Sentralisert oppvarming. Sentralvarme og fjernvarme

Gir følgende definisjon av begrepet "varmeforsyning":

Varmetilførsel- et system for å gi varme til bygninger og strukturer, designet for å gi termisk komfort for menneskene i dem eller for å kunne overholde teknologiske standarder.

Ethvert varmesystem består av tre hovedelementer:

1. varmekilde. Dette kan være et kraftvarmeverk eller et fyrhus (med fjernvarmeanlegg), eller rett og slett en kjele plassert i et eget bygg (lokalt system).
2. Termisk energitransportsystem(varmenett).
3. Varmeforbrukere(varmeradiatorer (batterier) og varmeovner).

Klassifisering

Varmeforsyningssystemer er delt inn i:

• Sentralisert
• Lokalt(de kalles også desentraliserte).

Det kan de være vann Og damp. Sistnevnte brukes sjelden i dag.

Lokale varmesystemer

Alt er enkelt her. I lokale systemer er kilden til varmeenergi og dens forbruker plassert i samme bygning eller svært nær hverandre. For eksempel er en kjele installert i et eget hus. Vannet som varmes opp i denne kjelen brukes deretter til å dekke husets behov innen oppvarming og varmtvann.

Fjernvarmeanlegg

I et sentralisert varmeforsyningssystem er varmekilden enten et kjelehus som genererer varme for en gruppe forbrukere: et kvartal, et bydistrikt eller til og med en hel by.

Med et slikt system transporteres varme til forbrukerne gjennom hovedvarmenettene. Fra hovednettene tilføres kjølevæsken til sentralvarmepunkter (CHP) eller individuelle varmepunkter (ITP). Fra sentralfyringsstasjonen leveres varme allerede gjennom kvartalsvise nettverk til forbrukernes bygninger og strukturer.

I henhold til metoden for å koble til varmesystemet, er varmeforsyningssystemer delt inn i:

• Avhengige systemer- varmebæreren fra kilden til termisk energi (CHP, kjelehus) går direkte til forbrukeren. Med et slikt system sørger ikke ordningen for tilstedeværelsen av sentrale eller individuelle varmepunkter. Enkelt sagt strømmer vann fra varmenettverk direkte inn i batteriene.

• Uavhengige systemer - i dette systemet er det TsTP og ITP. Kjølevæsken som sirkulerer gjennom varmenettene varmer opp vannet i varmeveksleren (1. krets - røde og grønne linjer). Vannet oppvarmet i varmeveksleren sirkulerer allerede i varmesystemet til forbrukerne (krets 2 - oransje og blå linjer).

Ved hjelp av etterfyllingspumper etterfylles vanntap gjennom lekkasjer og skader i systemet og trykket opprettholdes i returledningen.

I henhold til metoden for å koble til varmtvannsforsyningssystemet, er varmeforsyningssystemer delt inn i:

• Lukket. Med et slikt system varmes vann fra vannforsyningssystemet opp av en kjølevæske og leveres til forbrukeren. Jeg skrev om henne i en artikkel.

• Åpen. I åpent varmesystem, vann for DHW behov tatt direkte fra varmenettet. For eksempel om vinteren bruker du varme og varmtvann "fra ett rør". For et slikt system er tallet for det avhengige varmeforsyningssystemet gyldig.

Energisparing i varmeforsyningssystemer

Fullført av: elever i gruppe T-23

Salazhenkov M.Yu.

Krasnov D.

Introduksjon

I dag er energisparepolitikken en prioritert retning i utviklingen av energi- og varmeforsyningssystemer. Faktisk utarbeider, godkjenner og implementerer enhver statlig virksomhet planer for energisparing og energieffektivisering av virksomheter, verksteder, etc.

Landets varmesystem er intet unntak. Den er ganske stor og tungvint, forbruker kolossale mengder energi og samtidig er det ikke mindre kolossale tap av varme og energi.

La oss vurdere hva varmeforsyningssystemet er, hvor de største tapene oppstår og hvilke komplekser av energibesparende tiltak som kan brukes for å øke "effektiviteten" til dette systemet.

Varmesystemer

Varmeforsyning - forsyning av varme til bolig-, offentlige og industrielle bygninger (strukturer) for å møte husholdninger (oppvarming, ventilasjon, varmtvannsforsyning) og teknologiske behov til forbrukere.

I de fleste tilfeller er varmeforsyning skapelsen av et komfortabelt innemiljø - hjemme, på jobben eller på et offentlig sted. Varmeforsyning omfatter også oppvarming av tappevann og vann i svømmebasseng, oppvarming av drivhus mv.

Avstanden som varme transporteres over i moderne fjernvarmesystemer når flere titalls kilometer. Utviklingen av varmeforsyningssystemer er preget av en økning i kraften til varmekilden og enhetskapasiteten til det installerte utstyret. Termisk kraft til moderne termiske kraftverk når 2-4 Tkal/t, regionale kjelehus 300-500 Gkal/t. I enkelte varmeforsyningssystemer samarbeider flere varmekilder for felles varmenett, noe som øker påliteligheten, fleksibiliteten og effektiviteten til varmeforsyningen.

Vannet som varmes opp i fyrrommet kan sirkulere direkte til varmesystemet. Varmtvann varmes opp i varmeveksleren til varmtvannsforsyningssystemet (DHW) til en lavere temperatur, ca. 50-60 ° C. Temperatur retur vann kan være en viktig faktor i kjelevern. Varmeveksleren overfører ikke bare varme fra en krets til en annen, men takler også effektivt trykkforskjellen som eksisterer mellom den første og andre kretsen.

Den nødvendige gulvvarmetemperaturen (30 °C) kan oppnås ved å justere temperaturen på sirkulasjonen varmt vann. Temperaturforskjellen kan også oppnås ved å bruke en treveisventil som blander varmtvann med returvann i systemet.

Regulering av varmeforsyning i varmeforsyningsanlegg (daglig, sesongmessig) utføres både i varmekilden og i varmekrevende installasjoner. I vannvarmeanlegg utføres vanligvis den såkalte sentrale kvalitetskontrollen av varmeforsyningen for hovedtypen varmelast - oppvarming eller for en kombinasjon av to typer last - oppvarming og varmtvannsforsyning. Det består i å endre temperaturen på varmebæreren som tilføres fra varmeforsyningskilden til varmenettet i samsvar med den aksepterte temperaturplanen (det vil si avhengigheten av den nødvendige vanntemperaturen i nettverket på utelufttemperaturen). Sentral kvalitativ regulering er supplert med lokal kvantitativ regulering i varmepunkter; sistnevnte er mest vanlig i varmtvannsapplikasjoner og utføres vanligvis automatisk. I dampvarmesystemer utføres hovedsakelig lokal kvantitativ regulering; damptrykket i varmeforsyningskilden holdes konstant, dampstrømmen reguleres av forbrukerne.

1.1 Sammensetning av varmesystemet

Varmeforsyningssystemet består av følgende funksjonsdeler:

1) kilde til varmeenergiproduksjon (kjelehus, termisk kraftverk, solfanger, enheter for utnyttelse av industrielt varmeavfall, installasjoner for bruk av varme fra geotermiske kilder);

2) transport av termisk energi til lokalene (varmenettverk);

3) varmeforbrukende enheter som overfører termisk energi til forbrukeren (varmeradiatorer, varmeovner).

1.2 Klassifisering av varmesystemer

I henhold til stedet for varmegenerering er varmeforsyningssystemer delt inn i:

1) sentralisert (kilden til varmeenergiproduksjon fungerer for varmeforsyningen til en gruppe bygninger og er forbundet med transportenheter med varmeforbruksenheter);

2) lokal (forbrukeren og varmeforsyningskilden er plassert i samme rom eller i umiddelbar nærhet).

Hovedfordelene med fjernvarme fremfor lokal oppvarming er en betydelig reduksjon i drivstofforbruk og driftskostnader (for eksempel ved å automatisere kjeleanlegg og øke effektiviteten deres); muligheten for å bruke lavverdig drivstoff; redusere graden av luftforurensning og forbedre den sanitære tilstanden i befolkede områder. I lokale varmesystemer er varmekilder ovner, varmtvannskjeler, varmtvannsberedere (inkludert solenergi), etc.

I henhold til typen varmebærer er varmeforsyningssystemer delt inn i:

1) vann (med temperatur opp til 150 °C);

2) damp (trykk 7-16 atm).

Vann tjener hovedsakelig til å dekke husholdnings- og damp - teknologiske belastninger. Valget av temperatur og trykk i varmeforsyningssystemer bestemmes av forbrukernes krav og økonomiske hensyn. Med en økning i avstanden til varmetransport, øker en økonomisk berettiget økning i parametrene til kjølevæsken.

I henhold til metoden for å koble varmesystemet til varmeforsyningssystemet, er sistnevnte delt inn i:

1) avhengig (varmebæreren oppvarmet i varmegeneratoren og transportert gjennom varmenettverk går direkte inn i varmeforbrukende enheter);

2) uavhengig (varmebæreren som sirkulerer gjennom varmenettene, varmer varmebæreren som sirkulerer i varmesystemet i varmeveksleren). (Figur 1)

I uavhengige systemer forbrukernes installasjoner er hydraulisk isolert fra varmenettet. Slike systemer brukes hovedsakelig i store byer - for å øke påliteligheten til varmeforsyningen, så vel som i tilfeller der trykkregimet i varmenettverket er uakseptabelt for varmeforbrukende installasjoner på grunn av deres styrke eller når det statiske trykket skapt av sistnevnte er uakseptabelt for varmenettverket (som for eksempel varmesystemene til høyhus).

Bilde 1 - Skjematiske diagrammer varmesystemer i henhold til metoden for å koble varmesystemer til dem

I henhold til metoden for å koble varmtvannsforsyningssystemet til varmeforsyningssystemet:

1) lukket;

2) åpen.

I lukkede systemer forsynes varmtvannsforsyningen med vann fra vannforsyningen, oppvarmet til ønsket temperatur av vann fra varmenettet i varmevekslere installert i varmepunkter. I åpne systemer vann tilføres direkte fra varmenettet (direkte vanninntak). Vannlekkasje på grunn av lekkasjer i systemet, samt dets forbruk til vanninntak, kompenseres ved ekstra tilførsel av passende vannmengde til varmenettet. For å forhindre korrosjon og kalkdannelse på indre overflate rørledning gjennomgår vannet som tilføres varmenettet vannbehandling og avlufting. I åpne systemer skal vannet også oppfylle kravene til drikkevann. Valget av system bestemmes hovedsakelig av tilstedeværelsen av en tilstrekkelig mengde vann av drikkekvalitet, dets etsende og kalkdannende egenskaper. Begge typer systemer har blitt utbredt i Ukraina.

I henhold til antall rørledninger som brukes til å overføre kjølevæsken, skilles varmeforsyningssystemer ut:

enkelt rør;

to-rør;

multipipe.

Enkeltrørssystemer brukes i tilfeller der kjølevæsken er fullstendig brukt av forbrukerne og ikke returneres tilbake (for eksempel i dampsystemer uten kondensatretur og i åpne vannsystemer, hvor alt vannet som kommer fra kilden tas fra hverandre for varmt vannforsyning til forbrukere).

I to-rørssystemer føres varmebæreren helt eller delvis tilbake til varmekilden, hvor den varmes opp og etterfylles.

Flerrørssystemer passer om nødvendig tildeling visse typer varmebelastning (for eksempel varmtvannsforsyning), som forenkler reguleringen av varmeforsyning, driftsmodus og metoder for å koble forbrukere til varmenettverk. I Russland brukes to-rørs varmeforsyningssystemer overveiende.

1.3 Typer varmeforbrukere

Varmeforbrukerne til varmeforsyningssystemet er:

1) varmebrukende sanitærsystemer i bygninger (systemer for oppvarming, ventilasjon, klimaanlegg, varmtvannsforsyning);

2) teknologiske installasjoner.

Bruk av varmt vann til romoppvarming er ganske vanlig. Samtidig brukes en rekke metoder for å overføre vannenergi for å skape et komfortabelt innemiljø. En av de vanligste er bruken av varmeradiatorer.

Et alternativ til varmeradiatorer er gulvvarme, når varmekretsene er plassert under gulvet. Gulvvarmekretsen er vanligvis koblet til varmeradiatorkretsen.

Ventilasjon - en viftekonvektor som tilfører varmluft til et rom, vanligvis brukt i offentlige bygninger. Brukes ofte i kombinasjon varmeapparater for eksempel varme- og gulvvarmeradiatorer eller varme- og ventilasjonsradiatorer.

varmt springvann ble en del av Hverdagen og daglige behov. Derfor må en varmtvannsinstallasjon være pålitelig, hygienisk og økonomisk.

I henhold til modusen for varmeforbruk i løpet av året, skilles to grupper av forbrukere ut:

1) sesongmessig, krever varme bare i den kalde årstiden (for eksempel varmesystemer);

2) året rundt, krever varme hele året (varmtvannsforsyningssystemer).

Avhengig av forholdet og modusene for individuelle typer varmeforbruk, skilles tre karakteristiske grupper av forbrukere:

1) boligbygg (preget av sesongmessig varmeforbruk for oppvarming og ventilasjon og året rundt - for varmtvannsforsyning);

2) offentlige bygninger (sesongmessig varmeforbruk for oppvarming, ventilasjon og klimaanlegg);

3) industrielle bygninger og strukturer, inkludert landbrukskomplekser (alle typer varmeforbruk, det kvantitative forholdet mellom disse bestemmes av typen produksjon).

2 Fjernvarme

Fjernvarme er en miljøvennlig og pålitelig måte å gi varme på. Fjernvarmeanlegg distribuerer varmtvann eller i noen tilfeller damp fra et sentralt kjeleanlegg mellom flere bygninger. Det er et veldig bredt spekter av kilder som tjener til å generere varme, inkludert brenning av olje og naturgass eller bruk av geotermisk vann. Bruk av varme fra lavtemperaturkilder, som jordvarme, er mulig ved bruk av varmevekslere og varmepumper. Muligheten for å bruke ikke-utnyttet varme fra industribedrifter, overskuddsvarme fra avfallsbehandling, industriprosesser og avløp, målvarmeverk eller termiske kraftverk i fjernvarme, gir mulighet for optimalt valg av varmekilde med tanke på energieffektivitet. På denne måten optimerer du kostnadene og beskytter miljøet.

Varmtvann fra fyrhuset føres til en varmeveksler som skiller produksjonsstedet fra distribusjonsrørledningene til fjernvarmenettet. Varmen distribueres deretter til sluttforbrukerne og føres gjennom transformatorstasjonene til de respektive bygningene. Hver av disse understasjonene inkluderer vanligvis én varmeveksler for romoppvarming og varmtvann.

Det er flere grunner til å installere varmevekslere for å skille et varmesentral fra et fjernvarmenett. Der det er betydelige trykk- og temperaturforskjeller som kan forårsake alvorlig skade på utstyr og eiendom, kan en varmeveksler beskytte sensitiv oppvarming og ventilasjonsutstyr fra inntrengning av forurensede eller etsende medier. En annen viktig grunn til å skille kjelehuset, distribusjonsnettverket og sluttbrukerne er å tydelig definere funksjonene til hver komponent i systemet.

I et kraftvarmeverk (CHP) produseres varme og elektrisitet samtidig, med varme som biprodukt. Varme brukes vanligvis i fjernvarmesystemer, noe som fører til økt energieffektivitet og kostnadsbesparelser. Bruksgraden av energi hentet fra drivstoffforbrenning vil være 85–90 %. Virkningsgraden vil være 35–40 % høyere enn ved separat produksjon av varme og elektrisitet.

I et termisk kraftverk varmer brennende drivstoff opp vann, som blir til damp. høytrykk og høy temperatur. Dampen driver en turbin koblet til en generator som produserer elektrisitet. Etter turbinen kondenseres dampen i en varmeveksler. Varmen som frigjøres under denne prosessen føres så inn i fjernvarmerørene og distribueres til sluttforbrukerne.

For sluttbrukeren fjernvarme betyr uavbrutt energitilførsel. Et fjernvarmesystem er mer praktisk og effektivt enn små individuelle hjemmevarmesystemer. Moderne teknologier for forbrenning av drivstoff og utslippsbehandling reduserer den negative påvirkningen på miljøet.

I bygårder eller andre bygninger oppvarmet med fjernvarme er hovedkravet oppvarming, varmtvannsforsyning, ventilasjon og gulvvarme for et stort antall forbrukere med minimalt energiforbruk. Ved å bruke utstyr av høy kvalitet i varmesystemet kan du redusere de totale kostnadene.

En annen svært viktig oppgave for varmevekslere i fjernvarme er å ivareta sikkerheten. internt system ved å skille sluttforbrukere fra distribusjonsnettet. Dette er nødvendig på grunn av den betydelige forskjellen i temperatur- og trykkverdier. Ved en ulykke kan også faren for flom minimeres.

I sentralvarmepunkter finnes ofte et to-trinns skjema for tilkobling av varmevekslere (fig. 2, A). Denne koblingen betyr maksimal varmeutnyttelse og lav returvannstemperatur ved bruk av varmtvannssystemet. Det er spesielt fordelaktig i kombinert varme- og kraftverksapplikasjoner hvor en lav returvanntemperatur er ønskelig. Denne typen En nettstasjon kan enkelt levere varme til opptil 500 leiligheter, og noen ganger flere.

A) To-trinns kobling B) Parallellkobling

Figur 2 - Skjema for tilkobling av varmevekslere

Parallellkobling av en varmtvannsveksler (Fig. 2, B) er mindre komplisert enn en totrinnskobling og kan brukes på alle anleggsstørrelser som ikke trenger lav returvannstemperatur. En slik kobling brukes vanligvis for små og mellomstore varmepunkter med en belastning på opptil ca. 120 kW. Tilkoblingsskjema for varmtvannsberedere i henhold til SP 41-101-95.

De fleste fjernvarmeanlegg stiller høye krav til det installerte utstyret. Utstyret skal være pålitelig og fleksibelt, og gi nødvendig sikkerhet. I noen systemer må den også oppfylle svært høye hygienestandarder. En annen viktig faktor i de fleste systemer er lave driftskostnader.

Imidlertid er fjernvarmesystemet i vårt land i en beklagelig tilstand:

teknisk utstyr og nivået på teknologiske løsninger ved bygging av varmenett tilsvarer tilstanden på 1960-tallet, mens radiene for varmeforsyning har økt kraftig, og det har vært en overgang til nye standardstørrelser på rørdiametre;

kvaliteten på metallet til varmerørledninger, termisk isolasjon, avstengnings- og kontrollventiler, konstruksjon og legging av varmerørledninger er betydelig dårligere enn utenlandske analoger, noe som fører til store tap termisk energi i nettverk;

dårlige forhold for termisk og vanntetting av varmerørledninger og kanaler til varmenettverk bidro til en økning i skaden på underjordiske varmerørledninger, noe som førte til alvorlige problemer med å erstatte utstyret til varmenettverk;

innenlandsk utstyr av store CHPPs tilsvarer det gjennomsnittlige utenlandske nivået på 1980-tallet, og for tiden er dampturbin CHPPs preget av en høy ulykkesrate, siden nesten halvparten av den installerte kapasiteten til turbinene har nådd designressursen;

drift av kullfyrte kraftvarmeverk har ikke røykgassrensesystemer for NOx og SOx, og effektiviteten av å fange opp svevestøv når ofte ikke de nødvendige verdiene;

Konkurranseevnen til DH på det nåværende stadiet kan bare sikres ved introduksjon av spesielt nye tekniske løsninger, både når det gjelder strukturen til systemene, og når det gjelder ordninger, utstyr for energikilder og oppvarmingsnettverk.

2.2 Effektivitet av fjernvarmeanlegg

En av essensielle forhold normal drift av varmeforsyningssystemet er etableringen hydraulisk modus, gi trykk i varmenettet tilstrekkelig til å skape nettvannstrømmer i varmekrevende installasjoner i henhold til en gitt varmebelastning. Normal drift av varmeforbrukssystemer er essensen av å gi forbrukerne termisk energi av passende kvalitet, og for energiforsyningsorganisasjonen består det i å opprettholde parametrene til varmeforsyningsmodusen på nivået regulert av reglene Teknisk drift(PTE) av kraftverk og nettverk i den russiske føderasjonen, PTE for termiske kraftverk. Det hydrauliske regimet bestemmes av egenskapene til hovedelementene i varmeforsyningssystemet.

Under drift i det eksisterende fjernvarmesystemet, på grunn av en endring i karakteren av varmebelastningen, tilkobling av nye varmeforbrukere, en økning i ruheten til rørledninger, justeringer av beregnet temperatur for oppvarming, endringer i temperaturplanen for frigjøring av varmeenergi (TE) fra TE-kilden, som regel oppstår ujevn varmeforsyning forbrukere, overvurderer nettverksvannkostnadene og reduserer rørledningens gjennomstrømning.

I tillegg til dette er det som regel problemer i varmesystemene. Slik som feilregulering av varmeforbruksmoduser, underbemanning heis noder, uautorisert krenkelse av forbrukere av tilkoblingsordninger (etablert av prosjekter, spesifikasjoner og avtaler). Disse problemene med varmeforbrukssystemer manifesteres først av alt i feilreguleringen av hele systemet, som er preget av økte kjølevæskestrømningshastigheter. Som et resultat, utilstrekkelig (på grunn av økt trykktap) tilgjengelig trykk på kjølevæsken ved innløpene, noe som igjen fører til abonnentenes ønske om å gi nødvendig fall ved å drenere nettverksvannet fra returrørledningene for å skape minst et minimum sirkulasjon i varmeapparater(brudd på tilkoblingsordninger, etc.), som fører til en ekstra økning i strømning og følgelig til ytterligere trykktap, og til fremveksten av nye abonnenter med reduserte trykkfall, etc. Det er en "kjedereaksjon" i retning av en total feiljustering av systemet.

Alt dette har en negativ innvirkning på hele varmeforsyningssystemet og på aktivitetene til energiforsyningsorganisasjonen: manglende evne til å overholde temperaturplanen; økt påfyll av varmeforsyningssystemet, og når vannbehandlingskapasiteten er oppbrukt, tvungen påfylling med råvann (konsekvens - intern korrosjon, for tidlig svikt i rørledninger og utstyr); tvungen økning i varmeforsyningen for å redusere antallet klager fra befolkningen; økning i driftskostnader i systemet for transport og distribusjon av termisk energi.

Det skal påpekes at i varmeforsyningssystemet er det alltid en sammenheng mellom de jevne termiske og hydrauliske regimene. En endring i strømningsfordelingen (inkludert dens absolutte verdi) endrer alltid varmevekslingstilstanden, både direkte ved varmeinstallasjonene og i varmeforbrukssystemer. Resultatet av unormal drift av varmesystemet er som regel en høy temperatur på returnettvannet.

Det skal bemerkes at temperaturen på returnettvannet ved kilden til termisk energi er en av de viktigste operasjonelle egenskapene designet for å analysere tilstanden til utstyret til termiske nettverk og driftsmåtene til varmeforsyningssystemet, samt å vurdere effektiviteten av tiltak tatt av organisasjoner som driver termiske nettverk for å øke nivådriften av varmesystemet. Som regel, i tilfelle feiljustering av varmeforsyningssystemet, avviker den faktiske verdien av denne temperaturen betydelig fra dens normative, beregnede verdi for dette varmeforsyningssystemet.

Når varmeforsyningssystemet er feiljustert, viser temperaturen på nettverksvannet, som en av hovedindikatorene for forsyningsmåten og forbruket av termisk energi i varmeforsyningssystemet, seg å være: i forsyningsrørledningen, nesten i alle intervaller av fyringssesongen er den preget av lave verdier; temperaturen på returnettvannet, til tross for dette, er preget av økte verdier; temperaturforskjell i tilførsels- og returrørledningene, nemlig denne indikatoren (sammen med spesifikt forbruk nettverksvann per tilkoblet varmelast) karakteriserer kvalitetsnivået på varmeenergiforbruket, er undervurdert i forhold til de nødvendige verdiene.

Det skal bemerkes enda et aspekt knyttet til økningen i forhold til den beregnede verdien av nettverksvannforbruket for det termiske regimet til varmeforbrukssystemer (oppvarming, ventilasjon). For direkte analyse er det tilrådelig å bruke avhengigheten, som bestemmer i tilfelle avvik fra de faktiske parameterne og strukturelle elementer varmeforsyningssystemer fra de beregnede, forholdet mellom det faktiske forbruket av termisk energi i varmeforbrukssystemer til dens beregnede verdi.

hvor Q er forbruket av termisk energi i varmeforbrukssystemer;

g - forbruk av nettverksvann;

tp og til - temperatur i tilførsels- og returrørledningene.

Denne avhengigheten (*) er vist i fig.3. Ordinaten viser forholdet mellom det faktiske forbruket av termisk energi til dens beregnede verdi, abscissen viser forholdet mellom det faktiske forbruket av nettverksvann og dens beregnede verdi.

Figur 3 - Graf over avhengigheten av forbruket av termisk energi av systemer

varmeforbruk fra forbruk av nettvann.

Som generelle trender er det nødvendig å påpeke at for det første vil en økning i nettverksvannforbruket med n ganger ikke forårsake en økning i termisk energiforbruk tilsvarende dette tallet, det vil si at varmeforbrukskoeffisienten henger etter nettverkets vannforbruk. koeffisient. For det andre, med en nedgang i forbruket av nettvann, synker tilførselen av varme til det lokale varmeforbrukssystemet jo raskere, jo lavere faktisk forbruk av nettvann sammenlignet med det beregnede.

Dermed reagerer varme- og ventilasjonsanlegg svært dårlig på for stort forbruk av nettvann. En økning i forbruket av nettvann for disse systemene med 50 % i forhold til beregnet verdi forårsaker således en økning i varmeforbruket med kun 10 %.

Punktet i fig. 3 med koordinater (1; 1) viser den beregnede, faktisk oppnåelige driftsmåten til varmeforsyningssystemet etter igangsetting. Under den faktisk oppnåelige driftsmåten menes en slik modus, som er preget av den eksisterende posisjonen til de strukturelle elementene i varmeforsyningssystemet, varmetap fra bygninger og strukturer og bestemt av det totale forbruket av nettverksvann ved utløpene til varmekilde, nødvendig for å gi en gitt varmebelastning med den eksisterende varmeforsyningsplanen.

Det skal også bemerkes at det økte forbruket av nettverksvann, på grunn av den begrensede kapasiteten til varmenett, fører til en reduksjon i tilgjengelig trykk ved forbrukerinntakene som er nødvendige for normal drift av varmeforbrukende utstyr. Det skal bemerkes at trykktapet i varmenettet bestemmes av en kvadratisk avhengighet av nettverkets vannstrøm:

Det vil si at med en økning i det faktiske forbruket av nettvann GF med 2 ganger i forhold til den beregnede verdien GP, ​​øker trykktapene i varmenettet med 4 ganger, noe som kan føre til uakseptabelt små tilgjengelige trykk ved forbrukernes termiske noder. og følgelig utilstrekkelig varmetilførsel til disse forbrukerne, noe som kan forårsake uautorisert utslipp av nettverksvann for å skape sirkulasjon (uautorisert brudd fra forbrukere på tilkoblingsordninger, etc.)

Videre utvikling av et slikt varmeforsyningssystem langs veien for å øke strømningshastigheten til kjølevæsken, vil for det første kreve utskifting av hodeseksjonene til varmerørledningene, tilleggsinstallasjon av nettverkspumpeenheter, en økning i produktiviteten til vann behandling osv., og for det andre fører det til en enda større økning i merkostnader - kostnaden for kompensasjon for strøm, etterfyllingsvann, varmetap.

Dermed virker det teknisk og økonomisk mer berettiget å utvikle et slikt system ved å forbedre kvalitetsindikatorene - øke temperaturen på kjølevæsken, trykkfall, øke temperaturforskjellen (varmefjerning), noe som er umulig uten en drastisk reduksjon i kjølevæskeforbruket ( sirkulasjon og etterfylling) i henholdsvis varmeforbrukssystemer og i hele varmesystemet.

Dermed er hovedtiltaket som kan foreslås for å optimalisere et slikt varmeforsyningssystem justeringen av det hydrauliske og termiske regimet til varmeforsyningssystemet. Den tekniske essensen av dette tiltaket er å etablere strømningsfordelingen i varmeforsyningssystemet basert på det beregnede (dvs. tilsvarende den tilkoblede varmebelastningen og den valgte temperaturplanen) nettverksvannforbruk for hvert varmeforbrukssystem. Dette oppnås ved å installere passende strupeanordninger (automatiske regulatorer, strupevaskere, heisdyser) ved inngangene til varmeforbrukssystemene, hvis beregning er basert på det beregnede trykkfallet ved hver inngang, som beregnes basert på hydraulikk- og termisk beregning av hele varmeforsyningssystemet.

Det skal bemerkes at opprettelsen av en normal driftsmodus for et slikt varmeforsyningssystem ikke bare er begrenset til å utføre justeringstiltak, det er også nødvendig å utføre arbeid for å optimalisere den hydrauliske modusen til varmeforsyningssystemet.

Regimejustering dekker hovedleddene i fjernvarmesystemet: en vannvarmeinstallasjon av en varmekilde, sentralvarmepunkter (hvis noen), et varmenett, kontroll- og distribusjonspunkter (hvis noen), individuelle varmepunkter og lokalt varmeforbruk systemer.

Igangkjøring starter med en inspeksjon av fjernvarmeanlegget. Innsamling og analyse av innledende data om de faktiske driftsformene til systemet for transport og distribusjon av varmeenergi, informasjon om den tekniske tilstanden til varmenettverk, graden av utstyr til varmekilden, varmenettverk og abonnenter med kommersiell og teknologisk måling instrumenter utføres. De anvendte modusene for varmeenergiforsyning analyseres, mulige defekter i design og installasjon identifiseres, informasjon velges for å analysere egenskapene til systemet. Analysen av operasjonell (statistisk) informasjon (ark med regnskap for kjølemiddelparametere, forsynings- og energiforbruk, faktiske hydrauliske og termiske moduser for varmenettverk) utføres med ulike verdier utelufttemperatur i basisperiodene, oppnådd i henhold til avlesningene til standard måleinstrumenter, samt en analyse av rapportene fra spesialiserte organisasjoner.

Parallelt utviklet designskjema termiske nettverk. En matematisk modell av varmeforsyningssystemet lages på grunnlag av ZuluThermo-beregningskomplekset, utviklet av Politerm (St. Petersburg), som er i stand til å simulere den faktiske termiske og hydrauliske driften av varmeforsyningssystemet.

Det skal påpekes at det er en ganske vanlig tilnærming, som består i å minimere de økonomiske kostnadene knyttet til utvikling av tiltak for å justere og optimalisere varmeforsyningssystemet, nemlig at kostnadene er begrenset til anskaffelse av en spesialisert programvarepakke.

"Fallgruven" i denne tilnærmingen er påliteligheten til de originale dataene. Den matematiske modellen av varmeforsyningssystemet, opprettet på grunnlag av upålitelige innledende data om egenskapene til hovedelementene i varmeforsyningssystemet, viser seg som regel å være utilstrekkelig for virkeligheten.

2.3 Energisparing i DH-anlegg

I I det siste det er kritiske merknader om fjernvarme basert på fjernvarme – felles produksjon av varme og elektrisitet. Som de største ulempene er det store varmetap i rørledninger under varmetransport, en reduksjon i kvaliteten på varmeforsyningen på grunn av manglende overholdelse av temperaturplanen og det nødvendige trykket fra forbrukerne. Det foreslås å bytte til desentralisert, autonom varmeforsyning fra automatiserte kjelehus, inkludert de som ligger på taket av bygninger, noe som rettferdiggjør dette med lavere kostnader og ikke behov for å legge varmerørledninger. Men samtidig er det som regel ikke tatt hensyn til at tilkoblingen av varmelasten til fyrrommet gjør det umulig å generere billig strøm til varmeforbruk. Derfor bør denne delen av den ikke-genererte elektrisiteten erstattes av produksjonen av kondensasjonssyklusen, hvis effektivitet er 2-2,5 ganger lavere enn oppvarmingssyklusen. Følgelig bør kostnaden for elektrisitet som forbrukes av bygningen, hvis varmeforsyning utføres fra kjelehuset, være høyere enn bygningen koblet til varmesystemet for varmeforsyning, og dette vil føre til en kraftig økning i driften. kostnader.

S. A. Chistovich på jubileumskonferansen "75 år med fjernvarme i Russland", som ble holdt i Moskva i november 1999, foreslo at boligkjelehus utfyller fjernvarme, og fungerer som toppvarmekilder, hvor de savnede gjennomstrømning nettverk tillater ikke høykvalitetsforsyning av varme til forbrukere. Samtidig bevares varmeforsyningen og kvaliteten på varmeforsyningen forbedres, men denne beslutningen oser av stagnasjon og håpløshet. Det er nødvendig at fjernvarmeforsyningen fullt ut utfører sine funksjoner. Fjernvarme har faktisk sine egne kraftige toppkjelehus, og det er åpenbart at et slikt kjelhus vil være mer økonomisk enn hundrevis av små, og hvis kapasiteten til nettverkene er utilstrekkelig, er det nødvendig å skifte nettverkene eller kutte av denne belastningen fra nettverkene slik at den ikke krenker kvaliteten på varmeforsyningen til andre forbrukere.

Stor suksess innen fjernvarme er oppnådd av Danmark, som til tross for lav konsentrasjon av varmelast per 1 m2 areal ligger foran oss når det gjelder fjernvarmedekning per innbygger. I Danmark føres det en særskilt statlig politikk for å foretrekke tilknytning til fjernvarme av nye varmeforbrukere. I Vest-Tyskland, for eksempel i Mannheim, er fjernvarme basert på fjernvarme i rask utvikling. I de østlige landene, hvor fjernvarme, med fokus på landet vårt, også ble mye brukt, til tross for avvisningen av panel boligbygging, fra sentralvarme i boligområder som viste seg å være ineffektive i en markedsøkonomi og vestlig livsstil, fortsetter området med fjernvarme basert på fjernvarme å utvikle seg som det mest miljøvennlige og økonomisk lønnsomme.

Alt det ovennevnte indikerer at vi på det nye stadiet ikke må miste våre ledende posisjoner innen fjernvarme, og for dette er det nødvendig å modernisere fjernvarmesystemet for å øke dets attraktivitet og effektivitet.

Alle fordelene med felles produksjon av varme og elektrisitet ble tilskrevet elektrisitet, fjernvarme ble finansiert etter restprinsippet - noen ganger var kraftvarmeverket allerede bygget, men varmenettene var ennå ikke tatt opp. Som et resultat ble det opprettet varmerørledninger av lav kvalitet med dårlig isolasjon og ineffektiv drenering, tilkobling av varmeforbrukere til varmenett ble utført uten automatisk regulering belastning, i beste fall, med bruk av hydrauliske regulatorer for å stabilisere kjølevæskestrømmen av svært dårlig kvalitet.

Dette tvang tilførsel av varme fra kilden i henhold til metoden for sentral kvalitetskontroll (ved å endre temperaturen på varmebæreren avhengig av utetemperatur i henhold til en enkelt tidsplan for alle forbrukere med konstant sirkulasjon i nettverkene), noe som førte til et betydelig overforbruk av varme fra forbrukerne på grunn av forskjeller i driftsmodus og umuligheten av felles drift av flere varmekilder på et enkelt nettverk for gjensidig redundans . Fraværet eller ineffektiviteten av driften av kontrollenheter ved tilkoblingspunktene for forbrukere til varmenettverk forårsaket også overløp av kjølevæskens volum. Dette førte til en økning i returvannstemperaturen i en slik grad at det var fare for svikt i stasjonens sirkulasjonspumper, og dette tvang til reduksjon av varmetilførselen ved kilden, og brøt med temperaturplanen selv under forhold med tilstrekkelig kraft.

I motsetning til oss, i Danmark, for eksempel, er alle fordelene ved fjernvarme de første 12 årene gitt på siden av termisk energi, og deretter deles de i to med elektrisk energi. Som et resultat var Danmark det første landet som produserte preisolerte rør for kanalløs installasjon med et hermetisk dekklag og automatisk system lekkasjedeteksjon, som dramatisk reduserte varmetapet under transporten. I Danmark ble det for første gang oppfunnet stillegående, støtteløse «våtløpende» sirkulasjonspumper, varmemåleapparater og effektive systemer for autoregulering av varmebelastningen, som gjorde det mulig å bygge automatiserte individuelle varmepunkter (ITP) direkte i bygningene til forbrukere med automatisk kontroll av tilførsel og måling av varme på steder der den brukes.

Total automatisering av alle varmeforbrukere gjorde det mulig: å forlate den kvalitative metoden for sentral regulering ved varmekilden, noe som forårsaker uønskede temperatursvingninger i rørledningene til varmenettet; reduser de maksimale vanntemperaturparametrene til 110-1200C; sikre muligheten for drift av flere varmekilder, inkludert avfallsforbrenningsovner, på ett enkelt nettverk med mest mulig effektiv bruk av hver.

Temperaturen på vannet i tilførselsrørledningen til varmenett varierer avhengig av nivået på den etablerte utetemperaturen i tre trinn: 120-100-80°C eller 100-85-70°C (det er en tendens til en enda større reduksjon i denne temperaturen). Og inne i hvert trinn, avhengig av endringen i belastningen eller avviket fra utetemperaturen, endres strømningshastigheten til kjølevæsken som sirkulerer i varmenettverket i henhold til signalet til den faste verdien av trykkforskjellen mellom tilførsels- og returrørledningene - hvis trykkforskjellen faller under den angitte verdien, slår stasjonene på etterfølgende varmegenerering og pumpeenheter. Varmeforsyningsselskaper garanterer hver forbruker et spesifisert minimumsnivå for trykkfall i forsyningsnettene.

Forbrukerne kobles sammen gjennom varmevekslere, og etter vår mening benyttes et for stort antall koblingstrinn, noe som tilsynelatende er forårsaket av grensene for eiendomsrett. Dermed ble følgende tilkoblingsskjema demonstrert: til hovednettverkene med designparametere på 125 ° C, som administreres av energiprodusenten, gjennom en varmeveksler, hvoretter temperaturen på vannet i tilførselsrørledningen synker til 120 ° C , kobles distribusjonsnett, som er i kommunalt eie.

Nivået for vedlikehold av denne temperaturen er satt av en elektronisk regulator som virker på en ventil installert på returrørledningen til primærkretsen. I sekundærkretsen sirkuleres kjølevæsken av pumper. Tilkobling til disse distribusjonsnettverkene for lokale varme- og varmtvannsforsyningssystemer for individuelle bygninger utføres gjennom uavhengige varmevekslere installert i kjellerne til disse bygningene med et komplett utvalg av varmekontroll- og måleenheter. Dessuten utføres reguleringen av temperaturen på vannet som sirkulerer i det lokale varmesystemet i henhold til tidsplanen, avhengig av endringen i temperaturen på uteluften. Under designforhold Maksimal temperatur vann når 95°C, nylig har det vært en tendens til å synke til 75-70°C, den maksimale verdien av returvanntemperaturen er henholdsvis 70 og 50°C.

Tilkoblingen av varmepunkter til individuelle bygninger utføres i henhold til standardskjemaer med parallellkobling av en varmtvannstank eller i henhold til en totrinns ordning ved bruk av potensialet til varmebæreren fra returrørledningen etter varmevannsberederen ved bruk av høy -hastighets varmtvannsvarmevekslere, samtidig som det er mulig å bruke varmtvannstrykklagertank med pumpe for tanklading. I varmekretsen brukes trykkbeholdere for å samle vann når det utvider seg fra oppvarming. membrantanker, vi har mer bruk for atmosfæriske ekspansjonstanker installert i topppunkt systemer.

For å stabilisere driften av kontrollventiler ved innløpet til varmepunktet, installerer de vanligvis hydraulisk regulator konstant trykkfall. Og for å bringe til optimal modus drift av varmeanlegg med pumpesirkulasjon og lette fordelingen av kjølevæsken over stigerørene i systemet - en "partnerventil" i form av en balanseventil, som gjør det mulig, i henhold til trykktapet målt på den, å stille inn riktig strømningshastighet til den sirkulerende kjølevæsken.

I Danmark betaler de ikke spesiell oppmerksomhet for å øke den beregnede strømningshastigheten til varmebæreren til varmepunktet når vannoppvarming er slått på for husbehov. I Tyskland er det forbudt ved lov å ta hensyn til belastningen på varmtvannsforsyningen ved valg av varmekraft, og ved automatisering av varmepunkter er det akseptert at når varmtvannsberederen slås på og når lagertanken er fylt, pumper som sirkulerer i varmesystemet er slått av, dvs. varmetilførselen til oppvarmingen.

I vårt land er det også lagt stor vekt på å forhindre en økning i kraften til varmekilden og den estimerte strømningshastigheten til varmebæreren som sirkulerer i varmenettet i løpet av timene med maksimal varmtvannsforsyning. Men løsningen som er tatt i bruk i Tyskland for dette formålet kan ikke brukes under våre forhold, siden vi har et mye høyere belastningsforhold for varmtvannsforsyning og oppvarming, på grunn av det store absolutte forbruket av husholdningsvann og den høyere befolkningstettheten.

Derfor, ved automatisering av varmepunktene til forbrukere, brukes begrensningen av maksimal vannstrøm fra varmenettet når den angitte verdien overskrides, bestemt basert på gjennomsnittlig timebelastning av varmtvannsforsyningen. Ved oppvarming av boligområder gjøres dette ved å stenge ventilen til varmeforsyningsregulatoren for oppvarming i timene med maksimalt vannforbruk. Ved å sette varmeregulatoren til en viss overestimering av den opprettholdte varmebærertemperaturgrafen, som oppstår når det maksimale vannskillet passeres, kompenseres underoppvarmingen i varmesystemet i perioder med nedgang under gjennomsnittet (innenfor sette flyt vann fra varmenettet - relatert regulering).

Vannstrømsføleren, som er et signal for begrensning, er en vannmengdemåler inkludert i varmemålersettet installert ved varmenettinntaket til sentralvarmestasjon eller ITP. Differansetrykkregulatoren ved innløpet kan ikke tjene som en strømningsbegrenser, siden den gir et gitt differensialtrykk under forhold med full åpning av ventilene til varme- og installert parallelt.

For å øke effektiviteten av felles generering av varme og elektrisitet og utjevne det maksimale energiforbruket i Danmark, er varmeakkumulatorer, som er installert ved kilden, mye brukt. Den nedre delen av akkumulatoren er koblet til returrørledningen til varmenettet, den øvre delen er koblet til tilførselsrørledningen gjennom en bevegelig diffusor. Ved reduksjon i sirkulasjonen i distribusjonsvarmenettene lades tanken. Med en økning i sirkulasjonen kommer overflødig kjølevæskestrøm fra returrørledningen inn i tanken, og varmt vann presses ut av den. Behovet for varmeakkumulatorer øker i kraftvarmeverk med mottrykksturbiner, hvor forholdet mellom generert elektrisk og termisk energi er fast.

Hvis den beregnede temperaturen på vannet som sirkulerer i varmenettverk er under 100 ° C, brukes lagertanker atmosfærisk type, ved en høyere designtemperatur skapes trykk i tankene for å sikre at varmt vann ikke koker.

Installasjon av termostater sammen med varmestrømmålere for hver varmeenhet fører imidlertid til en nesten dobbel økning i kostnadene for varmesystemet, og i et enkeltrørsskjema øker i tillegg den nødvendige varmeoverflaten til enhetene til 15 % og det er en betydelig gjenværende varmeoverføring av enheter i termostatens lukkede posisjon, noe som reduserer effektiviteten til autoregulering. Derfor er et alternativ til slike systemer, spesielt i lavkost kommunalt bygg, fasadeautomatiske varmestyringssystemer - for utvidede bygninger og sentrale med korrigering av temperaturgrafen i henhold til lufttemperaturens avvik i samlekanalene. avtrekksventilasjon fra kjøkkenet til leiligheter - for punktbygninger eller bygninger med en kompleks konfigurasjon.

Det må imidlertid tas i betraktning at ved rekonstruksjon av eksisterende boligbygg, er det nødvendig å gå inn i hver leilighet med sveising for å installere termostater. Samtidig, når du organiserer fasadeautoregulering, er det nok å kutte hoppere mellom fasadegrener av seksjonsvarmesystemer i kjelleren og på loftet, og for 9-etasjers ikke-loftsbygg med massekonstruksjon på 60-70-tallet - bare i kjelleren.

Det skal bemerkes at nybygging per år ikke overstiger 1-2 % av eksisterende boligmasse. Dette viser viktigheten av gjenoppbygging. eksisterende bygninger for å redusere oppvarmingskostnadene. Det er imidlertid umulig å automatisere alle bygninger samtidig, og under forhold hvor flere bygninger er automatiserte oppnås ikke reelle besparelser, siden varmebæreren som er lagret ved automatiserte anlegg omfordeles mellom ikke-automatiserte. Ovennevnte bekrefter nok en gang at det er nødvendig å bygge PDC ved eksisterende varmenettverk i et raskere tempo, siden det er mye lettere å automatisere alle bygningene som mates fra en PDC enn fra CHP, og andre allerede opprettede PDCer vil ikke slippe en overflødig mengde kjølevæske inn i distribusjonsnettverket.

Alt det ovennevnte utelukker ikke muligheten for å koble individuelle bygninger til kjelehus med en passende mulighetsstudie med en økning i tariffen for forbrukt elektrisitet (for eksempel når legging eller omlegging av et stort antall nettverk er nødvendig). Men i forholdene til det eksisterende systemet med fjernvarme fra kraftvarme bør dette ha en lokal karakter. Muligheten for å bruke varmepumper, overføre deler av lasten til CCGT og GTU er ikke utelukket, men gitt dagens prissammenheng for drivstoff og energibærere er ikke dette alltid lønnsomt.

Varmeforsyning av boligbygg og mikrodistrikter i vårt land utføres som regel gjennom gruppevarmepunkter (CHP), hvoretter individuelle bygninger forsynes gjennom uavhengige rørledninger med varmtvann til oppvarming og til husbehov med tappevann oppvarmet i varme vekslere installert i CHP. Noen ganger forlater opptil 8 varmerørledninger sentralvarmesentralen (med et 2-soners varmtvannsforsyningssystem og en betydelig ventilasjonsbelastning), og selv om galvaniserte varmtvannsrørledninger brukes, er de på grunn av mangelen på kjemisk vannbehandling utsatt for intense korrosjon og etter 3-5 års drift på dem vises fistler.

For tiden, i forbindelse med privatisering av bolig- og servicebedrifter, samt med økningen i kostnadene for energibærere, er overgangen fra gruppevarmepunkter til individuelle (ITP) lokalisert i en oppvarmet bygning relevant. Dette gjør det mulig å bruke et mer effektivt system med fasadeautomatisk varmestyring for lange bygninger eller et sentralsystem med korreksjon for den indre lufttemperaturen i punktbygninger, det gjør det mulig å forlate varmtvannsdistribusjonsnettverk, redusere varmetap under transport og strømforbruk for pumping av varmtvann til husholdningsbruk. Dessuten er det hensiktsmessig å gjøre dette ikke bare i nybygg, men også ved rekonstruksjon av eksisterende bygninger. Det er slik erfaring i de østlige landene i Tyskland, hvor sentralvarmestasjoner ble bygget på samme måte som vi gjorde, men nå er de bare igjen som pumpevannpumpestasjoner (om nødvendig), og varmevekslerutstyr, sammen med sirkulasjonspumper , kontroll- og regnskapsenheter, overføres til ITP for bygninger . Kvartalsnettverk legges ikke, varmtvannsledninger blir liggende i bakken, og varmeledninger, som mer holdbare, brukes til å levere overopphetet vann til bygninger.

For å forbedre administrasjonen av varmenettverk, som et stort antall IHS vil være koblet til, og for å sikre muligheten for redundans i automatisk modus, er det nødvendig å gå tilbake til enheten for kontroll- og distribusjonspunkter (CDP) på koblingspunkter for distribusjonsnett til de viktigste. Hver KRP er koblet til hovednettet på begge sider av seksjonsventilene og betjener forbrukere med en termisk belastning på 50-100 MW. Bytte elektriske portventiler ved innløpet, trykkregulatorer, sirkulasjons-blandingspumper, en temperaturregulator, en sikkerhetsventil, måleenheter for varme- og kjølevæskeforbruk, kontroll- og telemekaniske enheter er installert i KRP.

Automatiseringskretsen til KRP sørger for at trykket holdes på et konstant minimumsnivå i returledningen; opprettholde et konstant forutbestemt trykkfall i distribusjonsnettverket; reduksjon og vedlikehold av vanntemperatur i tilførselsledningen til distribusjonsnettet i henhold til en gitt tidsplan. Som et resultat, i backup-modus, er det mulig å levere en redusert mengde sirkulerende vann med forhøyet temperatur uten å forstyrre temperatur og hydrauliske regimer i distribusjonsnett.

KRP bør plasseres i bakkepaviljonger, de kan blokkeres med vannpumpestasjoner (dette vil i de fleste tilfeller tillate å nekte å installere høytrykkspumper og dermed mer støyende pumper i bygninger), og kan tjene som grensen for balanseeierskapet av den varmeavgivende organisasjonen og den varmefordelende (neste grense mellom den varmefordelende og bygningens vegg vil være den varmebrukende organisasjonen). Videre bør KRP være under jurisdiksjonen til den varmeproduserende organisasjonen, siden de tjener til å kontrollere og reservere hovednettverkene og gi muligheten til å betjene flere varmekilder for disse nettverkene, med hensyn til vedlikehold av kjølemiddelparametrene spesifisert av den varmedistribuerende organisasjonen ved utløpet til KRP.

Riktig bruk av kjølevæsken fra varmeforbrukeren sikres ved bruk av effektive styringsautomatiseringssystemer. Nå er det et stort antall datasystemer som kan utføre en hvilken som helst kompleksitet av kontrolloppgaver, men teknologiske oppgaver og kretsløsninger for tilkobling av varmeforbrukssystemer er fortsatt avgjørende.

Nylig begynte de å bygge vannvarmesystemer med termostater, som utfører individuell automatisk kontroll av varmeoverføringen av varmeenheter i henhold til lufttemperaturen i rommet der enheten er installert. Slike systemer er mye brukt i utlandet, med tillegg av obligatorisk måling av mengden varme som brukes av enheten som andel av det totale varmeforbruket til bygningens varmesystem.

I vårt land, i massekonstruksjon, begynte slike systemer å bli brukt for heistilkobling til varmenettverk. Men heisen er utformet på en slik måte at den, med en konstant dysediameter og det samme tilgjengelige trykket, passerer en konstant strømningshastighet av kjølevæsken gjennom dysen, uavhengig av endringen i strømningshastigheten til vannet som sirkulerer i varmesystemet . Som et resultat, i 2-rørs varmesystemer, der termostater, når de er lukket, fører til en reduksjon i strømningshastigheten til kjølevæsken som sirkulerer i systemet, når den er koblet til en heis, vil vanntemperaturen i tilførselsrøret øke, og deretter i motsatt retning, noe som vil føre til en økning i varmeoverføringen fra den uregulerte delen av systemet (stigerør) og til underutnyttelse av kjølevæsken.

I et ettrørs varmesystem med permanente lukkeseksjoner, når termostatene er lukket, slippes varmtvann inn i stigerøret uten kjøling, noe som også fører til en økning i vanntemperaturen i returledningen og på grunn av det konstante blandingsforholdet i heisen, til en økning i vanntemperaturen i tilførselsledningen, og derfor til samme konsekvenser som i et 2-rørssystem. Derfor, i slike systemer, er det obligatorisk å automatisk kontrollere temperaturen på vannet i tilførselsrørledningen i henhold til tidsplanen, avhengig av endringer i utelufttemperaturen. Slik regulering er mulig ved å endre kretsdesignet for å koble varmesystemet til varmenettet: erstatte en konvensjonell heis med en justerbar, ved å bruke pumpeblanding med en reguleringsventil, eller ved å koble den gjennom en varmeveksler med pumpesirkulasjon og en reguleringsventil på nettvann foran varmeveksleren. [

3 DESENTRALISERT OPPVARMING

3.1 Utviklingsutsikter desentralisert varmeforsyning

Tidligere beslutninger om å stenge små kjelehus (under påskudd av deres lave effektivitet, tekniske og miljømessige farer) ble i dag til oversentralisering av varmeforsyningen, når varmtvann passerer fra CHPP til forbrukeren, en bane på 25-30 km, når varmekilden er slått av på grunn av manglende betalinger eller nødsituasjon fører til frysing av byer med en million innbyggere.

De fleste av de industrialiserte landene gikk den andre veien: de forbedret det varmegenererende utstyret ved å øke nivået på dets sikkerhet og automatisering, effektiviteten til gassbrennere, sanitære og hygieniske, miljømessige, ergonomiske og estetiske indikatorer; opprettet et omfattende energiregnskapssystem for alle forbrukere; brakte det regulatoriske og tekniske grunnlaget i tråd med kravene til hensiktsmessighet og bekvemmelighet for forbrukeren; optimalisert nivået av varmeforsyningsentralisering; byttet til den utbredte introduksjonen av alternative termiske energikilder. Resultatet av dette arbeidet var reell energisparing på alle områder av økonomien, inkludert boliger og kommunale tjenester.

En gradvis økning i andelen desentralisert varmeforsyning, maksimal nærhet til varmekilden til forbrukeren, regnskap fra forbrukeren av alle typer energiressurser vil ikke bare skape mer komfortable forhold for forbrukeren, men også sikre reelle besparelser gassdrivstoff.

Et moderne desentralisert varmeforsyningssystem er et komplekst sett med funksjonelt sammenkoblet utstyr, inkludert et autonomt varmegenererende anlegg og bygningstekniske systemer (varmtvannsforsyning, varme- og ventilasjonssystemer). Hovedelementene i leilighetsvarmesystemet, som er en type desentralisert varmeforsyning, der hver leilighet i en bygård er utstyrt med et autonomt system for å gi varme og varmt vann, er en varmekjele, varmeapparater, luftforsyning og systemer for fjerning av forbrenningsprodukter. Kablingen utføres ved hjelp av et stålrør eller moderne varmeledende systemer - plast eller metall-plast.

Tradisjonelt for vårt land er systemet med sentralisert varmeforsyning gjennom termiske kraftverk og hovedvarmerørledninger kjent og har en rekke fordeler. Men i sammenheng med overgangen til nye økonomiske mekanismer, den velkjente økonomiske ustabiliteten og svakheten i interregionale, interdepartementale relasjoner, blir mange av fordelene med fjernvarmesystemet til ulemper.

Den viktigste er lengden på varmenettet. Gjennomsnittlig prosentandel av slitasje er beregnet til 60-70 %. Den spesifikke skaderaten for varmerørledninger har nå økt til 200 registrerte skader per år per 100 km varmenett. I følge en nødvurdering krever minst 15 % av varmenettene akutt utskifting. I tillegg til dette, i løpet av de siste 10 årene, som følge av underfinansiering, har bransjens hovedfond praktisk talt ikke blitt oppdatert. Som et resultat nådde tap av varmeenergi under produksjon, transport og forbruk 70 %, noe som førte til varmeforsyning av lav kvalitet til høye kostnader.

Organisasjonsstrukturen for samhandling mellom forbrukere og varmeforsyningsselskaper oppmuntrer ikke sistnevnte til å spare energiressurser. Systemet med tariffer og subsidier gjenspeiler ikke de reelle kostnadene ved varmeforsyning.

Generelt antyder den kritiske situasjonen industrien har befunnet seg i at det i nær fremtid vil oppstå en storskala krisesituasjon innen varmeforsyning, hvis løsning vil kreve enorme økonomiske investeringer.

presserende spørsmål– rimelig desentralisering av varmeforsyning, leilighetsvarmeforsyning. Desentralisering av varmeforsyning (DT) er den mest radikale, effektive og billige måten å eliminere mange mangler. Rimelig bruk av diesel i kombinasjon med energibesparende tiltak ved bygging og ombygging av bygninger vil gi større energibesparelser i Ukraina. I de nåværende vanskelige forholdene er den eneste utveien opprettelsen og utviklingen av et dieseldrivstoffsystem gjennom bruk av autonome varmekilder.

Leilighetsoppvarming er en autonom tilførsel av varme og varmtvann individuelle hjem eller en egen leilighet i høyhus. Hovedelementene i slike autonome systemer er: varmegeneratorer - varmeapparater, rørledninger for oppvarming og varmtvannsforsyning, drivstoffforsyning, luft- og røykeksosanlegg.

De objektive forutsetningene for innføring av autonome (desentraliserte) varmeforsyningssystemer er:

fraværet i noen tilfeller av ledig kapasitet ved sentraliserte kilder;

fortetting av utbygging av byområder med boligobjekter;

i tillegg faller en betydelig del av utbyggingen på områder med uutviklet teknisk infrastruktur;

lavere kapitalinvestering og mulighet for trinnvis dekning av termiske belastninger;

evnen til å opprettholde komfortable forhold i leiligheten etter egen vilje, som igjen er mer attraktiv sammenlignet med leiligheter med sentralisert varmeforsyning, hvor temperaturen avhenger av direktivbeslutningen om begynnelsen og slutten av oppvarmingsperioden;

utseende på markedet av et stort antall ulike modifikasjoner av innenlandske og importerte (utenlandske) varmegeneratorer med lav effekt.

I dag er modulære kjeleanlegg utviklet og blir masseprodusert, designet for å organisere autonom diesel. Det blokk-modulære konstruksjonsprinsippet gir muligheten for enkel konstruksjon av et kjelehus med nødvendig kraft. Fraværet av behovet for å legge varmeledninger og bygge et kjelehus reduserer kostnadene for kommunikasjon og kan øke tempoet i nybygging betydelig. I tillegg gjør dette det mulig å bruke slike kjelehus for rask varmeforsyning i nød- og nødsituasjoner i fyringssesongen.

Block fyrrom er et fullt funksjonelt ferdig produkt, utstyrt med all nødvendig automatisering og sikkerhetsinnretninger. Automatiseringsnivået sikrer jevn drift av alt utstyr uten konstant tilstedeværelse av en operatør.

Automatisering overvåker objektets behov for varme, avhengig av værforhold og regulerer uavhengig driften av alle systemer for å sikre de spesifiserte modusene. Dette oppnår bedre samsvar med termisk tidsplan og ytterligere drivstoffbesparelser. Ved nødsituasjoner, gasslekkasjer, stopper sikkerhetssystemet automatisk gasstilførselen og forhindrer muligheten for ulykker.

Mange bedrifter, etter å ha orientert seg etter dagens forhold og etter å ha beregnet de økonomiske fordelene, beveger seg bort fra sentralisert varmeforsyning, fra fjerntliggende og energikrevende kjelehus.

Fordelene med desentralisert varmeforsyning er:

ikke behov for jordtildelinger for oppvarmingsnettverk og kjelehus;

reduksjon av varmetap på grunn av fravær av eksterne varmenettverk, reduksjon av vanntap i nettverk, reduksjon av vannbehandlingskostnader;

en betydelig reduksjon i kostnadene for reparasjon og vedlikehold av utstyr;

full automatisering av forbruksmoduser.

Hvis vi tar hensyn til mangelen på autonom oppvarming fra små fyrhus og relativt lave skorsteiner og i forbindelse med dette miljøskader, så reduserer en betydelig reduksjon i gassforbruket knyttet til demontering av det gamle fyrhuset også utslippene med 7 ganger !

Med alle fordelene har desentralisert varmeforsyning også negative sider. I små kjelehus, inkludert "tak", er høyden på skorsteinene som regel mye lavere enn i store, på grunn av at spredningsforholdene forverres kraftig. I tillegg ligger små kjelehus som regel i nærheten av boligområdet.

Innføring av programmer for desentralisering av varmekilder gjør det mulig å halvere behovet for naturgass og flere ganger redusere kostnadene for varmeforsyning til sluttforbrukere. Prinsippene for energisparing, innlemmet i det nåværende systemet for varmeforsyning til ukrainske byer, stimulerer fremveksten av nye teknologier og tilnærminger som fullt ut kan løse dette problemet, og økonomisk effektivitet DT gjør dette området svært attraktivt for investeringer.

Bruken av et leilighetsvarmesystem for fleretasjes boligbygg gjør det mulig å eliminere varmetap i varmenettverk og under distribusjon mellom forbrukere, og redusere tapene ved kilden betydelig. Det vil tillate organisering av individuell regnskap og regulering av varmeforbruk avhengig av økonomiske muligheter og fysiologiske behov. Oppvarming av leiligheter vil føre til en reduksjon i engangsinvesteringer og driftskostnader, og sparer også energi og råvarer for generering av termisk energi og fører som et resultat til en reduksjon i belastningen på miljøsituasjonen.

Leilighetsvarmesystemet er en økonomisk, energimessig, miljøeffektiv løsning på spørsmålet om varmeforsyning for bygninger i flere etasjer. Og likevel er det nødvendig å gjennomføre en omfattende analyse av effektiviteten av bruken av et bestemt varmeforsyningssystem, under hensyntagen til mange faktorer.

Dermed tillater analysen av komponentene i tap i autonom varmeforsyning:

1) for eksisterende boligmasse, øke for varmeforsyning til 0,67 mot 0,3 for fjernvarme;

2) for nykonstruksjon, bare ved å øke den termiske motstanden til omsluttende strukturer, øke energieffektiviteten til varmeforsyningen til 0,77 mot 0,45 for sentralisert varmeforsyning;

3) ved bruk av hele spekteret av energisparende teknologier, øke koeffisienten til 0,85 mot 0,66 med fjernvarme.

3.2 Energieffektive løsninger for diesel

Med autonom varmeforsyning kan nye tekniske og teknologiske løsninger brukes til å fullstendig eliminere eller betydelig redusere alle uproduktive tap i kjeden av generering, transport, distribusjon og forbruk av varme, og ikke bare ved å bygge et minifyrhus, men ved å mulighet for å bruke nye energisparende og effektive teknologier, som for eksempel:

1) overgang til fundamentalt nytt system kvantitativ regulering av generering og tilførsel av varme ved kilden;

2) effektiv bruk av frekvensstyrt elektrisk drift på alle pumpeenheter;

3) å redusere lengden på sirkulerende varmenettverk og redusere deres diameter;

4) avslag på å bygge sentralvarmepunkter;

5) overgang til et fundamentalt nytt opplegg med individuelle varmepunkter med kvantitativ og kvalitativ regulering avhengig av gjeldende utetemperatur ved bruk av flerhastighets blandepumper og treveis regulatorventiler;

6) installasjon av en "flytende" hydraulisk modus av varmenettverket og en fullstendig avvisning av hydraulisk balansering av forbrukere koblet til nettverket;

7) installasjon av regulerende termostater på leilighetsvarmeapparater;

8) leilighet kabling av varmeanlegg med installasjon individuelle tellere varmeforbruk;

9) automatisk vedlikehold av konstant trykk på varmtvannsforsyningsenheter for forbrukere.

Implementeringen av disse teknologiene gjør det først og fremst mulig å minimere alle tap og skaper forhold for sammenfallende moduser for mengden generert og forbrukt varme i tide.

3.3 Fordeler med desentral oppvarming

Hvis vi sporer hele kjeden: kilde-transport-distribusjon-forbruker, kan vi merke oss følgende:

1 Varmekilde - betydelig redusert varmeavledning tomt, kostnaden for konstruksjonsdelen reduseres (ingen fundament er nødvendig for utstyret). Den installerte kraften til kilden kan velges nesten lik den forbrukte, mens det er mulig å ignorere belastningen på varmtvannsforsyningen, siden den i løpet av de maksimale timene kompenseres av lagringskapasiteten til forbrukerens bygning. I dag er det et reservat. Forenkler og reduserer kostnadene for kontrollordningen. Varmetap er ekskludert på grunn av misforholdet mellom produksjons- og forbruksmåtene, hvis korrespondanse etableres automatisk. I praksis gjenstår kun tapene knyttet til kjelens effektivitet. Dermed er det ved kilden mulig å redusere tapene med mer enn 3 ganger.

2 Varmenettverk - lengden reduseres, diametrene reduseres, nettet blir mer vedlikeholdbart. Konstant temperaturregimeøker korrosjonsmotstanden til rørmaterialet. Mengden sirkulerende vann reduseres, tapene med lekkasjer. Eliminerer behovet for bygging kompleks ordning vannbehandling. Det er ikke nødvendig å opprettholde et garantert differensialtrykk før du går inn i forbrukeren, og i denne forbindelse er det ikke nødvendig å ta tiltak for hydraulisk balansering av varmenettverket, siden disse parametrene stilles inn automatisk. Eksperter forestiller seg hvilket vanskelig problem det er - å årlig utføre hydrauliske beregninger og arbeide med hydraulisk balansering av et omfattende varmenettverk. Dermed reduseres tap i varmenett med nesten en størrelsesorden, og ved et takfyrhus for én forbruker eksisterer ikke disse tapene i det hele tatt.

3 Distribusjonssystemer for TsTP og ITP. Obligatorisk

Varmeforsyningssystemer for store boligområder, byer, tettsteder og industrier. bedrifter. Deres varmekilder er termiske kraftverk eller store kjelehus med høy effektivitet, som transporterer og distribuerer kjølevæsken gjennom varmenettverk med en lengde på 10-15 km, med en maksimal rørdiameter på 1000-1400 mm, som sikrer tilførsel av kjølevæske til forbrukere i de nødvendige mengder og med de nødvendige parameterne. Kapasiteten til CHP er 1000-3000 MW, kjelehus 100-500 MW. Store fjernvarmeanlegg har flere. varmekilder, kommunikasjon backup oppvarming strømnettet, gir manøvrerbarhet og pålitelighet av deres drift. Det sentraliserte varmeforsyningssystemet inkluderer også varmeforsyningssystemene til bygninger knyttet til det av et enkelt hydraulisk system. og termiske forhold og et felles kontrollsystem. Men på grunn av variasjonen av tekniske løsninger for varmeforsyning av bygninger, er de delt inn i uavhengige. tech. system, kalt varmesystem. Derfor har C.st. starter med varmekilde og avsluttes med abonnentinngang til bygget.

Sentraliserte varmesystemer er vann og damp. Hoved Fordelen med vann som varmebærer ligger i et mye lavere energiforbruk for å transportere en enhet varme i form av varmtvann enn i form av damp, noe som skyldes høyere tetthet av vann. Å redusere energiforbruket gjør det mulig å transportere vann til lange avstander uten skapninger, tap av energi. potensiell. I store systemer synker vanntemperaturen med ca. 1° på en bane på 1 km, mens damptrykket (dets energipotensial) i samme avstand med ca. 0,1-0,15 MPa, som tilsvarer 5-10°C. Derfor er damptrykket i turbinutløpene til vannsystemer lavere enn i dampsystemer, noe som fører til en reduksjon i drivstofforbruket ved CHP. Andre fordeler med vannsystemer inkluderer muligheten for sentral styring av tilførselen av varme til forbrukerne ved å endre temperaturen på kjølevæsken og enklere drift av systemet (ingen dampfeller, kondensatledninger, kondensatpumper).

Fordelene med damp inkluderer muligheten for å tilfredsstille både oppvarming og teknologi. belastninger, samt liten hydrostatisk. press. Tatt i betraktning fordelene og ulempene med varmebærere, brukes vannsystemer til å levere varme til boligområder, samfunn og kommuner, bygninger, bedrifter som bruker varmt vann, og dampsystemer brukes til industrielle applikasjoner. forbrukere, Krim trenger vanndamp. Vann C.st. - hoved systemer som gir varmeforsyning til byer. Sentralisering av byvarmeforsyning er 70-80%. I store byer med overveiende moderne bygninger er bruksnivået av termiske kraftverk som varmekilder for boliger og fellestjenester. sektor når 50-60%.

I varmesentralen dampsystemer med høye parametere (trykk 13, 24 MPa, temperatur 565 ° C), produsert i energien. kjeler, mates inn i turbiner, der den, når den passerer gjennom bladene, gir fra seg deler av energien for å generere elektrisitet. Hoved en del av dampen passerer gjennom valgene og kommer inn i varmesentralen. varmevekslere, der den varmer varmebæreren til varmeforsyningssystemet. At. Kraftvarmeanlegg bruker høypotensial varme til å generere elektrisitet, mens lavpotensial varme brukes til å levere varme. Kombiner-grøft. Generering av varme og elektrisitet sikrer høy drivstoffeffektivitet og reduserer drivstofforbruket.

I de fleste fjernvarmeanlegg antas maksimal varmtvannstemperatur å være 150°C. Damptemperatur i varmesentralen turbinprøvetaking ikke overstiger 127°C. Følgelig ved lav temp-pax uteluft i varmesentralen. varmevekslere kan ikke varme opp vann til ønsket nivå. Til dette brukes peak-kjeler, som kun opererer ved lave utetemperaturer, dvs. fjern topplasten. Fordi varmer, belastningen endres med en endring i utetemperaturen, og mengden damp som tas fra turbinen for varmeforsyning endres også. Ubrukt damp passerer gjennom sylindrene lavtrykk turbin, avgir sin energi og går inn i kondensatoren, hvor det opprettholdes et vakuum (trykk 0,004-0,006 MPa), som tilsvarer lave kondenseringstemperaturer på 30-35 ° C, og kjølevannet har en enda lavere temperatur, derfor er det brukes ikke til varmeforsyning. Dermed blir bare en del av dampen som går gjennom turbinuttakene brukt til varmetilførsel, noe som reduserer besparelser. varmeeffekt. Drivstofforbruket til produksjon av elektrisitet og varme til varmeforsyning reduseres imidlertid med ca. 1/4-1/3 i gjennomsnitt per år. Økonomisk effekten er også gitt ved bruk av store distriktskjeleanlegg (termiske anlegg) med høy effektivitet som varmekilder,

Kjølevæsken fra varmekilder transporteres og distribueres blant forbrukerne gjennom utviklet varmenettverk. Som et resultat dekker termiske nettverk alle fjell, territorier, og deres konstruksjon forårsaker den største byutviklingen. og utnyttelse vanskeligheter. Under drift er de utsatt for korrosjon og ødeleggelse. Utilsiktet skade fører til svikt i varmeforsyningen, sosiale og økonomiske skader. Som et resultat blir varmenettverk, som er hovedelementet i store varmeforsyningssystemer, også den svakeste delen av dem, noe som reduserer besparelser. effekten av sentraliseringen av varmeforsyningen, begrenser maks effekt til systemene. Avhengig av metoden for tilberedning av varmt vann C.S.T. delt inn i lukket og åpent. I et lukket system brukes vannet som sirkulerer i det kun som varmebærer. Vann varmes opp ved en varmekilde, bærer sin entalpi til forbrukerne og gir den til oppvarming, ventilasjon og varmtvannsforsyning. Vann til varmtvannsforsyning ble hentet fra fjellet. vannrør og varmes opp i overflatevarmevekslere av en sirkulerende kjølevæske til ønsket temperatur. Systemet er stengt i forhold til atm. luft. I åpne systemer tas varmtvann, som brukes av forbrukeren, fra varmenettet. Følgelig brukes varmt vann i systemet ikke bare som varmebærer, men også direkte som vann. Derfor er varmeforsyningssystemet delvis sirkulerende og delvis direktestrøm. Varmtvann tilberedes ved varmekilden, strømmer direkte til forbrukerne og helles gjennom kraner ut i atmosfæren,

For store byer er sentralisering av varmeforsyningen en lovende retning. Sentralisering. systemer, spesielt telefiksering, bruker mindre drivstoff. Reduksjon og utvidelse av varmekilder forbedrer forholdene for byutvikling og økologien til store byer. Et mindre antall varmekilder gjør det mulig å drastisk redusere antallet skorsteiner som slipper ut forbrenningsprodukter til miljøet. Eliminerer behovet for å lage mange små drivstoffdepoter for lagring av fast brensel, hvorfra desentraliserte systemer varmeforsyning må levere brensel, og fra spredning over hele byen små kjelehus for å ta bort aske og slagg. I tillegg, med sentralisering av varmekilder, er det lettere å rense røykgasser fra giftige komponenter.

C.S.T. rasjonelt hierarkisk. prinsipp (se Varmeforsyningssystemer). Diagrammet viser prinsippet, sentraliseringsordningen. lukket system varmeforsyning, varmekilden er ukroy CHP (første hierarki. nivå). For å forbedre påliteligheten til varmeforsyningen består CHP av flere. energisk. kjeler og dampturbiner: Osn. CHP-elementer har reserver. Vanndamp fra kjelene gjennom overheteren kommer inn i turbinene, hvor den gir fra seg en del av sin termiske energi, som blir til mekanisk energi. og videre, i den elektriske generatoren, i den elektriske. Dampen fra turbinuttakene kommer inn i varmesentralen. varmeovner, der den varmer kjølevæsken som sirkulerer i systemet opp til 120°C. Ubrukt damp kommer inn i kondensatoren, hvor parametrene opprettholdes: 0,005 MPa og 32 ° C, hvor den kondenserer og avgir varmen til kjølevannet. Kondensatet fra kondensatoren føres til avlufteren ved hjelp av en kondensatpumpe. På vei til den passerer den regenerative varmeovner (ikke vist i diagrammet). Avlufteren mottar etterfyllingsvann fra den kjemiske vannbehandlingen og damp fra turbinavtrekket for å opprettholde ønsket temperatur. I avlufteren frigjøres oksygen og karbondioksid fra vannet, som forårsaker korrosjon av metallet. Matevann fra avlufteren føres med matepumper til dampkraftverk. kjeler (dampgeneratorer). På veien varmes vann opp i høytrykks regenerative varmeovner (ikke vist i diagrammet). Denne oppvarmingen øker termen syklus effektivitet. Varmekraft vannet som sirkulerer i systemet varmes opp i varmeenheten. varmeovner i komfyren. CHP installasjon. Oppvarming utføres av damp, som tas fra turbinen og kondenseres i varmeovnene. Damp kommer inn i den nedre varmeren ved et lavere trykk (opptil 0,2 MPa) enn den øvre (opptil 0,25 MPa). Kondensat fra den øvre varmeren kommer inn i den nedre varmeren gjennom en dampfelle og sendes deretter til tilførselen av en co-kondensatpumpe. linje. I varmesystemer, varmeovner, kan vann varme opp til ca. 120°C (ved 0,25 MPa, metningstemperatur er 127°C). Ved lave utetemperaturer varmes vann opp til 150 C i toppkjeler. Vannsirkulasjon leveres av sirkulasjon. pumper, foran hvilke fyllingsvann kommer inn i rørledningen.

Termiske nettverk er designet i form av to nivåer: master, varmerørledninger - det andre hierarkiet, nivået og distribusjonsnettverket til mikrodistrikter og kvartaler - det tredje hierarkiet, nivået. Master, termiske nettverk reserve.

Med store diametre av varmeledninger kobles grener fra dem på en duplikat måte på begge sider av seksjonsventilen. Hvis seksjonen til høyre for ventilen svikter, beveger kjølevæsken seg langs grenen til venstre og omvendt. En slik tilkobling utelukker påvirkningen av feil i master, varmerørledninger på påliteligheten til varmeforsyningen. Nær koblingspunktet for grenen til hovedledningen er det hensiktsmessig å installere en varmeledning "distriktsvarmepunkt - hovedledning. konstruksjonen av et varmesystem for mikrodistriktet, gir et kutt automatisk. driftsledelse. og nødhydraulikk og termiske forhold. Styring utføres fra kontrollrommet ved hjelp av et telesystem (se Telestyring og fjernstyring av varmetilførsel). Bygninger er koblet til oppvarmingsnettverket til mikrodistrikter og kvartaler gjennom individuelle varmepunkter, grupper av bygninger - gjennom sentrale varmepunkter. Disse nettverkene reserverer ikke og utfører blindveier, derfor er deres diametre begrenset til 300-350 mm. Varmtvannsvarmevekslere og koblingsenhet for varme- og ventilasjonsanlegg er installert i et enkelt, varmepunkter, varmtvannsberedere er også installert i senteret, men tilkoblingsenheter for varme- og ventilasjonsanlegg er plassert i bygninger. Derfor går et firerørssystem fra sentralvarmestasjonen til bygningene: to rør med en designtemperatur på 150-70 ° C for oppvarming og ventilasjon, ett med en temperatur på 60 "C og sirkulasjon, for varmtvannsforsyning.

Påliteligheten av funksjonen til varmenettverket kontrolleres ved beregning. Pålitelighetsstandarder bestemmer til syvende og sist andelen av ikke-reserve. nettverk, graden av partisjonering og duplisering otd. elementer i systemet.

Produksjon av termisk energi fra kjernebrensel for fjernvarmeanlegg... www.htm

Med begynnelsen av den nye fyringssesongen blusser pressen, som vanlig, opp en diskusjon: hva er å foretrekke for vårt store og kalde land - tradisjonelle sentralvarmenettverk eller nymotens individuelle kjelehus? Det ser ut til at solide økonomiske beregninger, omfattende erfaring samlet seg vestlige land, flere vellykkede russiske forsøk og den generelle trenden i utviklingen av langmodige boliger og kommunale tjenester. Men når vi utvikler konsepter og gir tvingende anbefalinger, blir vi ikke for revet med? Er det virkelig utdatert og henger etter dagens realiteter sentralisert system oppvarming, og er det noen muligheter og måter å gjøre det mer effektivt på? La oss prøve å forstå dette vanskelige problemet.
Når man vender seg til historien, kan man se at vellykkede forsøk på å organisere sentralvarme av urbane områder ble gjort allerede på 1800-tallet. De var forårsaket av både et presserende behov og teknologisk fremgang. Alt er rimelig: det er lettere å vedlikeholde en stor varmekjele, lage en skorstein, ta med drivstoff osv. Så snart de dukket opp Elektrisitet på nettet og pålitelige pumper kraftige nok til å pumpe betydelige mengder varmtvann, har det også dukket opp store fjernvarmenett.
Av mange grunner, både objektive og subjektive, begynte den utbredte utviklingen av sentraliserte varmesystemer i Sovjetunionen på 1920-tallet. objektive grunnerøkonomiske og tekniske argumenter ble, og subjektive - ønsket om kollektivisme, selv på et så rent dagligdags område. Utviklingen av varmenettverk var assosiert med implementeringen av GOELRO-planen, som til i dag regnes som et fremragende ingeniør- og økonomisk prosjekt i vår tid. Arbeidet med å legge kommunikasjon ble ikke avbrutt selv under den store Patriotisk krig.
Som et resultat av disse titaniske anstrengelsene, mot slutten av det 20. århundre. (og samtidig med nedgangen av eksistensen av USSR) i landet var det omtrent 200 tusen km med varmenettverk, som i det minste varmet opp de fleste store, mellomstore og til og med små byer og tettsteder. All denne infrastrukturen ble ganske vellykket administrert, reparert og vedlikeholdt på et brukbart nivå. Baksiden av det unike og ganske effektive systemet på sin måte var ekstremt høye varme- og energitap (hovedsakelig på grunn av utilstrekkelig varmeisolering av rør og energikrevende pumpestasjoner). Dette ble ikke gitt stor betydning - det rikeste landet på energiressurser tok ikke hensyn til kostnadene for kjølevæsker, og skyttergraver med grønt gress utgående damp var et kjent vinterlandskap i hele Sovjetunionen.
Alt endret seg på begynnelsen av 90-tallet. Kjempen kollapset og blant annet kjelleren under ruinene og bolig- og felleskomplekset, som inkluderer sentralvarmekommunikasjonen. I løpet av de 10 årene som har gått siden begynnelsen av statens kollaps, har nettverkene som fra tid til annen ble reparert praktisk talt forfalt. Som et resultat har Russland siden begynnelsen av det nye årtusen blitt rammet av en rekke menneskeskapte katastrofer. Langt øst, Sibir, Karelia, Rostov-on-Don - geografien til ufrosset varmesystemer omfattende. I fyringssesongen 2003-2004 i følge de mest konservative anslagene befant mer enn 300 tusen mennesker seg uten oppvarming midt på vinteren. Det fatale i situasjonen er at antall ulykker ved varmesentraler på grunn av sprengte rør, svikt i ekstremt utslitt og ineffektivt utstyr vokser eksponentielt. Varmetap på fortsatt fungerende varmerørledninger er opptil 60 %. Det er verdt å vurdere at kostnadene for å legge 1 km av en varmeledning er omtrent 300 tusen dollar, mens for å eliminere den eksisterende kritiske forringelsen av varmenettverk, må mer enn 120 tusen km med rørledninger erstattes!
I dagens situasjon ble det klart at for å komme seg ut av denne ekstremt vanskelige situasjonen, ville det være nødvendig med systemiske løsninger, ikke bare knyttet til direkte investeringer i "punkt" reparasjon av varmeledninger, men også til en radikal revisjon av hele politikken for boliger og fellestjenester generelt og fjernvarme - spesielt . Derfor var det prosjekter for overgangen av kommunal næring til systemene til individuelle kjelehus. Faktisk, vestlig erfaring (Italia, Tyskland) vitnet om at organiseringen av slike mini-kjelehus reduserer varmetap og reduserer energikostnadene. Samtidig ble imidlertid det faktum ignorert at landene der slike varmesystemer er mest utviklet har et ganske mildt klima, og slike systemer brukes i hus som har gjennomgått ytterligere (og svært kostbart!) omutstyr. Mens i Russland er det ikke noe spesifikt målrettet program for rehabilitering av boliger, en massiv overgang til offline kilder varmetilførsel ser i det minste utopisk ut. Imidlertid må det innrømmes at de i noen tilfeller kan være en svært vellykket løsning: for eksempel når man bygger nye områder fjernt fra generell bykommunikasjon, når store jordarbeid eller i det fjerne nord, under permafrostforhold, hvor bygging av varmeanlegg er uønsket av en rekke årsaker. Men for store byer er autonome kjelehus ikke et reelt alternativ til sentralvarme, og ifølge eksperter vil deres andel, under de mest lovende utsiktene, ikke overstige 10-15% av det totale varmeforbruket.
Mens ideen om autonom varmeforsyning aktivt lobbyes i Sentral-Europa, i landene i Nord-Europa (hvor klimaet er nært vårt), er fjernvarme tvert imot svært utviklet. Og, interessant nok, i stor grad takket være den sovjetiske erfaringen.
I store byer som Helsinki og København nærmer andelen fjernvarme seg 90 %. Et ganske rimelig spørsmål kan oppstå: hvorfor i Russland er varmeanlegg en hodepine for offentlige tjenester og befolkningen og et svart hull som absorberer penger, mens de er i utviklet europeiske land- en måte å levere varme billig og effektivt dit det trengs?
Svaret på dette spørsmålet er komplekst og involverer mange aspekter. Oppsummerende kan vi si etter det velkjente ordtaket: djevelen er i detaljene. Og disse detaljene er ganske enkle: ved bruk av moderne utstyr er det mulig å sikre at varmetapene i sentralnettene reduseres til et minimum, og siden overheadkostnadene til et stort kraftvarmeverk når det gjelder det oppvarmede området er lavere, er kostnadene lavere. for en varmeenhet er også lavere enn for et autonomt punkt. I tillegg genererer et stort, velutstyrt kraftvarmeverk mindre miljøspørsmål enn flere små, og gir totalt samme mengde varme. Det er et annet aspekt: ​​varmeingeniører vet at bare i store installasjoner er det mulig å implementere de mest effektive termodynamiske syklusene for kraftvarme (samproduksjon av varme og elektrisitet), som i dag er den mest avanserte teknologien. Alt dette førte til at skandinavene valgte fjernvarme. Spesielt interessant i denne sammenheng er erfaringen fra det mest energieffektive landet i Europa - Danmark.
På begynnelsen av 1990-tallet skjedde det et skifte i statens og samfunnets interesser fra spørsmål om energiuavhengighet til sosiale og miljømessige aspekter. Samtidig er prioriteringen offentlig politikk ble «3E»-regelen, dvs. opprettholde en balanse mellom økonomisk utvikling, energisikkerhet og miljøriktighet (Økonomisk utvikling, Energisikkerhet, Miljøvern). Det skal sies at Danmark trolig er det eneste landet i verden hvor én avdeling har ansvar for energi og miljøsituasjonen – Miljøvern- og Energidepartementet. I 1990 vedtok det danske parlamentet Energi 2000-planen, som foreslår å redusere CO2-utslippene til atmosfæren med 20 % innen 2005 (sammenlignet med 1998-nivåene). Det skal sies at denne indikatoren allerede ble oppnådd innen 2000, hovedsakelig på grunn av en konsekvent politikk rettet mot å modernisere og utvide eksisterende varmenettverk. Allerede på midten av 1990-tallet var andelen fjernvarmeanlegg om lag 60 % av det totale varmeforbruket (opptil 90 % i store byer). Mer enn 500 000 installasjoner er koblet til fjernvarmesystemet, og gir varme til mer enn 1 million bygninger og industrianlegg. Samtidig har forbruket av energiressurser per 1 m2 bare i tiåret siden starten av reformen i 1973 (se referansen i margen av "The Experience of Denmark") gått ned med 2 ganger.
Effektiviteten til danske fjernvarmenett skyldes lave tap i rørledninger på grunn av introduksjonen av nye materialer og teknologier: rør laget av polymerer (for eksempel utviklet av UPONOR), effektiv termisk isolasjon og moderne pumpeutstyr. Faktum er at, i motsetning til de fleste land i Danmark, reguleres driften av fjernvarmesystemer ikke av en endring i temperaturen på kjølevæsken, men av en endring i sirkulasjonshastigheten, som automatisk tilpasser seg forbrukernes etterspørsel. Samtidig er bruken av frekvensstyrte pumper utbredt, noe som kan redusere energiforbruket betydelig. I denne nisjen inntar pumpeutstyret til GRUNDFOS-konsernet en ledende posisjon: bruken lar deg spare opptil 50 % av elektrisiteten som forbrukes av pumpene.
Takket være det listede settet med innovasjoner er varmetapene til hoved- og distribusjonsrørledningene i Danmark bare rundt 4 %, mens kraftvarmeeffektiviteten når 90 %. I dag er det 170 tusen bygninger igjen i landet (av totalt 2,5 millioner) som ikke er koblet til fjernvarme. De fleste bør snart gå over til fjernvarme.
I Danmark er det lovfestet at lokale myndigheter er ansvarlige for gjennomføringen av varme- og energisparingsprogrammer og garanterer deres miljømessige og økonomiske riktighet. Dette har ført til at nesten alle nybygg er prosjektert med fjernvarme i tankene. Fjernvarmesystemer er allestedsnærværende i tettbygde områder, med kraftvarmeverk som bruker kraftvarme som utgjør flertallet av energiproduserende virksomheter.
Som et resultat av disse reformene har Danmark over 30 år blitt det mest energieffektive landet i Europa, hvor varme- og strømtariffer ikke bare øker, men ofte synker. Samtidig har miljøsituasjonen i landet som helhet klart forbedret seg.
Dette overbevisende eksemplet viser tydelig at fjernvarme på ingen måte er avskrekkende for utvikling av boliger og fellestjenester. Videre har fjernvarme gitt betydelige energi- og varmebesparelser og forbedret både livskvalitet og miljø.
Det kan innvendes at den danske erfaringen ikke er anvendelig i vårt urolige land. Reformen av kommunekomplekset som er påbegynt bør imidlertid bidra til å tiltrekke seg investeringer i dette området av økonomisk aktivitet, og disse injeksjonene bør avhendes så rimelig som mulig. Dessuten, i Russland er det allerede en positiv erfaring med gjenoppbygging av sentralvarme, ved bruk av inkl. og den danske erfaringen på dette området. I Izhevsk ble for eksempel et lån fra Den internasjonale banken for gjenoppbygging og utvikling brukt til å rehabilitere utslitte varmenettverk som en del av forbedringen av offentlige verktøy. Prosjektet omfattet blant annet modernisering av flere titalls kvartalsvise ITP-er og interne varme- og vannforsyningsnettverk. Samtidig ble varmevekslerne fullstendig erstattet med moderne platemodeller, hvis effektivitet er ca. 98 %, høyeffektivt kontroll- og pumpeutstyr. Nye GRUNDFOS TR serie hovedpumper, sirkulasjonspumper for varmeanlegg og CRE pumper med frekvensstyrt elektrisk drift for varmtvannssystemet ble installert i de renoverte systemene. Jeg må si at takket være energibesparelser betalte dette utstyret seg selv etter 2 års drift, mens systemet var helautomatisert. Samtidig ble varmesystemer modernisert med bruk av moderne preisolerte plastrør og effektiv termisk isolasjon, som gjorde det mulig å redusere varmetapene i rørledninger med 2-3 ganger og øke levetiden til rør på grunn av gjentatte nedbremsing av korrosjon.
Resultatet ble et oppusset og effektivt sentralvarme- og varmtvannsanlegg, og nedbetalingene på lån var ikke en tung belastning på budsjettet, da besparelsene i varme og energi var så betydelige at de mer enn oppveide disse kostnadene.
Derfor bør diskusjoner om muligheten for å modernisere og utvikle eksisterende fjernvarmesystemer eller deres totale erstatning med autonome varmepunkter, takkjeler og leilighetsoppvarming distraheres fra politiske aspekter og ta hensyn til erfaringene fra utviklede og vellykkede land. Og han viser at i det komplekse komplekset av boliger og kommunale tjenester er det ingen enkeltløsninger for alle anledninger, og man bør ikke forlate ordninger som lenge har blitt testet av tid og praksis, og kun adlyde motetrender. Utenlandsk erfaring har vist at ved bruk av moderne utstyr og materialer, rekonstruert sentralvarme i kombinasjon med andre tekniske løsninger (bl.a. individuelle systemer varmeforsyning) kan bli nøkkelen til utvikling av nye energibesparende teknologier og fornyelse av hele bolig- og felleskomplekset.

ifølge materialet til magasinet Eurostroy.

Varmeforsyning er den viktigste forsyningstjenesten i moderne byer og tjener til å møte befolkningens behov innen oppvarming av boliger og offentlige bygninger, varmtvannsforsyning og ventilasjon. Det er det mest energikrevende segmentet av energiforsyning. Forbruket av termisk energi i bolig- og kommunalsektoren i Russland er omtrent halvparten av det totale varmeforbruket i landet, som bruker mer enn 25% av drivstoffet som brukes årlig. Organiseringen av varmeforsyningssystemer er en vanskelig oppgave, siden den krever betydelige kapitalinvesteringer, er nært knyttet til den økologiske og sanitære tilstanden til miljøet, og er en sosialt viktig del av energikomplekset. Varmeforsyningssystemer er klassifisert i henhold til følgende kriterier:

Kilde til produksjon av termisk energi;

Grader av sentralisering;

Type kjølevæske;

Metoden for å levere vann til varmtvannsforsyning og oppvarming;

Antall rørledninger til varmenettverk;

Metoden for å gi forbrukere termisk energi, etc.

Uten å påvirke de tekniske aspektene ved hele komplekset av disse funksjonene, som er gjenstand for studier av individuelle disipliner, vil vi vurdere de organisatoriske og økonomiske spørsmålene ved klassifisering i henhold til kilden til varmeproduksjon og graden av sentralisering. Disse to elementene i varmeforsyningssystemet er avgjørende både for dets funksjon og for valg av styringsform.

I henhold til kilden til varmeproduksjon og graden av sentralisering, skilles to hovedtyper av varmeforsyning:

Fjernvarme basert på kombinert varme- og kraftproduksjon ved CHPPs (kraftvarme) og fra fjernvarmekjelhus;

Desentralisert varmeforsyning fra små fyrhus, individuelle varmeapparater, etc. Samtidig er det ingen varmenett og tilhørende tap av termisk energi.

Fjernvarme (DH) for det første ble det utviklet i byer og regioner med hovedsakelig fleretasjes bygninger. Et moderne sentralisert varmeforsyningssystem består av følgende hovedelementer: en varmekilde, varmenettverk og lokale forbrukssystemer - varme-, ventilasjons- og varmtvannssystemer. For organisering av fjernvarme brukes to typer varmekilder: kraftvarmeverk (CHP) og fjernkjelehus (RK) med ulik kapasitet.

Distriktskjelehus med høy effekt (150 - 200 Gcal / t) er bygget for å gi varme til et stort kompleks av bygninger, flere mikrodistrikter eller et bydistrikt. En slik konsentrasjon av varmebelastninger tillater bruk av store enheter, moderne teknisk utstyr til kjelehus. Dette gir høy drivstoffbruk og effektivitet for varmeteknisk utstyr og gir en rekke fordeler i forhold til varmeforsyning fra små og mellomstore kjelehus. Det er økonomisk hensiktsmessig å bygge kraftvarmeanlegg ved høye termiske belastninger (mer enn 400 Gcal/t).

Kombinert produksjon av varme og elektrisitet utføres ved CHPP, noe som gir en betydelig reduksjon i spesifikt drivstofforbruk ved generering av elektrisitet (opptil 40%). Samtidig brukes varmen fra arbeidsvarme-vann-dampen først til å generere elektrisitet under utvidelse av damp i turbiner, og deretter brukes den gjenværende varmen fra eksosdampen til å varme opp vann i varmevekslere som utgjør oppvarmingen. utstyr til CHP. Varmtvann brukes til oppvarming. I et kraftvarmeverk brukes således høypotensialvarme til å generere elektrisitet, og lavpotensialvarme brukes til å levere varme. Dette er de økonomiske og energimessige fordelene ved kombinert varme- og kraftproduksjon. Generelt er effektiviteten ved kombinert produksjon av varme og elektrisitet ved bruk av samme brensel vanligvis 40 % høyere enn ved separat produksjon av elektrisitet i kondenskraftverk og varme i fyrhus.

Termisk energi i form av varmt vann eller damp transporteres fra kraftvarme eller fyringshus til forbrukere gjennom spesielle rørledninger kalt varmenett , som er komplekse tekniske strukturer. Lengden deres er titalls kilometer, og diameteren på motorveiene når 1400 mm. Varmenett er delt inn i hovedledninger lagt i hovedretningene til bebyggelsen, distribusjonsnett - innenfor kvartalet, mikrodistrikt og avdelinger til enkeltbygg og abonnenter komplekse termiske nett i henhold til ringordningen.

Å sikre effektiv funksjon av varmeforsyningssystemene krever deres klare strukturelle organisering. Den mest vellykkede formen i dette tilfellet er deres hierarkiske konstruksjon, der hele systemet er delt inn i en rekke nivåer, som hver har sin egen oppgave, og synker i verdi fra toppnivå til bunn. Det øvre hierarkiske nivået består av varmekilder, det neste nivået er hovedvarmenett med fjernvarmepunkter (RTP), det nedre er distribusjonsnett med abonnentinnganger til forbrukere Et slikt varmeforsyningssystem gjør det mulig å sikre kontrollerbarheten. under drift.

Den største mengden varme brukes på oppvarming av bygninger. Oppvarmingsbelastning endres med utetemperaturen. For å opprettholde samsvar med varmeforsyningen til forbrukerne, bruker den sentral regulering ved varmekilder og ekstra automatisk regulering ved varmepunkter hos forbrukere. Vannforbruket for varmtvannsforsyning er i konstant endring, og for å opprettholde en stabil varmeforsyning justeres det hydrauliske regimet til varmenettverk automatisk. I dette tilfellet må temperaturen på varmt vann holdes konstant og lik 65ºС.

Til tross for fordelene med sentraliserte varmeforsyningssystemer, har de en rekke ulemper, for eksempel en betydelig lengde på varmenettverk, behovet for store investeringer i modernisering og gjenoppbygging av elementene.

Et av hovedproblemene med energiforbruk og ineffektivitet til fjernvarmesystemer er den enorme mangelen på måleenheter og regulatorer for varmeforbruk blant forbrukere. Fram til begynnelsen av inneværende århundre var det nesten ingen varmesystemregulatorer i boligbygg og leiligheter, og forbrukeren ble fratatt muligheten til å regulere varmeforbruket til oppvarming og varmtvannsforsyning. Først på slutten av forrige århundre ble det vedtatt kurs for installasjon av felles husmålere for varmeenergi og varmtvann. Denne hendelsen tillot beboerne i slike hus å erstatte det eksisterende varmebetalingssystemet i samsvar med standardene med et betalingssystem i samsvar med den faktisk forbrukte varmeenergien. Dermed utelukkes muligheten for å inkludere kostnaden for varmetap i nett i regningene til beboerne. Ytterligere strengere styrking av slike krav er gitt av føderal lov « Om energisparing og forbedring av energieffektivitet og om endringer i visse lovverk i Den russiske føderasjonen" nr. 261-FZ datert 23. november 2009., som vil bli omtalt nærmere senere i et eget kapittel om energieffektivisering og energisparing.

Det skal bemerkes at det i noen tilfeller kan være alvorlig konkurranse mellom sentralisert og autonome systemer. Denne situasjonen forenkles av:

Eksisterende forvrengninger i tariffsettingen (lave gasspriser);

Betydelige tap under transport av kjølevæsken, som faktisk betales av forbrukeren;

Hyppige stans på grunn av ulykker og langvarig stans av varmtvannstilførsel om sommeren.

Helheten av disse faktorene tvinger forbrukeren til å se etter en vei ut i etableringen av et autonomt system, som på dette stadiet også gir billigere varme. Imidlertid har et sentralisert system, i tilfelle rettidig modernisering og normal funksjon, betydelige fordeler fremfor et autonomt system.

Generelt, for store byer, er autonome kjelehus ikke konkurrenter til store CHPPs og distriktskjelehus, men tjener som deres rimelige tillegg. Ifølge eksperter bør den hensiktsmessige andelen av autonome kjelehus i byer være 10 - 15% av det potensielle varmeenergimarkedet. Omfanget av autonome kjelehus inkluderer:

Skill nyoppførte eller moderniserte bygninger i tettbygde områder dekket av sentralisert varmeforsyning, der det på grunn av den begrensede kapasiteten til varmenettet er umulig å koble ytterligere forbrukere til det, og overføring eller legging av nye varmenett er vanskelig;

Bygninger fjernt fra DH-områder;

Hus av lave herregårdsbygninger;

Bygninger med midlertidig tilkobling til en mobil autonom kilde;

Objekter med økte krav til modus for varmeforbruk, som ikke kan garanteres å bli tilført varme fra varmenettet;

Nyoppførte anlegg i områder hvor det er mangel på varme fra hovedkilden.

Avslutningsvis bør det bemerkes at den spontane utviklingen av autonome systemer kan betydelig forverre byens infrastruktur som har utviklet seg over flere tiår og til og med føre til ødeleggelse. Derfor er det nødvendig å sikre en tilstrekkelig streng byplanleggingsregulering av denne prosessen med samtidig intensiv rekonstruksjon av DH-systemer, noe som vil redusere varmetap, redusere tariffene for den tilførte termiske energien, og dermed gjøre den spontane konstruksjonen av autonome kilder i mange tilfeller ukonkurransedyktig.