Централизованное теплоснабжение. Виды. Основные элементы, краткая характеристика. Достоинства и недостатки.

Централизованное теплоснабжение. Виды. Основные элементы, краткая характеристика. Достоинства и недостатки.

Под т/снаб-ем понимают с/с обеспечения теплом зд-й и соор-й. Центр. т/сн-е представляет собой процесс обеспечения тепловой энергией низкого (до 150°С) и среднего (до 350°С) потенциала неск. потребителей от одного или неск. ист-ов.

Ист-ом тепл. эн-ии в сис-ах централиз. т/сн-я м/б ТЭЦ, районные и квартальные котельные.

«+»: 1)сокращение расхода топлива; 2)улучшение тепл. комфорт; 3)улучшение возд. бассейна благодаря наличию одного ист-ка, а не множества мелких. 4)снижение эксплуатац. и капитал. затрат.

«-»: 1) изношенность тр/пр и оборуд-я; 2)высокая цена т/нос-я;

Виды ЦТС:

1) водяные и паровые с/с теплоснабжения. (водяной пар – для пром. предприятий).

2)в зав-ти от орг-ции дв-я т/носителя: замкнутые, полузамкнутые и разомкнутые.

В замк. сист-ах потребитель использует только часть тепла (2х-труб. закрытые с/с). В полузамк. с-х используется и часть поступающего тепла, и часть самого т/носителя (2х-труб. откр. с/с). В разомк. с-х теплоноситель и содержащееся в нем тепло полностью исп-ся у потребителя (однотрубные системы).

3)по виду присоед-я к с/с ГВС: -открытая; -Закрытая.

Основные элементы, краткая характеристика:

1. источник тепла (ТЭЦ, РК), 2. тепловые сети, 3. потребители — с/с отоп-я, В., СКВ и ГВС. В состав ТС входят: 1. т/пр-ды (стал, полимер, чуг, из сшитого полиэтилена). 2. изоляция т/пр-в : -антикор. покрытие; - тепл. изоляция; - покров. слой (для защиты тепл. изоляции от внешних возд-й).

3. трубопр. арматура: -регулирующая; - отключающая; - спускная.

4. строит. констр-ии (каналы, тепл. камеры, дренаж. колодцы, подв. и неп. опоры).

5. компенсаторы. 6. насосные станции; 7. тепловые пункты (ТП).

Назначение баков-аккумуляторов в ГВС. Их виды и места установок.

Б-Ак. служат для созд-я резерва горяч. воды в случае перерыва её потребления. Наличие б-а. способствует выравниванию t горяч. воды при max u min водоразборах.

Различают б-а. по давлению находящейся в них воды: открытые -сообщающиеся с атмосферой; закрытые — находящиеся под давлением.

В закр. с-х т/сн-я акк-ры устанавливаются в ЦТП или ИТП, в открытых системах - у источника тепла и у отдельных абонентов (в ИТП). В местных системах горячего водоснабжения аккумуляторы могут располагаться в верхней или нижней точке системы.

Схемы включения аккумуляторов

П - подогреватель, А - аккумулятор; H – зарядочно-циркуляционный насос

В верхнем открытом б-ак. (рис. а) при сред. водоразборе уровень воды в баке не изменяется. Если водоразбор б среднего ® уровень воды ↓. Если м среднего ® ↑ .

Схема с открыт. нижним б-ак. (рис. б): испол-ся в с/с ГВС с небол. потерями давления перед подогревателем. Также в с/с с испол-ем геотермал. вод.

При низкорасположенном закрытом баке (рис. в) насос и диаметры труб на участке 1 - H - П - 2 подбираются так, чтобы при среднечасовом расходе воды Р1=Р2. Когда водозабор м среднего (Р2> Р1): процесс зарядки акк-ра. холл. вода из ниж. части акк-ра проходит ч/з подог-ль и возвращ-ся в акк-р (чаще всего ночью). к утру водозабор б среднего (Р1> Р2): горяч. вода устремляется в с/с ГВС.

Существенным недостатком схемы, показанной на рис. в, является периодическая работа циркуляции, которая осуществляется только при водоразборах меньше среднечасового.

Возможные схемы присоединения СО к ТС.

Возможны зависимое и независимое присоединения.

1. Зависимое присоединение:

– Зависимая прямоточная. При совпадении температур и гидравлических режимах в теплосетях и системах отопления. (Если τ ₁< 105⁰С)

– с элеваторным смешением. Для смешения поступает охлажденная вода после СО. Функции: смесительная и циркуляционная (за счет разности давления в начале и в конце).

– с насосным подмешиванием воды после системы отопления. Если давление или напор на абонентском вводе мал для работы элеватора.

1.насос на перемычке.

2. Насос на подающем трубопроводе после перемычки.

3. Насос на обратном трубопроводе до перемычки.

2. Независимое присоединение (с подогревателем).

Исходной водой является вода после СО. Система отопления здания работает независимо от внешн. ТС. «-»: Удорожание и усложнение абонентского ввода, но надежна.

Оборудование.

Насосы. Уст-ют на цирк-х тр/пр-х. Марки К (консольные) оч. шумные, уст-ют на фундамент, на ГВС в антикорр. исполнении. Современ. насосы марки Грундфаст оснащены уст-ми регулир-я по времени суток и температуре.

Счетчики расхода воды – водомеры. Подогреватели (теплообменники, бойлеры). Смесители (регулирующий клапан). Баки-аккумуляторы (прямоугольные, цилиндрические). Автоматические регуляторы.

СХЕМА СЗАДИ

Трасса ТС. Исходные данные. Указания по выбору трассы.

Осн. эл-ты ТС: тр/пр-ды, изоляция, арматура, компенсаторы, строит. конст-ции (каналы, тепл. камеры, подвиж. и непод. опоры, дренаж. устр-ва).

Исходные данные: 1) топосъемка; 2) хар-р планировки и застройки района; 3)размещ-е сущест-х надзем. и подзем. сооруж-й и коммун-й; 4) хар-ка св-в грунтов и глубина их залегания; 5) режим и физикохим. св-ва грунт. вод, положение их уровня по сезонам года. Получение этих данных явл-ся задачей инженер. изысканий.

Теплотрасса прокл-ся // дорогам, вне проезжей части, вне насаждений, в кварталах доп-ся прокладка под тротуарами и зелен. насаждениями. Трасса в плане д/б прямолинейной и прокл-ся вдоль одной стороны застройки. Тр/пр-ды прокл-ся по кратчайшему расст-ию от ист-ка до конеч. абонента с учетом обхода препятствий (болота, овраги). Нельзя прокладывать ТС в местах большого скопления людей (в скверах, парках, спорт. площадках и др.). В жил. р-нах Ø тр/пр не б 500мм. Прокладка ТС разр-ся транзитом ч/з подвалы жил. и общ. зд. При этом d=300мм, а min высота подвала 1, 8м (не допускается: в дет.садах, дошкольных, лечебно- профилактических зд.). Канализация устраивается ниже Т.С. min уклон Т.С.: водяные - 0, 002; паровые - 0, 005; конденсатопровод - 0, 003. Способ прокладки Т.С. выбирается на основе назначения района: жилой – подземная прикладка; пром. и незастроенные районы – надземная на низких и высоких опорах (h=0, 3-6м). min заглубление тр/пр от поверхности земли – 0, 5м, min расстояние от верха камеры до поверхности земли – 0, 3м, при бесканальной прикладке расстояние от поверхности земли до поверхности изоляции – 0, 7м.

Продол. профиль. Исходные данные. Необх-ть в построении

Назначение: увязка с другими коммуникациями и расчет объемов земляных и монтажных работ.

На продольный профиль наносятся: планировочные и черные отметки земли, УГВ, существующие и проектируемые коммуникации и сооружения с указанием их отметок, уклоны участков тепловых сетей. Уклон тепловых сетей на участках должен приниматься не менее 0, 002. На трассе тепловых сетей в низших точках намечаются спускные устройства, а в высших – воздушники, которые размещаются в камерах. Спуск воды из трубопроводов осуществляется в сбросные колодцы с отводом воды из них самотеком или насосами в системы канализации и в поглощающие колодцы.

Пьезометрический график. Исходные данные. Необходимость в построении.

Пьезометрический график служит для нагляд. изобр-я измен-я давл-я в люб. (·) ТС.

С его помощью опр-ют допус. границы в с/с т/сн-я, а также их факт. зн-я. Его выстр-ют для отопит. и неотопит. режимов.

Основной параметр: линейная единица давления – пьезометр. напор (1м=10000Па).

Напор опр-ся избыточным давлением в тр/пр, max знач-е которых зависит от проч-ти нагреват. приборов и тр/пр, а min опр-ся из усл-я предотвращения вскипания высокоt. т/носителя и образ-я вакуума в эл-х с/с.

При построении пьезометрического графика нужно выполнять следующие условия:

1. Давление в абонентских системах не должно превышать допускаемого (для радиаторов не более 0, 6 МПа).

2. Максимальный напор в подающих трубопроводах ограничивается прочностью труб, арматуры и подогревателей.

3. Высокоt т/нос-ль не должен вскипать ® давл-е в подающ. тр/пр ТС д/б ↑ давл-я насыщ. водян. пара.

4. Развиваемый напор на патрубках подпит. насосов д/б достатч. для заполнения СО (до приборов верх. этажа) с запасом в 5м (0, 05 МПа).

Пьезометрический график позволяет: определить напоры в подающ. и обр. тр/пр-х, а также располаг. напор в люб. (·) ТС. С учетом рельефа местности, располаг. напора и высоты зданий выбрать схемы присоединения потребителей; подобрать сетевые и подпиточные насосы. РИС. СЗАДИ

Стабилизатор давления.

Испытания тепловых сетей.

Испытания разделяются на опрессовку, гидрав. и тепл. испытания и испытания на расч. темп-ру т/носителя. 1)Опрессовка: Проводится после окончания отоп. периода. Служит для опр-я плотности и механич. прочности тр/пр-ов, арматуры и обор-я, как новых, так и уже эксплуатируемых сетей. Испытывают водой (с темп-ой не б. 40^оС) всю сеть, но отключают ИТП и местные с/с. Затем ставят тр/пр под пробное давление: в высших точках – не б. 1, 6МПа, в низших - не б. 2, 4МПа. Рез-ты считаются удовл-ми, если давление не снизилось ниже требуемого и не наблюдается разрывов и течи. Задвижки испытывают отдельно в открытом и закрытом состоянии. Задвижки установили, открыли и проводят оконч. испытания: давление доводят до избыточного =1, 25*Р_раб. При низкой темп-ре воздуха и отсутствии рядом вод. сетей испытания проводят воздухом – пневматические испытания. Тр/пр ставится под давление 1, 25*Р_раб и выдерживается 30мин. Затем давление понижают до 0, 3МПа, тщательно осматривают тр/пр (обмыливанием, задымлением, одоризацией, по звуку) на наличие утечек. После этого начинают окончательное пневматическое испытание: а)выдерживают тр/пр под дав. 1, 25*Р_раб 30мин.; б)понижают дав-е до 0, 05МПа и выдерживают 24ч; в)повышают дав-е в тр/пр до 0, 3МПа. Испытания считаются законченными, если не нарушена целостность тр/пр и давление не упало ниже требуемого. 2)Гидравлические испытания. Цель - опр-е коэфф. шероховатости К_Э и коэфф. гидравлического трения λ ® опр-е гидр. сопрот-я тр/пр ТС, а также гидрав. сопр. насосных установок, водонагревателей и установок к ним. А) выбирают участок: по самой плохой внут. поверхности тр/пр. Опр-ют темп-ру, расход, давление в Т1 и Т2. Б) заполняют сеть макс. расходом сет. воды, проводят замеры, затем снижают до 70%от макс. Проводят не м. 5 замеров кажд. параметра. В) ч/з насос пропускают расход от 0 до max, затем от max до 0. Делают замеры t^оС, дав-я, мощности электродвигателей. Г) испытание подогревателей проводят отдельно друг от друга. Давление замеряют на входе и выходе из котла. Оч. важно при гидрав. исп-ях контролировать величину подпитки. Зная потери давления на уч-ке и используя гидрав. формулы, опр-ют К_Э и λ. Д) выстраивают графики напоров на участке. 3)Тепловые испытания проводят с целью опр-я фактич. потерь тепла в сетях. 1)осушают тепловые камеры, приводят в порядок тепловую изоляцию, организуют сток поверхностных вод, приводят в норму попутные дренажи. 2)выбирают испытуемый участок с преобладающим способом прокладки и видом изоляции, закольцовывают с помощью перемычек Т1 и Т2. Измеряют темп-ру, расход сетевой и подпиточной воды ч/з испытуемое кольцо. Точность измерений: темп-ра ±0, 5^оС, расход воды - ±2%. 3)высчитывают ср. значения параметров и потерь Q. 4)сравнивают с нормативным значением Q по СНиПу « Теил. изол-я». Тепл. и гидр. испыт-я проводят не реже 1 раза в 5 лет. 4) Испытания на расч. тем-ру т/носителя (на проч-ть). Данные испытания используют для оценки степени старения металла. Испытания проводят раз в 2 года в конце отопительного сезона. Метод температур. волны: 1. прогревают тр/пр водой с t=100^оС и выдерживают эту темп-ру в тр/пр время, которое равно времени 2хкратной циркуляции до конечного абонента; 2. постепенно повышают темп-ру теплоносителя до расч. и выдерживают в течении времени не б. 2ч, при этом строго контролируют давл-е в Т2 и величину подпитки; 3. постепенно понижают темп-ру до 70-80^оС, при этом ч/з 10-15мин измеряют по всей трассе темп-ру и давление; По величине подпитки судят о появлении неплотностей в тр/пр. 4. проверяют арматуру, задвижки, компенсаторы, опоры.

Требования к проектированию теплосетей в условиях просадочных, набухающих, илистых грунтов.

по СНиП 41.02-2003

В просадочных грунтах и плывунах допускается укладка трубопроводов в каналах лоткового типа. Для надземной прокладки допускается забивка свай под основания стоек или термическая обработка грунта.

- Запор., регулир. и предохр. арматуру следует принимать стальной.

- Прокладка ТС из неметаллических труб не допускается.

- Совместная прокладка тепловых сетей с газопроводами в каналах и тоннелях не допускается (искл: совмест. прокладка с г/пр-ми только во внутриквар. тоннелях и общих траншеях при давлении газа не более 0, 005 МПа).

1) При подзем. прокладке ТС: бесканальную прокладку применять не допускается;

Пересечение ТС жил., обществ. и производ. зд-й не доп-ся;

2) В основании камер должно предусматриваться уплотнение грунтов на глубину не менее 1 м.

3) Пропуск труб и каналов через стены сооружений необ-мо осуществлять с помощью сальников.

4) Вводы тепловых сетей в здания следует принимать герметичными.

Требования к проектированию ТС в вечномёрзлых грунтах.

В районах вечной мерзлоты наземная прокладка является основным методом строительства. Если на глубине оттаивания залегают непросадочные грунты, то допускаются обычные канальные прокладки сетей, но с обязательной вентиляцией каналов. Однако вводы трубопроводов в здания выполняют только надземными (за 6 м от стен зданий тр/пр д/б выведены из каналов на поверхность). Предотвращение размораживания грунта вблизи фундаментов.

1) резервирование тр/пр-в. (Каждый тр/пр-д должен обесп-ть 100 % подачу теплоты). Между тр/пр-ми расст-е не м 50 м и перемычки.

2) В просадочных (при оттаивании) вечномерзлых грунтах необходимо предусматривать: -прокладку сетей в каналах или тоннелях с естественной или искусственной вентиляцией; -замену грунта в основании каналов и тоннелей на непросадочный; -устройство свайного основания, обеспечение водонепроницаемости каналов, тоннелей и камер; -удаление воды из камер и тоннелей.

3) На случай аварии: предусмотреть отвод горяч. воды подальше от строит. соор-й.

5) Для узлов трубопроводов при надземной прокладке тепловых сетей на низких отдельно стоящих опорах или в наземных каналах должны предусматриваться надземные камеры (павильоны).

6) Наименьший диаметр труб независимо от расхода и параметров теплоносителя должен приниматься 50 мм.