Sustavi grijanja vode i opskrbe toplinom

Za normalno funkcioniranje tehnoloških procesa, ugodan boravak osobe u prostorijama moraju se osigurati uvjeti u skladu s tehnološkim i sanitarno-higijenskim standardima. Udobnost u prostorijama osiguravaju inženjerski sustavi grijanja, ventilacije i klimatizacije, opskrbe toplinom, na koje se provode centralizirani sustavi opskrbe vodom.

Toplinska ravnoteža prostora mora se održavati tijekom 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 toplinske cijevi i kakva je toplinska zaštita zgrade. je. U gradovima i stambenim područjima Rusije, glavni potrošači toplinske energije iz sustava daljinskog grijanja su sustavi grijanja za stambene, upravne i javne zgrade. Industrijski objekti također troše toplinsku energiju za grijanje iz centraliziranih sustava.

Većina velikih sustava za grijanje vode projektirana je i izgrađena 1950-1970-ih. U sustavima opskrbe toplinom za stambena područja gradova, na primjer, grad Lipetsk i drugi, u sustavima opskrbe toplinom za poduzeća, na primjer, OJSC NLMK, OJSC Svobodny Sokol, regulacija opskrbe toplinom je pretežno središnja i kvalitativna u smislu opterećenje grijanja. Raspored projektiranja za temperature vode u mreži je 150/70 °C, sustavi grijanja zgrada spojeni su na toplinske mreže prema hidraulički ovisnoj shemi.

Uvjeti rada sustava za opskrbu toplinom koji su se razvili posljednjih godina značajno se razlikuju od projektnih. Izgradnja novih zgrada, rekonstrukcija postojećih, kako civilnih tako i industrijskih, u većini slučajeva prolazi bez značajnije rekonstrukcije postojećih inženjerskih mreža za održavanje života.

Rekonstruirani i novoizgrađeni objekti intenzivno se opremaju automatiziranim grijanjima. Opremanje zgrada i objekata kontrolnim točkama opskrbe toplinom ne isključuje središnju regulaciju kvalitete, već je samo nadopunjuje regulacijom pretplatnika. Regulacija pretplatnika, u pravilu, predviđa ili kvantitativnu ili kvantitativno-kvalitativnu promjenu cijene toplinske energije. Kao rezultat puštanja u rad ovakvih objekata, tijekom razdoblja vanjskih temperatura od temperature početka ogrjevne sezone do temperature loma temperaturnog grafa dolazi do primjetne promjene u potrošnji mrežne vode u vodi. mreže grijanja. Promjena protoka rashladne tekućine u mreži je to značajnija što je veći udio objekata s automatiziranim pretplatničkim ulazima. Fluktuacije u protoku vode dovode do hidrauličkog neusklađenosti mreže za grijanje vode.

Toplinska bilanca prostora mora se održavati tijekom cijele sezone grijanja, a potrošači moraju dobiti potrebnu količinu topline, bez obzira na način regulacije.

Usporedo s novoupuštenim zgradama, postojeći sustavi toplinske energije osiguravaju toplinsku energiju mnogim zgradama i građevinama u kojima ne postoji pretplatnička dodatna regulacija opskrbe toplinom. Opskrbu sustava grijanja energijom tijekom razdoblja vanjskih temperatura iznad točke loma grafikona provodi nosač topline čija je temperatura veća od traženih vrijednosti.

Prisutnost takvog konglomerata objekata spojenih na jedinstveni centralizirani sustav opskrbe toplinom vode ne dopušta centraliziranu isplativu i energetski opravdanu regulaciju opskrbe toplinom za toplinsko opterećenje zgrada i dovodi do prekomjernog trošenja toplinske energije.

Posljednjih godina poduzeća koja proizvode toplinsku energiju pod izlikom uštede goriva, smanjenja gubitaka u mrežama ili iz drugih razloga pribjegla su snižavanju procijenjene temperature vode u mreži. Temperatura se spušta sa 150°C na 140, 130°C i niže, kako tijekom razdoblja oštrog hlađenja tako i tijekom perioda grijanja, odnosno režu temperaturni graf ili prelaze na graf niže temperature. Na primjer, takvo poduzeće kao što je OJSC Novolipetsk metalurški pogon (OJSC NLMK) prima toplinsku energiju iz vlastite CHPP i CHPP Teritorijalne proizvodne kompanije br. 4 (TGC-4) i radi prema temperaturnom rasporedu od 105/70 °C, 130 / 70°C. Lipetska metalurška tvornica Svobodny Sokol dobiva toplinu iz vlastite termoelektrane i kotlovnice Lipetsk City Energy Company (LGEK) (115/70 °C), Centrolit dobiva toplinu iz industrijske kotlovnice (115/70 ° C). Korištenje "cutoff" sve je učestalije u posljednje dvije-tri godine i povezano je s masovnim uvođenjem polimernih cjevovoda u sustave grijanja zgrada tijekom njihove rekonstrukcije, ali i novogradnje. Kao rezultat "odsjecanja" i prelaska na niži temperaturni grafikon smanjuje se temperaturna razlika rashladne tekućine, što dovodi do "nedovoljne opskrbe" potrebnom količinom topline u sustave grijanja zgrada i građevina dizajniranih za više temperature rashladne tekućine. .

Opskrbljivači toplinskom energijom pokušavaju kompenzirati "nedostatak" topline zbog smanjenja temperaturne razlike povećanjem protoka rashladne tekućine uključivanjem dodatnih crpnih grupa u rad. Primijenjena temperaturna "granična vrijednost" na jednoj ili drugoj vanjskoj temperaturi popraćena je 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 doseže 40-50% projektnog protoka. Međutim, nije uvijek moguće nadoknaditi manjak topline povećanjem brzine protoka. Povećana potrošnja mrežne vode narušava stabilan hidraulički režim sustava i dovodi do neusklađenosti mreže grijanja. Kvaliteta isporučene topline u takvim slučajevima značajno se razlikuje od standardne. Rezanje temperaturnog grafa skraćuje vrijeme tijekom sezone grijanja kada se provodi centralizirana kontrola kvalitete.

Dakle, ako je sezona grijanja oko 6 mjeseci godišnje, centralna regulacija kvalitete provodi se 2-4 mjeseca, a 2-4 mjeseca tijekom sezone grijanja ispadaju iz svake regulacije.

Provedena je procjena utjecaja izostanka pretplatničke dodatne regulacije i temperaturnog "ograničenja" na trajanje središnje kontrole kvalitete tijekom sezone grijanja za klimatske uvjete grada Lipetska na primjerima "prekidanja" temperature graf od 150/70 °C do 130, 115 i 95 °C.

Samo za 51,4% isporučene količine topline tijekom cijelog razdoblja grijanja primjenjuje se centralna kontrola kvalitete grijanja. 27,6% isporučene količine topline podliježe pretplatničkoj regulaciji, odnosno njenom izostanku, a 21% podliježe nepostojanju bilo kakve regulacije kao rezultat provođenja “isključenja”.

Za uvjete “prekidanja” od 150/70 °C do 130 °C, 68,9% topline dovedene tijekom sezone grijanja podliježe središnjoj kontroli kvalitete. Za “cutoff” od 150 °C do 115 °C - 60,3% i za “cutoff” uvjete na 95 °C - 35,8% isporučene toplinske energije.

Dakle, ako je sezona grijanja oko 6 mjeseci godišnje, centralna regulacija kvalitete provodi se dva do četiri mjeseca, a dva do četiri mjeseca tijekom sezone grijanja ispadaju iz svake regulacije. Kontinuirano "presijecanje" temperaturnog grafa s naknadnim povećanjem potrošnje vode u mreži i prilagodbom pretplatnika kod potrošača narušava stabilan hidraulički režim toplinske mreže i dovodi do njegovog neusklađenosti.

Kako bi zgrade i građevine dobile potrebnu količinu toplinske energije pri trenutnim temperaturama vanjskog zraka tijekom cijele sezone grijanja, predlaže se način opskrbe potrošača periodičnom maksimalnom opskrbom toplinom. Opskrba toplinskom energijom potrošača provodi se kroz nekoliko toplinskih cjevovoda opremljenih zapornim ventilima.

Poznato je da korištenje kapaciteta akumulacije topline zgrada omogućuje reguliranje opskrbe toplinom za grijanje ne prema trenutnoj vanjskoj temperaturi, već prema prosječnoj vrijednosti vanjske temperature za određeno razdoblje, s odgovarajućim Vremenski pomak .

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

Na izvoru topline nalaze se: jedinica za pripremu topline, kolektor ohlađene vode, gdje se miješa nosač topline koji dolazi iz povratnih cjevovoda pojedinih vodova, kolektor tople vode i zaporni ventili.

Predloženi način opskrbe toplinom potrošača s periodičnom maksimalnom opskrbom toplinom je sljedeći. Mrežna pumpa osigurava stabilan hidraulički režim u cijelom sustavu. Nosač topline s povećanim temperaturnim potencijalom dovodi se iz postrojenja za pripremu topline (HPU) u jedan od zasebnih vodova tijekom određenog (prvog) procijenjenog vremenskog razdoblja. Protok i temperatura nosača topline održavaju se konstantnim, a protok mrežne vode se šalje na preostale vodove, zaobilazeći postrojenje za pripremu topline kroz zaobilazni cjevovod. Rashladno sredstvo ulazi u druge vodove i ima temperaturu smjese koja se formira u kolektoru ohlađene vode (CWH). S vremenom (prvo razdoblje naseljavanja) temperatura smjese će se smanjiti, pa će se temperatura unutarnjeg zraka u grijanim prostorijama smanjiti. Signal za uključivanje zapornih ventila je temperatura unutarnjeg zraka kod potrošača, a u sljedećem obračunskom razdoblju rashladna tekućina se dovodi u drugi prostor iz izvora s povišenom temperaturom itd.

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

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

Predloženi način opskrbe toplinom potrošača s periodičnom maksimalnom opskrbom toplinom u centraliziranim sustavima opskrbe toplinom stvorit će stabilan hidraulički režim u vodovodnim mrežama i osigurati regulaciju opskrbe toplinom tijekom 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 opskrbe toplinskom energijom potrošača u centraliziranim sustavima. Patent za sl. KI br. 2334173 C1, R24B 3/02 (2006.01).