Tsentraliseeritud küttesüsteemid. Keskküte ja kaugküte
Energiasääst soojusvarustussüsteemides
Lõpetanud: T-23 rühma õpilased
Salaženkov M. Yu
Krasnov D.
Sissejuhatus
Tänapäeval on energiasäästupoliitika prioriteetne suund energia- ja soojusvarustussüsteemide arendamisel. Tegelikult koostatakse, kinnitatakse ja viiakse ellu igas riigiettevõttes ettevõtete, töökodade jms energiasäästu ja energiatõhususe tõstmise kavad.
Riigi soojusvarustussüsteem pole erand. See on üsna suur ja tülikas, kulutab kolossaalselt palju energiat ja samas pole vähem kolossaalseid soojus- ja energiakadusid.
Mõelgem, mis on soojusvarustussüsteem, kus tekivad suurimad kaod ja milliseid energiasäästumeetmete komplekte saab selle süsteemi "tõhususe" suurendamiseks rakendada.
Küttesüsteemid
Soojusvarustus – elamute, ühiskondlike ja tööstushoonete (rajatiste) varustamine soojusega tarbijate olme- (küte, ventilatsioon, soojaveevarustus) ja tehnoloogiliste vajaduste rahuldamiseks.
Enamasti on kütmine mugava sisekeskkonna loomine – kodus, tööl või siseruumides avalik koht. Soojavarustus sisaldab ka kütet kraanivesi ja vesi basseinides, kasvuhoonete kütmine jne.
Kaugus, mille kaudu soojust transporditakse kaasaegsetes kaugküttesüsteemides, ulatub mitmekümne kilomeetrini. Soojusvarustussüsteemide arengut iseloomustab soojusallika võimsuse ja paigaldatud seadmete ühikuvõimsuse suurenemine. Soojusvõimsus kaasaegsed soojuselektrijaamad ulatuvad 2-4 Tcal/h, linnaosa katlamajad 300-500 Gcal/h. Mõnes soojusvarustussüsteemis töötavad ühistel soojusvõrkudel mitu soojusallikat koos, mis suurendab soojusvarustuse töökindlust, manööverdusvõimet ja kuluefektiivsust.
Katlaruumis soojendatav vesi saab ringelda otse küttesüsteemis. Soe vesi soojendatakse sooja veevarustussüsteemi (STV) soojusvahetis madalamale temperatuurile, umbes 50–60 °C. Temperatuur vett tagasi võib olla oluline tegur katla kaitsmisel. Soojusvaheti mitte ainult ei edasta soojust ühest ahelast teise, vaid tuleb tõhusalt toime ka esimese ja teise ahela vahelise rõhu erinevusega.
Vajaliku põrandakütte temperatuuri (30 °C) saab tsirkulatsiooni temperatuuri reguleerides kuum vesi. Kasutamisel on võimalik saavutada ka temperatuurierinevusi kolmekäiguline ventiil kuuma vee segamine süsteemis tagasivooluveega.
Soojusvarustussüsteemide (igapäevane, hooajaline) soojusvarustuse reguleerimine toimub nii soojusallikas kui ka soojust tarbivates paigaldistes. Veeküttesüsteemides toimub soojusvarustuse nn tsentraalne kvaliteedikontroll tavaliselt vastavalt peamisele soojuskoormuse tüübile - küttele või kahe koormuse - kütte ja sooja veevarustuse - kombinatsioonile. See seisneb soojusvarustuse allikast soojusvõrku tarnitava jahutusvedeliku temperatuuri muutmises vastavalt aktsepteeritud temperatuurigraafikule (see tähendab võrgus vajaliku veetemperatuuri sõltuvust välisõhu temperatuurist). Tsentraalset kvalitatiivset reguleerimist täiendab kohalik kvantitatiivne regulatsioon soojuspunktides; viimane on kõige tavalisem kuuma veevarustuse jaoks ja see toimub tavaliselt automaatselt. IN aurusüsteemid soojusvarustus allub peamiselt kohalikule kvantitatiivsele regulatsioonile; Aururõhk soojusallikas hoitakse konstantsena, auruvoolu reguleerivad tarbijad.
1.1 Küttesüsteemi koostis
Soojussüsteem koosneb järgmistest funktsionaalsetest osadest:
1) soojusenergia tootmise allikas (katlamaja, soojuselektrijaam, päikesekollektor, tööstuslike soojusjäätmete taaskasutamise seadmed, maasoojusallika soojuse kasutamise paigaldised);
2) soojusenergia seadmete transportimine ruumidesse (küttevõrkudesse);
3) soojust tarbivad seadmed, mis edastavad soojusenergia tarbijale (kütteradiaatorid, õhusoojendid).
1.2 Soojusvarustussüsteemide klassifikatsioon
Soojuse tootmise asukoha järgi jagunevad soojusvarustussüsteemid:
1) tsentraliseeritud (soojusenergia tootmise allikas töötab hoonete rühma soojusega varustamiseks ja on transpordiseadmete kaudu ühendatud soojuse tarbimisseadmetega);
2) lokaalne (tarbija ja soojusallikas on samas ruumis või vahetus läheduses).
Tsentraliseeritud soojusvarustuse peamised eelised lokaalse soojusvarustuse ees on kütusekulu ja tegevuskulude oluline vähenemine (näiteks tänu katlajaamade automatiseerimisele ja nende efektiivsuse tõstmisele); madala kvaliteediga kütuse kasutamise võimalus; õhusaaste vähendamine ja asustatud alade sanitaarseisundi parandamine. Lokaalsetes küttesüsteemides on soojusallikateks ahjud, soojaveeboilerid, veesoojendid (sh päikeseenergia) jne.
Sõltuvalt jahutusvedeliku tüübist jagunevad soojusvarustussüsteemid:
1) vesi (temperatuuriga kuni 150 °C);
2) aur (rõhu all 7-16 at).
Vesi katab peamiselt olme- ja majapidamiskoormusi ning aur - tehnoloogilised koormused. Soojusvarustussüsteemide temperatuuri ja rõhu valiku määravad tarbija nõuded ja majanduslikud kaalutlused. Soojuse transpordi kauguse suurenemisega suureneb jahutusvedeliku parameetrite majanduslikult põhjendatud tõus.
Küttesüsteemi soojusvarustussüsteemiga ühendamise meetodi järgi jagunevad viimased järgmisteks osadeks:
1) sõltuv (soojusgeneraatoris soojendatud ja soojusvõrkude kaudu transporditav jahutusvedelik läheb otse soojust tarbivatesse seadmetesse);
2) sõltumatu (soojusvahetis läbi küttevõrkude ringlev jahutusvedelik soojendab küttesüsteemis ringlevat jahutusvedelikku). (Joon.1)
IN sõltumatud süsteemid tarbijapaigaldised on soojusvõrgust hüdrauliliselt isoleeritud. Selliseid süsteeme kasutatakse peamiselt suurtes linnades - soojusvarustuse usaldusväärsuse suurendamiseks, samuti juhtudel, kui küttevõrgu rõhurežiim on soojust tarbivate paigaldiste jaoks nende tugevustingimuste tõttu vastuvõetamatu või kui staatiline rõhk, mille on loonud viimane, on küttevõrgu jaoks vastuvõetamatu (nagu näiteks kõrghoonete küttesüsteemid).
Pilt 1 - Skemaatilised diagrammid soojusvarustussüsteemid vastavalt küttesüsteemide nendega ühendamise meetodile
Vastavalt sooja veevarustussüsteemi küttesüsteemiga ühendamise meetodile:
1) suletud;
2) avatud.
Suletud süsteemides varustatakse sooja veevarustust veevarustussüsteemi veega, mis soojendatakse vajaliku temperatuurini küttevõrgu veega soojuspunktidesse paigaldatud soojusvahetites. IN avatud süsteemid vesi antakse otse küttevõrgust (otsene veevarustus). Süsteemi leketest tingitud veelekke, samuti selle kulu vee kogumiseks kompenseeritakse vastava veekoguse lisavarustusega küttevõrku. Korrosiooni ja katlakivi tekke vältimiseks torustiku sisepinnal läbib küttevõrku tarnitav vesi veetöötluse ja õhutustamise. Avatud süsteemides peab vesi vastama ka nõuetele joogivesi. Süsteemi valiku määrab peamiselt piisava koguse joogivee olemasolu, selle söövitavad ja katlakivi tekitavad omadused. Mõlemat tüüpi süsteemid on Ukrainas laialt levinud.
Jahutusvedeliku ülekandmiseks kasutatavate torustike arvu põhjal eristatakse soojusvarustussüsteeme:
ühe toruga;
kahe toruga;
mitme toruga.
Ühetorusüsteeme kasutatakse juhtudel, kui tarbijad kasutavad jahutusvedelikku täielikult ära ja seda ei tagastata (näiteks kondensaadi tagasivooluta aurusüsteemides ja avatud veesüsteemides, kus kogu allikast tulev vesi võetakse kuuma veevarustuseks lahti. tarbijatele).
Kahe toruga süsteemides suunatakse jahutusvedelik täielikult või osaliselt tagasi soojusallikasse, kus seda soojendatakse ja täiendatakse.
Mitmetorusüsteemid sobivad, kui on vaja eraldada teatud tüüpi soojuskoormus (näiteks sooja veevarustus), mis lihtsustab soojusvarustuse reguleerimist, töörežiimi ja tarbijate soojusvõrkudega ühendamise meetodeid. Venemaal kõige levinum kahetorusüsteemid soojusvarustus.
1.3 Soojustarbijate tüübid
Küttesüsteemi soojustarbijad on:
1) hoonete soojust kasutavad sanitaarsüsteemid (küte, ventilatsioon, kliimaseade, sooja veevarustussüsteemid);
2) tehnoloogilised paigaldised.
Kuumutatud vee kasutamine ruumide kütmiseks on üsna tavaline. Sel juhul kõige rohkem erinevaid meetodeid veeenergia ülekandmine mugava sisekeskkonna loomiseks. Üks levinumaid on kütteradiaatorite kasutamine.
Kütteradiaatorite alternatiiviks on põrandaküte, kus kütteringid asuvad põranda all. Põrandaküttekontuur on tavaliselt ühendatud radiaatori ahelaga.
Ventilatsioon - ventilaatorispiraalseade, mis varustab ruumi kuuma õhuga, mida kasutatakse tavaliselt avalikes hoonetes. Sageli kasutatakse kombinatsiooni kütteseadmed, näiteks kütte- ja põrandakütteradiaatorid või kütte- ja ventilatsiooniradiaatorid.
Kuum kraanivesi on muutunud igapäevaelu ja igapäevaste vajaduste osaks. Seetõttu peab sooja vee paigaldamine olema usaldusväärne, hügieeniline ja ökonoomne.
Aastaringse soojuse tarbimisharjumuste põhjal eristatakse kahte tarbijarühma:
1) hooajaline, ainult külmal aastaajal soojust vajav (näiteks küttesüsteemid);
2) aastaringselt, aastaringselt kütet vajav (sooja veevarustussüsteemid).
Sõltuvalt üksikute soojustarbimise tüüpide suhtest ja režiimidest eristatakse kolme iseloomulikku tarbijarühma:
1) elamud (iseloomustab hooajaline soojustarbimine kütteks ja ventilatsiooniks ning aastaringne soojuse tarbimine sooja veevarustuseks);
2) ühiskondlikud hooned (hooajaline soojustarbimine kütteks, ventilatsiooniks ja konditsioneerimiseks);
3) tööstushoone ja ehitised, sealhulgas põllumajanduskompleksid (igat tüüpi soojuse tarbimine, mille kvantitatiivne seos määratakse tootmistüübi järgi).
2 Kaugküte
Kaugküte on keskkonnasõbralik ja töökindel viis soojust anda. Kaugküttesüsteemid jaotavad kuuma vett või mõnel juhul ka auru tsentraalsest katlaruumist paljude hoonete vahel. Soojuse tootmiseks kasutatakse väga erinevaid allikaid, sealhulgas nafta ja maagaasi põletamine või kasutamine geotermilised veed. Soojusvahetite ja soojuspumpade abil on võimalik kasutada madala temperatuuriga allikatest pärit soojust, näiteks maasoojust. Tagastamata soojuse kasutamise võimalus tööstusettevõtted, jäätmete töötlemisest tulenev liigne soojus, tööstuslikud protsessid ja kanalisatsioon, sihtküttejaamad või soojuselektrijaamad kaugküttes, võimaldab optimaalne valik soojusallikas energiatõhususe seisukohalt. Nii optimeerite kulusid ja kaitsete keskkonda.
Katlaruumi soe vesi juhitakse soojusvahetisse, mis eraldab tootmisplatsi kaugküttevõrgu jaotustorustikust. Seejärel jaotatakse soojus lõppkasutajate vahel ja tarnitakse alajaamade kaudu vastavatesse hoonetesse. Kõik need alajaamad sisaldavad tavaliselt ühte soojusvahetit ruumide kütmiseks ja sooja veevarustuseks.
Soojusvahetite paigaldamisel soojusjaama ja kaugküttevõrgu eraldamiseks on mitu põhjust. Kui rõhu- ja temperatuurierinevused võivad põhjustada tõsist kahju seadmetele ja varale, võib soojusvaheti hoida tundlikke kütte- ja ventilatsiooniseadmeid saastunud või söövitavate vedelikega kokkupuute eest. Teine oluline põhjus katlajaama, jaotusvõrgu ja lõppkasutajate eraldamiseks on iga süsteemikomponendi funktsioonide selge määratlemine.
Elektri ja soojuse koostootmisjaamas toodetakse soojust ja elektrit üheaegselt, kõrvalsaadusena soojust. Soojust kasutatakse tavaliselt kaugküttesüsteemides, mis suurendab energiatõhusust ja kulude kokkuhoidu. Kütuse põletamisel saadava energia kasutusaste on 85–90%. Kasutegur on 35–40% kõrgem kui soojuse ja elektri eraldi tootmisel.
Soojuselektrijaamas soojendab põlev kütus vett, mis muutub auruks. kõrgsurve ja kõrge temperatuur. Aur juhib turbiini, mis on ühendatud generaatoriga, mis toodab elektrit. Pärast turbiini aur kondenseerub soojusvahetis. Selle protsessi käigus toodetud soojus juhitakse seejärel kaugküttetorudesse ja jaotatakse lõppkasutajatele.
Lõppkasutajale kaugküte tähendab katkematut energiavarustust. Kaugküttesüsteem on mugavam ja tõhusam kui väikeste eramajade küttesüsteemid. Kaasaegsed tehnoloogiad kütuse põletamine ja heitmete puhastamine vähendavad negatiivset mõju keskkonnale.
Korterelamutes või muudes keskküttesõlmedega köetavates hoonetes on põhinõue küte, sooja veevarustus, ventilatsioon ja põrandaküte suurele hulgale tarbijatele minimaalse energiakuluga. Kasutades küttesüsteemis kvaliteetseid seadmeid, saate vähendada üldkulusid.
Teine väga oluline soojusvahetite ülesanne kaugküttes on ohutuse tagamine sisemine süsteem eraldades lõpptarbijad jaotusvõrgust. See on vajalik temperatuuri ja rõhu olulise erinevuse tõttu. Õnnetuse korral saab ka üleujutusohtu minimeerida.
Keskküttepunktides leitakse sageli kaheastmeline skeem soojusvahetite ühendamiseks (joonis 2, A). See ühendus tähendab maksimaalset soojuse ja madal temperatuur sooja veevarustussüsteemi kasutamisel vett tagasi. See on eriti kasulik soojuse ja elektri koostootmisrakendustes, kus soovitakse madalat tagasivooluvee temperatuuri. Seda tüüpi alajaam suudab hõlpsasti varustada soojusega kuni 500 korterit ja mõnikord rohkemgi.
A) Kaheastmeline ühendus B) Paralleelühendus
Joonis 2 – Soojusvaheti ühendusskeem
Sooja vee soojusvaheti paralleelühendus (joon. 2, B) on vähem keeruline kui kaheastmeline ühendus ja seda saab kasutada mis tahes paigaldussuuruses, mis ei nõua madalat tagasivooluvee temperatuuri. Tavaliselt kasutatakse seda ühendust väikeste ja keskmise suurusega küttepunktide jaoks, mille koormus on kuni ligikaudu 120 kW. Sooja veevarustuse veesoojendite ühendusskeem vastavalt standardile SP 41-101-95.
Enamik kaugküttesüsteeme seab kõrged nõudmised paigaldatud seadmed. Seadmed peavad olema töökindlad ja paindlikud, pakkudes vajalikku turvalisust. Mõnes süsteemis peab see vastama ka väga kõrgetele hügieenistandarditele. Teine oluline tegur enamiku süsteemide puhul on madalad kasutuskulud.
Kuid meie riigis on tsentraliseeritud küttesüsteem kahetsusväärses seisus:
soojusvõrkude ehituse tehniline varustus ja tehnoloogiliste lahenduste tase vastavad 1960. aastate seisule, samas on järsult suurenenud soojusvarustuse raadiused ja toimunud üleminek torude läbimõõtude uutele standardmõõtudele;
soojustorude metalli, soojusisolatsiooni, sulge- ja juhtventiilide, soojustorude konstruktsioonide ja paigaldamise kvaliteet on oluliselt halvem kui välismaistel analoogidel, mis põhjustab võrkudes suuri soojusenergia kadusid;
halvad tingimused küttetorustike ja soojusvõrgu kanalite soojus- ja hüdroisolatsiooniks aitasid kaasa maa-aluste küttetorustike kahjustuste suurenemisele, mis tõi kaasa tõsiseid probleeme soojusvõrgu seadmete väljavahetamisel;
suurte koostootmisjaamade kodumaised seadmed vastavad 1980. aastate keskmisele välismaisele tasemele ning praegu iseloomustab auruturbiiniga koostootmiselektrijaamasid kõrge avariimäär, kuna peaaegu pool paigaldatud turbiini võimsusest on saavutanud oma projekteeritud eluea;
olemasolevates kivisöel töötavates soojuselektrijaamades puuduvad süsteemid suitsugaaside puhastamiseks NOx-st ja SOx-st ning tahkete osakeste kogumise efektiivsus ei saavuta sageli nõutavaid väärtusi;
keskküttesüsteemi konkurentsivõimet moodne lava saab tagada vaid spetsiaalselt uute tehniliste lahenduste kasutuselevõtuga nii süsteemide ülesehituses kui ka energiaallikate ja soojusvõrkude skeemides ja seadmetes.
2.2 Kaugküttesüsteemide efektiivsus
Üks neist kõige olulisemad tingimused normaalne töö soojusvarustussüsteem on hüdraulilise režiimi loomine, mis tagab soojusvõrgus piisava rõhu, et tekitada soojust tarbivates paigaldistes vooluhulka võrgu vesi vastavalt määratud soojuskoormusele. Soojustarbimise süsteemide normaalne töö on tarbijate varustamine sobiva kvaliteediga soojusenergiaga ja energiat tarniva organisatsiooni jaoks on see, et soojusvarustusrežiimi parameetrid säilitatakse tasemel, mis on reguleeritud 2010. aasta tehnilise töö reeglitega (RTE). Vene Föderatsiooni elektrijaamad ja võrgud, soojuselektrijaamade PTE. Hüdrauliline režiim määratakse küttesüsteemi põhielementide omaduste järgi.
Olemasolevas tsentraliseeritud soojusvarustussüsteemis töötamise ajal, mis on tingitud soojuskoormuse iseloomu muutumisest, uute soojustarbijate liitumisest, torustike kareduse suurenemisest, kütte projekteerimistemperatuuri reguleerimisest, väljalaske temperatuurigraafiku muutmisest soojusenergia (TE) TE allikast, reeglina tekib tarbijate ebaühtlane soojusvarustus, võrgu veekulude ülehindamine ja torujuhtme läbilaskevõime vähenemine.
Lisaks sellele on tavaliselt probleeme soojuse tarbimise süsteemides. Nagu soojustarbimise režiimide vale reguleerimine, personali vähesus liftiüksused, tarbijate poolt ühendusskeemide volitamata rikkumine (projektidega kehtestatud, tehnilised kirjeldused ja lepingud). Need soojustarbimissüsteemide probleemid väljenduvad ennekõike kogu süsteemi ebaühtluses, mida iseloomustavad suurenenud jahutusvedeliku kulud. Selle tulemusena ei ole (suurenenud rõhukadude tõttu) piisavalt jahutusvedeliku rõhku sisselaskeavades, mis omakorda põhjustab abonentide soovi tagada vajalik langus võrguvee ärajuhtimise teel tagasivoolutorustikust, et tekitada vähemalt minimaalne tsirkulatsioon kütteseadmed(ühendusskeemide rikkumised jne), mis toob kaasa täiendava vooluhulga suurenemise ja sellest tulenevalt täiendavate rõhukadude ning uute liitujate tekkimise, kellel on vähenenud rõhulangused jne. Tekib "ahelreaktsioon" süsteemi täieliku kõrvalekaldumise suunas.
Kõik see avaldab negatiivset mõju kogu soojusvarustussüsteemile ja energiavarustusorganisatsiooni tegevusele: suutmatus järgida temperatuuri ajakava; soojusvarustussüsteemi suurenenud täiendamine ja veepuhastusvõimsuse ammendumise korral sundtäitmine toorveega (mille tagajärjeks on sisemine korrosioon, torustike ja seadmete enneaegne rike); soojusvarustuse sunnitud suurendamine, et vähendada elanike kaebuste arvu; tegevuskulude suurenemine soojusenergia transpordi ja jaotamise süsteemis.
Tuleb märkida, et soojusvarustussüsteemis on alati seos kehtestatud termilise ja hüdraulilise režiimi vahel. Voolujaotuse muutus (selle absoluutväärtus kaasa arvatud) muudab alati soojusvahetuse seisukorda nii otseselt kütteseadmetes kui ka soojustarbimissüsteemides. Küttesüsteemi ebanormaalse töö tagajärjeks on reeglina soojust tagasi võrgu vesi.
Tuleb märkida, et soojusenergia allika tagasivooluvee temperatuur on üks peamisi tööomadusi, mille eesmärk on analüüsida küttevõrkude seadmete seisukorda ja soojusvarustussüsteemi töörežiime, samuti hinnata. küttevõrke haldavate organisatsioonide poolt küttesüsteemi töötaseme tõstmiseks võetud meetmete tõhusus. Reeglina erineb soojusvarustussüsteemi vale reguleerimise korral selle temperatuuri tegelik väärtus oluliselt selle standardsest arvutatud väärtusest antud soojusvarustussüsteemi jaoks.
Seega, kui soojusvarustussüsteem on reguleerimata, osutub võrguvee temperatuur, mis on soojusvarustussüsteemi soojusenergia tarnimise ja tarbimise režiimi üks peamisi näitajaid: toitetorustikus peaaegu kõik intervallid kütteperiood mida iseloomustavad madalad väärtused; tagasivooluvõrgu vee temperatuuri iseloomustavad sellest hoolimata suurenenud väärtused; toite- ja tagasivoolutorustike temperatuuride erinevus, nimelt see indikaator (koos spetsiifiline tarbimine võrgu vesi ühendada termiline koormus) iseloomustab soojusenergia tarbimise kvaliteeditaset, mis on nõutavate väärtustega võrreldes alahinnatud.
Tuleb märkida veel ühte aspekti, mis on seotud soojustarbimissüsteemide (küte, ventilatsioon) soojusrežiimi jaoks võrgu vee voolu arvutusliku väärtuse suurenemisega. Otsese analüüsi jaoks on soovitav kasutada sõltuvust, mis määrab tegelike parameetrite kõrvalekalde korral ja konstruktsioonielemendid soojusvarustussüsteemid arvutuslikest, soojustarbimise süsteemide soojusenergia tegeliku tarbimise ja selle arvutatud väärtuse suhe.
kus Q on soojusenergia tarbimine soojustarbimise süsteemides;
g- võrgu vee vool;
tп ja to - temperatuur toite- ja tagasivoolutorustikes.
See sõltuvus (*) on näidatud joonisel 3. Ordinaattelg näitab soojusenergia tegeliku tarbimise ja selle arvutatud väärtuse suhet ning abstsisstellje võrgu vee tegeliku tarbimise ja selle arvutatud väärtuse suhet.
Joonis 3 – Soojusenergia tarbimise sõltuvuse graafik süsteemide kaupa
soojuse tarbimine võrgu veetarbimisest.
Üldiste suundumustena tuleb välja tuua, et esiteks ei põhjusta võrguvee tarbimise suurenemine n-kordselt sellele arvule vastavat soojusenergia tarbimise suurenemist ehk soojuse tarbimise koefitsient jääb alla n-kordselt. võrgu vee tarbimise koefitsient. Teiseks, kui võrguvee vooluhulk väheneb, siis seda kiiremini väheneb soojusvarustus lokaalsesse soojustarbimise süsteemi, mida väiksem on tegelik võrguvee tarbimine võrreldes arvestuslikuga.
Seega reageerivad kütte- ja ventilatsioonisüsteemid võrguvee liigsele tarbimisele väga halvasti. Seega põhjustab nende süsteemide võrguvee vooluhulga suurenemine võrreldes arvutatud väärtusega 50% soojustarbimise suurenemist vaid 10%.
Punkt joonisel 3 koos koordinaatidega (1;1) näitab soojusvarustussüsteemi arvutatud, tegelikult saavutatavat töörežiimi pärast kasutuselevõttu. Reaalselt saavutatava töörežiimi all mõeldakse režiimi, mida iseloomustab soojusvarustussüsteemi konstruktsioonielementide olemasolev asend, soojuskaod hoonete ja rajatiste poolt ning kindlaksmääratud võrguvee koguhulk vajalik soojusenergiaallika klemmides. anda etteantud soojuskoormus olemasoleva soojusenergiaga varustamise graafiku alusel.
Samuti tuleb märkida, et küttevõrkude piiratud läbilaskevõime tõttu suurenenud võrguvee tarbimine viib soojust tarbivate seadmete normaalseks tööks vajalike tarbijasisendite olemasolevate rõhuväärtuste vähenemiseni. Tuleb märkida, et rõhukaod küttevõrgu kaudu määratakse ruutsõltuvusega võrgu vee voolust:
See tähendab, et võrgu vee GF tegeliku voolukiiruse 2-kordse suurenemisega võrreldes arvutatud väärtusega GP suurenevad rõhukaod soojusvõrgu kaudu 4 korda, mis võib põhjustada lubamatult madalaid saadaolevaid rõhku tarbijate soojussõlmedes ja , järelikult nende tarbijate ebapiisavale soojusvarustusele, mis võib põhjustada võrguvee omavolilist ärajuhtimist ja tekitada tsirkulatsiooni (tarbijate omavoliline ühendusskeemide rikkumine jne)
Sellise soojusvarustussüsteemi edasiarendamine jahutusvedeliku voolu suurendamise teel nõuab esiteks soojustorustike peaosade väljavahetamist, lisapaigaldus võrgu pumpamissõlmed, veepuhastuse tootlikkuse tõstmine jne, teiseks toob kaasa veelgi suurema lisakulude kasvu - kulud elektri-, lisavee- ja soojusenergia kadude hüvitamiseks.
Seega tundub tehniliselt ja majanduslikult otstarbekam sellise süsteemi väljatöötamine, parandades selle kvaliteedinäitajaid - tõstes jahutusvedeliku temperatuuri, suurendades rõhulangust, suurendades temperatuuride erinevust (soojuse eemaldamist), mis on võimatu ilma jahutusvedeliku kulude drastilise vähenemiseta ( ringlus ja täiendamine) soojustarbimissüsteemides ja vastavalt kogu soojusvarustussüsteemis.
Seega on peamine meede, mida sellise soojusvarustussüsteemi optimeerimiseks välja pakkuda, on hüdrauliliste ja termiline režiim soojusvarustussüsteemid. Selle sündmuse tehniline olemus on luua soojusvarustussüsteemis voolujaotus iga soojustarbimissüsteemi arvutatud (s.o ühendatud soojuskoormusele ja valitud temperatuurigraafikule vastava) võrgu veevooluhulkade alusel. See saavutatakse sobivate drosselseadmete (automaatregulaatorite, gaasihoova seibid, lifti düüsid), mis arvutatakse iga sisselaskeava arvutatud rõhulanguse põhjal, mis arvutatakse hüdraulilise ja soojusarvutus kogu küttesüsteem.
Tuleb märkida, et sellise soojusvarustussüsteemi normaalse töörežiimi loomine ei piirdu ainult reguleerimistoimingute läbiviimisega, on vaja teha ka soojusvarustussüsteemi hüdraulilise režiimi optimeerimist.
Režiimi kohandamine hõlmab tsentraliseeritud soojusvarustussüsteemi põhiosi: soojusallika veekütte paigaldus, keskküttepunktid (olemasolul), soojusvõrk, juhtimis- ja jaotuspunktid (olemasolul), individuaalsed küttepunktid ja soojuse lokaalse tarbimise süsteemid.
Seadistamine algab tsentraliseeritud küttesüsteemi kontrollimisega. Algandmete kogumine ja analüüs soojusenergia süsteemi transpordi ja jaotamise tegelike tööviiside kohta, teave selle kohta tehniline seisukord soojusvõrgud, soojusallika varustusaste, soojusvõrgud ja liitujad kaubanduslike ja tehnoloogiliste mõõtevahenditega. Analüüsitakse rakendatud soojusvarustuse režiime, tuvastatakse võimalikud projekteerimis- ja paigaldusvead ning valitakse info süsteemi omaduste analüüsimiseks. Operatiivse (statistilise) teabe analüüs (jahutusvedeliku parameetrite kirjed, energiavarustus- ja tarbimisrežiimid, küttevõrkude tegelikud hüdraulilised ja termilised režiimid) viiakse läbi, kui erinevaid tähendusi Samuti viiakse läbi standardsete mõõteriistade näitude põhjal saadud välisõhu temperatuur baasperioodidel ja spetsialiseeritud organisatsioonide aruannete analüüs.
Paralleelselt töötatakse välja soojusvõrkude projekteerimisskeem. Politermi (Peterburi) poolt välja töötatud arvutuskompleksi ZuluThermo baasil luuakse soojusvarustussüsteemi matemaatiline mudel, mis on võimeline simuleerima soojusvarustussüsteemi tegelikke soojus- ja hüdraulilisi töötingimusi.
Tuleb märkida, et on üsna levinud lähenemine, mis seisneb soojusvarustussüsteemi seadistamise ja optimeerimise meetmete väljatöötamisega seotud finantskulude minimeerimises, nimelt piirduvad kulud spetsiaalse tarkvarapaketi soetamisega. .
Selle lähenemisviisi lõks on lähteandmete usaldusväärsus. Soojusvarustussüsteemi matemaatiline mudel, mis on loodud soojusvarustussüsteemi põhielementide omaduste ebausaldusväärsete algandmete põhjal, osutub reeglina tegelikkusele ebapiisavaks.
2.3 Energiasääst kaugküttesüsteemides
Viimasel ajal on kritiseeritud kaugküttel põhinevat tsentraliseeritud soojusvarustust - soojuse ühistootmist ja elektrienergia. Peamised puudused on suured soojuskaod torustikes soojuse transportimisel ning soojusvarustuse kvaliteedi langus, mis on tingitud temperatuurigraafiku mittejärgimisest ja nõutavatest rõhkudest tarbijatele. Tehakse ettepanek minna üle detsentraliseeritud autonoomsele soojusvarustusele automatiseeritud katlamajadest, sh hoonete katustel paiknevatest katlamajadest, põhjendades seda madalamate kuludega ja soojustorustike paigaldamise vajaduse puudumisega. Aga samas ei võeta reeglina arvesse, et soojuskoormuse ühendamine katlaruumiga muudab võimatuks soojatarbimisest odava elektri tootmise. Seetõttu tuleb see osa tootmata elektrist asendada selle kondensatsioonitsükli kaudu tootmisega, mille kasutegur on 2-2,5 korda madalam koostootmistsükli omast. Sellest tulenevalt peaks hoone, mille soojusvarustus on tagatud katlamajast, tarbitava elektrienergia maksumus olema suurem kui kaugküttesüsteemiga ühendatud hoone oma ning see toob kaasa tegevuskulude järsu kasvu.
Novembris 1999 Moskvas toimunud juubelikonverentsil “75 aastat kaugkütet Venemaal” tegi S. A. Chistovitš ettepaneku, et majakatlamajad täiendavad tsentraliseeritud soojusvarustust, toimides tippsoojuseallikatena, kus võrgu läbilaskevõime puudumine ei võimalda kõrget soojust. -tarbijate kvaliteetne tarnesoojus. Samal ajal säilib kaugküte ja paraneb soojusvarustuse kvaliteet, kuid see otsus lõhnab stagnatsiooni ja lootusetuse järele. On vaja, et tsentraliseeritud küttevarustus täidaks täielikult oma funktsioone. Kaugküttel on ju oma võimsad tipukatlamajad ja on ilmselge, et üks selline katlamaja on säästlikum kui sadu väikeseid ja kui võrgu võimsus on ebapiisav, siis on vaja võrke nihutada või lõigata. see koormus võrkudest maha, et see ei häiriks teiste tarbijate soojusvarustuse kvaliteeti.
Taani on saavutanud suurt edu kaugküttes, vaatamata madalale soojuskoormuse kontsentratsioonile 1 m2 pinna kohta, on ta kaugkütte katvuses elaniku kohta meist ees. Taanis järgitakse valitsuse eripoliitikat, mille kohaselt eelistatakse uute soojustarbijate ühendamist tsentraliseeritud soojusvarustusega. Lääne-Saksamaal, näiteks Mannheimi linnas, areneb kiiresti kaugküttel põhinev kaugküte. Idamaadel, kus meie riigile keskendudes kasutati laialdaselt ka kaugkütet, hoolimata turumajanduses ja läänelikus elukorralduses ebaefektiivseks osutunud paneelelamuehitusest, keskküttejaamadest elamurajoonides kaugküttel põhineva tsentraliseeritud kütte valdkond areneb jätkuvalt kui kõige keskkonnasõbralikum ja kuluefektiivsem.
Kõik eelnev viitab sellele, et uuel etapil ei tohi me kaotada liidripositsiooni kaugkütte vallas ning selleks on vaja tsentraliseeritud küttesüsteemi kaasajastada, et tõsta selle atraktiivsust ja efektiivsust.
Kõik soojuse ja elektrienergia ühistootmise eelised kanti elektri poolele, tsentraliseeritud soojusvarustust rahastati jääkpõhiselt - mõnikord oli soojuselektrijaam juba ehitatud, kuid soojusvõrgud ei olnud veel ühendatud. Selle tulemusena tekkisid ebakvaliteetsed soojustorustikud, mille isolatsioon oli ebaefektiivne ja soojustarbijad ühendati ilma soojusvõrkudega automaatne reguleerimine koormus, parimal juhul kasutades hüdraulilisi regulaatoreid väga madala kvaliteediga jahutusvedeliku voolu stabiliseerimiseks.
See sunnitud soojuse eraldumine allikast, kasutades keskmeetodit kvaliteedi reguleerimine(muutes jahutusvedeliku temperatuuri sõltuvalt välistemperatuur vastavalt ühtsele ajakavale kõigile tarbijatele, kellel on pidev võrkudes ringlus), mis tõi kaasa tarbijate olulise soojuse ületarbimise, mis on tingitud nende töörežiimide erinevusest ja mitme soojusallika võimatusest ühes võrgus koos töötada, et rakendada vastastikust varundust. . Juhtseadmete puudumine või ebatõhusus tarbijate soojusvõrkudega liitumise kohtades põhjustas ka jahutusvedeliku mahu liigset kulu. See tõi kaasa tagasivooluvee temperatuuri tõusu sellisel määral, et tekkis jaama tsirkulatsioonipumpade rikke oht ning see sundis vähendama soojusvarustust allika juures, rikkudes temperatuurigraafikut ka piisava võimsuse tingimustes. .
Erinevalt meist kantakse näiteks Taanis esimese 12 aasta jooksul kõik kaugkütte eelised üle soojusenergia poolele ning seejärel jagatakse elektrienergiaga pooleks. Selle tulemusena oli Taani esimene riik, kes tootis eelisoleeritud torusid kanaliteta paigaldus suletud kattekihiga ja automaatne süsteem lekke tuvastamine, mis vähendas järsult soojuskadu transpordi ajal. Taanis leiutati esimest korda vaiksed, toetuseta “märgtöötavad” tsirkulatsioonipumbad, soojuse mõõtmise seadmed ja efektiivsed automaatsed soojuskoormuse reguleerimise süsteemid, mis võimaldasid automaatse automaatikaga rajada automatiseeritud individuaalküttepunkte (IHP) otse tarbijate hoonetesse. soojusvarustuse ja mõõtmise reguleerimine selle kasutuskohtades.
Kõigi soojatarbijate täielik automatiseerimine võimaldas: loobuda kvaliteetsest tsentraalsest reguleerimise meetodist soojusallika juures, mis põhjustab soovimatuid temperatuurikõikumisi soojusvõrgu torustikes; vähendage maksimaalseid veetemperatuuri parameetreid 110-1200C-ni; tagada mitme soojusallika, sealhulgas jäätmepõletustehaste, töötamise võimalus ühes võrgus, kasutades mõlemat kõige tõhusamalt.
Vee temperatuur küttevõrkude toitetorustikus muutub sõltuvalt kehtestatud välisõhu temperatuuri tasemest kolmes etapis: 120-100-80°C või 100-85-70°C (sellel on kalduvus langeda isegi rohkem). Ja iga etapi sees, sõltuvalt koormuse muutusest või välistemperatuuri kõrvalekaldest, muutub soojusvõrkudes ringleva jahutusvedeliku voolukiirus vastavalt toite- ja tagasivoolutorustike vahelise rõhuerinevuse fikseeritud väärtuse signaalile - kui rõhuerinevus langeb alla etteantud väärtuse, siis järgnevad soojust tekitavad ja pumpamisüksused. Soojusettevõtted tagavad igale tarbijale kindlaksmääratud minimaalse rõhulanguse taseme toitevõrkudes.
Tarbijad ühendatakse läbi soojusvahetite ning meie hinnangul kasutatakse liiga palju ühendusetappe, mis on ilmselt tingitud kinnistupiiridest. Seega demonstreeriti järgmist ühendusskeemi: 125°C projekteerimisparameetritega põhivõrkudesse, mida haldab energiatootja, läbi soojusvaheti, mille järel alandatakse vee temperatuur toitetorustikus 120°C-ni, on ühendatud munitsipaalomandis olevad jaotusvõrgud.
Selle temperatuuri hoidmise tase on määratud elektrooniline regulaator, mis toimib primaarahela tagasivoolutorustikule paigaldatud ventiilile. Sekundaarringis teostavad jahutusvedeliku tsirkulatsiooni pumpad. Üksikute hoonete lokaalsete kütte- ja soojaveevarustussüsteemide ühendamine nende jaotusvõrkudega toimub nende hoonete keldritesse paigaldatud sõltumatute soojusvahetite kaudu koos täieliku soojusreguleerimis- ja mõõteseadmete komplektiga. Lisaks reguleeritakse lokaalses küttesüsteemis ringleva vee temperatuuri graafiku alusel, mis sõltub välisõhu temperatuuri muutustest. Projekteerimistingimustes Maksimaalne temperatuur vesi jõuab 95°C-ni, viimasel ajal kiputakse seda langetama 75-70°C-ni, maksimaalne tagasivooluvee temperatuur on vastavalt 70 ja 50°C.
Üksikute hoonete küttepunktide ühendamine toimub vastavalt standardskeemidele kuuma veevarustuspaagi veesoojendi paralleelühendusega või kaheastmelise skeemi järgi, kasutades jahutusvedeliku potentsiaali tagasivoolutorustikust pärast kütteveeboileri kõrget kasutamist. -kiire soojaveevarustuse soojusvahetid, kusjuures paagi laadimiseks on võimalik kasutada survesooja vee akumulatsioonipaaki koos pumbaga. Kütteringis kasutatakse surveklappe, mis koguvad vett, kuna see kuumenemise tõttu paisub. membraanipaagid, kasutame rohkem atmosfääri paisupaake, mis on paigaldatud süsteemi ülemisse punkti.
Juhtventiilide töö stabiliseerimiseks paigaldatakse tavaliselt küttepunkti sisselaskeavasse hüdrauliline konstantse rõhu erinevuse regulaator. Ja pumba tsirkulatsiooniga küttesüsteemide viimiseks optimaalsesse töörežiimi ja jahutusvedeliku jaotamise hõlbustamiseks piki süsteemi tõusutorusid - tasakaalustusventiili kujul olev “partnerventiil”, mis võimaldab seadistada pumba õige voolukiiruse. ringlevat jahutusvedelikku sellel mõõdetud rõhukadu alusel.
Taanis nad ei maksa erilist tähelepanu jahutusvedeliku arvutusliku voolu suurendamiseks küttepunkti, kui veeküte on sisse lülitatud majapidamisvajadused. Saksamaal on seadusega keelatud soojusvõimsuse valikul arvestada sooja veevarustuse koormust ning soojuspunktide automatiseerimisel on aktsepteeritud, et soojaveeboileri sisselülitamisel ja akumulatsioonipaagi täitmisel. , lülitatakse küttesüsteemis tsirkulatsiooni tagavad pumbad välja, st küttesüsteemi soojusvarustus peatatakse.
Meie riik peab väga oluliseks ka soojusallika võimsuse ja soojusvõrgus ringleva jahutusvedeliku arvestusliku vooluhulga suurenemise vältimist maksimaalse soojaveevarustuse tundidel. Kuid Saksamaal selleks otstarbeks vastu võetud lahendust meie tingimustes rakendada ei saa, kuna meil on sooja veevarustuse ja küttekoormuse suhe palju suurem, seda tarbevee tarbimise suure absoluutväärtuse ja suurema asustustiheduse tõttu.
Seetõttu rakendatakse tarbija soojuspunktide automatiseerimisel küttevõrgu maksimaalsele veevoolule piirang etteantud väärtuse ületamisel, mis määratakse tunni keskmise alusel. Sooja vee koormused. Elamurajoonide soojusenergiaga varustamisel sulgetakse soojusvarustusregulaatori ventiil kütmiseks maksimaalse veetarbimise tundidel. Seades kütteregulaatori jahutusvedeliku säilitatavat temperatuuri graafikut veidi üle hindama, kompenseeritakse küttesüsteemi alaküte, mis tekib maksimaalse valgala läbimisel veevõtuperioodidel alla keskmise (antud kütteveevoolu piires). võrguga seotud määrus).
Piiramise signaaliks olev veevooluandur on soojusarvesti komplekti kuuluv veekulumõõtur, mis on paigaldatud keskküttesõlme ehk ITP soojusvõrgu sisendisse. Sisendrõhu erinevuse regulaator ei saa olla voolu piirajana, kuna see tagab paralleelselt paigaldatud kütte- ja soojaveevarustuse regulaatori ventiilide täieliku avanemise korral etteantud rõhuerinevuse.
Soojus- ja elektrienergia ühistootmise efektiivsuse tõstmiseks ning maksimaalse energiatarbimise võrdsustamiseks Taanis on need leidnud laialdast kasutust. soojusakud, mis on installitud lähtekohta. Aku alumine osa on ühendatud soojusvõrgu tagasivoolutorustikuga, ülemine osa on ühendatud toitetorustikuga liigutatava difuusori kaudu. Kui ringlus kütte jaotusvõrkudes väheneb, laetakse paak. Tsirkulatsiooni suurenedes siseneb tagasivoolutorustiku liigne jahutusvedelik paaki ja sellest pressitakse välja kuum vesi. Soojusakumulaatorite vajadus suureneb vasturõhuturbiinidega soojuselektrijaamades, milles toodetava elektri- ja soojusenergia suhe on fikseeritud.
Kui soojusvõrkudes ringleva vee arvestuslik temperatuur on alla 100°C, siis kasutatakse akumulatsioonipaake atmosfääri tüüp, kõrgemal projekteeritud temperatuuril tekib paakides rõhk, et kuum vesi ei keeks.
Termostaatide paigaldamine koos soojusvoolumõõturitega igale kütteseadmele toob aga kaasa küttesüsteemi maksumuse peaaegu kahekordse tõusu ning ühe toruga skeem, lisaks suureneb vajalik pind seadmete soojenemine kuni 15% ja termostaadi suletud asendis toimub oluline seadmete jääksoojusülekanne, mis vähendab automaatreguleerimise efektiivsust. Seetõttu on selliste süsteemide alternatiiviks, eriti odavas munitsipaalehituses, fassaadide automaatsed küttejuhtimissüsteemid - laiendatud ja tsentraalsetele hoonetele temperatuurikõvera korrigeerimisega vastavalt õhutemperatuuri kõrvalekaldele kokkupandavates kanalites. väljatõmbeventilatsioon korteriköökidest - ühepereelamute või keeruka konfiguratsiooniga hoonete jaoks.
Siiski tuleb silmas pidada, et olemasolevate elamute rekonstrueerimisel on termostaatide paigaldamiseks vaja igasse korterisse siseneda keevitamisega. Samal ajal piisab fassaadide kaupa automaatse reguleerimise korraldamisel keldris ja pööningul sektsioonküttesüsteemide fassaadiharude vahele džemprid ning 9-korruseliste pööninguvabade 60. aasta massehitusega hoonete puhul. -70ndad - ainult keldris.
Tuleb märkida, et uusehitus aastas ei ületa 1-2% olemasolevast elamufondist. See näitab, kui oluliseks muutub olemasolevate hoonete rekonstrueerimine, et vähendada küttele tehtavaid soojuskulusid. Kõiki hooneid korraga automatiseerida on aga võimatu ning mitme hoone automatiseerimise tingimustes reaalset kokkuhoidu ei saavutata, kuna automatiseeritud objektidelt säästetud jahutusvedelik jaotatakse ümber mitteautomaatsete vahel. Eeltoodu kinnitab veel kord, et olemasolevatele soojusvõrkudele tuleb ÜVK ehitada kiirendatud tempos, kuna kõiki ühe ÜVK toitega hooneid on palju lihtsam üheaegselt automatiseerida kui soojuselektrijaamast ja teised juba loodud ÜVKd ei võimalda liigne jahutusvedelik oma jaotusvõrkudesse.
Kõik ülaltoodud ei välista võimalust ühendada üksikud hooned katlamajadega koos asjakohase teostatavusuuringuga koos tarbitud elektrienergia tariifi tõstmisega (näiteks kui on vaja palju võrke paigaldada või üle kanda). Kuid olemasoleva soojuselektrijaamade tsentraliseeritud soojusvarustussüsteemi tingimustes peaks see olema kohalik. Soojuspumpade kasutamise ja osa koormuse ülekandmise võimalust CCGT-dele ja GTU-dele ei saa välistada, kuid arvestades praegust kütuse ja energiaressursside hinnakeskkonda, ei ole see alati kulutõhus.
Meie riigis asuvate elamute ja linnaosade soojusvarustus toimub reeglina rühmaküttepunktide (CHS) kaudu, mille järel tarnitakse üksikuid hooneid iseseisvate torustike kaudu. kuum vesi kütteks ja olmevajadusteks kasutades keskküttesõlme paigaldatud soojusvahetites soojendatavat kraanivett. Mõnikord väljub keskküttejaamast kuni 8 soojustorustikku (2-tsoonilise soojaveevarustussüsteemiga ja olulise ventilatsioonikoormuse olemasolul) ja kuigi kasutatakse tsingitud soojaveetorustikke, on vee keemilise töötlemise puudumise tõttu need alluvad intensiivsele korrosioonile ja pärast 3-5 aastat töötamist tekivad neile fistulid.
Praegu on elamu- ja teenindusettevõtete erastamise ning energiaressursside kallinemise tõttu aktuaalne üleminek grupiküttepunktidelt küttega hoones asuvatele individuaalsetele (IHP). See võimaldab kasutada efektiivsemat fassaadide kaupa automaatset küttejuhtimissüsteemi laiendatud hoonetes või tsentraalset siseõhu temperatuuri korrigeerimisega ühepunktilistes hoonetes, mis võimaldab loobuda sooja veevarustuse jaotusvõrkudest, vähendades soojust kaod transpordi ajal ja energiakulu sooja tarbevee pumpamiseks. Pealegi on soovitav seda teha mitte ainult uusehitusel, vaid ka olemasolevate hoonete rekonstrueerimisel. Selline kogemus on olemas Saksamaa idaosariikides, kus, nagu meilgi, ehitati keskküttejaamu, kuid nüüd on need jäetud vaid pumpavateks veevarustusjaamadeks (vajadusel) ja soojusvahetusseadmeteks koos tsirkulatsioonipumbad, reguleerimis- ja arvestusüksused viiakse üle hoonete ITP-sse. Plokisiseseid võrke ei rajata, sooja veevarustustorustikud jäetakse maasse ja küttetorustikke, kuna need on vastupidavamad, kasutatakse hoonete ülekuumenenud veega varustamiseks.
Soojusvõrkude, millega ühendatakse suur hulk ITP-sid, juhitavuse parandamiseks ja automaatse varundamise võimaluse tagamiseks tuleks naasta jaotusvõrkude liitumispunktides juhtimis- ja jaotuspunktide (CDP) rajamise juurde. peamistele. Iga jaotuspunkt on ühendatud pealiiniga mõlemal pool sektsioonventiile ja teenindab tarbijaid soojuskoormusega 50-100 MW. Juhtpaneel on varustatud sisselaskeava elektriliste tõmbeventiilide, rõhuregulaatorite, tsirkulatsiooni- ja segamispumpade, temperatuuriregulaatoriga, kaitseklapp, soojuse ja jahutusvedeliku vooluhulga mõõtmise seadmed, juhtimis- ja telemehaanika seadmed.
Juhtventiili automatiseerimisahel tagab rõhu hoidmise tagasivoolutorus minimaalsel konstantsel tasemel; konstantse kindlaksmääratud rõhulanguse hoidmine jaotusvõrgus; jaotusvõrgu toitetorustiku veetemperatuuri vähendamine ja hoidmine etteantud ajakava järgi. Selle tulemusel on varurežiimis võimalik soojuselektrijaamast elektrivõrgu kaudu varustada vähendatud kogust kõrgendatud temperatuuriga tsirkuleerivat vett ilma temperatuuri ja hüdraulilisi tingimusi jaotusvõrkudes häirimata.
PSC-d peaksid asuma maapealsetes paviljonides, neid saab ühendada veevarustuse pumbajaamadega (enamasti välistab see kõrgsurvepumpade ja seega ka mürarikkamate pumpade paigaldamise hoonetesse) ning need võivad olla piiriks; eelarve soojust jaotav organisatsioon ja soojust jaotav organisatsioon (järgmine piir soojust jaotava ja soojust tarbiva organisatsiooni vahel on hoone sein). Lisaks peaksid kontrollpunktid olema soojusvarustusorganisatsiooni jurisdiktsiooni all, kuna need on mõeldud haldamiseks ja varundamiseks magistraalvõrgud ja pakkuda võimalust kasutada nendes võrkudes mitut soojusallikat, võttes arvesse soojusjaotusorganisatsiooni määratud jahutusvedeliku parameetrite säilitamist jaotuspunkti väljalaskeava juures.
Jahutusvedeliku õige kasutamise soojustarbija poolel tagab kasutamine tõhusad süsteemid juhtimisautomaatika. Tänapäeval on olemas suur hulk arvutisüsteeme, mis suudavad täita igasuguse keerukusega juhtimisülesandeid, kuid määravaks jäävad soojustarbimissüsteemide ühendamise tehnoloogilised ülesanded ja ahelalahendused.
Viimasel ajal on hakatud ehitama termostaatidega veeküttesüsteeme, mis teostavad kütteseadmete soojusülekande individuaalset automaatset reguleerimist, lähtudes õhutemperatuurist ruumis, kuhu seade on paigaldatud. Selliseid süsteeme kasutatakse laialdaselt välismaal, millele lisandub seadme poolt kasutatava soojushulga kohustuslik mõõtmine osakaaluna kogu hoone küttesüsteemi soojustarbimisest.
Meie riigis hakati massehituses selliseid süsteeme kasutama liftide ühendamiseks küttevõrkudega. Kuid lift on konstrueeritud nii, et konstantse düüsi läbimõõdu ja sama olemasoleva rõhu korral laseb see läbi düüsi pideva jahutusvedeliku voolu, sõltumata küttesüsteemis ringleva vee vooluhulga muutustest. Selle tulemusena 2-torulistes küttesüsteemides, kus termostaadid on suletud, vähendavad süsteemis ringleva jahutusvedeliku voolu, liftiühenduse korral tõuseb vee temperatuur toitetorustikus ja seejärel tagasivoolutorustik, mis põhjustab soojusülekande suurenemist süsteemi reguleerimata osast (tõusutorudest) ja jahutusvedeliku alakasutamist.
Pidevalt töötavate sulgemissektsioonidega ühetorulises küttesüsteemis juhitakse termostaatide sulgemisel kuum vesi tõusutorusse ilma jahutuseta, mis toob kaasa ka vee temperatuuri tõusu tagasivoolutorustikus ja tulenevalt segamiskoefitsiendi püsivus elevaatoris, vee temperatuuri tõus toitetorustikus ja seetõttu samad tagajärjed nagu 2-torusüsteemis. Seetõttu on sellistes süsteemides kohustuslik toitetorustiku vee temperatuuri automaatne reguleerimine vastavalt graafikule, mis sõltub välisõhu temperatuuri muutustest. Selline reguleerimine on võimalik küttesüsteemi küttevõrguga ühendamise ahela konstruktsiooni muutmisega: tavapärase lifti asendamisega reguleeritavaga, pumbaga segamise abil juhtventiiliga või ühendades läbi pumba tsirkulatsiooniga ja juhtseadmega soojusvaheti ventiil võrguveele soojusvaheti ees. [
3 DETSENTRALISEERITUD SOOJUSEVARUSTUS
3.1 Arenguväljavaated detsentraliseeritud soojusvarustus
Varem tehtud otsused väikekatlamajade sulgemiseks (nende madala kasuteguri, tehniliste ja keskkonnaohtude ettekäändel) on tänaseks kujunenud soojusvarustuse ületsentraliseerimiseks, mil soe vesi liigub soojuselektrijaamast tarbijani 25-30 km kaugusele. soojusallika väljalülitamine maksmata jätmise või hädaolukorra tõttu viib miljonielanikuga linnade külmumiseni.
Enamik tööstusriike läks teist teed: täiustati soojust tootvaid seadmeid, tõstes nende ohutuse ja automatiseerituse taset, gaasipõletusseadmete efektiivsust, sanitaar-, keskkonna-, ergonoomilisi ja esteetilisi näitajaid; lõi tervikliku süsteemi energiaressursside arvestamiseks kõigi tarbijate poolt; viinud regulatiivse ja tehnilise raamistiku kooskõlla otstarbekuse ja tarbija mugavuse nõuetega; optimeeritud soojusvarustuse tsentraliseerimise taset; üle viidud laialdasele rakendamisele alternatiivsed allikad soojusenergia. Selle töö tulemuseks oli tõeline energiasääst kõigis majandusvaldkondades, sealhulgas elamumajanduses ja kommunaalmajanduses.
Detsentraliseeritud soojusvarustuse osakaalu järkjärguline suurendamine, soojusallika viimine tarbijale võimalikult lähedale ning tarbija igat liiki energiaressursse arvesse võttes ei loo mitte ainult tarbijale mugavamaid tingimusi, vaid tagab ka tõeline kokkuhoid gaasikütus.
Kaasaegne süsteem detsentraliseeritud soojusvarustus on funktsionaalselt omavahel ühendatud seadmete kompleks, mis sisaldab autonoomset soojust tootvat seadet ja insenerisüsteemid hooned (sooja veevarustus, kütte- ja ventilatsioonisüsteemid). Korteri küttesüsteemi põhielemendid, mis on teatud tüüpi detsentraliseeritud soojusvarustus, milles iga korter sisse korterelamu on varustatud autonoomse süsteemiga soojuse ja sooja vee pakkumiseks, sh küttekatel, kütteseadmed, õhuvarustuse ja põlemisproduktide eemaldamise süsteemid. Juhtmete ühendamiseks kasutatakse terastoru või kaasaegseid soojusjuhtivaid süsteeme - plastist või metallplastist.
Meie riigis traditsiooniline tsentraliseeritud soojusvarustussüsteem läbi soojuselektrijaamade ja peamiste soojustorustike on hästi tuntud ja sellel on mitmeid eeliseid. Kuid uutele majandusmehhanismidele ülemineku, teadaoleva majandusliku ebastabiilsuse ja piirkondadevaheliste, osakondadevaheliste suhete nõrkuse tingimustes muutuvad paljud tsentraliseeritud soojusvarustussüsteemi eelised puudusteks.
Peamine on küttetrasside pikkus. Keskmine kulumisprotsent on hinnanguliselt 60-70%. Küttetorustike erikahjude määr on praeguseks tõusnud 200 registreeritud kahjuni aastas 100 km soojusvõrkude kohta. Hädaolukorra hinnangul vajab kohest väljavahetamist vähemalt 15% soojusvõrkudest. Lisaks ei ole viimase 10 aasta jooksul alafinantseeringu tõttu valdkonna põhivarasid praktiliselt uuendatud. Selle tulemusena ulatusid soojusenergia kaod tootmisel, transportimisel ja tarbimisel 70%, mis tõi kaasa kõrgete kuludega soojusvarustuse halva kvaliteedi.
Tarbijate ja soojusvarustusettevõtete vahelise suhtluse organisatsiooniline struktuur ei stimuleeri viimaseid energiaressursse säästma. Tariifide ja toetuste süsteem ei kajasta soojusvarustuse tegelikke kulusid.
Üldjoontes viitab tööstuse kriitiline olukord lähitulevikus soojusvarustussektoris ulatusliku kriisi tekkimisele, mille lahendamine nõuab kolossaalseid finantsinvesteeringuid.
Pakiline küsimus on soojusvarustuse mõistlik detsentraliseerimine, korteripõhine soojusvarustus. Soojusvarustuse detsentraliseerimine (DH) on kõige radikaalsem, tõhusam ja odavam viis paljude puuduste kõrvaldamiseks. Diislikütuse põhjendatud kasutamine koos energiasäästumeetmetega hoonete ehitamisel ja rekonstrueerimisel annab Ukrainas suure energiasäästu. Praeguses rasked tingimused ainsaks väljapääsuks on diislikütuse süsteemi loomine ja arendamine läbi autonoomsete soojusallikate kasutamise.
Korteri küte on autonoomne soojuse ja sooja vee pakkumine individuaalne maja või eraldi korter V mitmekorruseline hoone. Sellised peamised elemendid autonoomsed süsteemid on: soojusgeneraatorid - kütteseadmed, kütte- ja soojaveevarustustorustikud, kütusevarustus-, õhu- ja suitsueemaldussüsteemid.
Autonoomsete (detsentraliseeritud) soojusvarustussüsteemide rakendamise objektiivsed eeldused on:
mõnel juhul vaba võimsuse puudumine tsentraliseeritud allikates;
linnapiirkondade tihendamine eluasemetega;
lisaks paikneb oluline osa arendusest väljaehitamata insener-infrastruktuuriga aladel;
väiksemad kapitaliinvesteeringud ja võime järk-järgult katta soojuskoormusi;
säilitamise võimalus mugavad tingimused korteris omal soovil, mis on omakorda atraktiivsem võrreldes tsentraliseeritud soojusvarustusega korteritega, mille temperatuur sõltub direktiivist alguse ja lõpu kohta kütteperiood;
kodumaiste ja imporditud (välismaiste) väikese võimsusega soojusgeneraatorite suure hulga erinevate modifikatsioonide ilmumine turule.
Tänaseks on välja töötatud ja masstootmises autonoomse diislikütuse korraldamiseks mõeldud modulaarsed katlaüksused. Plokk-moodulkonstruktsiooni põhimõte annab võimaluse lihtne ehitus boileri ruum vajalik võimsus. Soojustrasside rajamise ja katlamajahoone ehitamise vajaduse puudumine vähendab kommunikatsioonide maksumust ja võimaldab oluliselt tõsta uusehituse tempot. Lisaks võimaldab see selliseid katlamaju kasutada kütteperioodil hädaolukordades kiireks soojusvarustuseks.
Plokkatlaruumid on funktsionaalselt täiskomplektne toode, mis on varustatud kogu vajaliku automaatika ja turvaseadmetega. Automatiseerituse tase tagab kõigi seadmete katkematu töö ilma operaatori pideva kohalolekuta.
Automaatika jälgib rajatise soojusvajadust sõltuvalt ilmastikutingimused ja reguleerib iseseisvalt kõigi süsteemide tööd, et tagada kindlaksmääratud režiimid. Sellega saavutatakse parem vastavus soojusgraafik ja täiendav kütusesääst. Juhul kui hädaolukorrad, gaasilekkeid, turvasüsteem peatab automaatselt gaasivarustuse ja hoiab ära õnnetuste võimaluse.
Paljud ettevõtted on tänaste oludega kohanenud ja majanduslikku kasu arvutanud, eemalduvad tsentraliseeritud küttevarustusest ning kaugematest ja energiamahukatest katlamajadest.
Detsentraliseeritud soojusvarustuse eelised on järgmised:
puudub vajadus maa eraldamiseks soojusvõrkudele ja katlamajadele;
soojuskadude vähendamine välisküttevõrkude puudumise tõttu, võrgu veekadude vähendamine, veepuhastuskulude vähendamine;
seadmete remondi- ja hoolduskulude märkimisväärne vähenemine;
tarbimisrežiimide täielik automatiseerimine.
Võttes arvesse puudust autonoomne küte väikestest katlamajadest ja suhteliselt madalatest suitsu väljalasketorudest ning sellega seoses keskkonna rikkumine, siis vana katlamaja demonteerimisega kaasnev oluline gaasikulu vähenemine vähendab ka heitgaase 7 korda!
Vaatamata kõigile eelistele on detsentraliseeritud soojusvarustusel ka negatiivseid külgi. Väikestes katlamajades, sealhulgas “katustes”, on järsult halvenevate hajuvustingimuste tõttu korstnate kõrgus reeglina palju madalam kui suurtes. Lisaks asuvad väikesed katlamajad tavaliselt elamurajoonide läheduses.
Soojusallikate detsentraliseerimise programmide kasutuselevõtt võimaldab poole võrra vähendada maagaasi vajadust ja mitu korda vähendada kulusid lõpptarbijate soojusvarustusele. Ukraina linnade praeguses soojusvarustussüsteemis sisalduvad energiasäästu põhimõtted stimuleerivad uute tehnoloogiate ja lähenemisviiside tekkimist, mis suudavad selle probleemi täielikult lahendada. majanduslik efektiivsus DT muudab selle piirkonna investeeringute jaoks väga atraktiivseks.
Korterite kaupa soojusvarustussüsteemide rakendamine korruselamutele elamud võimaldab täielikult kõrvaldada soojuskaod küttevõrkudes ja tarbijate vahel jaotamisel ning oluliselt vähendada kadusid tekkekohas. Võimaldab korraldada individuaalset arvestust ja soojustarbimise reguleerimist sõltuvalt majanduslikest võimalustest ja füsioloogilistest vajadustest. Korteri küttevarustus toob kaasa ühekordsete kapitaliinvesteeringute ja tegevuskulude vähenemise, samuti võimaldab säästa energiat ja toorainet soojusenergia tootmiseks ning selle tulemusena väheneb keskkonnaseisundi koormus.
Korter-korteri küttesüsteem on ökonoomne, energeetiline ja keskkonnasäästlik tõhus lahendus soojusvarustuse küsimus mitmekorruselised hooned. Ja veel, on vaja läbi viia põhjalik analüüs konkreetse soojusvarustussüsteemi kasutamise tõhususe kohta, võttes arvesse paljusid tegureid.
Seega võimaldab autonoomse soojusvarustuse ajal tekkivate kadude komponentide analüüs:
1) suurendada olemasoleva elamufondi puhul soojusvarustuse energiatõhususe koefitsienti 0,67-ni versus 0,3 tsentraliseeritud soojusvarustuse puhul;
2) uusehitusel ainult piirdekonstruktsioonide soojustakistuse suurendamisega tõsta soojusvarustuse energiatõhususe koefitsienti 0,77 versus 0,45 tsentraliseeritud soojusvarustusel;
3) kogu energiasäästlike tehnoloogiate kompleksi kasutamisel suurendada koefitsienti 0,85 versus 0,66 tsentraliseeritud soojusvarustusega.
3.2 Diislikütuse energiasäästlikud lahendused
Autonoomse soojusvarustusega on võimalik kasutada uusi tehnilisi ja tehnoloogilisi lahendusi, mis võimaldavad täielikult kõrvaldada või oluliselt vähendada kõik ebaproduktiivsed kaod soojuse tootmise, transpordi, jaotamise ja tarbimise ahelas, mitte ainult minikatla ehitamisega. maja, kuid kasutades uusi energiasäästlikke ja tõhusad tehnoloogiad, nagu näiteks:
1) üleminek põhimõtteliselt uus süsteem soojuse tootmise ja tarnimise kvantitatiivne reguleerimine tekkekohas;
2) muudetava sagedusega elektriajamite tõhus kasutamine kõigil pumbaagregaatidel;
3) tsirkulatsiooniküttevõrkude pikkuse vähendamine ja nende läbimõõdu vähendamine;
4) keskküttepunktide rajamisest keeldumine;
5) üleminek põhimõtteliselt uuele individuaalsete küttepunktide skeemile koos kvantitatiivse ja kvalitatiivse reguleerimisega olenevalt hetke välisõhu temperatuurist mitme kiirusega segamispumpade ja kolmekäiguliste regulaatorventiilide abil;
6) soojusvõrgu "ujuva" hüdraulilise režiimi paigaldamine ja võrguga ühendatud tarbijate hüdroühenduse täielik tagasilükkamine;
7) juhttermostaatide paigaldamine korteri kütteseadmetele;
8) korterite kaupa küttesüsteemide juhtmestik koos paigaldusega individuaalsed arvestid soojuse tarbimine;
9) automaatne hooldus pidev rõhk tarbijate soojaveevarustussüsteemides.
Nende tehnoloogiate rakendamine võimaldab ennekõike minimeerida kõiki kadusid ja loob tingimused toodetava ja tarbitava soojuse koguse režiimide ajaliseks kokkulangemiseks.
3.3 Detsentraliseeritud kütte eelised
Kui jälgime kogu ahelat: allikas-transport-jaotus-tarbija, võime märkida järgmist:
1 Soojusallikas – oluliselt vähenenud soojuse hajumine maatükk, ehitusosa odavneb (seadmetele pole vaja vundamenti). Paigaldatud võimsus allika saab valida peaaegu võrdseks tarbitavaga, samas on võimalik mitte arvestada sooja veevarustuse koormust, kuna tipptundidel kompenseerib selle tarbija hoone mahutavus. Täna on see reserv. Reguleerimisskeemi lihtsustatakse ja muudetakse odavamaks. Soojuskaod elimineeritakse tootmis- ja tarbimisrežiimide lahknevuse tõttu, mille vastavus tuvastatakse automaatselt. Praktikas jäävad alles ainult katlaüksuse efektiivsusega seotud kaod. Seega on võimalik kadusid tekkekohas vähendada rohkem kui 3 korda.
2 Küttevõrgud - pikkus väheneb, diameetrid vähenevad, võrk muutub hooldatavamaks. Püsivad temperatuuritingimused suurendavad torumaterjali korrosioonikindlust. Väheneb ringleva vee hulk ja selle kaod lekete kaudu. Keerulist veetöötlusskeemi pole vaja ehitada. Enne tarbija ühendamist ei ole vaja säilitada garanteeritud rõhulangust ja seetõttu ei ole vaja võtta meetmeid küttevõrgu hüdrauliliseks ühendamiseks, kuna need parameetrid seatakse automaatselt. Eksperdid kujutavad ette, kui keeruline probleem on igal aastal hüdrauliliste arvutuste tegemine ja ulatusliku küttevõrgu hüdraulilise ühendamise tööde tegemine. Seega vähenevad kaod küttevõrkudes peaaegu suurusjärgu võrra ning ühele tarbijale katusekatlaruumi paigaldamisel need kaod üldse puuduvad.
3 Jaotussüsteemid keskküte ja soojussõlmed. Nõutud
Sissejuhatus
Hoone soojuskadu sõltub mitmest põhjusest. Mida suurem on välis- ja siseõhu temperatuuride erinevus ning suurem ala piiravad konstruktsioonid, seda rohkem soojust hoone kaotab. Hoone soojuskadu sõltub ka materjalist, millest hoone välispiire on valmistatud, ja selle suurusest. Küttesüsteemid peavad asendama raisatud soojuse:
Läbi ümbritsevate konstruktsioonide (seinad, aknad, uksed, laed) ülemised korrused, alumiste korruste põrandad) hoonete ja rajatiste;
Avatud väravate, uste ja muude avade kaudu siseneva õhu soojendamiseks ning piirdekonstruktsioonide lekkeid;
Väljast tulevate küttematerjalide, seadmete ja transpordi jaoks ning nendega kaasa tuleva õhu soojendamiseks, mille temperatuur on madalam ruumiõhu arvestuslikust temperatuurist.
Hoonete ja rajatiste küttesüsteemid peavad tagama: siseõhu ühtlase kuumutamise, küttesüsteemide endi reguleerimise võimaluse ning kooskõlastatuse ventilatsioonisüsteemidega; töö ja remondi lihtsus. Küttesüsteemides kasutatakse jahutusvedelikuna vett, mille temperatuur ei ületa 150 ° C, veeauru, mille temperatuur ei ületa 130 ° C, või õhku, mis on kuumutatud temperatuurini 60 ° C; vastavaid süsteeme nimetatakse veeks, auruks või õhuks.
Tsentraliseeritud süsteemid soojusvarustus
Tsentraliseeritud soojusvarustussüsteemid - suurte elamupiirkondade, linnade, alevite ja tööstusettevõtete soojusvarustussüsteemid. Nende soojusallikateks on kõrge kasuteguriga soojuselektrijaamad või suured katlamajad, mis transpordivad ja jaotavad jahutusvedelikku 10-15 km pikkuste soojusvõrkude kaudu, mille maksimaalne toru läbimõõt on 1000-1400 mm, tagades tarbijatele vajaliku jahutusvedeliku tarnimise. kogustes ja vajalike parameetritega. Soojuselektrijaamade võimsus on 1000-3000 MW, katlamajadel 100-500 MW. Suurtel tsentraliseeritud soojusvarustussüsteemidel on mitu varuküttetrassidega ühendatud soojusallikat, tagades nende manööverdusvõime ja töökindluse. Tsentraliseeritud soojusvarustussüsteem hõlmab ka hoonete soojusvarustussüsteeme, mis on sellega ühendatud ühtse hüdro- ja soojusrežiimi ning ühise juhtimissüsteemiga. Hoonete kütmise tehniliste lahenduste mitmekesisuse tõttu on need aga eraldatud iseseisvaks tehnosüsteemiks, mida nimetatakse küttesüsteemiks. Sellepärast keskne süsteem küttevarustus algab soojusallikast ja lõpeb abonendi sisendiga hoonesse.
Tsentraliseeritud küttesüsteemid on vesi ja aur. Vee kui jahutusvedeliku peamine eelis on oluliselt väiksem energiakulu soojusühiku transportimiseks kuuma vee kujul kui auru kujul, mis on tingitud vee suuremast tihedusest. Energiatarbimise vähendamine võimaldab transportida vett pikkade vahemaade taha ilma olulise energiapotentsiaali kadumiseta. Suurtes süsteemides langeb vee temperatuur 1 km pikkuse vahemaa jooksul umbes 1°C võrra, samal ajal kui aururõhk (selle energiapotentsiaal) väheneb samal kaugusel umbes 0,1-0,15 MPa, mis vastab 5-10°C-le. Seetõttu on aururõhk veesüsteemide turbiinide väljalaskeavades madalam kui aurusüsteemides, mis toob kaasa kütusekulu vähenemise soojuselektrijaamades. Veesüsteemide eelisteks on ka võimalus tsentraalselt reguleerida tarbijate soojusvarustust, muutes jahutusvedeliku temperatuuri ja süsteemi lihtsamat tööd (puuduvad kondensaadi äravoolud, kondensaaditorud ega kondensaadipumbad).
Auru eelisteks on võime rahuldada nii kütte- kui ka tehnoloogilisi koormusi ning madal hüdrostaatiline rõhk. Võttes arvesse jahutusvedelike eeliseid ja puudusi, kasutatakse veesüsteeme elamupiirkondade, avalike ja kommunaalhoonete, kuuma vett kasutavate ettevõtete soojuse varustamiseks ning veeauru vajavate tööstustarbijate jaoks kasutatakse aurusüsteeme. Vesi tsentraliseeritud küttesüsteemid on peamised süsteemid, mis tagavad linnade soojusvarustuse. Linna soojusvarustuse tsentraliseerimine on 70-80%. Valdavalt kaasaegsete hoonetega suurtes linnades ulatub soojuselektrijaamade kasutus elamu- ja kommunaalsektori soojusallikana 50-60%.
Küttesüsteemides toodetakse kõrgete parameetritega auru (rõhk 13-24 MPa, temperatuur 565°C). energiakatlad, antakse turbiinidele, kus labasid läbides annab osa oma energiast elektri tootmiseks. Põhiosa aurust läbib väljatõmbeid ja siseneb kaugkütte soojusvahetitesse, milles see soojendab küttesüsteemi jahutusvedelikku. Seega kasutatakse soojuselektrijaamas suure potentsiaaliga soojust elektri tootmiseks ja madala potentsiaaliga soojust soojusvarustuseks. Soojuse ja elektri koostootmine tagab kütuse kasutamise kõrge efektiivsuse ja vähendab kütusekulu.
Enamikus tsentraliseeritud küttesüsteemides on sooja vee maksimaalne temperatuur 150°C. Auru temperatuur turbiini kütteväljundites ei ületa 127°C. Järelikult madalatel välisõhu temperatuuridel küttejaamades soojusvahetid Vett vajaliku tasemeni soojendada on võimatu. Selleks kasutatakse tippkatlaid, mis töötavad ainult madalatel välistemperatuuridel, s.t. leevendada tippkoormust. Kuna küttekoormus muutub koos välistemperatuuriga, muutub ka turbiinist soojusvarustuseks võetava auru hulk. Ammendamata aur läbib silindreid madal rõhk turbiin, annab oma energia ära ja siseneb kondensaatorisse, kus hoitakse vaakumit (rõhk 0,004-0,006 MPa), mis vastab madalale kondensatsioonitemperatuurile 30-35 °C ja jahutusvee temperatuur on veelgi madalam ja seetõttu on see ei kasutata soojusvarustuseks. Seega kasutatakse soojusvarustuseks ainult osa turbiini väljatõmbeid läbivast aurust, mis vähendab kaugkütte majanduslikku efekti. Kütusekulu elektri ja soojuse tootmiseks kütteks väheneb aga keskmiselt umbes 25-33% aastas. Majanduslikku efekti annab ka suure kasuteguriga suurte kaugkatlajaamade (soojusjaamade) kasutamine soojusallikana.
Soojusallikatest pärit jahutusvedelik transporditakse ja jaotatakse tarbijate vahel arenenud küttevõrkude kaudu. Sellest tulenevalt katavad soojusvõrgud kõik linnapiirkonnad ning nende rajamine põhjustab kõige suuremaid linnaplaneerimis- ja tegevusraskusi. Töötamise ajal võivad need korrosioonile ja hävimisele. Avariikahjustused põhjustavad soojusvarustuse häireid, sotsiaalset ja majanduslikku kahju. Selle tulemusena muutuvad soojusvõrgud, olles suurte soojusvarustussüsteemide põhielemendiks, ka nende nõrgimaks komponendiks, mis vähendab tsentraliseeritud soojusvarustuse majanduslikku mõju ja piirab. maksimaalne võimsus süsteemid Sõltuvalt sooja vee valmistamise meetodist jagatakse tsentraliseeritud küttesüsteemid suletud ja avatud. Suletud süsteemis kasutatakse selles ringlevat vett ainult jahutusvedelikuna. Vesi soojendatakse soojusallika juures, see kannab oma entalpia tarbijateni ja edastab selle küttele, ventilatsioonile ja sooja veevarustusele. Vesi sooja veevarustuseks võetakse sooja veevarustusest ja soojendatakse pinnasoojusvahetites jahutusvedeliku tsirkuleerimisel vajaliku temperatuurini. Süsteem on suletud atmosfääriõhule. Avatud süsteemides võetakse tarbija poolt kasutatav soe vesi soojusvõrgust. Järelikult ei kasutata süsteemis olevat kuuma vett mitte ainult jahutusvedelikuna, vaid ka otse ainena. Seetõttu on soojusvarustussüsteem osaliselt tsirkulatsiooniga ja osaliselt otsevooluga. Kuuma veevarustus valmistatakse ette soojusallika juures, liigub otse tarbijateni ja juhitakse kraanide kaudu atmosfääri.
Suurte linnade jaoks on paljulubav suund soojusvarustuse tsentraliseerimine. Tsentraliseeritud süsteemid, eriti küttesüsteemid, tarbivad vähem kütust. Soojusallikate vähendamine ja koondamine parandab linnaarengu tingimusi ja suurlinnade ökoloogiat. Vähem soojusallikaid võimaldab järsult vähendada korstnate arvu, mille kaudu põlemisproduktid keskkonda satuvad. Välistab vajaduse luua mitu väikest kütusehoidla tahke kütus, kust aadressil detsentraliseeritud süsteemid soojusvarustus peab transportima kütust ning eemaldama tuhka ja räbu üle linna laiali paisatud väikestest katlamajadest. Lisaks on soojusallikate tsentraliseerimisega lihtsam puhastada suitsugaase mürgistest komponentidest.
Suurte elamupiirkondade, linnade, alevite ja tööstuspiirkondade soojusvarustussüsteemid. ettevõtetele. Nende soojusallikateks on kõrge kasuteguriga soojuselektrijaamad või suured katlamajad, mis transpordivad ja jaotavad jahutusvedelikku 10-15 km pikkuste soojusvõrkude kaudu, mille maksimaalne toru läbimõõt on 1000-1400 mm, tagades tarbijatele vajaliku jahutusvedeliku tarnimise. kogustes ja vajalike parameetritega . Soojuselektrijaamade võimsus on 1000-3000 MW, katlamajadel 100-500 MW. Suurtel tsentraliseeritud küttesüsteemidel on mitu. soojusallikad, side varuküttetrassid, tagades nende manööverdusvõime ja töökindluse. Tsentraliseeritud soojusvarustussüsteem hõlmab ka hoonete soojusvarustussüsteeme, mis on sellega ühendatud ühtse hüdrosüsteemiga. ja termilised tingimused ning üldine juhtimissüsteem. Kuid tehniliste mitmekesisuse tõttu hoonete soojusvarustuse lahendused eristatakse neid kui iseseisvaid. tehniline süsteem, nn küttesüsteem. Seetõttu on C.st. algab soojusallikaga ja lõpeb abonendi sisenemisega hoonesse.
Tsentraliseeritud küttesüsteemid on vesi ja aur. Põhiline Vee kui jahutusvedeliku eeliseks on oluliselt väiksem energiakulu soojusühiku transportimiseks kuuma vee kujul kui auru kujul, mis on tingitud vee suuremast tihedusest. Energiatarbimise vähendamine võimaldab transportida vett pikkade vahemaade taha ilma energiat raiskamata. potentsiaal. Suurtes süsteemides langeb vee temperatuur 1 km kaugusel umbes 1°, samas kui aururõhk (selle energiapotentsiaal) samal kaugusel umbes 0,1–0,15 MPa, mis vastab 5–10 °C-le. Seetõttu on aururõhk veesüsteemide turbiinide väljalaskeavades madalam kui aurusüsteemides, mis toob kaasa kütusekulu vähenemise soojuselektrijaamades. Veesüsteemide eelisteks on ka võimalus tsentraalselt reguleerida tarbijate soojusvarustust, muutes jahutusvedeliku temperatuuri ja süsteemi lihtsamat tööd (puuduvad kondensaadi äravoolud, kondensaaditorud ega kondensaadipumbad).
Auru eelisteks on võime rahuldada nii kütte- kui ka tehnoloogilisi vajadusi. koormused, samuti madal hüdrostaatiline. survet. Võttes arvesse jahutusvedelike eeliseid ja puudusi, kasutatakse veesüsteeme elamupiirkondade, seltside ja valdade, hoonete ja kuuma vett kasutavate ettevõtete soojuse varustamiseks ning aurusüsteeme kasutatakse tööstuslikel eesmärkidel. tarbijad, kes vajavad veeauru. Vesi C.st. - põhiline linnade soojusvarustussüsteemid. Linna soojusvarustuse tsentraliseerimine on 70-80%. Valdavalt kaasaegsete hoonetega suurtes linnades on soojuselektrijaamade kasutustase elamute ja kommunaalteenuste soojusallikana. sektoris ulatub 50-60%.
Küttejaamas kõrgete parameetritega (rõhk 13, 24 MPa, temperatuur 565°C) aurusüsteemid, mis tekivad energias. katelde, tarnitakse turbiinidesse, kus labasid läbides annab osa oma energiast elektri tootmiseks. Põhiline osa aurust läbib valikuid ja siseneb küttejaama. soojusvahetid, milles see soojendab küttesüsteemi jahutusvedelikku. See. soojuselektrijaamades kasutatakse suure potentsiaaliga soojust elektri tootmiseks ja madala potentsiaaliga soojust soojusvarustuseks. Kombineerib. Soojuse ja elektri tootmine tagab kütuse kasutamise kõrge efektiivsuse ja vähendab selle tarbimist.
Enamikus tsentraliseeritud küttesüsteemides on sooja vee maksimaalne temperatuur 150°C. Auru temperatuur küttejaamas turbiini ekstraheerimise temperatuur ei ületa 127°C. Järelikult madalatel välisõhu temperatuuridel küttesüsteemis. Soojusvahetites on võimatu vett vajaliku tasemeni soojendada. Selleks kasutatakse tippkatlaid, mis töötavad ainult madalatel välistemperatuuridel, s.t. leevendada tippkoormust. Sest soojendab, muutub koormus koos välistemperatuuri muutustega ning muutub ka turbiinist soojusvarustuseks võetava auru hulk. Ammendamata aur läbib turbiini madalrõhusilindreid, loovutab oma energia ja siseneb kondensaatorisse, kus hoitakse vaakumit (rõhk 0,004-0,006 MPa), mis vastab madalale kondensatsioonitemperatuurile 30-35 °C ja jahutamisele. vee temperatuur on veelgi madalam, seetõttu ei kasutata seda soojusvarustuseks. Seega kasutatakse soojusvarustuseks ainult osa turbiini väljatõmbeid läbivast aurust, mis vähendab kokkuhoidu. kütteefekt. Kütusekulu elektri ja soojuse tootmiseks kütteks väheneb aga keskmiselt umbes 1/4-1/3 aastas. Ökonoomne Suurte kaugkatlaseadmete (soojusjaamade) kasutamine soojusallikana, millel on kõrge efektiivsusega,
Soojusallikatest pärit jahutusvedelik transporditakse ja jaotatakse tarbijate vahel arenenud küttevõrkude kaudu. Selle tulemusena katavad küttevõrgud kõik mäed ja territooriumid ning nende rajamine põhjustab kõige suuremaid linnaarengu probleeme. ja ärakasutamine raskusi. Töötamise ajal võivad need korrosioonile ja hävimisele. Avariikahjustused põhjustavad soojusvarustuse häireid, sotsiaalseid ja majanduslikke kahjusid. Selle tulemusena muutuvad soojusvõrgud, olles suurte soojusvarustussüsteemide põhielemendiks, ka nende nõrgimaks komponendiks, mis vähendab kokkuhoidu. tsentraliseeritud soojusvarustuse mõju piirab süsteemide maksimaalset võimsust. Sõltuvalt kuuma vee valmistamise meetodist C.S.T. jagatud suletud ja avatud. Suletud süsteemis kasutatakse selles ringlevat vett ainult jahutusvedelikuna. Vesi soojendatakse soojusallika juures, see kannab oma entalpia tarbijateni ja edastab selle küttele, ventilatsioonile ja sooja veevarustusele. Sooja vee tarbeks saadi vett mägedest. veevarustus ja soojendatakse pinnasoojusvahetites, tsirkuleerides jahutusvedelikku vajaliku temperatuurini. Süsteem on atm-i suhtes suletud. õhku. Avatud süsteemides võetakse tarbija poolt kasutatav soe vesi soojusvõrgust. Järelikult kasutatakse süsteemis olevat kuuma vett mitte ainult jahutusvedelikuna, vaid ka otse veena. Seetõttu on soojusvarustussüsteem osaliselt tsirkulatsiooniga ja osaliselt otsevooluga. Kuuma veevarustus valmistatakse ette soojusallika juures, liigub otse tarbijateni ja juhitakse kraanide kaudu atmosfääri,
Suurte linnade jaoks on paljulubav suund soojusvarustuse tsentraliseerimine. Tsentraliseeritud süsteemid, eriti küttesüsteemid, tarbivad vähem kütust. Soojusallikate vähendamine ja koondamine parandab linnaarengu tingimusi ja suurlinnade ökoloogiat. Vähem soojusallikaid võimaldab järsult vähendada korstnate arvu, mille kaudu põlemisproduktid keskkonda satuvad. Kaob vajadus luua tahke kütuse hoidmiseks palju väikeseid kütuseladusid, kust detsentraliseeritud soojusvarustussüsteemidega on vaja kütust transportida ning üle linna hajutatud väikekatlamajadest eemaldada tuhk ja räbu. Lisaks on soojusallikate tsentraliseerimisega lihtsam puhastada suitsugaase mürgistest komponentidest.
C.s.t. ratsionaalselt ehitada vastavalt hierarhiale. põhimõte (vt Soojusvarustussüsteemid). Diagramm näitab põhimõtet, tsentraliseerimisskeemi. suletud soojusvarustussüsteem, soojusallikaks on soojuse ja elektri koostootmisjaam (esimene hierarhia tasand). Soojusvarustuse töökindluse suurendamiseks koosneb soojuselektrijaam mitmest. energiline boilerid ja auruturbiinid: Põhiline CHP elementidel on reservid. Kateldest tulev veeaur siseneb ülekuumendi kaudu turbiinidesse, kus see vabastab osa oma soojusenergiast ja muundatakse mehaaniliseks energiaks. ja edasi, elektrigeneraatoris, elektrilises. Turbiini väljatõmmetest tulev aur siseneb küttejaama. küttekehad, mis soojendavad süsteemis ringlevat jahutusvedelikku temperatuurini 120°C. Ammendamata aur siseneb kondensaatorisse, kus säilivad parameetrid: 0,005 MPa ja 32°C, mille juures see kondenseerub ja annab oma soojuse jahutusveele üle. Kondensaatorist tulev kondensaat juhitakse õhutusseadmesse kondensaadipumba abil. Teel selle juurde läbib see regeneratiivseid kütteseadmeid (ei ole diagrammil näidatud). Deaeraator saab keemilise veepuhastusjaama lisavee ja turbiini väljatõmbe auru, et säilitada vajalik temperatuur. Deaeraatoris eraldub veest hapnik ja süsihappegaas, mis põhjustavad metalli korrosiooni. Sööda vett deaeraatorist antakse auruenergiale toitepumbad. katlad (aurugeneraatorid). Teel soojendatakse vett kõrgsurve regeneratiivsoojendites (ei ole diagrammil näidatud). See kuumutamine suurendab tsükli efektiivsust. Küte süsteemis ringlevat vett soojendatakse soojussõlmes. küttekehad soojapliidis. soojuselektrijaama paigaldamine. Küte toimub auruga, mis võetakse turbiinist ja kondenseeritakse küttekehades. Aur siseneb alumisse küttekehasse madalama rõhuga (kuni 0,2 MPa) kui ülemisse küttekehasse (kuni 0,25 MPa). Ülemisest küttekehast tulev kondensaat siseneb kondensaadi äravoolu kaudu alumisse küttekehasse ja saadetakse seejärel kondensaadipumba abil süvendisse. rida. Küttesüsteemides võivad veesoojendid soojeneda kuni ligikaudu 120°C (0,25 MPa juures, küllastustemperatuur on 127°C). Madala välisõhu temperatuuri korral soojendatakse vesi tippkateldes 150 C-ni. Veeringlus on tagatud tsirkulatsiooniga. pumbad, enne mida lisavesi torujuhtmesse siseneb.
Soojusvõrgud on projekteeritud kahe tasandi kujul: põhi-, soojustorustikud - teine hierarhia, mikrorajoonide ja plokkide tasand ja jaotusvõrgud - kolmas hierarhia, tase. Meister, küttevõrgud on varundatud.
Suure läbimõõduga küttetrasside puhul ühendatakse nendest oksad kahekordselt sektsioonventiili mõlemale küljele. Kui klapist paremal asuv sektsioon ebaõnnestub, liigub jahutusvedelik piki haru vasakule ja vastupidi. See ühendus välistab elektri- ja soojustorustike rikete mõju soojusvarustuse usaldusväärsusele. Sõlme lähedal ühendus Soovitav on paigaldada harud põhiküttetorustikule” kaugküttepunkt - magistraal. mikrorajooni soojusvarustussüsteemi ehitamine, mis tagatakse automaatselt. operatsioonide juhtimine ja avariihüdraulika ja termilised tingimused. Juhtimine toimub juhtimiskeskusest telesüsteemi abil (vt Kaugjuhtimine ja soojusvarustuse kaugjuhtimine). Hooned on ühendatud mikrorajoonide ja plokkide soojusvõrkudega läbi üksikute soojuspunktide ning hoonerühmad - läbi keskküttepunktide. Need võrgud ei ole üleliigsed ja on ummikus, seega on nende läbimõõt piiratud 300–350 mm-ga. Individuaalsetesse küttepunktidesse on paigaldatud sooja veevarustuse soojusvahetid ning kütte- ja ventilatsioonisüsteemi ühendussõlm, samuti on paigaldatud soojaveevarustuse kütteseadmed, kuid hoonetes asuvad kütte- ja ventilatsioonisüsteemi ühendussõlmed. Seetõttu kulgeb keskküttepunktist hooneteni neljatorusüsteem: kaks toru projekteerimistemperatuuriga 150-70°C kütteks ja ventilatsiooniks, üks temperatuur 60°C ja tsirkulatsiooniga sooja veevarustuseks.
Küttevõrgusüsteemi töökindlust kontrollitakse arvutustega. Usaldusväärsusstandardid määravad lõpuks mittereservväelaste osakaalu. võrgud, jaotusaste ja osakondade dubleerimine. süsteemi elemendid.
|
Soojusenergia tootmine tuumkütusest eest tsentraliseeritud küttesüsteemid... |
Iga soojusvarustussüsteemi põhieesmärk on pakkuda tarbijatele vajaliku kvaliteediga soojust (st nõutavate parameetritega jahutusvedelikku).
Sõltuvalt soojusallika asukohast tarbijate suhtes jagunevad soojusvarustussüsteemid detsentraliseeritud Ja tsentraliseeritud.
Detsentraliseeritud süsteemides on tarbijate soojusallikas ja soojusvastuvõtjad kas ühendatud ühte ühikusse või asuvad nii lähedal, et soojuse ülekandmine allikast soojusvastuvõtjatele saab toimuda praktiliselt ilma vahelüli - küttevõrguta.
Detsentraliseeritud soojusvarustussüsteemid jagunevad individuaalne Ja kohalik.
IN üksikud süsteemid Iga ruumi (töökoja ala, tuba, korter) soojusvarustus on tagatud eraldi allikast. Sellised süsteemid hõlmavad eelkõige ahju ja korteri küte. Lokaalsetes süsteemides tagatakse iga hoone soojusvarustus eraldi soojusallikast, tavaliselt lokaalsest või individuaalsest katlamajast. See süsteem hõlmab eelkõige hoonete nn keskkütet.
Tsentraliseeritud soojusvarustussüsteemides paiknevad tarbijate soojusallikas ja soojusvastuvõtjad eraldi, sageli märkimisväärsel kaugusel, mistõttu soojus kandub allikast tarbijateni läbi soojusvõrkude.
Sõltuvalt tsentraliseerituse astmest võib kaugküttesüsteemid jagada järgmistesse nelja rühma:
- Grupp- soojusvarustus ühest allikast hoonete rühmale;
- ringkond- soojusvarustus ühest allikast mitmele hoonerühmale (rajoon);
- linnaline- soojusvarustus ühest allikast mitmesse piirkonda;
- linnadevaheline- soojusvarustus ühest allikast mitmesse linna.
Kaugkütteprotsess koosneb kolmest järjestikusest toimingust:
- jahutusvedeliku ettevalmistamine;
- jahutusvedeliku transport;
- jahutusvedeliku kasutamine.
Jahutusvedelikku valmistatakse spetsiaalsetes nn kuumtöötlusseadmetes soojuselektrijaamades, samuti linna-, linnaosa-, rühma- (kvartali) või tööstuskatlamajades. Jahutusvedeliku transport toimub läbi küttevõrkude. Jahutusvedelikku kasutatakse tarbijate soojusvastuvõtjates. Jahutusvedeliku ettevalmistamiseks, transportimiseks ja kasutamiseks mõeldud seadmete komplekt moodustab tsentraliseeritud soojusvarustussüsteemi. Soojustranspordiks kasutatakse reeglina kahte jahutusvedelikku: vett ja veeauru. Hooajalise koormuse ja sooja veevarustuse koormuse rahuldamiseks kasutatakse tavaliselt tööstuslike protsesside koormuste jahutusvedelikuna, auru.
Soojuse ülekandmiseks mitmekümne ja isegi sadade kilomeetrite (100-150 km või enama) kaugusel mõõdetavate vahemaade tagant saab kasutada keemiliselt seotud olekus soojustranspordisüsteeme.
Soojusvarustus on tänapäeva linnades kõige olulisem avalik teenus, mis rahuldab elanike vajadusi elamute ja ühiskondlike hoonete kütte, sooja veevarustuse ja ventilatsiooni järele. Soojusenergia tarbimine sisse eluase ja kommunaalteenused Sektor Venemaal moodustab umbes poole kogu riigi soojuse tarbimisest, mis kasutab üle 25% aastas kasutatavast kütusest. Soojusvarustussüsteemide korraldamine on keeruline ülesanne, kuna see nõuab olulisi kapitaliinvesteeringuid, on tihedalt seotud keskkonna ökoloogilise ja sanitaarse seisundiga ning on energiakompleksi sotsiaalselt oluline sektor. Soojusvarustussüsteemid klassifitseeritakse järgmiste kriteeriumide alusel:
Soojusenergia tootmise allikas;
tsentraliseerituse aste;
jahutusvedeliku tüüp;
Kuuma veevarustuse ja kütmise veevarustuse meetod;
Soojusvõrkude torustike arv;
Tarbijate soojusenergiaga varustamise meetod jne.
Puudutamata nende omaduste kogu kompleksi tehnilisi aspekte, mida uuritakse üksikutel erialadel, käsitleme soojusenergia tootmise allika ja tsentraliseerituse astme järgi klassifitseerimise organisatsioonilisi ja majanduslikke küsimusi. Need kaks soojusvarustussüsteemi elementi on määravad nii selle toimimiseks kui ka juhtimisvormi valikul.
Soojuse tootmise allika ja tsentraliseerituse astme põhjal eristatakse kahte peamist soojusvarustuse tüüpi:
Tsentraliseeritud soojusvarustus, mis põhineb soojuse ja elektri koostootmisel soojuselektrijaamades (koostootmine) ja kaugkütte katlamajadest;
Detsentraliseeritud soojusvarustus väikekatlamajadest, individuaalkütteseadmetest jne. Sel juhul puuduvad küttevõrgud ja sellega seotud soojusenergia kaod.
Kaugküte (DH) peamiselt välja töötatud linnades ja piirkondades, kus on valdavalt mitmekorruselised hooned. Kaasaegne tsentraliseeritud soojusvarustussüsteem koosneb järgmistest põhielementidest: soojusallikas, küttevõrgud ja lokaalsed tarbimissüsteemid - kütte-, ventilatsiooni- ja soojaveevarustussüsteemid. Tsentraliseeritud soojusvarustuse korraldamiseks kasutatakse kahte tüüpi soojusallikaid: erineva võimsusega soojuse ja elektri koostootmisjaamu (CHP) ja kaugkatlamaju (RB).
Piirkonna katlamajad suur jõud(150 - 200 Gcal/h) on ehitatud selleks, et pakkuda soojust suurele hoonekompleksile, mitmele mikrorajoonile või linnaosale. Selline soojuskoormuste kontsentratsioon võimaldab kasutada suuri agregaate ja kaasaegseid katlamajade tehnilisi seadmeid. See tagab kõrge kütusekulu ja kütteseadmete efektiivsuse ning annab mitmeid eeliseid madala ja keskmise võimsusega katlamajade soojusvarustuse ees. Soojuselektrijaama on majanduslikult otstarbekas ehitada suure soojuskoormusega (üle 400 Gcal/h).
Soojuse ja elektri koostootmine toimub soojuselektrijaamas, mis võimaldab oluliselt vähendada kütuse erikulu elektri tootmisel (kuni 40%). Sel juhul kasutatakse turbiinides auru paisumisel elektri tootmiseks esmalt töötava soojus-veeauru soojust ja seejärel kasutatakse heitauru ülejäänud soojust vee soojendamiseks soojusvahetites, mis moodustavad kütteseadme. CHP jaam. Kütteks kasutatakse sooja vett. Seega kasutatakse soojuselektrijaamas suure potentsiaaliga soojust elektri tootmiseks ja madala potentsiaaliga soojust soojusvarustuseks. See on soojuse ja elektri koostootmise majanduslik ja energeetiline eelis. Üldjuhul on sama kütusega soojus- ja elektrienergia ühistootmise kasutegur tavaliselt 40% kõrgem kui elektri eraldi tootmisel kondensatsioonielektrijaamas ja soojusenergia tootmisel katlamajades.
Soojusenergia sooja vee või auru kujul transporditakse soojuselektrijaamast või katlamajast tarbijateni spetsiaalsete torustike nn. küttevõrgud , mis on keerulised insenerikonstruktsioonid. Nende pikkus on kümneid kilomeetreid ja maanteede läbimõõt ulatub 1400 mm-ni. Küttevõrgud on jagatud põhiliinideks, mis on rajatud asula põhisuundadesse, jaotusvõrgud - kvartalisiseselt, mikrorajooni ja harudeks üksikutele hoonetele ja abonentidele näha ette üksikute põhivõrkude ühendamine omavahel ning ehitada ka keerulisemad küttevõrgud ringmustri järgi.
Soojusvarustussüsteemide tõhusa toimimise tagamine nõuab nende selget struktuurilist korraldust. Sel juhul on kõige edukam vorm nende hierarhiline ülesehitus, kus kogu süsteem on jagatud mitmeks tasandiks, millest igaühel on oma ülesanne, mille tähtsus väheneb ülemisest tasemest allapoole. Hierarhiline ülemine tase koosneb soojusallikatest, järgmise taseme moodustavad põhiküttevõrgud kaugküttepunktidega (RTS), alumine tase tarbijasisenditega jaotusvõrgud Selline soojusvarustussüsteem võimaldab selle juhitavust töö ajal.
Kõige rohkem soojust kulub hoonete kütmiseks. Küttekoormus muutub koos välistemperatuuriga. Tarbijate soojusvarustuse vastavuse säilitamiseks kasutab see tsentraalset reguleerimist soojusallikate juures ja täiendavat automaatset reguleerimist tarbijate soojuspunktides. Sooja veevarustuse veetarbimine muutub pidevalt ja stabiilse soojusvarustuse säilitamiseks reguleeritakse soojusvõrkude hüdraulilist režiimi automaatselt. Sel juhul peab kuuma vee temperatuur olema konstantne ja võrdne 65ºС.
Hoolimata tsentraliseeritud soojusvarustussüsteemide eelistest on neil mitmeid puudusi, näiteks küttevõrkude märkimisväärne pikkus, vajadus suurte kapitaliinvesteeringute järele selle elementide moderniseerimiseks ja rekonstrueerimiseks.
Tsentraliseeritud soojusvarustussüsteemide energiatarbimise ja kahjumlikkuse üks peamisi probleeme on mõõteseadmete ja soojusenergia tarbimise regulaatorite tohutu puudus tarbijate seas. Kuni selle sajandi alguseni puudusid elamutes ja korterites peaaegu täielikult kõik küttesüsteemi regulaatorid ning tarbija jäi ilma võimalusest reguleerida soojustarbimist kütteks ja sooja veevarustuseks. Alles eelmise sajandi lõpus võeti vastu kommunaalmajanduse soojus- ja soojaveearvestite paigaldamise poliitika. See sündmus võimaldas selliste majade elanikel asendada senine standarditele vastav soojuse eest maksmise süsteem maksesüsteemiga vastavalt tegelikule tarbitud soojusenergiale. See välistab võimaluse lisada elanikele väljastatavatele arvetele võrkude soojuskadude kulu. Föderaalseadus näeb selliste nõuete edasist rangemat karmistamist « Energiasäästu ja energiatõhususe suurendamise ning teatud Vene Föderatsiooni seadusandlike aktide muudatuste sisseviimise kohta" nr. 261-FZ, 23. november 2009., millest tuleb üksikasjalikumalt juttu hiljem eripeatükis, mis on pühendatud energiatõhususele ja energiasäästule.
Tuleb märkida, et mõnel juhul võib tekkida tõsine konkurents tsentraliseeritud ja autonoomne süsteemid. Seda olukorda hõlbustavad:
Olemasolevad moonutused tariifide kehtestamisel (madalad gaasihinnad);
Olulised kaod jahutusvedeliku transportimisel, mille maksab tegelikult tarbija;
Sagedased seisakud õnnetuste tõttu ja kuumaveevarustuse pikaajalised seisakud suvel.
Nende tegurite kogu koosmõju sunnib tarbijat otsima väljapääsu autonoomse süsteemi loomisel, mis praeguses etapis annab ka odavamat soojust. Tsentraliseeritud süsteemil on aga õigeaegse moderniseerimise ja normaalse toimimise korral olulisi eeliseid autonoomse süsteemi ees.
Üldiselt ei ole autonoomsed katlamajad suurte linnade jaoks konkurendid suurtele soojuselektrijaamadele ja kaugkatlamajadele, vaid on nende mõistlik täiendus. Ekspertide hinnangul peaks autonoomsete katlamajade sobiv osakaal linnades moodustama 10 - 15% potentsiaalsest soojusenergia turust. Autonoomsete katlamajade kasutusala hõlmab:
Üksikud vastvalminud või kaasajastatud hooned tsentraliseeritud soojusvarustusega kaetud tihehoonestatud aladel, kus soojusvõrgu piiratud võimsuse tõttu ei ole võimalik sellega liituda täiendavaid tarbijaid ning on raskendatud ümberpaigutamine või uute soojusvõrkude rajamine;
Kaugküttepiirkondadest kaugemal asuvad hooned;
Madalad kinnistud;
Hooned, millel on ajutine ühendus mobiilse autonoomse allikaga;
Kõrgendatud soojustarbimise nõudega rajatised, mida ei saa tagada soojusvõrgust soojusvarustusega;
Äsja ehitatud rajatised piirkondades, kus peamise allika soojust napib.
Kokkuvõtteks tuleb märkida, et autonoomsete süsteemide spontaanne areng võib aastakümnete jooksul välja kujunenud linna infrastruktuuri oluliselt halvendada ja viia isegi selle hävimiseni. Seetõttu on vaja tagada selle protsessi üsna range linnaplaneerimise regulatsioon koos samaaegse keskküttesüsteemide intensiivse rekonstrueerimisega, võimaldades vähendada soojuskaod, vähendavad tarnitud soojusenergia tariife, muutes seeläbi autonoomsete allikate spontaanse ehitamise paljudel juhtudel konkurentsivõimetuks.
