Схемы тепловых пунктов закрытых систем теплоснабжения

Присоединение абонентов, имеющих два вида тепловой нагрузки, потребляющих одновременно теплоту как для отопления, так и для горячего водоснабжения, показа­но на рис. 3.8, а,б,в. Такое сочетание двух видов тепловой нагрузки характерно для современных жилых домов, оборудованных системами отопления и горячего водоснаб­жения.

На рис. 3.8, а показано параллельное присоединение на одном абонентском вво­де горячего водоснабжения и отопительной установки. При такой схеме расход сетевой воды на абонентском вводе определяется арифметической суммой расходов воды на отопление и горячее водоснабжение.

Расход сетевой воды на отопление под­держивается постоянно на расчетном уровне регулятором расхода 12. Расход сетевой во­ды на горячее водоснабжение является резкопеременной величиной. Регулятор темпе­ратуры 13 изменяет этот расход в соответст­вии с нагрузкой горячего водоснабжения.

Расчетный расход сетевой воды на горя­чее водоснабжение определяется по макси­мальному значению этой нагрузки и при минимальной температуре воды в подаю­щем трубопроводе тепловой сети. Поэтому суммарный расход сетевой воды получает­ся завышенным, что удорожает систему те­плоснабжения.

При рассматриваемой схеме вся теп­ловая нагрузка горячего водоснабжения удовлетворяется за счет теплоты сетевой во­ды, поступающей в водо-водяной подогрева­тель 6 непосредственно из подающей линии тепловой сети.

Расчетный расход воды несколько снижа­ется при двухступенчатой смешанной схеме присоединения установки горячего водо­снабжения и отопительной установки, (см. рис. 3.8, б).

Особенностью этой схемы является двухступенчатый подогрев воды для горя­чего водоснабжения. В нижней ступени по­догрева 7 холодная вода предварительно по­догревается за счет теплоты воды, возвра­щаемой из абонентской установки, благода­ря чему уменьшается тепловая производи­тельность подогревателя верхней ступени 8 и снижается расход сетевой воды на покры­тие нагрузки горячего водоснабжения.

а) б) в)

Рис. 3.8. Схемы присоединения отопительных установок и установок горячего водоснабжения к закрытым двухтрубным системам теплоснабжения: одноступенчатая параллельная (а); двухступенчатая смешанная (б); двухступенчатая последовательная (в).

2- воздушный кран; 3- водоразборный кран; 4 – нагревательный прибор; 6 – подогреватель горячего водоснабжения одноступенчатый; 7,8 – подогреватели горячего водоснабжения нижней и верхней ступеней; 12 - регулятор расхода; 13 - регулятор температуры воды; 15 - элеватор

В рассматриваемой схеме подогреватель нижней ступени 7 включен по сетевой воде последовательно, а подогреватель верхней ступени 8 — параллельно по отношению к отопительной системе.

Преимущество двухступенчатой сме­шанной схемы по сравнению с параллель­ной — меньший расчетный расход сетевой воды благодаря частичному удовлетворе­нию нагрузки горячего водоснабжения за счет теплоты воды, возвращаемой из систе­мы отопления.

В двухступенчатой последовательной схеме (см. рис 3.8, в)сетевая вода, посту­пающая из подающей линии тепловой сети, разветвляется на два потока. Один поток проходит через регулятор расхода 12, дру­гой — через водо-водяной подогреватель 8. Сетевая вода, прошедшая через подогрева­тель 8, смешивается затем с потоком воды, прошедшим через регулятор расхода, и об­щий поток воды поступает через элеватор 15 в отопительную установку. Обратная во­да после отопительной установки предвари­тельно проходит через водо-водяной подог­реватель нижней ступени 7, в котором она подогревает холодную воду, поступающую из водопровода. Подогретая водопроводная вода после нижней ступени 7 проходит че­рез водо-водяной подогреватель верхней ступени 8 и направляется в местную систе­му горячего водоснабжения.

В том случае, когда после нижней ступе­ни 7 температура подогретой водопроводной воды достаточна для удовлетворения потре­бителей горячего водоснабжения, регулятор температуры 13 перекрывает проход сетевой воды через верхнюю ступень 8. При этом ре­жиме весь поток сетевой воды поступает из подающей линии сети через клапан регуля­тора 12 в отопительную установку.

Если температура водопроводной воды после нижней ступени подогрева 7 ниже требуемой, регулятор температуры 13 от­крывает клапан и на подогреватель верхней ступени 8 ответвляется часть воды, поступающей на абонентский ввод из подающей линии тепловой сети.

При любом положении регулятора тем­пературы расход сетевой воды на абонент­ских вводах остается практически постоян­ным. Это обеспечивается регулятором рас­хода 12, поддерживающим практически по­стоянный перепад давлений в сопле элеватора 15, через которое проходит весь рас­ход сетевой воды, поступающей на або­нентский ввод. При увеличении регулято­ром 13 расхода сетевой воды через подогре­ватель 8 регулятор 12 прикрывается.

В подогревателе нижней ступени 7 зна­чительное количество теплоты обратной воды используется для горячего водоснаб­жения. Все это приводит к уменьшению расчетного расхода воды в сети по сравне­нию со смешанной двухступенчатой схе­мой. При соответствующем температурном режиме теплоподготовительной установки, когда в подающем трубопроводе тепловой сети поддерживается температура, превы­шающая требуемую для отопительных ус­тановок на температурный перепад, ис­пользуемый в подогревателях верхней сту­пени, нагрузка горячего водоснабжения удовлетворяется без дополнительного рас­хода воды в тепловой сети по сравнению, с расчетным расходом воды на отопление.

Снижение расчетного расхода воды в тепловой сети позволяет уменьшить ее диаметр, снизить начальные затраты на ее сооружение и удешевить транспорт и распределение теплоты.

Центральные тепловые пункты (ЦТП).Групповые подогревательные установки горячего водоснабжения, размещаемые обычно в отдельных строениях, получили название центральных тепловых пунктов (ЦТП), хотя центральным в указанном случае является только приго­товление горячей воды, так как приготовление теплоносителей для местных систем отопления происходит при этом у каждого абонента отдельно. Более точно название ЦТП соответствует лишь такому их варианту, когда центрально (групповым методом) приготовляется для нескольких зданий не только вода для местных систем горячего водо­снабжения, но и теплоноситель для систем отопления. Такие варианты ЦТП применяются при абонентах с небольшими расходами тепла и не­значительном удалении их от ЦТП.

С появлением ЦТП (рис. 3.9) двухтрубные системы превратились в системы - комбинированные с двухтрубной тепловой сетью от источни­ка до ЦТП и четырехтрубной (как минимум, см. далее) квартальной тепловой сетью от ЦТПдо отдельных зданий (две трубы на горячее водоснабжение и две трубы для отопления и вентиляции). Четырехтрубность квартальных тепловых сетей не только увеличила их стоимость, но и значительно усложнила их эксплуатацию.

Положительные стороны ЦТП:

а) уменьшение суммарной поверхности подогревателей горячего во­доснабжения вследствие уменьшения коэффициента (максимальной ча­совой неравномерности потребления тепла в системе горячего водо­снабжения и сокращения излишков в поверхностях нагрева, получаю­щихся в индивидуальных установках при компоновке подогревателей из
стандартных секций;

б) уменьшение количества автоматических приборов и насосных установок для создания циркуляции в системax горячего водоснаб­жения;

в) меньшее количество обслуживающего персонала и лучшие усло­вия для создания дистанционного управления отпуском тепла.

Рис. 3.9. Схема центрального теп­лового пункта (ЦТП) с последо­вательным вклю­чением подогрева­телей горячего во­доснабжения

1, 2 — подогреватели горячего водоснаб­жения; 3 — регулятор расхода сетевой во­ды; 4 — датчик регу­лятора расхода; 5 — трубопроводы систе­мы горячего водо­снабжения; 6 — тру­бопроводы системы отопления; 7 — под­мешивающий насос; 8 — перемычка; 9 — циркуляционный на­сос; 10 — тепловая сеть

Схема включения водонагревателей горячего водоснабжения, согласно СНиП 41-02-2003, принимается в зависимости от соотношения максимального часового расхода тепла на горячее водоснабжение к расчетному расходу тепла на отопление :

при водонагреватели включаются по двух­ступенчатой последовательной схеме с возможностью переключения нагревателей на двухступенчатую смешанную схему;

при — по двухступенчатой смешан­ной схеме;

при — по параллельной схеме.

Для отдельно стоящих небольших зданий при с местными водонагревателями целесообразно для упрощения ввода применять параллельную схему независимо от значения .

Рис. 3.10. Схема центрального теплового пункта для жилого микрорайона:

1- задвижка с электроприводом; 2 – грязевики; 3,4 – подогреватели горячего водоснабжения первой и второй ступеней; 5 – регуляторы температуры воды; 6- циркуляционно – подкачивающие насосы; 7 – подогреватель отопления; 8 – регулятор температуры воды для отопления; 9 – циркуляционные насосы сети отопления; 10 – подпиточные насосы для сети отопления; 11 – регулятор давления; 12 - теплосчетчик

Типовая схема ЦТП жилого микрорайона представлена на рис. 3.10. Теплоноситель из тепловой сети по подающей магистрали подается в теплообменник систем отопления зданий микрорайона 7, присоединенных по независимой схеме. Для обеспечения циркуляции в тепловой сети микрорайона установлены циркуляционные насосы 9, а для подпитки сети – подпиточные насосы 10. Подогрев воды для системы горячего водоснабжения квартала осуществляется в двухступенчатой водоподогревательной установке: в подогревателях 1^й ступени 3 – сетевой водой из обратной магистрали; в теплообменниках 2^й ступени 4 – сетевой водой из подающей магистрали; циркуляция горячей воды для систем горячего водоснабжения зданий обеспечивается циркуляционно-подкачивающими насосами 6.

Контрольные вопросы

1. Сравните водяные и паровые системы теплоснабжения. Каковы их преимущества и недостатки? Чем объясняется преимущественное применение при теплофикации в России водяной системы теплоснабжения?

2. Сравните закрытые и открытые системы теплоснабжения. Каковы их преимущества и недостатки? Область целесообразного применения каждой системы.

3. Особенности зависимой и независимой схем присоединения систем отопления абонентов к водяной тепловой сети. В чем преимущества и недостатки элеваторного смесительного узла ИТП с зависимым присоединением?

4. Каково значение центральных тепловых пунктов (ЦТП) в водяных тепловых сетях? Укажите преимущества и недостатки СТС с ЦТП.

5. Каковы схемы присоединения на абонентском вводе подогревателей горячего водоснабжения? Объясните преимущества и недостатки каждой схемы.

6. Охарактеризуйте основные источники тепла СТС. Какова принципиальная схема коммунально-бытовой ТЭЦ.