Теплоносители в системах теплоснабжения: Характеристики теплоносителей для систем отопления, технические требования

Теплоносители в системах теплоснабжения коммунального хозяйства города | C.O.K. archive | 2002

Система отопления у нас в стране в основном построена по централизованному принципу, при котором центральная котельная обслуживает значительное количество домов, иногда удаленных от котельной на значительное расстояние. Трубы проложены в земле или проведены по поверхности. Теплоизоляция со временем нарушается. Постановлением Правительства Москвы от 18.12.2001 г. № 1122-ПП «О приоритетных направлениях по реформированию жилищно-коммунального комплекса» представлен ряд конкретных мер в дальнейшей направленности проектных работ по энерго- и водосбережению в г. Москве, повышению уровня тепловой защиты зданий и сооружений, их оснащению прогрессивным инженерным оборудованием и приборами регулирования и учета потребляемой энергии и воды. Москомархитектура считает, что основными направлениями деятельности на 2003–2004 г.г. в области инженерного оборудования зданий и сооружений является ознакомление инвесторов, заказчиков, проектировщиков с наиболее прогрессивными и экономичными системами отопления, вентиляции и кондиционирования для зданий различного назначения и этажности и при необходимости разработка федеральных нормативов по отоплению, вентиляции и кондиционированию. Современные системы центрального теплоснабжения не позволяют удовлетворить индивидуальные потребности и не стимулируют к экономии тепловой энергии. Существующие системы отопления жилых зданий, рассчитанные на весь комплекс здания, исключают возможность поквартирного регулирования и учета отпуска теплоты. Переход к автономным системам, где пользователь тепла платит столько, сколько израсходует, заставит ответственно отнестись к потерям, экономии и тепловым режимам эксплуатации помещений. Одним из новых направлений автономного отопления является стационарное отопление, которое сможет рационально и экономично решить городские проблемы в этом направлении. В части выбора и применения тех или иных систем отопления, вентиляции, кондиционирования, источников теплоснабжения в настоящее время не имеется каких-либо ограничений, за исключением зданий для строительства и реконструкции за счет средств бюджета города. В современных проектах жилых и общественных зданий применяются наиболее экономичные и прогрессивные системы отопления, горячего и холодного водоснабжения, вентиляции и кондиционирования, приборы регулирования и учета различных видов энергии и воды. Как правило, каждая из установленных систем имеет свою систему управления. В жилых зданиях системы отопления должны давать возможность регулировать параметры воздуха по желанию потребителя, и, если это желание требует заметно больших затрат энергии, потребитель должен согласно показателям реально потребленной энергии и оплачивать ее, в том числе и дифференцированно от ее количества. При оптимизации энергозатрат необходимо ориентироваться на потребителя, который определяет, что и в какой мере ему выгодно. С этих позиций внедрение в жилые дома термостатов с фиксированной предельной температурой воздуха в помещении обычно 21°С следует считать противоречащим правам потребителя. Для того чтобы потребитель мог регулировать параметры микроклимата в помещении и, соответственно, стоимость затраченной энергии, он должен обладать регулирующими устройствами ручными или автоматическими (термостатами, узлом поквартирного регулирования). Это не исключает необходимости создания узла управления в ЦТП. Системы отопления, работающие при постоянном расходе и регулировании температуры теплоносителя, имеют недостатки по сравнению с системой регулирования воды. Эта система инерционна, изменение температуры в системе затягивается на несколько часов, плохо отслеживая потребности в тепле на отопление, при резких колебаниях наружной температуры воздуха, которое иногда бывает более десяти градусов за сутки. Особенно большая проблема в обеспечении экономичных режимов из-за большой протяженности тепловых сетей. В настоящее время все чаще находят применение автоматизированные блочные и крышные котельные, которые работают без постоянно обслуживающего персонала. Эти котельные при определенных условиях могут быть экономически выгоднее других решений реализации системы теплоснабжения объекта. Применение таких технических решений позволяет избежать затрат на создание внешних магистральных сетей, уменьшить тепловые нагрузки в системе, рассредоточить выбросы вредных веществ в атмосферу. Экономические затраты при теплоснабжении от собственной котельной в несколько раз ниже по сравнению с централизованным теплоснабжением, особенно в условиях рыночной экономики. Конечно, в каждом конкретном случае необходимо проводить технико-экономический анализ.

Использование в качестве теплоносителя низкозамерзающего антифриза «Хот Блад М» Бесполезные теплопотери могут быть восполнены, если в качестве теплоносителя вместо воды использовать низкозамерзающий теплоноситель «Хот Блад М», производимой фирмой «ТЭКС» г. Москва, в течение 7 лет зарекомендовавший себя как высококачественный бытовой антифриз для систем отопления и кондиционирования. Его потребление за последние 5 лет увеличилось в десятки раз. В настоящее время антифриз «Хот Блад М» успешно эксплуатируется в системах кондиционирования таких крупных сооружений, как Храм Христа Спасителя, в торговых центрах «Гранд», «Три кита», а также на Балахинском целлюлозно-бумажном комбинате. Это объясняется не только морозоустойчивостью этого антифриза, но и рядом других преимуществ перед водой: низкой коррозионной активностью, защитой от накипи, стабильностью при длительной эксплуатации (до 5 лет). В отличие от воды температура замерзания теплоносителя «Хот Блад М» имеет широкий диапазон от –10°С до –65°С. Это позволяет монтировать отдельные элементы теплосистемы снаружи здания, и система может запускаться в любое время при отрицательных температурах. Главное преимущество использования антифризов «Хот Блад М» в автономных системах отопления состоит в том, что отопительная система не подвергается разрушению при размораживании, как это имело бы место с водой. Реалии российской действительности таковы, что особенно в удаленных регионах России могут в любое время без предупреждения отключить электроэнергию или газоснабжение. Это может случиться, когда стоят самые лютые морозы, и замерзшая вода разорвет не только металлические, но и пластиковые трубы. Использование низкозамерзающего теплоносителя «Хот Блад М» исключает такое явление. Между точкой начала кристаллизации и точкой затвердевания антифриза «Хот Блад М» имеется значительный температурный интервал, в котором присутствуют оба фазовых состояния — жидкость и кристаллы льда («шуга») и при этом отсутствует эффект «разрыва» системы, связанный с расширением замерзающей воды. Кроме того, использование теплоносителя «Хот Блад М» имеющего достаточно высокую теплоемкость позволяет экономить энергозатраты, поскольку антифриз имеет свойство длительно сохранять температуру на достаточно высоком уровне. Различия физических свойств воды теплоносителя «Хот Блад М» (таблица 1) влияют на важнейшие параметры работы системы отопления. Применение низкозамерзающих теплоносителей «Хот Блад М» и «Хот Блад-65» накладывают дополнительные требования к напору и расходу циркуляционных насосов отопления. Иногда при использовании низкозамерзающих теплоносителей возникает завоздушивание системы отопления. В этом случае расширительный бак следует выбирать с учетом большего коэффициента расширения теплоносителя по сравнению с водой .При рабочих температурах 70–90°С излишек теплоносителя сбрасывается через предохранительный клапан. При выборе расширительных баков системы отопления емкость бака необходимо корректировать с помощью графиков зависимости объема расширительного бака от мощности системы отопления. При подборе циркуляционных насосов для систем отопления с применением теплоносителя «Хот Блад М» их необходимо выбирать на большие расходы и напоры: расчетный расход насоса следует принимать для «Хот Блад-30М» на 7–8%, а на «Хот Блад-65М» на 9–10% выше расчетного расхода для воды. Применение теплоснабжения на основе низкозамерзающего теплоносителя «Хот Блад М» с поквартирным учетом и регулированием отпуска теплоты представляется целесообразным как для жилищно-коммунального хозяйства, перед которым глобально поставлен вопрос энергосбережения, так и для каждого потребителя в отдельности. При этом будут обеспечиваться требуемые условия комфорта в квартире по желанию владельца, рационально использоваться тепловая энергия потребителями. Изменение теплового режима в квартире владельца позволит экономить тепловую энергию, тем самым снизить затраты на ее оплату.

Теплоносители в системах отопления

Движущаяся среда в системе отопления — теплоноситель — аккумули­рует теплоту и затем передает ее в обогреваемые помещения. Теплоносите­лем для отопления может быть подвижная, жидкая или газообразная среда, соответствующая требованиям, предъявляемым к системе отопления.

Для отопления зданий и сооружений в настоящее время преимущест­венно используют воду или атмосферный воздух, реже водяной пар или на­гретые газы.

Сопоставим характерные свойства указанных видов теплоносителя при использовании их в системах отопления.

Газы, образующиеся при сжигании твердого, жидкого или газообраз­ного органического топлива, имеют сравнительно высокую температуру и применимы в тех случаях, когда в соответствии с санитарно-гигиенически­ми требованиями удается ограничить температуру теплоотдающей поверх­ности отопительных приборов. При транспортировании горячих газов име­ют место значительные попутные теплопотери, обычно бесполезные для обогревания помещения.

 

Высокотемпературные продукты сгорания топлива могут выпускать­ся непосредственно в помещения или сооружения, но при этом ухудшается состояние их воздушной среды, что в большинстве случаев недопустимо. Удаление же продуктов сгорания наружу по каналам усложняет конструк­цию и понижает КПД отопительной установки. При этом возникает необхо­димость решения экологических проблем, связанных с возможным загряз­нением атмосферного воздуха продуктами сгорания вблизи отапливаемых объектов.

Область использования горячих газов ограничена отопительными пе­чами, газовыми калориферами и другими подобными местными отопитель­ными установками.

В отличие от горячих газов вода, воздух и пар используются много­кратно в режиме циркуляции и без загрязнения окружающей здание среды.

Вода представляет собой жидкую, практически несжимаемую среду со значительной плотностью и теплоемкостью. Вода изменяет плотность, объем и вязкость в зависимости от температуры, а температуру кипения — в зависимости от давления, способна сорбировать или выделять растворимые в ней газы при изменении температуры и давления.

Пар является легкоподвижной средой со сравнительно малой плот­ностью. Температура и плотность пара зависят от давления. Пар значитель­но изменяет объем и энтальпию при фазовом превращении.

Воздух также является легкоподвижной средой со сравнительно ма­лыми вязкостью, плотностью и теплоемкостью, изменяющей плотность и объем в зависимости от температуры.

Сравним эти три теплоносителя по показателям, важным для выпол­нения требований, предъявляемых к системе отопления.

Одним из санитарно-гигиенических требований является поддер­жание в помещениях равномерной температуры.

По этому пока­зателю преимущество перед другими теплоносителями имеет воздух. При использовании нагретого воздуха — теплоносителя с низкой теплоинерцион- ностью — можно постоянно поддерживать равномерной температуру каждо­го отдельного помещения, быстро изменяя температуру подаваемого возду­ха, т. е. проводя так называемое эксплуатационное регулирование. При этом одновременно с отоплением можно обеспечить вентиляцию помещений.

Применение в системах отопления горячей воды также позволяет поддерживать равномерную температуру помещений, что достигается регу­лированием температуры, подаваемой в отопительные приборы воды. При таком регулировании температура помещений все же может несколько от­клоняться от заданной (на 1-2 °С) вследствие тепловой инерции масс воды, труб и приборов.

При использовании пара температура помещений неравномерна, что противоречит гигиеническим требованиям. Неравномерность температуры возникает из-за несоответствия теплопередачи приборов при неизменной температуре пара (при постоянном давлении) изменяющимся теплопотерям помещения в течение отопительного сезона. В связи с этим приходится уменьшать количество подаваемого в приборы пара и даже периодически отключать их во избежание перегревания помещений при уменьшении их теплопотерь.

Другое санитарно-гигиеническое требование — ограничение темпе­ратуры наружной поверхности отопительных приборов — вызвано явлением разложения и сухой возгонки органической пыли на нагретой поверхности, сопровождающимся выделением вредных веществ, в частности окиси угле­рода. Разложение пыли начинается при температуре 65-70 °С и интенсивно протекает на поверхности, имеющей температуру более 80 °С.

При использовании пара в качестве теплоносителя температура по­верхности большинства отопительных приборов и труб постоянна и близка или выше 100 °С, т. е. превышает гигиенический предел. При отоплении го­рячей водой средняя температура нагретых поверхностей, как правило, ни­же, чем при применении пара. Кроме того, температуру воды в системе отопления понижают для снижения теплопередачи приборов при уменьше­нии теплопотерь помещений. Поэтому при теплоносителе воде средняя тем­пература поверхности приборов в течение отопительного сезона практиче­ски не превышает гигиенического предела.

Важным экономическим показателем при применении различных теплоносителей является расход металла на теплопроводы и отопительные приборы.

Расход металла на теплопроводы возрастает с увеличением их попе­речного сечения. Вычислим соотношение площади поперечного сечения теплопроводов, по которым подаются различные теплоносители для переда­чи в помещение одинакового количества теплоты. Примем, что для отопле­ния используется вода, температура которой понижается с 150 до 70 °С, пар избыточным давлением 0,17 МПа (температура 130 °С) и воздух, охлажда­ющийся с 60 °С до температуры помещения (например, 15 °С). Результаты расчетов, а также характерные параметры теплоносителей (плотность, теп­лоемкость, удельная теплота конденсации пара).

Видно, что площади поперечного сечения водоводов и паропроводов относительно близки, а сечение воздуховодов в сотни раз больше. Это объ­ясняется, с одной стороны, значительной теплоаккумуляционной способно

стью воды и свойством пара выделять большое количество теплоты при конденсации, с другой стороны — малыми плотностью и теплоемкостью воз­духа.

При сравнении расхода металла следует также учесть, что площадь поперечного сечения труб для отвода конденсата от приборов в паровой си­стеме — конденсатопроводов значительно меньше площади сечения паро­проводов, так как объем конденсата примерно в 1000 раз меньше объема той же массы пара.

Можно сделать вывод, что расход металла как на водоводы, так и на паро- и конденсатопроводы будет значительно меньшим, чем на воздухово­ды, даже если последние выполнить со значительно более тонкими стенка­ми. Кроме того, при большой длине металлических воздуховодов малотеп­лоемкий теплоноситель (воздух) сильно охлаждается по пути движения. Этим объясняется, что при дальнем теплоснабжении в качестве теплоноси­теля используют не воздух, а воду или пар.

Расход металла на отопительные приборы, обогреваемые паром, меньше, чем на приборы, нагреваемые горячей водой, вследствие уменьше­ния площади приборов при более высоких значениях температуры нагрева­ющей их среды. Конденсация пара в приборах происходит без изменения температуры насыщенного пара, а при охлаждении воды в приборах пони­жается средняя температура (например, до 110 °С при температуре воды, входящей в прибор, 150 °С и выходящей из прибора 70 °С). Так как площадь нагревательной поверхности приборов обратно пропорциональна темпера­турному напору (разности между средней температурой поверхности при­бора и температурой окружающего его воздуха), то при температуре пара 130 °С (см. табл. 1.1) площадь паровых приборов приблизительно (считая коэффициенты теплопередачи приборов равными и принимая температуру помещения — 20 °С) составит (110 — 20) / (130 — 20) = 0,82 площади водяных приборов.

В дополнение к известным эксплуатационным показателям следует отметить, что из-за высокой плотности воды (больше плотности пара в 600- 1500 раз и воздуха в 900 раз) в системах водяного отопления многоэтажных зданий может возникать разрушающее гидростатическое давление. В связи с этим в высотных зданиях в США применялись системы парового отопле­ния.

Воздух и вода до определенной скорости движения могут переме­щаться в теплопроводах бесшумно. Частичная конденсация пара вследствие попутных теплопотерь через стенки паропроводов и появления попутного конденсата вызывает шум (щелчки, стуки и удары) при движении пара.

В суровых условиях российской зимы в некоторых случаях рекомен­дуется использовать в системе отопления специальный незамерзающии теплоноситель — антифриз. Антифризами являются водные растворы эти- ленгликоля, пропиленгликоля и других гликолей, а также растворы некото­рых неорганических солей. Любой антифриз является достаточно токсич­ным веществом, требующим особого с ним обращения. Его использование в системе отопления может привести к некоторым негативным последстви­ям (ускорение коррозионных процессов, снижение теплообмена, изменение гидравлических характеристик, завоздушивание и др.). В связи с этим, при­менение антифриза в качестве теплоносителя в каждом конкретном случае должно быть достаточно обоснованным.

В заключение перечислим преимущества и недостатки основных теплоносителей для отопления.

При использовании воды обеспечивается достаточно равномерная температура помещений, можно ограничить температуру поверхности ото­пительных приборов, сокращается по сравнению с другими теплоносителя­ми площадь поперечного сечения труб, достигается бесшумность движения в теплопроводах. Недостатками применения воды являются значительный расход металла и большое гидростатическое давление в системах. Тепловая инерция воды замедляет регулирование теплопередачи приборов.

При использовании пара сравнительно сокращается расход металла за счет уменьшения площади приборов и поперечного сечения конденсато- проводов, достигается быстрое прогревание приборов и отапливаемых по­мещений. Гидростатическое давление пара в вертикальных трубах по срав­нению с водой минимально. Однако пар как теплоноситель не отвечает са­нитарно-гигиеническим требованиям, его температура высока и постоянна при данном давлении, что затрудняет регулирование теплопередачи прибо­ров, движение его в трубах сопровождается шумом.

При использовании воздуха можно обеспечить быстрое изменение или равномерность температуры помещений, избежать установки отопи­тельных приборов, совмещать отопление с вентиляцией помещений, дости­гать бесшумности его движения в воздуховодах и каналах. Недостатками являются его малая теплоаккумулирующая способность, значительные пло­щадь поперечного сечения и расход металла на воздуховоды, относительно большое понижение температуры по их длине.

 

 

Таблица 1. Сравнение основных теплоносителей для отопления Параметры Теплоноситель вода пар воздух Температура, разность температуры, °С 150-70=80 130 60-15=45 Плотность, кг/м3 917 1,5 1,03 Удельная массовая теплоемкость, 4,31 1,84 1,0 кДж/(кг • °С)       Удельная теплота конденсации, кДж/кг — 2175 — Количество теплоты для отопления в 316 370 3263 46,4 объеме 1 м3 теплоносителя, кДж       Скорость движения, м/с 1,5 80 15 Соотношение площади поперечного 1 1,8 680 сечения теплопроводов

Основные виды теплоносителей | teplonositeli-pro.ru

Теплоносители – рабочие среды, предназначенные к применению в теплообменном оборудовании как в технологических процессах различных производств, так и в бытовых системах и аппаратах для перераспределения тепловой энергии. В физической форме они могут иметь жидкое, газообразное состояние либо форму расплавов — в зависимости от области использования.

Наибольшее распространение на сегодня получили теплоносители (составы низкозамерзающие всесезонные и жидкости охлаждающие для теплообменных систем или сокращённо «СВНТС» – ГОСТ 33341-2015), представляющие собой в основном водные растворы гликолей с пакетами присадок, позволяющими повысить их эксплуатационные характеристики в широком температурном диапазоне.

Что используют в отопительных системах?

В настоящее время наибольшее распространение по применению в системах теплообмена приобрели промышленные виды теплоносителей на основе этиленгликоля — в качестве основного компонента. Это сравнительно недорогие и довольно эффективные составы низкозамерзающие всесезонные или охлаждающие жидкости, содержащие пакет функциональных присадок, и предназначенные для эффективной эксплуатации теплообменных аппаратов. Их товарные марки, которые должны работать в закрытых герметичных контурах без утечек.

Этиленгликоль и его водные растворы- токсичные вещества по воздействию на организм человека и окружающую среду, а утилизация требует больших затрат. Поэтому в современных технологиях и в быту всё большее распространение приобретают охлаждающие жидкости, которые в качестве базового компонента содержат водный раствор пропиленгликоля либо глицерина, что в первую очередь требуется в производствах более экологически чистой продукции.

Вода с добавлением солей, повышающих температуру начала кипения и уменьшающих образование накипи, также может применяться в качестве сезонного теплононосителя.

«СВНТС» на основе пропиленгликоля применяются в системах отопления, так как имеют хорошие теплофизические характеристики, экологически безопасны, поэтому не оказывают губительного воздействия на организм человека и окружающую среду.

Утечки теплоносителя на основе пропиленгликоля менее опасны. Для устранения розлива не требуется специальных мер безопасности. Всесезонные низкозамерзающие теплоносители на его основе морозоустойчивы (температура начала кристаллизации до минус 60 °C, в зависимости от концентрации пропиленгликоля в водном растворе).

Производство товарных марок теплоносителей осуществляет компания «Савиа», где можно сделать заказ.

Также к основным положительным характеристикам этого вида теплоносителя для систем отопления следует отнести следующие:

• минимальная химическая агрессивность;
• содержащийся в составе пакет присадок обеспечивает надёжную защиту материалов оборудования от коррозии;
• обладает смазывающим эффектом, что способствует предотвращению значительных гидроударов.

Виды теплоносителей на основе этиленгликоля содержат в своем составе пакет функциональных присадок, предназначенных для эффективной эксплуатации теплообменных систем, которые снижают скорость протекания нежелательных химических процессов коррозии. Низкая температура начала кристаллизации водных растворов гликоля — до минус 70°C позволяет применять их всесезонно в различных климатических регионах, включая Крайний Север и Заполярье.

Благодаря своим теплофизическим свойствам, он идеально подходит для закрытых отопительных систем. Основным недостатком теплоносителей этого вида является их токсичность, по сравнению с охлаждающими всесезонными жидкостями на основе водных растворов пропиленгликоля, но к их преимуществу можно отнести меньшую стоимость.

Перечень видов теплоносителей в системах отопления был бы неполным без воды. Она – естественный природный теплоноситель, поэтому наиболее доступна. К ее основным положительным характеристикам относится:

• высокий коэффициент передачи тепла;
• минимальная вязкость, при положительных температурах окружающей среды;
• незначительная химическая активность;
• простота регулирования температурных режимов в весенне — летний и осенний циклы.

Чтобы в системе отопления не появилась накипь, используется дистиллированная вода или добавляются специальные присадки. Отопительное оборудование, где применяется вода или её солевые растворы, нуждается в проведении регулярного обслуживания: промывке, ремонте котла до начала отопительного сезона.

Промышленные теплоносители

По настоящее время в качестве промышленных теплоносителей используют и два основных их вида: воду и пар. Вода обеспечивает отопление и горячее водоснабжение, а с помощью пара проводятся технологические процессы, он применяется как горячий теплоноситель в теплообменной аппаратуре.

Теплоснабжение при помощи горячей воды является более экономичным, так как она экологична, отличается повышенной аккумулирующей способностью и позволяет централизованно регулировать тепловые нагрузки.

При применении пара, как вида теплоносителя в процессах теплообмена, включая и отопление, образуются вторичные энергоресурсы (промышленный водный конденсат).

При выборе параметров промышленного теплоносителя учитываются технологические режимы производства. В случае централизованного теплоснабжения от ТЭЦ, повышение параметров способствует уменьшению выработки электроэнергии. Если источником теплоснабжения являются котельные, которые занимаются выработкой только тепловой энергии, повышение параметров осуществляется с учетом полноты использования теплоты, потребляемой в промышленных установках.

Теплоноситель для системы отопления: температура, параметры, расчет объема

Содержание статьи:

Эффективная работа водяной системы отопления возможна только при правильном выборе теплоносителя. Перед созданием проекта теплоснабжения необходимо заранее определиться с его типом, узнать основные технические и эксплуатационные характеристики. Существуют определенные параметры, свойственные для теплоносителя системы отопления: температура, объем теплового расширения, вязкость.

Функции теплоносителя в системе отопления

Как правильно выбрать жидкость теплоноситель для отопления? Для этого следует определиться с его назначением для систем теплоснабжения. Расчет его характеристик входит в проектирование. Поэтому необходимо знать функциональные особенности воды или антифриза в отоплении.

Теплоносители для отопления

Основная задача, которую должен выполнять безопасный теплоноситель для систем отопления – это передача тепловой энергии от котла батареям и радиаторам.

В автономном отоплении этот процесс осуществляется с помощью нагревательного элемента, который повышает температуру теплоносителя до требуемого уровня. Затем температурное расширение и работа циркуляционного насоса создают должную скорость горячей воды для ее транспортировки к радиаторам системы.

До того как рассчитать объем теплоносителя в системе отопления рекомендуется ознакомиться с его второстепенными функциями:

• Частичная защита стальных элементов от коррозии. Это будет происходить только при минимальном содержании кислорода в воде и отсутствии вспенивания. Было замечено, что в незаполненном отоплении ржавление происходит намного быстрее;
• Охладитель для циркуляционного насоса. Наиболее распространенная модель насоса имеет так называемый «мокрый ротор». Даже если будет достигнута максимальная температура теплоносителя в системе отопления – он все равно будет снижать уровень нагрева силового агрегата насоса.

На эти функции влияют параметры теплоносителя системы отопления. Поэтому при выборе следует внимательно изучить характеристики воды или антифриза. В противном случае фактические параметры теплоснабжения не будут совпадать с расчетными, что приведет к созданию аварийной ситуации.

Даже если в системе отопления залита простая вода – ее нельзя использовать для горячего водоснабжения дома. В процессе эксплуатации меняется содержание и параметры теплоносителя системы отопления

Виды теплоносителя для отопления

В качестве циркулирующей жидкости можно использовать воду и некоторые типы антифризов. Это не влияет на количество теплоносителя в системе отопления, но сказывается на теплоотдаче, скорости движения и требованиям к безопасности системы.

Система отопления частного дома

Для выявления наиболее приемлемого варианта необходимо сравнение теплоносителей для систем отопления. Чаще всего используют обычную воду. Это объясняется ее доступной стоимостью, хорошими показателями теплоемкости и плотности. При прекращении работы котла она еще некоторое время может аккумулировать полученное тепло для передачи его поверхности батарей. При этом объем теплоносителя в системе отопления останется прежним.

Однако несмотря на свои положительные свойства, вода имеет ряд недостатков:

• Замерзает. При воздействии отрицательных температур происходит кристаллизация и увеличение объема. Именно это является причиной повреждения труб и радиаторов. Поэтому должна поддерживаться оптимальная температура теплоносителя в системе отопления;
• Содержание примесей. Это относится к обычной воде. Зачастую именно это становится причиной появления накипи на батареях, радиаторах и теплообменнике котла. Специалисты рекомендуют использовать дистиллированные жидкости, в которых процент содержания щелочей, солей и металлов минимален;
• При большом содержании кислорода провоцирует процесс ржавления. Это в большей мере свойственно для открытых систем отопления. Но и в закрытых схемах теплоснабжения со временем в воде может увеличиться % содержания кислорода.

В тоже время вода может использоваться как теплоноситель для алюминиевых радиаторов отопления. При соблюдении состава жидкости и минимальном количестве кислорода в ней не будут происходить разрушающие процессы.

Если условия эксплуатации отопительной системы подразумевают возможность воздействия отрицательных температур – следует использовать другой вид циркулирующей жидкости. Как выбрать теплоноситель для систем отопления в этом случае, и какими критериями следует руководствоваться?

Антифриз для системы отопления

Одним из определяющих параметров является температура замерзания. Для антифризов она может быть равна от -20°С до -60°С. Это позволяет эксплуатировать теплоснабжение даже в условиях отрицательных температур без возникновения поломок.

Однако антифризы имеют большую плотность, чем вода – оптимальная скорость теплоносителя в системе отопления в этом случае может быть достигнута только при установке мощного циркуляционного насоса.

В зависимости от состава и компонентов бывают следующие типы антифризов:

• Этиленгликоль. Характеризуется низкой стоимостью, но крайне токсичен. Не рекомендуется для автономного отопления частного дома;
• Пропиленгликоль. Полностью безопасен для здоровья человека. Имеет худший коэффициент теплопроводности, чем жидкость на основе этиленгликоля. Отличается высокой стоимостью;
• Антифризы на основе глицерина. Именно его чаще всего выбирают в качестве жидкости-теплоносителя для отопления. Цена намного меньше, чем у пропилен-гликолевых составов, не токсичен, обладает хорошим показателем теплоемкости.

Нужно знать, что расчет количества теплоносителя в системе отопления для антифризов будет сложнее. Это объясняется их вспениванием при достижении максимальной температуры. Для минимизации этого явления производители добавляют в состав жидкости специальные ингибиторы и присадки.

Перед приобретением безопасного теплоносителя для систем отопления следует ознакомиться с рекомендациями от производителей котла и радиаторов. Не все типы незамерзающей жидкости можно использовать для алюминиевых радиаторов и газовых котлов.

Основные характеристики теплоносителя для отопления

Определить заранее расход теплоносителя в системе отопления можно лишь после анализа его технических и эксплуатационных параметров. Они повлияют на характеристики всего теплоснабжения, а также скажутся на работе других элементов.

Дистиллированная вода для отопления

Так как свойства антифризов зависят от их состава и содержания дополнительных примесей, будут рассмотрены технические параметры для дистиллированной воды. Для теплоснабжения следует использовать именно дистиллят – полностью очищенную воду. При сравнении теплоносителей для систем отопления можно определить, что проточная жидкость содержит большое количество сторонних компонентов. Они негативно влияют на работу системы. После использования в течение сезона на внутренних поверхностях труб и радиаторов образуется слой накипи.

Для определения максимальной температуры теплоносителя в системе отопления следует обращать внимание не только на его свойства, но и на ограничения в эксплуатации труб и радиаторов. Они не должны пострадать при повышенном термическом воздействии.

Рассмотрим самые значимые характеристики воды, как теплоносителя для алюминиевых радиаторов отопления:

• Теплоемкость – 4,2 кДж/кг*С;
• Массовая плотность. При средней температуре +4°С она составляет 1000 кг/м³. Однако во время нагрева удельная плотность начинает снижаться. При достижении +90°С она будет равна 965 кг/м³;
• Температура кипения. В открытой системе отопления вода закипает при температуре +100°С. Однако если увеличить давление в теплоснабжении до 2,75 атм. – максимальная температура теплоносителя в системе теплоснабжения может составлять +130°С.

Немаловажным параметром в работе теплоснабжения является оптимальная скорость теплоносителя в системе отопления. Она напрямую зависит от диаметра трубопроводов. Минимальное значение должно составлять 0,2-0,3 м/с. Максимальная скорость ничем не ограничивается. Важно, что бы в системе поддерживалась оптимальная температура теплоносителя в отоплении по всему контуру и отсутствовали посторонние шумы.

Однако профессионалы предпочитают руководствоваться норами старого СНиПа 1962 г. В нем указаны предельные значения оптимальной скорости теплоносителя в системе теплоснабжения.

Диаметр трубы, мм	Максимальная скорость воды, м/с
25	0,8
32	1
40 и более	1,5

Превышение этих значений скажется на расходе теплоносителя в системе отопления. Это может привести к увеличению гидравлического сопротивления и «ложным» срабатываниям спускного предохранительного клапана. Следует помнить, что все параметры теплоносителя системы теплоснабжения должны быть предварительно рассчитаны. Это же касается оптимальной температуры теплоносителя в системе теплоснабжения. Если проектируется низкотемпературная сеть – можно не придавать этому параметру значения. Для классических схем максимальное значение нагрева циркулирующей жидкости напрямую зависит от давления и ограничений по трубам и радиаторам.

Для правильного выбора теплоноситель для систем отопления предварительно составляют температурный график работы системы. Максимальные и минимальные значения нагрева воды не должны быть ниже 0°С и выше +100°С

Расчет объема теплоносителя в отоплении

Перед заполнением системы теплоносителем необходимо правильно рассчитать его объем. Он напрямую зависит от схемы теплоснабжения, количества компонентов и их габаритных характеристик. Именно они влияют на количество теплоносителя в системе отопления.

Виды труб для отопления

Сначала анализируются параметры подающей магистрали. Важное значение имеет материал ее изготовления. Для вычисления объема теплоносителя в системе отопления необходимо знать внутренний диаметр трубы. Согласно современным нормативам в артикуле стальных трубопроводов дается внутренний размер сечения, а для пластиковых принят наружный. Поэтому в последнем случае необходимо вычесть две толщины стенки.

Для того чтобы самостоятельно рассчитать объем теплоносителя в системе отопления не нужно делать вычисления. Достаточно воспользоваться данными из нижеприведенной таблицы. С ее помощью можно сделать расчет количества теплоносителя в системе теплоснабжения.

Диаметр, мм	Объем теплоносителя (л) в 1 м.п. трубы, в зависимости от материала изготовления
	Стальные	Полипропиленовые	Металлопластиковые
15	0,177	0,098	0,113
20	0,314	0,137	0,201
25	0,491	0,216	0,314
32	0,804	0,353	0,531
40	1,257	0,556	0,865

Имея эту информацию достаточно по схеме теплоснабжения определить протяженность труб определенного диаметра и умножить получившееся значение на объем в 1 м.п. Таким способом рассчитывается объем теплоносителя в системе теплоснабжения, но только в трубах.

Размеры радиатора отопления

Но помимо подающих магистралей в схеме отопления присутствуют радиаторы и батареи. Они также влияют на объем теплоносителя в системе теплоснабжения. Каждый производитель указывает точную вместительность отопительного прибора. Поэтому оптимальным вариантом расчета буде изучение паспорта батареи и определение количества требуемой жидкости теплоносителя для теплоснабжения.

Если же это невозможно по ряду причин – можно воспользоваться приблизительными цифрами. Стоит отметить, что при большом количестве батарей погрешность вычислений будет увеличиваться. Поэтому для точного расчета количества теплоносителя в системе теплоснабжения рекомендуется узнать паспортные характеристики батареи. Это можно сделать на сайте производителя в разделе технической информации.

В таблице показан средний объем теплоносителя для одной секции в алюминиевых, биметаллических и чугунных радиаторов отопления.

Тип радиатора	Межцентровое расстояние, мм
	300	350	500
Алюминиевые	–	0,36	0,44
Биметаллические	–	0,16	0,2
Чугунные	1,1	–	1,45

Эти цифры необходимо умножить на общее количество секций в системе отопления. Затем к полученным данным следует прибавить уже рассчитанный объем воды в трубах и можно определить общее количество теплоносителя в системе отопления.

Однако следует помнить, что при сравнении теплоносителей для систем теплоснабжения отмечалось, что со времен объем может уменьшаться по объективным причинам. Поэтому для поддержания работоспособности системы следует периодически добавлять в нее теплоноситель.

Для точного расчета объема расчета воды в системе отопления необходимо учитывать вместительно теплообменника котла. Для твердотопливных моделей этот показатель может составлять несколько десятков литров. У газовых он несколько ниже.

Способы заполнения систему отопления теплоносителем

Определившись с типом теплоносителя и вычислив его объем в отоплении остается решить ее одну задачу – как добавлять воду в систему. Это важный пункт в проектировании теплоснабжения, так как при достижении критического уровня воды может выйти из строя теплообменник котла и радиаторы.

Узел подпитки закрытой системы отопления

Для отрытой системы теплоснабжения добавление воды может осуществляться через расширительный бак, расположенный в самой высокой точке системы.

Для этого необходимо провести подающую магистраль и подключить ее к конструкции бака. При снижении объема теплоносителя достаточно включить подачу новой порции воды для дополнения системы.

Заполнение закрытой системы осуществляется по другой схеме. В ней должен быть предусмотрен узел подпитки. Этот компонент располагается на обратной трубе, перед расширительным баком и циркуляционным насосом. В комплектацию подпиточного узла входят следующие компоненты:

• Запорная арматура, устанавливаемая на подключаемом патрубке;
• Обратный клапан, предотвращающий изменение направления потока теплоносителя;
• Сетчатый фильтр.

Для автоматизации работы узла можно установить на кран сервомеханизм. Он подключается к датчику давления. При снижении показателя давления сервомеханизм открывает кран и тем самым добавляет в систему теплоноситель.

В видеоролике рассказывается о параметрах выбора теплоносителя для отопительной системы:

Системы теплоснабжения | Блог об энергетике

В этой статье я расскажу о том, какими бывают системы теплоснабжения.

Википедия дает следующее определение термина «теплоснабжение»:

Теплоснабжение — система обеспечения теплом зданий и сооружений, предназначенного для обеспечения теплового комфорта для находящихся в них людей или для возможности выполнения технологических норм.

Любая система теплоснабжения состоит из трех основных элементов:

1. Теплоисточник. Это может быть ТЭЦ или котельная (при централизованной системе теплоснабжения), либо просто котел, расположенный в отдельном здании (местная система).
2. Система транспортировки тепловой энергии (тепловые сети).
3. Потребители тепла (радиаторы отопления (батареи) и калориферы).

Классификация

Системы теплоснабжения подразделяются на:

• Централизованные
• Местные (их еще называют децентрализованными).

Они могут быть водяными и паровыми. Последние используются в наши дни не часто.

Местные системы теплоснабжения

Здесь все просто. В местных системах источник тепловой энергии и ее потребитель находятся в одном здании или очень близко друг к другу. Например, в отдельном доме установлен котел. Нагретая в этом котле вода в последствии используется для удовлетворения нужд дома в отоплении и горячей воде.

Централизованные системы теплоснабжения

В централизованной системе теплоснабжения источником тепла служит ТЭЦ или котельная, которая вырабатывает тепло для группы потребителей: квартал, район города или даже весь город.

При такой системе тепло транспортируется к потребителям по магистральным тепловым сетям. От магистральных сетей теплоноситель подается в центральные тепловые пункты (ЦТП) или индивидуальные тепловые пункты (ИТП). От ЦТП тепло уже по квартальным сетям поступает в здания и сооружения потребителей.

По способу подключения системы отопления системы теплоснабжения подразделяются на:

• Зависимые системы — теплоноситель от источника тепловой энергии (ТЭЦ, котельная) поступает непосредственно к потребителю. При такой системе в схеме не предусмотрено наличие центральных или индивидуальных тепловых пунктов. Выражаясь простым языком, вода из тепловых сетей поступает напрямую в батареи.

• Независимые системы — в этой системе присутствуют ЦТП и ИТП. Теплоноситель, циркулирующий по тепловым сетям, нагревает воду в теплообменнике (1й контур — красные и зеленые линии). Нагретая в теплообменнике вода циркулирует уже в системе отопления потребителей (2 контур — оранжевые и синие линии).

С помощью подпиточных насосов восполняются потери воды через неплотности и повреждения в системе и поддерживается давление в обратном трубопроводе.

По способу присоединения системы горячего водоснабжения системы теплоснабжения подразделяются на:

• Закрытые. При такой системе вода из водопровода нагревается теплоносителем и поступает к потребителю. О ней я писал в статье «Горячее водоснабжение».

       

• Открытые. В открытой системе теплоснабжения вода для нужд ГВС отбирается непосредственно из тепловой сети. К примеру, зимой вы пользуетесь отоплением и горячей водой «из одной трубы». Для такой системы справедлив рисунок зависимой системы теплоснабжения.

Поделись с друзьями

Похожее

различия схем на примерах фото и видео

Содержание:

4. Экономия ресурсов

Благодаря теплоснабжению дома и квартиры обеспечиваются теплом, а соответственно в них комфортно находиться. Одновременно с обогревом жилые строения, промышленные объекты, общественные здания получают горячее водоснабжение для бытовых или производственных потребностей. В зависимости от способа доставки теплоносителя на сегодняшний день существуют открытые и закрытые системы теплоснабжения.

Одновременно схемы обустройства систем теплообеспечения бывают:

• централизованными — ими обслуживаются целые жилые районы или населенные пункты;
• местными – для обогрева одного строения или группы зданий. 

При отоплении помещений задействуются открытая и закрытая система теплоснабжения. Между ними имеется отличие, которое заключается в том, что открытый тип предусматривает подачу горячей воды потребителям непосредственно из теплосети – они разбирают ее полностью или частично (подробнее: «Закрытая и открытая система отопления на примерах схем»). 

Открытые системы теплоснабжения 

В открытой системе вода подается постоянно из теплоцентрали и это компенсирует ее расход даже при условии полного разбора. В советское время по такому принципу функционировало примерно 50% теплосетей, что объяснялось экономичностью и минимизацией затрат на обогрев и ГВС. 

Но открытая система теплоснабжения имеет ряд недостатков. Чистота воды в трубопроводах не соответствует требованиям санитарно-гигиенических норм. Поскольку жидкость перемещается по трубам значительной протяженности, она становится другого цвета и приобретает неприятные запахи. Часто при взятии проб воды работниками санэпидемстанций из таких трубопроводов в ней обнаруживают вредоносные бактерии.

 

Желание очистить поступающую по открытой системе жидкость приводит к снижению экономичности теплоснабжения. Даже самые современные способы устранения загрязнений воды не способны преодолеть этот значительный недостаток. Поскольку протяженность сетей немалая, возрастают расходы, а эффективность очистки остается прежней. 

Открытая схема теплоснабжения функционирует на основе законов термодинамики: горячая вода поднимается вверх, благодаря чему на выходе котла создается высокое давление, а на входе в теплогенератор — небольшое разряжение. Далее жидкость направляется из зоны повышенного давления в зону более низкого и в результате осуществляется естественная циркуляция теплоносителя. 

Будучи в нагретом состоянии, вода имеет свойство увеличиваться в объеме, поэтому для данного типа отопительной системы требуется наличие открытого расширительного бака, такого как на фото – это устройство абсолютно негерметично и напрямую соединяется с атмосферой. Поэтому такое обеспечение теплом получило соответствующее название — открытая водяная система теплоснабжения. 

В открытом типе вода нагревается до 65 градусов и потом подается к кранам водоразбора, откуда поступает к потребителям. Подобный вариант теплоснабжения позволяет пользоваться дешевыми смесителями вместо дорого теплообменного оборудования. Так как разбор подогретой воды неравномерен, по этой причине линии подачи конечному потребителю рассчитывают с учетом максимального потребления.

Закрытые системы теплоснабжения 

Представляет собой закрытая система теплоснабжения конструкцию, в которой теплоноситель, циркулирующий в трубопроводе, используется только для обогрева и вода из тепловой сети не отбирается на горячее водоснабжение. 

В закрытом варианте обеспечения обогрева помещений подача тепла регулируется централизованно, а количество жидкости в системе остается неизменной. Расход тепловой энергии зависит от температуры циркулирующего по трубам и радиаторам теплоносителя. 

В системах теплоснабжения закрытого типа, как правило, используются тепловые пункты, в которые горячая вода поступает от поставщика теплоэнергии, например ТЭЦ. Далее температура теплоносителя доводится до нужных параметров для теплообеспечения и горячего водоснабжения и направляется потребителям. 

Когда функционирует закрытая система теплоснабжения – схема поставки тепла обеспечивает высокое качество ГВС и энергосберегающий эффект. Ее главный недостаток — сложность водоподготовки по причине удаленности одного теплового пункта от другого.

Зависимая и независимая системы теплоснабжения

И открытая и закрытая система теплоснабжения могут подсоединяться двумя способами – зависимым и независимым.

Зависимый способ подключения открытой системы означает подсоединение через элеваторы и насосы. В независимом типе горячая вода поступает через теплообменник.

Экономия ресурсов

Зависимый тип закрытой системы предусматривает, что вода поступает к потребителю, минуя тепловые пункты. В данном случае нет необходимости устанавливать циркуляционные насосы, приборы для регулировки теплообмена и автоматического контроля. Но есть и минус – невозможность регулировать температурный режим в системе. 

Независимые закрытые системы теплоснабжения экономят энергоресурсы в размере 10-40 % в год. Они позволяют регулировать количество поставляемого тепла, температуру теплоносителя и улучшать его качественные характеристики, что приводит к надежной работе нагревательного оборудования.

Пример открытой системы теплоснабжения на видео:

Виды системы отопления домов: классификация, назначение, схемы

Идея центрального теплоснабжения возникла довольно давно. В 80-м годах 19 столетия с ростом многоэтажного строительства каменных домов она получила широкое развитие, как в России, так и за рубежом.

В начале 20 века появились системы комбинированной выработки тепла и электроэнергии, когда нужно было использовать тепло в процессе производства, к примеру, на сахарных предприятиях и текстильных фабриках.

В это же время появились системы отопления, движение теплоносителя в которых выполняли электрические центробежные насосы.

Дальше развитие систем отопления шло по пути повышения температуры подающего теплоносителя, и к 1955 году в СССР она была принята равной 150 С.

Одновременно с совершенствованием основного централизованного отопления, начался процесс развития индивидуальных систем отопления для частного дома, что было связано с массовой газификацией населенных пунктов.

На протяжении всей истории развития систем отопления появлялись все новые и новые схемы и разводки батарей. Даже в наше время, когда, казалось бы, что все уже придумано, бытовая теплоэнергетика продолжает развиваться, создавая все новые и новые виды систем отопления.

СодержаниеПоказать

Все узлы любой системы отопления

Начиная с самых первых систем отопления, все последующие в обязательном порядке имели три базовых элемента схемы: источник тепла, система трубопроводов с запорно-предохранительной арматурой и приборы отопления.

В принудительных системах дополнительно устанавливается сетевой насос для циркуляции теплоносителя. По этим базовым элементам осуществляется классификация систем отопления.

Источники тепла — являются сердцем любой системы теплоснабжения. Это может быть ТЭЦ, центральная котельная и внутридомовой котлоагрегат. В последнее время к ним относятся нетрадиционные источники тепловой энергии, например, тепловые насосы и солнечные коллекторы.

Система трубопроводов служит для переноса тепла от источника к приборам отопления. Концепция отопительной системы и ее вид выбирается на стадии проектирования. Системы отопления бывают естественные, когда теплоноситель движется за счет разности температур и принудительные, когда движение греющей воды внутри системы выполняется циркуляционным насосом.

Для защиты, обслуживания и ремонта элементов тепловой схемы, на трубопроводах подающего и обратного теплоносителя устанавливается защитная запорно-регулировочная арматура, а также датчики, терморегуляторы, воздушники и расширительные баки.

Отопительные приборы — устройства, которые передают тепло от горячего теплоносителя в окружающую среду помещения. Они подбираются по мощности, которая должна превышать потери тепла отапливаемого объекта и бывают различных видов: изготавливаются из чугуна, стали и алюминиевых сплавов.

В настоящее время наиболее популярными считаются биметаллические радиаторы, рассчитаны на 25 атм., срок службы которых превышает 25 лет.

Какие виды систем отопления существуют

Классификация систем отопления подразделяет их на автономные и центральные. По теплоносителю подразделяются на паровые, водяные и воздушные. По источнику энергии — газовые, электрические, жидкотопливные или твердотопливные.

По движению теплоносителя группируются на системы с естественной и принудительной циркуляцией. Виды систем отопления многоквартирного дома по схеме разводки систем отопления группируются на систему «Ленинградка», двухтрубные системы отопления, однотрубные системы отопления и лучевые системы.

Виды теплоносителей:

• вода;
• пар;
• воздух.

Водяное

В этих системах тепловую энергию переносит горячий водяной теплоноситель. Он нагревается в источнике отопления и поступает через трубную систему в приборы отопления, имеющих развитую поверхность нагрева.

Подающий теплоноситель через поверхность стен радиаторов передает тепло в окружающее пространство, остывает и возвращается по обратному трубопроводу в отопительный котел.

Классификация систем водяного отопления выполняется по расчетной температуре подающего теплоносителя:

• низкой температурный теплоноситель до 70 С;
• средний от 75 до 100 С ;
• высокий свыше 100 С.

Виды разводки:

• верхняя, когда подача находится выше радиатора, а обратка ниже;
• нижняя, если обе трубы находятся ниже батареи;
• с опрокинутой циркуляцией, если подача – ниже батареи, а обратка – выше.

В самом простом варианте, отопление производственных помещений может проходить без радиаторов через трубы большого диаметра, собранные в секции. Однако такая система считается менее эффективной, более металлоемкой и трудозатратной, поэтому в жилом домостроении не применяется.

Газовое

Этот вариант отопления дома предполагает использовать энергию от сгорания газового топлива. На данный момент времени это самый дешевый и автоматизированный тип отопления. Он применяется в газифицированных районах.

Источником отопления служит газовый котел настенного или напольного исполнения. Одноконтурный только для отопления. Подогрев воды в таких котлах можно организовать через устройство внешнего бойлера косвенного нагрева.

Для совместного отопления и подготовки горячей воды устанавливают газовые двухконтурные котлы. Газовые котлы имеют возможность работать при 100% режиме автоматизации, в том числе и с дистанционным управлением через современные сети передачи информации: вай-фай, смс и интернет.

Погодозависимая автоматика настраивает температуру внутри помещения в соответствии с температурой наружного воздуха.

К такому типу отопления также можно отнести конвекторное газовое отопление. Устройства внешне напоминают водяные или электрические конвекторы. Различие состоит только в том, что радиаторы отопления запитаны от газового или твердотопливного котла, а газовые конвекторы имеют прямое подключение по газу, система трубопроводов отсутствует.

Тепло передается конвекцией от сгоревшего газа через стенки устройства. С точки зрения КПД это самое эффективное отопительное устройство, в нем отсутствуют потери по длине трубопроводов и снижаются затраты на монтаж. Единственным недостатком является необходимость обустройства дымоотводной системы к каждому конвектору.

Воздушное

Самый древний традиционный вид нагрева. Он исходит от традиционной русской печи. Для развитой системы воздушного отопления необходима установка большого количества воздуховодов и нагреваемых стен, которые будут передавать тепло от дымовых газов окружающему воздуху.

Преимущество — большая аккумуляционная способность такой системы, стены нагретые до температуры 60-100 С, остывают очень медленно, практически такой источник нагрева топится один раз в сутки.

Классификация систем воздушного отопления:

• центрального отопления с применением системы воздуховодов;
• местные, действующие в зоне установки.

Поскольку, воздушный теплоноситель считается отличной контролируемой средой, воздушные системы сегодня приобрели новую жизнь.

Подобное инженерное решение способно быть представлено, например, как сплит-система кондиционера с внутренним и наружным блоками, работающая в режиме отопления.

Электрическое

При огромной эффективности такого вида отопления, КПД которого стремится к предельным 98-99 % этот вид нагрева домов остается самым дорогим из-за стоимости электрической энергии. Современные источники электрического отопления весьма разнообразны от стационарных установок в виде отопительных котлов до мобильных калориферов.

Наиболее популярной является схема водяного отопления с электрокотлом и циркуляционным насосом. В силу особенностей электронагрева такая система может быть только закрытого типа и должна оборудоваться расширительным баком мембранного типа.

Электроотопление имеет 100 % автоматизацию тепловых процессов, в том числе и с удаленным режимом управления и оборудуется погодозависимой автоматической системой.

Инфракрасный пол

Инфракрасный пол относится к электрическому обогреву, может включаться от розетки или блока управления, который настраивает позонный температурный режим в доме.

Система изготавливается в форме ламинированных панелей, с внутренним расположением нагревательных элементов в виде полосы. В них впаяны углеродистые пластины, излучающие инфракрасный спектр при прохождении электроэнергии.

В отличие от водяного теплого пола этот вид обогрева менее трудоемкий при установке не поднимает уровень, при этом он обеспечивает наиболее быстрый и качественный нагрев. Кроме того по мере необходимости такую систему нагрева легко демонтировать и перенести в нужное помещение.

Тепловые насосы и геотермальные установки

Грамотное использование температуры земной поверхности для нагрева домов несправедливо недооценивается в России, хотя западноевропейские пользователи с успехом применяют такую практику.

Геотермальное теплоснабжение – это безграничный и почти бесплатный ресурс, позволяющий обеспечить дом всеми видами теплоснабжения: отопление, вентиляция и горячего водоснабжения. При этом не имеет значение объем услуг, время года, температура наружного воздуха и место проживания.

Современные инновационные технологии способны аккумулировать неиссякаемое тепло земли. При высоких затратах на монтаж такого оборудования и низкой себестоимости единицы выработанной тепловой энергии, срок окупаемости геотермального отопления составляют 5-6 лет, что вполне соответствуют мировым показателям в энергетике.

Солнечные коллекторы

Еще один современный вид отопления, набирающий объемы в установке автономных систем теплоснабжения. И если такой вариант подготовки ГВС применялся с незапамятных времен, например при установке летнего душа.

То для систем отопления энергия солнца используется сравнительно недавно. Этому поспособствовал выход на промышленный уровень производства недорогих солнечных батарей, устанавливаемых на крышах домов. При солнечном свете в них производится электричество, поступающее в систему отопления.

Устройства устанавливаются под углом максимального поглощения солнечных лучей. В системе устанавливаются аккумуляторные батареи которые накапливают электрический заряд и передают его системе отопления в ночное время.

Срок окупаемости таких систем примерно равен системам с тепловыми насосами, но затраты все же выше, а межремонтный период, когда потребуется полная замена аккумуляторов остается небольшим всего лишь 2 года. Эти обстоятельства сдерживают широкое распространение солнечных систем в бытовой теплоэнергетике.

Комбинированное отопление

К комбинированному отоплению относятся системы, которые одновременно включают в себя два и более различных источников: газ-электро, газ-твердое топливо, газ-тепловые насосы, тепловые насосы-солнечные коллекторы и так далее.

Подобное сочетание разнообразных источников тепловой энергии дает возможность осуществить автономное отопление индивидуального коттеджа с высоким уровнем защиты, не зависящим от одного источника энергии.

Комбинированная схема способна выбрать тепловой режим, который обеспечит самую низкую стоимость единицы тепла, а также позволит использовать сбросное тепло для дополнительного нагрева воды в системе ГВС.

Промышленные отопительные системы

Выполнение производственных процессов предполагает поддержание необходимого температурного режима внутри помещений особенно в осенне-зимний период. Чаще всего на производстве устанавливается паровое отопление.

Классификация систем парового отопления выполняется по давлению пара:

• низкого давления 0,7 атм.;
• высокого давления выше 0,7 атм.

Проектные разработки при возведении инженерных систем промзданий находятся в зависимости от специфики такого производства, в связи с чем существенную роль в данном процессе выполняет анализ тепловых выбросов в процессе производства, для последующего его использования в системе отопления в качестве вторичных источников энергии.

Затраты на обогрев промпомещений относятся к себестоимости выпускаемой продукции. Рынок требует низких цен, в связи, с чем в промышленном обогреве помещений остро стоит проблема энергосбережения.

Типы отопления по способу циркуляции теплоносителя

Эффективная передача тепла в помещение в водяных системах отопления напрямую зависит от скорости движения теплоносителя во внутреннем отопительном контуре.

Для небольших отапливаемых объектов, необходимую скорость движения горячей воды можно обеспечить с помощью естественной циркуляции, а для более крупных объектов со сложными многоуровневыми контурами нагрева, скорость теплоносителя достигается путем применения электрического центробежного насоса.

Естественная циркуляция

Эти системы правильнее называть гравитационными. Поскольку нагреваемая вода поднимается по вертикальной трубе, под воздействием гравитационного эффекта, вызванного разностью температур теплоносителя и, следовательно, различной плотностью жидкости, создающей напор. Данная труба считается подающим стояком.

Дальше теплоноситель движется по подающему трубопроводу к отопительным приборам. В которых тепло передается окружающему воздуху и благодаря конвекции распространяется по комнате. Вода остывает и по обратному трубопроводу возвращается в котлоагрегат.

Ее плотность увеличивается, создается напор, вытесняющий нагретую воду из котла в подающий трубопровод для следующего цикла нагрева.

Принудительная циркуляция

Это современные эффективные системы отопления способные отапливать дом любой этажности и площади с многоуровневыми контурами отопления зданий, работающие с разными режимами нагрева, например, традиционная радиаторная система с вариантом «теплый пол».
Обвязку трубопроводов, возможно, выполнить трубами небольшого диаметра, которые располагают под любым углом и в любом месте исходя из принятого дизайна и габаритов комнат.

Преимущество данных систем объясняется высоким уровнем регулирования, способным обеспечить индивидуальный режим нагрева для каждого помещения в разрезе суток и отопительных месяцев.

Существует всего один недостаток этого варианта отопления — он относится к энергозависимым, поэтому для обеспечения бесперебойности необходимо предусмотреть аварийный источник электрической энергии, который, скорее всего, понадобится и котлоагрегату.

Какая система теплоснабжения лучше

Этот вопрос будет, прежде всего зависеть от бюджета, который способен выделить собственник на организацию системы отопления. Немаловажное значение имеет доступность топлива, климатический район строительства и состояние теплоизоляции стен дома.

Если анализировать систему теплоснабжения для центрального района России для многоуровневого жилого дома от 200 до 300 м2, когда владелец не обременен средствами, то наиболее перспективные варианты теплоснабжения будут распределяться следующим образом:

1. Тепловой насос.
2. Газовые котлы.
3. Твердотопливные котлы.
4. Теплый пол.
5. Электрические котлы.

В любом случае перед выбором системы отопления в частном доме, собственнику потребуется обратиться к специалистам, чтобы они могли оценить все теплозначимые факторы объекта отопления, чтобы обеспечить долговременную работу теплосетевого оборудования с низкой себестоимостью тепловой энергии.

Тем не менее, по большинству технико-экономический показателей тепловой насос и геотермальные установки — лучшее направление в развитии систем отопления.

Тепло, работа и энергия

Тепло (энергия)

Единица измерения тепла (или энергии) в системе СИ составляет джоуль (Дж) .

С разницей температур

Другими единицами измерения тепла являются британская тепловая единица — Btu (количество тепла, необходимое для подъема 1 фунта воды на 1 ^o F ) и Калорийность (количество тепла для поднятия 1 грамма воды на 1 ^o C ( или 1 K )).

калорий определяется как количество тепла, необходимое для изменения температуры одного грамма жидкой воды на один градус Цельсия (или один градус Кельвина).

1 кал = 4,184 Дж

Тепловой поток (мощность)

Теплопередача только в результате разницы температур называется тепловым потоком . Единицы СИ для теплового потока: Дж / с или ватт (Вт) — то же, что и мощность. Один ватт определяется как 1 Дж / с .

Удельная энтальпия

Удельная энтальпия — это мера полной энергии в единице массы. Обычно используются единицы СИ: Дж / кг или кДж / кг .

Термин относится к общей энергии, обусловленной давлением и температурой текучей среды (например, воды или пара) в любой момент времени и при любых условиях. В частности, энтальпия — это сумма внутренней энергии и работы, совершаемой под действием приложенного давления.

Тепловая мощность

Тепловая мощность системы составляет

• количество тепла, необходимое для изменения температуры всей системы на один градус .

Удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость (= удельная теплоемкость) — это количество тепла, необходимое для изменения температуры на одну единица массы вещества на на один градус .

Удельная теплоемкость может быть измерена в Дж / г K, Дж / кг K , кДж / кг K, кал / гK или БТЕ / фунт ^o F и более ,

Никогда не используйте табличные значения теплоемкости, не проверив единицы фактических значений!

Удельную теплоемкость для обычных продуктов и материалов можно найти в разделе «Свойства материала».

Удельная теплоемкость — постоянное давление

Энтальпия — или внутренняя энергия — вещества зависит от его температуры и давления.

Изменение внутренней энергии относительно изменения температуры при фиксированном давлении равно удельной теплоемкости при постоянном давлении — c _p .

Удельная теплоемкость — постоянный объем

Изменение внутренней энергии относительно изменения температуры при фиксированном объеме — это удельная теплоемкость при постоянном объеме — c _v .

Если давление не является чрезвычайно высоким, работой, выполняемой приложенным давлением к твердым телам и жидкостям, можно пренебречь, а энтальпия может быть представлена ​​только компонентом внутренней энергии. Можно сказать, что теплота постоянного объема и теплоты постоянного давления равны.

Для твердых и жидких веществ

c _p = c _v (1)

Удельная теплоемкость представляет собой количество энергии, необходимое для подъема 1 кг вещества к 1 ^o C (или 1 K) , и ее можно рассматривать как способность поглощать тепло.Единицы измерения удельной теплоемкости в системе СИ: Дж / кг · К (кДж / кг, ^o C) . Вода имеет большую удельную теплоемкость 4,19 кДж / кг ^o C по сравнению со многими другими жидкостями и материалами.

• Вода — хороший теплоноситель!

Количество тепла, необходимое для повышения температуры

Количество тепла, необходимое для нагрева объекта от одного температурного уровня до другого, можно выразить как:

Q = c _p m dT ( 2)

, где

Q = количество тепла (кДж)

c _p = удельная теплоемкость (кДж / кг · К)

м = масса (кг )

dT = разница температур между горячей и холодной стороной (K)

Пример воды для отопления

Учитывайте энергию, необходимую для нагрева 1.0 кг воды от 0 ^o C до 100 ^o C при удельной теплоемкости воды 4,19 кДж / кг ^o C :

Q = (4,19 кДж / кг ^o C ) (1,0 кг) ((100 ^o C) — (0 ^o C))

= 419 (кДж)

Работа

Работа и энергия с технической точки зрения — одно и то же, но работа — это результат, когда направленная сила (вектор) перемещает объект в одном направлении.

Объем выполненной механической работы можно определить с помощью уравнения, полученного из ньютоновской механики

Работа = Приложенная сила x Расстояние, перемещенное в направлении силы

или

W = F l (3)

, где

W = работа (Нм, Дж)

F = приложенная сила (Н)

l = длина или пройденное расстояние (м)

Рабочий стол также можно описать как произведение приложенного давления и вытесненного объема:

Работа = Приложенное давление x Вытесненный объем

или

W = p A l (3b)

, где

p = приложенное давление (Н / м ² , Па)

A = под давлением площадь (м ² )

l = длина или расстояние, на которое зона давления перемещается под действием приложенной силы (м)

Пример — Работа, выполняемая силой

Работа, выполняемая силой 100 Н перемещение тела 50 м можно рассчитать как

W = (100 Н) (50 м)

= 5000 (Нм, Дж)

Единица измерения — джоуль, J, который определяется как количество работы, выполненной, когда сила 1 ньютон действует на расстоянии 1 м в направлении силы.

1 Дж = 1 Нм

Пример — Работа под действием силы тяжести

Работа, выполненная при подъеме массы 100 кг на высоте 10 м может быть рассчитана как

W = F _г ч

= mgh

= (100 кг) (9,81 м / с ² ) (10 м)

= 9810 (Нм, Дж)

, где

F _г = сила тяжести — или вес (Н)

г = ускорение свободного падения 9.81 (м / с ² )

h = высота (м)

В британских единицах измерения единичная работа выполняется при весе 1 фунт _f (фунт-сила) является поднял вертикально против силы тяжести на расстояние 1 фут . Единица называется фунт-фут .

Поднят объект массой 10 снарядов 10 футов . Проделанная работа может быть рассчитана как

W = F _г ч

= m g h

= (10 пробок) (32.17405 фут / с ² ) (10 футов)

= 3217 фунтов _f футов

Пример — Работа из-за изменения скорости

Работа, выполненная при массе 100 кг ускоряется от от скорости 10 м / с до скорости 20 м / с можно рассчитать как

W = (v ₂ ² — v ₁ ² ) м / 2

= ((20 м / с) ² — (10 м / с) ² ) (100 кг) / 2

= 15000 (Нм, Дж)

где

v ₂ = конечная скорость (м / с)

v ₁ = начальная скорость (м / с)

Energy

Energy — это способность делать работа (перевод с греческого — «работа внутри»).Единицей измерения работы и энергии в системе СИ является джоуль, определяемый как 1 Нм .

Движущиеся объекты могут выполнять работу, потому что обладают кинетической энергией. («кинетический» означает «движение» по-гречески).

Количество кинетической энергии, которой обладает объект, можно рассчитать как

E _k = 1/2 мВ ² (4)

, где

m = масса объекта (кг)

v = скорость (м / с)

Энергия положения уровня (запасенная энергия) называется потенциальной энергией.Это энергия, связанная с силами притяжения и отталкивания между объектами (гравитация).

Полная энергия системы складывается из внутренней, потенциальной и кинетической энергии. Температура вещества напрямую связана с его внутренней энергией. Внутренняя энергия связана с движением, взаимодействием и связыванием молекул внутри вещества. Внешняя энергия вещества связана с его скоростью и местоположением и является суммой его потенциальной и кинетической энергии.

.

Системы тепловых насосов | Министерство энергетики

В климатических условиях с умеренными потребностями в отоплении и охлаждении тепловые насосы являются энергоэффективной альтернативой печам и кондиционерам. Как и ваш холодильник, тепловые насосы используют электричество для передачи тепла из прохладного помещения в теплое, делая прохладное пространство более прохладным, а теплое — теплее. Во время отопительного сезона тепловые насосы перемещают тепло из прохладного помещения в ваш теплый дом, а во время сезона охлаждения тепловые насосы перемещают тепло из прохладного дома в теплое помещение.Поскольку тепловые насосы перемещают тепло, а не генерируют тепло, они могут обеспечить эквивалентное кондиционирование помещения всего за четверть стоимости эксплуатации обычных нагревательных или охлаждающих приборов.

Есть три типа тепловых насосов: воздух-воздух, водоисточник и геотермальный. Они собирают тепло из воздуха, воды или земли за пределами вашего дома и концентрируют его для использования внутри.

Самым распространенным типом теплового насоса является тепловой насос с воздушным источником тепла, который передает тепло между вашим домом и наружным воздухом.Сегодняшний тепловой насос может снизить потребление электроэнергии для отопления примерно на 50% по сравнению с электрическим нагревом сопротивлением, таким как печи и обогреватели для плинтусов. Высокоэффективные тепловые насосы также осушают лучше, чем стандартные центральные кондиционеры, что приводит к меньшему потреблению энергии и большему комфорту охлаждения в летние месяцы. Тепловые насосы с воздушным источником тепла использовались в течение многих лет почти во всех частях Соединенных Штатов, но до недавнего времени они не использовались в регионах, которые испытывали длительные периоды отрицательных температур.Однако в последние годы технология тепловых насосов с воздушным источником тепла претерпела значительные изменения, и теперь они предлагают законную альтернативу обогреву помещений в более холодных регионах.

Для домов без воздуховодов тепловые насосы с воздушным источником также доступны в бесканальной версии, называемой мини-сплит-тепловым насосом. Кроме того, особый тип воздушного теплового насоса, называемый «чиллер с обратным циклом», генерирует горячую и холодную воду, а не воздух, что позволяет использовать его с системами лучистого теплого пола в режиме обогрева.

Геотермальные (грунтовые или водные) тепловые насосы достигают более высокой эффективности за счет передачи тепла между вашим домом и землей или близлежащим источником воды.Хотя их установка и стоит дороже, геотермальные тепловые насосы имеют низкие эксплуатационные расходы, поскольку они используют относительно постоянные температуры земли или воды. Геотермальные (или наземные) тепловые насосы имеют несколько основных преимуществ. Они могут снизить потребление энергии на 30–60%, контролировать влажность, они прочные и надежные, и подходят для самых разных домов. Подходит ли вам геотермальный тепловой насос, будет зависеть от размера вашего участка, грунта и ландшафта. Тепловые насосы, работающие на грунте или воде, могут использоваться в более суровых климатических условиях, чем тепловые насосы, работающие на воздухе, и удовлетворенность клиентов системами очень высока.

Новым типом теплового насоса для бытовых систем является абсорбционный тепловой насос, также называемый газовым тепловым насосом. Абсорбционные тепловые насосы используют тепло в качестве источника энергии и могут приводиться в действие различными источниками тепла.

Для получения дополнительной информации об этих конкретных типах тепловых насосов перейдите по адресу:

.

Тепловая мощность

Тепловая мощность — C — характеристика объекта — количество тепла, необходимое для изменения его температуры на один градус.

• Тепловая мощность имеет единицы энергии на градус.

Количество тепла, подаваемого для обогрева объекта, может быть выражено как:

Q = C dt (1)

где

Q = количество подаваемого тепла (Дж, БТЕ)

C = теплоемкость системы или объекта (Дж / K, Btu / ^o F)

dt = повышение температуры (K, C ° , ^o F)

SI единица измерения теплоемкости — Дж / К (джоуль на кельвин).В английской системе единицы измерения — британские тепловые единицы на фунт на градус Фаренгейта (Btu / ^o F). В некоторых случаях вместо Дж используются кДж или кал и ккал.

Никогда не используйте табличные значения теплоемкости без проверки единиц фактических значений!

Удельная теплоемкость ( c ) — это количество тепла, необходимое для изменения температуры единицы массы вещества на один градус. Удельная теплоемкость — более общий термин для обозначения того же самого.

Тепло, подводимое к массе, может быть выражено как

dQ = mc dt (1)

где

dQ = подводимое тепло (Дж, кДж БТЕ)

m = масса единицы ( г, кг, фунт)

c = удельная теплоемкость (Дж / г К, кДж / кг ^o C, кДж / кг K, БТЕ / фунт ^o F)

dt = изменение температуры (K, C ° , ^o F)

(1) можно передать для выражения удельной теплоемкости как:

c = dQ / m dt (1b)

Пример: Удельная теплоемкость железа равна 0.45 Дж / (г · К), что означает, что требуется 0,45 Дж тепла, чтобы поднять один грамм железа на один градус Кельвина.

Удельная теплоемкость газов

Существует два определения удельной теплоемкости для паров и газов:

c _p = (δh / δT) _p — Удельная теплоемкость при постоянном давлении (Дж / гК)

c _v = (δh / δT) _v — Удельная теплоемкость при постоянном объеме (Дж / гK)

Для твердых и жидких тел, c _p = c _v

Используйте ссылки для просмотра табличных значений удельной теплоемкости газов, обычных жидкостей и жидкостей, продуктов питания и пищевых продуктов, металлов и полуметаллов, обычных твердых веществ и других обычных веществ.

Газовая постоянная

Индивидуальная газовая постоянная R может быть выражена как

R = c _p — c _v (2)

Отношение удельной теплоемкости

Коэффициент удельной теплоемкости выражается как

k = c _p / c _v (3)

Молярная теплоемкость ( C _p ) — это количество тепла, необходимое для повышения температуры одного моля вещества на один градус при постоянном давлении.
Выражается в джоулях на моль на градус Кельвина (или Цельсия), Дж / (моль К) .

Пример: Молярная теплоемкость железа составляет 25,10 Дж / (моль К), что означает, что требуется 25,10 джоулей тепла, чтобы поднять 1 моль железа на 1 градус Кельвина.

Табличные значения молярной теплоемкости, C _p, множества органических и неорганических веществ можно найти в стандартных энтальпиях образования, свободной энергии Гиббса образования, энтропии и молярной теплоемкости органических веществ и стандартном состоянии и энтальпия образования, свободная энергия Гиббса образования, энтропия и теплоемкость вместе с ΔH ° _f , ΔG ° _f и S ° для тех же веществ при 25 ° C.

Преобразование между удельной теплоемкостью и молярной теплоемкостью

Удельную теплоемкость можно рассчитать из молярной теплоемкости, и наоборот:

c _p = C _p / M и

C _p = c _p ^. M

, где

c _p = удельная теплоемкость

C _p = молярная теплоемкость

M = молярная масса фактического вещества (г / моль).

Пример: Метанол (с молекулярной формулой Ch4OH) имеет молярную теплоемкость, C _p , 81,1 Дж / (моль K). Какова удельная теплоемкость c _p ?

Сначала мы вычисляем (или находим) молярную массу метанола: 1 * 12,01 г / моль C + 4 * 1,008 г / моль H + 1 * 16,00 г / моль O = 32,04 г / моль CH ₃ OH

Тогда удельная теплоемкость метанола равна: c _p = 81,8 Дж / (моль · K) / 32,04 г / моль = 2.53 Дж / (г · К)

Преобразование между часто используемыми единицами

Пример — Нагрев алюминия

2 кг алюминия нагревается с 20 ^o C до 100 ^o C . Удельная теплоемкость алюминия составляет 0,91 кДж / кг ⁰ C , а необходимое тепло можно рассчитать как

dQ = (2 кг) (0,91 кДж / кг ⁰ C) ((100 ^o C) — (20 ^o C))

= 145.6 (кДж)

Пример — вода для отопления

Один литр воды нагревается с 0 ^o C до кипения 100 ^o C . Удельная теплоемкость воды составляет 4,19 кДж / кг ⁰ C , а необходимое количество тепла можно рассчитать как

dQ = (1 литр) (1 кг / литр) (4,19 кДж / кг ⁰ C) (( 100 ^o C) — (0 ^o C))

= 419 (кДж)

.

Теплоснабжение | Статья о теплоснабжении по The Free Dictionary

( теплоснабжение ), теплоснабжению жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений для удовлетворения бытовых (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение) и промышленных нужд. Различают теплоснабжение зданий и централизованное теплоснабжение. Системы теплоснабжения зданий обслуживают одно или несколько зданий; районные системы обслуживают жилую или промышленную зону. В СССР центральное теплоснабжение оказалось наиболее важным; поэтому российский термин теплоснабжение обычно используется для обозначения систем централизованного теплоснабжения.Основными преимуществами централизованного теплоснабжения перед теплоснабжением зданий являются значительное снижение расхода топлива и эксплуатационных затрат (например, за счет автоматизации и повышения эффективности котельных), возможность использования низкокачественного топлива, снижение загрязнения воздуха и улучшение состояния здоровья в населенных пунктах.

Система централизованного теплоснабжения включает в себя источник тепла, систему теплоснабжения и теплопотребляющие установки, которые подключены к системе через пункты распределения тепла.При централизованном теплоснабжении источниками тепла могут быть районные теплоэлектростанции, которые объединяют производство электроэнергии и тепловой энергии; большие котельные, вырабатывающие только тепловую энергию; устройства по переработке термических отходов промышленности; или установки для использования тепла геотермальных источников. При теплоснабжении зданий источниками тепла могут быть печи, водогрейные котлы или водонагреватели, в том числе солнечные.

В системах централизованного теплоснабжения теплоносителем обычно является вода с температурой до 150 ° C или пар под давлением 0.7–1,6 меганьютон на м ² (7–16 технических атмосфер). Вода обычно используется в коммунальных и бытовых целях, а пар используется в промышленных целях. Температура и давление в системах теплоснабжения определяются требованиями заказчика и экономическими соображениями. Стоимость более высоких температур и давлений в транспортной среде становится более оправданной, чем больше расстояние, на которое переносится тепло. Расстояния, на которые передается тепло в современных системах централизованного теплоснабжения, достигают нескольких десятков километров.Расход условного топлива на единицу отпущенного тепла в основном определяется эффективностью источника теплоснабжения. Текущее развитие систем теплоснабжения сосредоточено на увеличении мощности источника тепла и единичной мощности установленного оборудования. Тепловая мощность современных ТЭЦ достигает 2–4 теракалорий в час, а региональных котельных — 300–500 гигакалорий в час. В некоторых системах теплоснабжения несколько источников тепла используются вместе для питания общей сети теплоснабжения; этот метод увеличивает надежность, гибкость и экономичность.

Системы теплоснабжения классифицируются по способу подключения тепловых пунктов как зависимые или независимые. В зависимых системах теплоноситель проходит напрямую из системы теплоснабжения в тепловые узлы потребителя. В автономных системах он проходит в промежуточный теплообменник, установленный в точке распределения тепла, и нагревает вторичный теплоноситель, который циркулирует в тепловом узле потребителя; Таким образом, блоки потребителей гидравлически изолированы от системы теплоснабжения.Автономные системы используются преимущественно в крупных городах для повышения надежности теплоснабжения; они также используются в тех случаях, когда давление в системе теплоснабжения превышает номинальное давление тепловых агрегатов потребителей или статическое давление, создаваемое установками потребителей, неприемлемо для системы теплоснабжения (например, в системах отопления для многоэтажных зданий) ).

Различают закрытые и открытые системы теплоснабжения в зависимости от способа подключения узлов горячего водоснабжения.В закрытых системах вода на горячее водоснабжение идет из водопровода. Эта вода нагрета до необходимой температуры (обычно 60 ° C) водой из системы теплоснабжения в теплообменниках, установленных в точках распределения тепла. В открытых системах вода подается напрямую из системы теплоснабжения. Потери воды из-за протечек в системе и нормального водоснабжения восполняются за счет подачи дополнительной воды в систему теплоснабжения. Вода, подаваемая в систему теплоснабжения, очищается и деаэрируется для предотвращения коррозии и образования отложений на внутренних поверхностях труб.В открытых системах вода также должна соответствовать требованиям для питьевой воды. Выбор системы определяется, главным образом, наличием достаточного количества воды питьевого качества, а также ее коррозионными и отложениями. Оба типа систем распространены в СССР.

В зависимости от количества труб, по которым транспортируется теплоноситель, системы теплоснабжения подразделяются на однотрубные, двухтрубные или многотрубные. Однотрубные системы используются в тех случаях, когда теплоноситель полностью используется заказчиком и не возвращается (например, в паровых системах без возврата конденсата и в открытых водных системах, где вся вода из источника распределяется для горячего водоснабжения). водоснабжение потребителей).В двухтрубных системах теплоноситель полностью или частично возвращается к источнику тепла, где пополняется и нагревается. Многотрубные системы устанавливаются там, где необходимо разделить отдельные типы тепловых нагрузок, например, в системах горячего водоснабжения. Это упрощает регулирование отпуска тепла, условий эксплуатации и способов подключения потребителей к системам теплоснабжения. Двухтрубные системы теплоснабжения — самый распространенный вид в СССР.

Отвод тепла в системах теплоснабжения регулируется ежедневно и сезонно как на источнике тепла, так и на теплопотребляющих установках.В системах водяного теплоснабжения обычно предусмотрено центральное регулирование температуры подачи тепла в соответствии с основным видом тепловой нагрузки: только отопление или сочетание отопления и горячего водоснабжения. Регулирование заключается в изменении температуры теплоносителя, подаваемого от источника тепла в систему теплоснабжения, в соответствии с установленным соотношением между необходимой температурой воды в системе подачи и температурой наружного воздуха. Регулирование температуры в районе дополняется местным количественным регулированием в точке распределения тепла; это чаще всего применяется для горячего водоснабжения и обычно выполняется автоматически.В системах парового теплоснабжения обычно используется местное количественное регулирование. Давление пара в источнике теплоснабжения поддерживается постоянным, а расход пара регулируется потребителями.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Громов Н.К. Городские теплофикационные системы . М., 1974.
Сафонов А.П. Автоматизация системы централизованного теплоснабжения . Москва, 1974.
Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети , 4-е изд.М., 1975.
Зингер Н. М. Гидравлические и тепловые режимы теплофикационных систем . Москва, 1976.

.