Sistemi za grijanje vode i opskrba toplinom

Za normalno funkcioniranje tehnoloških procesa, ugodan boravak osobe u prostorijama moraju se obezbijediti uslovi u skladu sa tehnološkim i sanitarno-higijenskim standardima. Udobnost u prostorijama osiguravaju inženjerski sistemi grijanja, ventilacije i klimatizacije, opskrbe toplinom, na koje se izvode sistemi centraliziranog snabdijevanja vodom.

Toplotni bilans prostorija mora se održavati tokom cijele sezone grijanja i potrošači moraju dobiti potrebnu količinu topline, bez obzira na to koji se način regulacije koristi na izvoru topline, kako su projektirane toplotne cijevi i kakva je toplinska zaštita zgrade. je. U gradovima i stambenim područjima Rusije, glavni potrošači toplotne energije iz sistema daljinskog grijanja su sistemi grijanja za stambene, administrativne i javne zgrade. Industrijski objekti također troše toplotnu energiju za grijanje iz centraliziranih sistema.

Većina velikih sistema za grijanje vode projektirana je i izgrađena 1950-1970-ih. U sistemima za snabdevanje toplotom za stambena područja gradova, na primer, grad Lipetsk i drugi, u sistemima snabdevanja toplotom za preduzeća, na primer, OJSC NLMK, OJSC Svobodny Sokol, regulacija snabdevanja toplotom je pretežno centralna i kvalitativna u smislu opterećenje grijanja. Projektni raspored temperature vode u mreži je 150/70 °C, sistemi grijanja zgrada su priključeni na toplinske mreže prema hidraulično zavisnoj shemi.

Uslovi rada sistema za snabdevanje toplotom koji su se razvili poslednjih godina značajno se razlikuju od projektovanih. Izgradnja novih objekata, rekonstrukcija postojećih, kako civilnih tako i industrijskih, u većini slučajeva prolazi bez značajnije rekonstrukcije postojećih inženjerskih mreža za održavanje života.

Rekonstruisani i novoizgrađeni objekti intenzivno se opremaju automatizovanim grejnim mestima. Opremanje zgrada i objekata kontrolnim tačkama za snabdevanje toplotom ne isključuje centralnu regulaciju kvaliteta, već je samo dopunjuje regulacijom pretplatnika. Regulacija pretplatnika, po pravilu, predviđa ili kvantitativnu ili kvantitativno-kvalitativnu promjenu cijene toplotne energije. Kao rezultat puštanja u rad ovakvih objekata, u periodu vanjskih temperatura od temperature početka grijne sezone do temperature loma temperaturnog grafa dolazi do primjetne promjene u potrošnji mrežne vode u vodi. mreže grijanja. Promena protoka rashladne tečnosti u mreži je utoliko značajnija, što je veći udeo objekata sa automatizovanim pretplatničkim ulazima. Fluktuacije u protoku vode dovode do hidrauličkog neusklađenosti mreže za grijanje vode.

Toplotni bilans prostorija mora se održavati tokom cijele sezone grijanja, a potrošači moraju dobiti potrebnu količinu topline, bez obzira na način regulacije.

Uporedo sa novopuštenim zgradama, postojeći sistemi za snabdevanje toplotom obezbeđuju toplotnu energiju mnogim zgradama i objektima u kojima ne postoji dodatna regulacija snabdevanja toplotom od strane pretplatnika. Snabdijevanje sistema grijanjem energijom u periodu vanjskih temperatura iznad tačke loma grafikona vrši se pomoću nosača topline čija je temperatura veća od traženih vrijednosti.

Prisustvo ovakvog konglomerata objekata povezanih na jedinstveni centralizovani sistem vodosnabdevanja toplotom ne omogućava centralizovanu isplativu i energetski opravdanu regulaciju toplotne energije za toplotno opterećenje zgrada i dovodi do prekomernog trošenja toplotne energije.

Preduzeća koja proizvode toplotnu energiju pod izgovorom uštede goriva, smanjenja gubitaka u mrežama ili iz drugih razloga, poslednjih godina pribegavaju snižavanju procenjene temperature vode u mreži. Temperatura se spušta sa 150°C na 140, 130°C i niže, kako tokom perioda naglog hlađenja tako i tokom perioda grejanja, odnosno seče temperaturni graf ili prelazi na niži temperaturni grafikon. Na primer, takvo preduzeće kao što je OJSC Novolipetsk metalurški kombinat (OJSC NLMK) dobija toplotnu energiju iz sopstvene CHPP i CHPP Teritorijalne proizvodne kompanije br. 4 (TGC-4) i radi prema rasporedu temperature 105/70 °C, 130/ 70°C. Lipečka metalurška tvornica Svobodny Sokol dobija toplotu iz sopstvene termoelektrane i kotlovnice Lipetske gradske energetske kompanije (LGEK) (115/70 °C), Centrolit dobija toplotu iz industrijske kotlarnice (115/70 ° C). Upotreba „prekida“ je sve učestalija u posljednje dvije-tri godine i povezana je sa masovnim uvođenjem polimernih cjevovoda u sisteme grijanja zgrada prilikom njihove rekonstrukcije, ali i novogradnje. Kao rezultat „presijecanja“ i prelaska na niži temperaturni grafikon, temperaturna razlika rashladne tekućine se smanjuje, što dovodi do „nedovoljnog snabdijevanja“ potrebnom količinom topline u sistemima grijanja zgrada i objekata dizajniranih za veće temperature rashladne tekućine. .

Opskrbljivači toplinskom energijom pokušavaju kompenzirati "nedostatak" topline zbog smanjenja temperaturne razlike povećanjem protoka rashladne tekućine uključivanjem dodatnih pumpnih grupa u rad. Primijenjena temperaturna „granična vrijednost“ na jednoj ili drugoj vanjskoj temperaturi je praćena jednokratnim povećanjem potrošnje vode u mreži za cijeli raspon vanjskih temperatura od granične temperature do projektne temperature za grijanje.

Prekomjerna potrošnja vode u mrežama u takvim slučajevima dostiže 40-50% projektovanog protoka. Međutim, nije uvijek moguće nadoknaditi toplinski deficit povećanjem protoka. Povećana potrošnja mrežne vode narušava stabilan hidraulički režim sistema i dovodi do neusklađenosti toplotne mreže. Kvaliteta isporučene topline u takvim slučajevima značajno se razlikuje od standardne. Odsecanje temperaturnog grafikona skraćuje vremensko razdoblje tokom grejne sezone kada se sprovodi centralizovana kontrola kvaliteta.

Dakle, ako je grejna sezona oko 6 meseci godišnje, centralna regulacija kvaliteta se sprovodi 2-4 meseca, a 2-4 meseca tokom grejne sezone ispadaju iz svake regulacije.

Procjena utjecaja izostanka pretplatničke dodatne regulacije i temperaturnog „ograničenja“ na trajanje centralne kontrole kvalitete tokom sezone grijanja provedena je za klimatske uslove grada Lipecka na primjerima „prekidanja“ temperature. grafik od 150/70 °C do 130, 115 i 95 °C.

Samo za 51,4% isporučene količine toplote tokom cijelog perioda grijanja primjenjuje se centralna kontrola kvaliteta grijanja. 27,6% isporučene količine toplotne energije podliježe pretplatničkoj regulaciji, odnosno njenom odsustvu, a 21% podliježe odsustvu bilo kakve regulacije kao rezultat tekućeg „isključivanja“.

Za uslove „prekidanja“ od 150/70 °C do 130 °C, 68,9% toplote koja se isporučuje tokom grejne sezone podleže centralnoj kontroli kvaliteta. Za “cutoff” od 150 °C do 115 °C - 60,3% i za “cutoff” uslove na 95 °C - 35,8% isporučene toplotne energije.

Dakle, ako je grejna sezona oko 6 meseci godišnje, centralna regulacija kvaliteta se sprovodi dva do četiri meseca, a dva do četiri meseca tokom grejne sezone ispadaju iz svake regulacije. Kontinuirano „presijecanje“ temperaturnog grafa sa naknadnim povećanjem potrošnje vode u mreži i prilagođavanjem pretplatnika kod potrošača narušava stabilan hidraulički režim toplovodnih mreža i dovodi do njegovog neusklađenosti.

Kako bi zgrade i objekti osigurali potrebnu količinu toplinske energije pri sadašnjim temperaturama vanjskog zraka tijekom cijele sezone grijanja, predlaže se način snabdijevanja potrošača periodičnom maksimalnom opskrbom toplinom. Opskrba potrošača toplinskom energijom vrši se kroz nekoliko toplovoda opremljenih zapornim ventilima.

Poznato je da korištenje kapaciteta akumulacije topline zgrada omogućava regulaciju isporuke topline za grijanje ne prema trenutnoj vanjskoj temperaturi, već prema prosječnoj vrijednosti vanjske temperature za određeni period, uz odgovarajuću vremenski pomak .

Organizacija opskrbe toplinom zasniva se na nepromjenjivom hidrauličkom režimu mreže za grijanje vode i na sposobnosti zgrada i objekata da akumuliraju toplinsku energiju.

Na izvoru toplote se nalaze: toplovodna jedinica, kolektor rashlađene vode, gde se meša toplotni nosač koji dolazi iz povratnih cevovoda pojedinačnih vodova, kolektor tople vode i zaporni ventili.

Predloženi način snabdijevanja potrošača toplinom uz periodičnu maksimalnu opskrbu toplinom je sljedeći. Mrežna pumpa obezbeđuje stabilan hidraulički režim u celom sistemu. Nosač toplote sa povećanim temperaturnim potencijalom se isporučuje iz postrojenja za pripremu toplote (HPU) u jednu od zasebnih linija tokom određenog (prvog) procenjenog vremenskog perioda. Brzina protoka i temperatura nosača toplote se održavaju konstantnim, a protok vode iz mreže se šalje na preostale vodove, zaobilazeći postrojenje za pripremu toplote kroz obilazni cevovod. Rashladno sredstvo ulazi u druge vodove i ima temperaturu mješavine formirane u kolektoru ohlađene vode (CWH). Vremenom (prvi period slijeganja) temperatura smjese će se smanjiti, pa će se smanjiti temperatura unutrašnjeg zraka u grijanim prostorijama. Signal za uključivanje zapornih ventila je temperatura unutrašnjeg vazduha kod potrošača, a u narednom obračunskom periodu rashladna tečnost se dovodi u drugi prostor sa izvora sa povišenom temperaturom itd.

Postoji periodično povećanje i smanjenje temperature rashladnog sredstva u dovodnim i povratnim cjevovodima svake od glavnih mreža. Sistem, koristeći sposobnost zgrada i objekata da akumuliraju i oslobađaju toplinsku energiju za određeno vrijeme, povremeno opskrbljuje potrošače malo precijenjenom količinom topline.

Dakle, dolazi do povremenog povećanja i smanjenja temperature rashladnog sredstva u dovodnim i povratnim cjevovodima svake od glavnih mreža. Sistem, koristeći sposobnost zgrada i objekata da akumuliraju i oslobađaju toplinsku energiju za određeno vrijeme, povremeno opskrbljuje potrošače malo precijenjenom količinom topline. U predloženom načinu opskrbe toplinom dolazi do periodičnog povećanja i smanjenja temperature rashladne tekućine kada se toplina dovodi kroz individualne toplinske mreže u područja opskrbe toplinom (TR) sa stabilnim hidrodinamičkim režimom sistema.

Predloženi način snabdijevanja toplinom potrošača s periodičnim maksimalnim opskrbom toplinom u centraliziranim sistemima za opskrbu toplinom stvorit će stabilan hidraulički režim u vodovodnim mrežama i osigurati regulaciju opskrbe toplinom tokom cijele sezone grijanja.

1. Sokolov E.Ya. Opskrba toplinom i toplinske mreže. - M.: Izdavačka kuća MEI, 2001.

2. Sterligov V.A., Manukovskaya T.G., Loginov V.V., Ermakov O.N., Kramchenkov E.M. Način snabdijevanja potrošača toplinskom energijom u centraliziranim sistemima. Patent za sl. KI br. 2334173 C1, R24B 3/02 (2006.01).