma). Il disaeratore riceve l'acqua di reintegro dal trattamento chimico dell'acqua e il vapore dall'estrazione della turbina per mantenere la temperatura richiesta. Nel disaeratore, l'ossigeno è separato dall'acqua e diossido di carbonio, la segale provoca corrosione dei metalli. Nutrire l'acqua dal disaeratore tramite pompe di alimentazione viene fornito alle centrali a vapore. caldaie (generatori di vapore). Lungo la strada, l'acqua viene riscaldata in riscaldatori rigenerativi alta pressione(non mostrato nel diagramma). Questo riscaldamento alza il termine, efficienza del ciclo. Potenza di riscaldamento l'acqua che circola nell'impianto viene riscaldata nell'unità di riscaldamento. riscaldatori nella termocucina. installazione di cogenerazione. Il riscaldamento è effettuato dal vapore, che viene prelevato dalla turbina e condensato nei riscaldatori. Il vapore entra nel riscaldatore inferiore a una pressione inferiore (fino a 0,2 MPa) rispetto a quella superiore (fino a 0,25 MPa). La condensa dal riscaldatore superiore entra nel riscaldatore inferiore attraverso uno scaricatore di condensa e viene quindi inviata all'alimentazione da una pompa del co-condensa. linea. Nelle unità di cogenerazione, riscaldatori, l'acqua può riscaldarsi fino a circa 120°C (a 0,25 MPa, la temperatura di saturazione è di 127°C). A basse temperature dell'aria esterna, l'acqua viene riscaldata fino a 150 C nelle caldaie di punta. La circolazione dell'acqua è fornita dalla circolazione. pompe, davanti alle quali l'acqua di reintegro entra nella tubazione.

Le reti termiche sono progettate sotto forma di due livelli: master, condotte di calore - la seconda gerarchia, il livello e le reti di distribuzione dei microdistretti e dei quartieri - la terza gerarchia, livello. Master, riserva reti termiche.

Con grandi diametri di rete di calore, i loro rami sono collegati in modo duplicato su entrambi i lati della valvola sezionale. Se la sezione a destra della valvola si guasta, il liquido di raffreddamento si sposta lungo il ramo a sinistra e viceversa. Tale connessione esclude l'influenza dei guasti del master, delle condutture di calore sull'affidabilità della fornitura di calore. Vicino al nodo connessioniè opportuno installare diramazioni al master, si consiglia di installare un termocondotto "punto di teleriscaldamento - principale. la realizzazione di un impianto di riscaldamento per il microdistretto, prevede un taglio automatico. gestione operativa. e idraulica di emergenza e condizioni termiche. La gestione avviene dalla sala di controllo tramite un telesistema (vedi Telecontrollo e telecontrollo della fornitura di calore). Gli edifici sono collegati alle reti di riscaldamento dei microdistretti e dei quartieri tramite individuali punti di calore, gruppi di edifici - tramite punti di riscaldamento centralizzati. Queste reti non riservano ed eseguono vicoli ciechi, quindi i loro diametri sono limitati a 300-350 mm. Gli scambiatori di calore dell'acqua calda e un'unità di collegamento del sistema di riscaldamento e ventilazione sono installati in un individuo, punti di riscaldamento, riscaldatori di alimentazione dell'acqua calda sono installati anche al centro, ma le unità di collegamento del sistema di riscaldamento e ventilazione si trovano negli edifici. Pertanto, un impianto a quattro tubi va dalla centrale termica agli edifici: due tubi con temperatura di progetto di 150-70°C per il riscaldamento e la ventilazione, uno con temperatura di 60°C e ricircolo, per la fornitura di acqua calda.

L'affidabilità del funzionamento dell'impianto di rete di riscaldamento viene verificata mediante calcolo. Gli standard di affidabilità determinano in definitiva la quota di non riserva. reti, il grado di partizionamento e duplicazione otd. elementi del sistema.

Lo scopo principale di qualsiasi sistema di fornitura di calore è fornire ai consumatori quantità necessaria calore della qualità richiesta (cioè un liquido di raffreddamento dei parametri richiesti).

A seconda della posizione della fonte di calore rispetto ai consumatori, i sistemi di alimentazione del calore sono suddivisi in decentralizzato e centralizzato.

Nei sistemi decentralizzati, la fonte di calore e i dissipatori di calore dei consumatori sono combinati in un'unica unità o posizionati così vicini che il trasferimento di calore dalla fonte ai dissipatori di calore può essere effettuato praticamente senza intermedio- rete di riscaldamento.

Gli impianti di riscaldamento decentralizzati sono suddivisi in individuale e Locale.

V singoli sistemi la fornitura di calore di ogni stanza (sezione dell'officina, stanza, appartamento) è fornita da una fonte separata. Tali sistemi, in particolare, includono forno e riscaldamento appartamento. Nei sistemi locali, il calore viene fornito a ciascun edificio da una fonte di calore separata, solitamente da una centrale termica locale o individuale. Questo sistema include il cosiddetto riscaldamento centralizzato edifici.

Nei sistemi di teleriscaldamento, la fonte di calore e i dissipatori di calore dei consumatori si trovano separatamente, spesso a notevole distanza, quindi il calore dalla fonte ai consumatori viene trasferito attraverso le reti di riscaldamento.

A seconda del grado di centralizzazione, gli impianti di teleriscaldamento possono essere suddivisi nei seguenti quattro gruppi:

• gruppo- fornitura di calore da una fonte di un gruppo di edifici;
• regionale- fornitura di calore da una fonte a più gruppi di edifici (distretto);
• urbano- fornitura di calore da una fonte di più distretti;
• interurbano- fornitura di calore da una fonte di più città.

Il processo di teleriscaldamento si compone di tre operazioni consecutive:

1. preparazione del liquido di raffreddamento;
2. trasporto del liquido di raffreddamento;
3. uso di un vettore di calore.

La preparazione del liquido di raffreddamento viene effettuata in speciali cosiddetti impianti di trattamento termico presso i cogeneratori, nonché in caldaie cittadine, distrettuali, di gruppo (trimestrali) o industriali. Il liquido di raffreddamento viene trasportato attraverso reti di riscaldamento. Il liquido di raffreddamento viene utilizzato nei ricevitori di calore dei consumatori. Il complesso degli impianti destinati alla preparazione, al trasporto e all'utilizzo del termovettore costituisce il sistema di teleriscaldamento. Di norma, per il trasporto del calore vengono utilizzati due refrigeranti: acqua e vapore. Per soddisfare il carico stagionale e il carico della fornitura di acqua calda, l'acqua viene solitamente utilizzata come vettore di calore, per il carico di processo industriale - vapore.

Per trasferire il calore su distanze misurate da molte decine e persino centinaia di chilometri (100-150 km o più), è possibile utilizzare sistemi di trasporto del calore in uno stato legato chimicamente.

Il sistema centralizzato di fornitura di calore è costituito dai seguenti elementi principali: una fonte di calore, reti di calore e sistemi di consumo locale - sistemi di riscaldamento, ventilazione e fornitura di acqua calda.

Per il teleriscaldamento vengono utilizzate due tipologie di fonti di calore: centrali termiche ed elettriche combinate (CHP) e centrali termiche (RK).

La produzione combinata di calore ed elettricità viene effettuata presso il cogeneratore, che fornisce una significativa riduzione dei consumi costi unitari combustibile per la produzione di energia elettrica. Allo stesso tempo, il calore del fluido di lavoro - il vapore acqueo - viene utilizzato per generare elettricità durante l'espansione del vapore nelle turbine, quindi il calore residuo del vapore di scarico viene utilizzato per riscaldare l'acqua negli scambiatori di calore che compongono il riscaldamento apparecchiature del cogeneratore. L'acqua calda viene utilizzata per il riscaldamento. Pertanto, in un impianto di cogenerazione, il calore ad alto potenziale viene utilizzato per generare elettricità e il calore a basso potenziale, a basso potenziale, viene utilizzato per la fornitura di calore. Questo è il significato energetico della produzione combinata di calore ed elettricità. Con la loro generazione separata, l'elettricità è ottenuta nelle stazioni di condensazione (CPP) e il calore è ottenuto nelle caldaie. Un profondo vuoto è mantenuto nei condensatori delle turbine a vapore a CPP, che corrisponde a basse temperature(15-200°C) e non viene utilizzata acqua di raffreddamento. Di conseguenza, viene consumato carburante aggiuntivo per la fornitura di calore. Pertanto, la generazione separata è economicamente meno redditizia di quella combinata.

I vantaggi della cogenerazione e del teleriscaldamento sono più evidenti quando i carichi termici sono concentrati, caratteristica tipica delle moderne città in via di sviluppo.

Un'altra fonte di fornitura di calore è l'RC. La potenza termica del moderno RK è di 150-200 Gcal/h. Una tale concentrazione di carichi termici consente l'uso di unità di grandi dimensioni, moderne apparecchiature tecniche delle caldaie, che garantiscono alta efficienza consumo di carburante.

Il riscaldamento domestico si basa su impianti di cogenerazione distrettuali uso comune e ai cogeneratori industriali come parte delle imprese, da cui il calore viene fornito sia alle imprese industriali che alle città e paesi vicini. Per soddisfare i carichi di riscaldamento, ventilazione e domestici di abitazioni e edifici pubblici, così come le imprese industriali utilizzano principalmente acqua calda. L'uso dell'acqua calda come vettore di calore consente di utilizzare il calore del vapore di scarico a bassa pressione per la fornitura di calore, il che aumenta l'efficienza della fornitura di calore a causa di un aumento della potenza specifica energia elettrica in base alla richiesta di calore.

I moderni sistemi centralizzati di fornitura di calore sono un complesso complesso, comprese le fonti di calore, le reti di calore con stazioni di pompaggio e punti di riscaldamento e ingressi abbonati dotati di impianti controllo automatico. Per garantire il funzionamento affidabile di tali sistemi, è necessaria la loro costruzione gerarchica, in cui l'intero sistema è suddiviso in un numero di livelli, ognuno dei quali ha il proprio compito, di valore decrescente dal livello superiore a quello inferiore. Il livello superiore è costituito da fonti di calore, il livello successivo è la rete di riscaldamento principale con RTP, quello inferiore lo è reti di distribuzione con gli input degli abbonati dei consumatori. Le fonti di calore forniscono acqua calda di una determinata temperatura alle reti di riscaldamento e impostare la pressione, garantire la circolazione dell'acqua nell'impianto e il mantenimento della corretta pressione idrodinamica e statica al suo interno. Hanno speciali impianti di trattamento delle acque, dove pulizia chimica e disaerazione dell'acqua. I principali flussi termovettori vengono trasportati attraverso le principali reti di calore ai nodi di consumo di calore. Nella RTP il refrigerante è distribuito tra i distretti e nelle reti dei distretti viene mantenuto un regime idraulico e termico autonomo. I singoli consumatori non devono essere collegati alle principali reti di riscaldamento, in modo da non violare la gerarchia della costruzione dell'impianto.

Lo sviluppo del teleriscaldamento contribuisce alla soluzione di molti importanti aspetti economici e problemi sociali, come l'aumento dell'efficienza termica e complessiva della produzione di energia, la fornitura di elettricità e calore economica e di alta qualità alle abitazioni e ai complessi comunali e industriali, la riduzione del costo del lavoro nel settore termico, il miglioramento della situazione ambientale nelle città e nelle aree industriali.

temperatura piezometrica di mandata termica

, fornitura di acqua calda) e le esigenze tecnologiche dei consumatori. Distinguere tra locale e teleriscaldamento. La fornitura di calore locale è focalizzata su uno o più edifici, centralizzata - in un'area residenziale o industriale. In Russia e Ucraina, il teleriscaldamento è diventato il più importante (a questo proposito, il termine "Fornitura di calore" è più spesso utilizzato in relazione ai sistemi di teleriscaldamento). I suoi principali vantaggi rispetto alla fornitura di calore locale sono una significativa riduzione del consumo di carburante e costi operativi(ad esempio automatizzando gli impianti di caldaia e aumentandone l'efficienza); la possibilità di utilizzare carburante di bassa qualità; ridurre il grado di inquinamento atmosferico e migliorare le condizioni igienico-sanitarie delle aree popolate.

Classificazione della fornitura di calore

Distinguere locale e centrale fornitura di calore. Il sistema di riscaldamento locale serve uno o più edifici, il sistema centralizzato serve un'area residenziale o industriale. Valore più alto teleriscaldamento acquisito. I suoi principali vantaggi rispetto alla fornitura di calore locale sono una significativa riduzione del consumo di carburante e dei costi operativi (ad esempio automatizzando gli impianti di caldaie e aumentandone l'efficienza); la possibilità di utilizzare carburante di bassa qualità; ridurre il grado di inquinamento atmosferico e migliorare le condizioni igienico-sanitarie delle aree popolate.

Negli impianti di riscaldamento locali le fonti di calore sono le stufe, caldaie ad acqua calda, scaldabagni (anche solari), ecc.

Sistema di teleriscaldamento

Il sistema di teleriscaldamento comprende una fonte di calore, una rete di calore e impianti che consumano calore collegato alla rete tramite punti di riscaldamento. Le fonti di calore per il teleriscaldamento possono essere centrali termoelettriche combinate (CHP) che realizzano la generazione combinata di energia elettrica e termica; impianti di caldaie ad alta potenza, solo produzione energia termica; dispositivi per l'utilizzo del calore di scarto industriale; impianti per l'utilizzo del calore da fonti geotermiche. I vettori di calore nei sistemi di teleriscaldamento sono generalmente acqua con una temperatura fino a 150 ° C e vapore sotto pressione di 0,7-1,6 MN / m 2 (7-16 atm). L'acqua serve principalmente a coprire i carichi domestici e di vapore - tecnologici. La scelta della temperatura e della pressione nei sistemi di alimentazione del calore è determinata dai requisiti dei consumatori e da considerazioni economiche. Con un aumento della distanza del trasporto di calore, aumenta un aumento economicamente giustificato dei parametri del liquido di raffreddamento. Distanza su cui viene trasportato il calore sistemi moderni teleriscaldamento, raggiunge diverse decine di chilometri. Il costo del combustibile di riferimento per unità di calore fornita al consumatore è determinato principalmente dall'efficienza della fonte di calore. Lo sviluppo dei sistemi di fornitura di calore è caratterizzato da un aumento della potenza della fonte di calore e delle capacità unitarie delle apparecchiature installate. Energia termica le moderne centrali termoelettriche raggiungono le 2-4 Tcal/h, le centrali termiche 300-500 Gcal/h. In alcuni sistemi di fornitura di calore, diverse fonti di calore lavorano insieme per reti di calore comuni, il che aumenta l'affidabilità, la flessibilità e l'efficienza della fornitura di calore.

Secondo gli schemi per il collegamento degli impianti di riscaldamento

Secondo gli schemi per il collegamento degli impianti di riscaldamento, ci sono dipendente e indipendente impianti di riscaldamento

In dipendenza impianti, il liquido di raffreddamento della rete di riscaldamento entra direttamente impianti di riscaldamento consumatori in indipendente- v scambiatore di calore intermedio installato nel punto di riscaldamento, dove riscalda il refrigerante secondario che circola nell'impianto locale dell'utenza. In non sistemi dipendenti gli impianti dei consumatori sono isolati idraulicamente dalla rete di riscaldamento. Tali sistemi sono utilizzati principalmente nelle grandi città - al fine di aumentare l'affidabilità della fornitura di calore, nonché nei casi in cui il regime di pressione nella rete di calore è inaccettabile per gli impianti che consumano calore a causa della loro forza o quando la pressione statica creata da quest'ultimo è inaccettabile per la rete di riscaldamento (come sono, ad esempio, gli impianti di riscaldamento dei grattacieli).

Secondo gli schemi di collegamento per gli impianti di approvvigionamento di acqua calda

A seconda dello schema di collegamento degli impianti di approvvigionamento di acqua calda, ci sono chiuso e aperto impianti di riscaldamento.

Nei sistemi chiusi, la fornitura di acqua calda viene fornita con l'acqua dalla rete idrica, riscaldata alla temperatura richiesta (solitamente 0 ° C) dall'acqua della rete di riscaldamento negli scambiatori di calore installati nei punti di riscaldamento. Negli impianti aperti, l'acqua viene fornita direttamente dalla rete di riscaldamento (presa d'acqua diretta). Le perdite d'acqua dovute a perdite nel sistema, così come il suo consumo per l'aspirazione dell'acqua, sono compensate da un'alimentazione aggiuntiva di una quantità adeguata di acqua alla rete di riscaldamento. Per prevenire la corrosione e la formazione di incrostazioni superficie interna condotta, l'acqua fornita alla rete di riscaldamento è sottoposta a trattamento e disaerazione delle acque. Nei sistemi aperti, l'acqua deve anche soddisfare i requisiti per bevendo acqua. La scelta del sistema è determinata principalmente dalla presenza abbastanza acqua potabile, le sue proprietà corrosive e incrostanti.

Capitolo 12

Concetti di base del processo di fornitura del calore

Sistema di fornitura di calore: un insieme di centrali elettriche interconnesse che forniscono calore a un distretto, una città o un'impresa. Il sistema di fornitura del calore è una filiera complessa, tecnologicamente collegata, costituita dai processi di produzione, trasmissione e consumo di energia termica. I compiti principali del funzionamento di questo sistema sono la fornitura di calore ai consumatori di alta qualità e ininterrotta. Allo stesso tempo, in impianti ben progettati e ben consolidati, il rapporto efficienza/qualità deve soddisfare gli standard più elevati.

Un sistema di fornitura di calore è un complesso di dispositivi per la generazione, il trasporto e l'utilizzo del calore. Fornitura di calore ai consumatori (riscaldamento, ventilazione, acqua calda e processi tecnologici) consiste in tre processi correlati: comunicazione del calore al liquido di raffreddamento, trasporto del liquido di raffreddamento e utilizzo del potenziale termico del liquido di raffreddamento.

La necessità di realizzare sistemi di approvvigionamento di calore è dovuta ai seguenti motivi principali: condizioni climatiche le principali regioni del Paese, quando per 200-360 giorni all'anno è necessario riscaldare ambienti residenziali, pubblici e edifici industriali; l'impossibilità di implementare molti processi tecnologici senza consumo di calore, ad esempio, generazione di energia elettrica, materiali per cucinare e asciugare, lavare i panni, ecc.; la necessità di soddisfare le esigenze sanitarie e igieniche della popolazione in acqua calda per il lavaggio dei piatti, la pulizia degli ambienti e altri processi.

I sistemi di fornitura di calore sono classificati in base alla potenza e al tipo di fonte di calore; tipo di liquido di raffreddamento; metodi e schemi di connessione, numero di pipeline e altre funzionalità.

Distinguere tra riscaldamento centralizzato e locale. Gli impianti di riscaldamento locali servono parte o tutto l'edificio alla base riscaldamento del forno o impianto caldaia domestica. Sistemi centralizzati di fornitura di calore - uno o più quartieri della città. Pertanto, includono fonti di approvvigionamento di calore (caldaie, cogenerazione), reti di calore, punti di riscaldamento e sistemi per il riscaldamento, la ventilazione e l'approvvigionamento di acqua calda degli edifici.

Per tipo di consumatore, i sistemi di fornitura di calore possono essere suddivisi in riscaldamento e riscaldamento industriale, industriale. V sistemi industriali fornitura di calore, la componente principale del carico termico è il consumo di calore per esigenze tecnologiche, in impianti di riscaldamento- carichi domestici di edifici residenziali e pubblici, e nei sistemi di riscaldamento industriale, sia le imprese industriali che il settore abitativo e comunale della città ricevono calore da un'unica fonte.

In termini di potenza, i sistemi di fornitura di calore sono caratterizzati dalla gamma di trasferimento di calore e dal numero di utenze.

I sistemi di fornitura di calore locale sono sistemi in cui i tre collegamenti principali (fonte di calore, reti e utenze) sono combinati e situati negli stessi locali o adiacenti. Allo stesso tempo, la ricezione del calore e il suo trasferimento nell'aria dei locali sono combinati in un unico dispositivo e si trovano in locali riscaldati (forni). I sistemi centralizzati sono sistemi in cui il calore viene fornito da una fonte di calore a più stanze. A seconda della tipologia di fonte di calore, i sistemi di teleriscaldamento si dividono in teleriscaldamento e teleriscaldamento. Sotto il sistema di teleriscaldamento, la fonte di calore è il locale caldaia e la fornitura di calore è il cogeneratore. Il vettore di calore riceve calore nella centrale termica distrettuale (o CHPP) e attraverso tubazioni esterne, chiamate reti di calore, entra nei sistemi di riscaldamento e ventilazione di edifici industriali, pubblici e residenziali. V apparecchi di riscaldamento situato all'interno degli edifici, il liquido di raffreddamento cede parte del calore accumulato al suo interno e viene scaricato attraverso apposite tubazioni alla fonte di calore.

Impianti di riscaldamento centralizzato. A seconda del grado di centralizzazione, i sistemi di teleriscaldamento (DH) possono essere suddivisi in quattro gruppi:

La fornitura di calore di gruppo è suddivisa in: distretto (fornitura di calore di un'area urbana); urbano (fornitura di calore della città); intercity (fornitura di calore di più città).

Processo di centralizzazione fornitura di calore consiste in tre operazioni: preparazione del liquido di raffreddamento, trasporto del liquido di raffreddamento e utilizzo del liquido di raffreddamento. Il vettore di calore viene preparato nei sistemi di trattamento dell'acqua di impianti di cogenerazione e caldaie. Il liquido di raffreddamento viene trasportato attraverso reti di riscaldamento. L'uso del liquido di raffreddamento viene effettuato negli impianti che utilizzano il calore dei consumatori. Il complesso degli impianti destinati alla preparazione, al trasporto e all'utilizzo del liquido di raffreddamento prende il nome di sistema di teleriscaldamento.

Esistono due categorie principali di consumo di calore:

Per creare condizioni confortevoli lavoro e vita (carico familiare). Ciò include il consumo di acqua per riscaldamento, ventilazione, fornitura di acqua calda (ACS), aria condizionata;

Per la produzione di prodotti di una data qualità (carico tecnologico).

In base al livello di temperatura, il calore è suddiviso in:

Basso potenziale, con temperatura fino a 150 0 С;

Potenziale medio, con temperatura da 150 0 С a 400 0 С;

Ad alto potenziale, con una temperatura superiore a 400 0 C.

Il carico municipale si riferisce a processi a basso potenziale. Temperatura massima nelle reti di calore non supera 150 0 С (nella condotta diretta), il minimo è 70 0 С (nella condotta di ritorno). Per coprire il carico tecnologico, di norma, viene utilizzato vapore acqueo con una pressione fino a 1,4 MPa. Come fonti di calore vengono utilizzati gli impianti di trattamento termico delle centrali termiche e delle caldaie. La produzione combinata di calore ed elettricità viene effettuata presso il cogeneratore in base al ciclo di riscaldamento. La produzione separata di calore ed elettricità viene effettuata nelle caldaie e nelle centrali a condensazione. Con la generazione combinata, il consumo totale di carburante è inferiore rispetto alla generazione separata.

Il complesso di apparecchiature per la fornitura di calore, reti di calore e unità di abbonato è chiamato sistema di teleriscaldamento. I sistemi di fornitura di calore sono classificati in base al tipo di fonte di calore (o metodo di preparazione del calore), al tipo di vettore di calore, al metodo di fornitura di acqua alla fornitura di acqua calda, al numero di tubazioni della rete di riscaldamento, al metodo di fornitura dei consumatori , e il grado di centralizzazione.

A seconda del tipo di fonte di calore, ci sono tre tipi di fornitura di calore:

Teleriscaldamento da cogenerazione, detto teleriscaldamento;

Teleriscaldamento da teleriscaldamento o caldaie industriali;

Fornitura di calore decentralizzata da caldaie locali o unità di riscaldamento individuali.

Di rispetto a la fornitura centralizzata di calore dalla cogenerazione delle caldaie presenta una serie di vantaggi, che si esprimono in risparmi di combustibile dovuti alla generazione combinata di calore ed elettricità nei cogeneratori; nella possibilità di un uso diffuso di combustibile locale di bassa qualità, la cui combustione nelle caldaie è difficile; in miglioramento condizioni sanitarie e purezza del bacino d'aria delle città e delle aree industriali per la concentrazione dei combustibili di combustione in un numero ristretto di punti posti, di regola, a notevole distanza dai centri abitati, e più uso razionale metodi moderni pulizia Gas di scarico da impurità nocive.

Di tipo di liquido di raffreddamento gli impianti di riscaldamento si dividono in acqua e vapore. Sistemi a vapore distribuito principalmente in imprese industriali, un sistemi idrici sono utilizzati per la fornitura di calore di abitazioni e servizi comunali e alcuni consumatori industriali. Ciò si spiega con una serie di vantaggi dell'acqua come vettore di calore rispetto al vapore: la possibilità di un controllo centralizzato di alta qualità del carico termico, minori perdite di energia durante il trasporto e una maggiore gamma di fornitura di calore, nessuna perdita di condensa del vapore riscaldante , maggiore produzione combinata di energia in un cogeneratore, maggiore capacità di accumulo.

Secondo il metodo di fornitura di acqua per la fornitura di acqua calda, i sistemi idrici sono suddivisi in chiusi e aperti.

Negli impianti chiusi, l'acqua di rete viene utilizzata solo come vettore di calore e non viene prelevata dall'impianto. Gli impianti locali di approvvigionamento di acqua calda ricevono l'acqua dalla rete di acqua potabile, riscaldata in appositi scaldacqua a causa del calore rete idrica.

Nei sistemi aperti l'acqua di rete entra direttamente negli impianti di acqua calda locali. Allo stesso tempo, non sono necessari scambiatori di calore aggiuntivi, il che semplifica notevolmente e riduce il costo del dispositivo di ingresso dell'abbonato. Tuttavia, le perdite d'acqua in un sistema aperto aumentano notevolmente (dallo 0,5-1% al 20-40% del flusso d'acqua totale nel sistema) e la composizione dell'acqua fornita ai consumatori si deteriora a causa della presenza di prodotti di corrosione in essa e del mancanza di trattamento biologico.

I vantaggi dei sistemi di approvvigionamento di calore chiusi sono che il loro utilizzo garantisce una qualità stabile dell'acqua calda fornita agli impianti di approvvigionamento di acqua calda, la stessa qualità di acqua di rubinetto; isolamento idraulico dell'acqua fornita agli impianti di approvvigionamento di acqua calda dall'acqua che circola nella rete di riscaldamento; facilità di monitoraggio della tenuta del sistema in base alla quantità di trucco.

I principali svantaggi dei sistemi chiusi sono la complessità e il costo delle apparecchiature e del funzionamento degli ingressi degli abbonati a causa dell'installazione di scaldacqua acqua-acqua e la corrosione degli impianti di acqua calda locali dovuta all'uso di acqua non disaerata.

I principali vantaggi dei sistemi di fornitura di calore aperti sono la possibilità di massimizzare l'uso di fonti di calore di bassa qualità per il riscaldamento un largo numero acqua per il trucco. Poiché nei sistemi chiusi il reintegro non supera l'1% della portata dell'acqua di rete, la possibilità di utilizzare il calore delle acque reflue e di scarico nei cogeneratori con sistema chiuso molto inferiore rispetto ai sistemi aperti. Inoltre, le installazioni locali di acqua calda in sistemi aperti ricevono acqua disaerata, quindi sono meno suscettibili alla corrosione e più durevoli.

Gli svantaggi dei sistemi aperti sono: la necessità di un potente trattamento dell'acqua presso il CHPP per alimentare la rete di riscaldamento, che aumenta il costo del trattamento dell'acqua della stazione, soprattutto con una maggiore durezza dell'acqua grezza originale; complicazione e aumento del volume del controllo sanitario sul sistema; complicazione del controllo della tenuta del sistema (poiché la quantità di rifornimento non caratterizza la densità del sistema); instabilità del regime idraulico della rete.

In base al numero di condotte, si distinguono sistemi a uno, due e più tubi. Inoltre, per un sistema aperto, il numero minimo di condotte è uno e per un sistema chiuso, due. Il modo più semplice per trasportare il calore su lunghe distanze è un tubo singolo sistema aperto fornitura di calore. Tuttavia, la portata di tali sistemi è limitata dal fatto che la sua implementazione è possibile solo se il flusso d'acqua necessario per soddisfare il carico di riscaldamento e ventilazione è uguale al flusso d'acqua per la fornitura di acqua calda ai consumatori nell'area. Per la maggior parte delle regioni del nostro paese, il consumo di acqua per la fornitura di acqua calda è molto inferiore (di 3-4 volte) rispetto al consumo di acqua di rete per il riscaldamento e la ventilazione, pertanto, nella fornitura di calore delle città, i sistemi a due tubi sono prevalentemente utilizzato. V impianto a due tubi rete di riscaldamentoè composto da due linee: fornitura e ritorno.

Secondo il metodo di fornitura di calore ai consumatori, si distinguono i sistemi di fornitura di calore a stadio singolo e multistadio. Nei sistemi monostadio, i consumatori di calore sono collegati direttamente alle reti di riscaldamento.

Nei sistemi multistadio, tra la fonte di calore e le utenze si trovano punti di riscaldamento centrali o sottostazioni, in cui i parametri del liquido di raffreddamento cambiano a seconda del consumo di calore da parte delle utenze locali. I punti di riscaldamento centralizzato ospitano una centrale termica per la fornitura di acqua calda, un impianto centralizzato di miscelazione per l'acqua di rete, pompe di rilancio per l'acqua fredda sanitaria, controllo automatico e strumentazione. L'utilizzo di sistemi multistadio con punti di riscaldamento centralizzati consente di ridurre i costi iniziali per la realizzazione di un impianto di riscaldamento per la fornitura di acqua calda, unità di pompaggio e dispositivi di autoregolazione a causa dell'aumento della loro potenza unitaria e della riduzione del numero di elementi dell'apparecchiatura.

Le prestazioni di progettazione ottimali dei punti di riscaldamento centrali dipendono dalla disposizione dell'area, dalla modalità di funzionamento dei consumatori e sono determinate sulla base di calcoli tecnici ed economici.