Системи теплопостачання

Системоютеплопостачання називається комплекс пристроїв для вироблення, транспортування і використання теплоти.

Теплопостачання споживачів (систем опалення, вентиляції, гарячого водопостачання і технологічних процесів) складається з трьох взаємозалежних процесів: передача теплоти теплоносію, транспорту теплоносія і використання його теплового потенціалу. Системи теплопостачання класифікуються по наступним основним ознакам: потужності, виду джерела теплоти і теплоносія. По потужності системи теплопостачання характеризуються дальністю передачі теплоти і кількістю споживачів і можуть бути місцевими, децентралізованими та централізованими.

Місцеві системи теплопостачання - це системи, у яких три основних ланки об'єднані і знаходяться в одному чи суміжних приміщеннях. При цьому одержання теплоти і передача її повітрю приміщень об'єднані в одному пристрої і розташовані в опалювальних приміщеннях .

Централізовані системи теплопостачання - системи, у яких від одного джерела подається теплота для багатьох приміщень. По виду джерела теплоти розділяють на районне теплопостачання і теплофікацію. В районному теплопостачанні джерелом теплоти служить районна котельня, при теплофікації – ТЕЦ. Теплоносій одержує теплоту в районній котельні (чи ТЕЦ) і по зовнішним трубопроводам, тепловим мережам надходить у системи опалення, вентиляції промислових, суспільних і житлових будинків. У нагрівальних приладах, розташованих усередині будинків, теплоносій віддає частину акумульованої в ньому теплоти і по спеціальним трубопроводам відводиться назад до джерела теплоти.

Теплоносій - середовище, що передає теплоту від джерела до нагрівальних приладів систем опалення, вентиляції і гарячого водопостачання. По виду теплоносія системи теплопостачання поділяються на дві групи - водяні і парові. У водяних системах теплопостачання теплоносієм служить вода, у парових - пара. Для міст і житлових районів використовують водяні системи теплопостачання. Пару застосовують на промислових площадках для технологічних цілей.

Системи водяних теплопроводів бувають одно - й двотрубними (в окремих випадках багатотрубними). Найбільш розповсюдженою є двотрубна система теплопостачання (по одній трубі гаряча вода подається споживачу, по , зворотній, охолоджена вода повертається на ТЕЦ чи в котельню). Розрізняють відкриту і закриту системи теплопостачання. У відкритій системі здійснюється "безпосередній водоразбір", тобто гаряча вода з мережі, яка її подає, розбирається споживачами для господарських, санітарно-гігієнічних нестатків. При повному використанні гарячої води може бути застосована однотрубна система. Для закритої системи характерно майже повне повернення мережної води на ТЕЦ (чи районну котельню). Місце приєднання споживачів тепла до теплопровідної мережі називається абонентським введенням.

До теплоносіїв систем централізованого теплопостачання ставлять відповідні санітарно-гігієнічні вимоги (теплоносій не повинен погіршувати санітарні умови в закритих приміщеннях - середня температура поверхні нагрівальних приладів не може перевищувати 70-80°С), техніко-економічні (вартість транспортних трубопроводів повинна бути найменшою, маса нагрівальних приладів – малою, витрата палива для нагрівання приміщень - мінімальна) і експлуатаційні вимоги (можливість центрального регулювання тепловіддачі систем споживання в зв'язку із змінними температурами зовнішнього повітря).

Параметри теплоносіїв - температура і тиск. Замість тиску на практиці експлуатації використовується напір Н. Напір і тиск зв'язані залежністю - , де Н — напір, м; Р — тиск, Па; ρ — щільність теплоносія, кг/м³; g — прискорення вільного падіння, м /с².

Потужність теплового потоку Q (кВт), що віддається водою, характеризується формулою Q = , де G – масова витрата води через систему теплопостачання, кг/с ; с_р- питома теплоємність води (с_р = 4,19 кДж/кг К); t₁ - температура води після джерела теплоти до системи споживання; t₂ - температура води після системи споживання до джерела теплоти.

В сучасних системах теплопостачання застосовують наступні значення температур води: t₁ = 105°С (95°С), t₂ = 70°С - в системах опалення житлових і суспільних будинків; t₁ = 150°С, t₂ - 70°С - в системах централізованого теплопостачання від котельні чи ТЕЦ, а також у системах опалення промислових будинків.