Закрытые и открытые системы и их особенности

Водяные системы различают по числу теплопроводов, передающих воду в одном направлении: однотрубные, двухтрубные и многотрубные. Однотрубная система может быть применена в том случае, когда теплоноситель полностью используется у потребителей и не должен возвращаться в районную котельную или на ТЭЦ.

Примером такой системы может служить централизование снабжение горячей водой на бытовые цели (горячее водоснабжение).

Двухтрубные системы с тепловой сетью, состоящей из двух теплопроводов — подающего и обратного, являются самыми распространенными. В этом случае по подающему теплопроводу вода подается к потребителям, а по обратной линии от потребителей охлажденная вода подается на ТЭЦ или в районную котельную. Применение в основном двухтрубных систем вызывается тем, что они пригодны для снабжения теплотой однородных потребителей, т, е. систем отопления и вентиляции, работающих, но одинаковым режимам. При этом вся тепловая энергия подается одного потенциала, т. е. вода одинаковой температуры при заданной температуре наружного воздуха. Соединение двухтрубной системы теплоснабжения на нужды отопления и вентиляции с однотрубной системой горячего водоснабжения приводит к трехтрубной системе теплоснабжения.

Если система горячего водоснабжения имеет также два теплопровода, причем второй применяется как вспомогательный для создания циркуляции с целью устранить остывание воды при малом водоразборе вся система теплоснабжения вместе с двумя теплопроводами на отопление и вентиляцию и будет называться четырех трубной.

Трехтрубные или четырех трубные системы применяются в промышленных районах, где рациональнее в ряде случаев выделить горячее водоснабжение и технологические установки на третью трубу, так как источником теплоснабжения для горячего водоснабжения и технологии могут быть отдельные бойлерные группы или утилизационные установки по использованию отбросной теплоты. Трехтрубная система теплоснабжения может быть выполнена по схеме: две подающие трубы — на отопление и горячее водоснабжение и общая обратная.

Водяные системы теплоснабжения по способу присоединения систем горячего водоснабжения разделяются на две группы: закрытые и открытые системы горячего водоснабжения подогреватели выпускаются с диаметрами корпусов от 50 до 500 мм. Вода из тепловой сети проходит между латунными трубками подогревателя и нагревает водопроводную воду, которая проходит внутри трубок. Подогретая водопроводная вода поступает к водоразборным, кранам системы горячего водоснабжения.

На схеме Д показан аккумулятор горячей воды 2, который применяется для сглаживания колебаний расхода воды в течение суток и в том случае, когда тепловая сеть работает с перерывами, а горячая вода требуется в любой час суток или при неравномерной нагрузке горячего водоснабжения (больницы, бани, гостиницы, промышленные предприятия). Этот аккумулятор постепенно заполняется нагретой водопроводной водой, которая может расходоваться во время перерывов работы тепловой сети или при большой потребности в горячей воде.

Желание уменьшить количество сетевой воды для нагрева водопроводной воды (при этом будут уменьшены диаметры труб тепловых сетей, мощность насосов и другое оборудование установок теплоснабжения) вызвало появление схемы присоединения потребителей с разнородной нагрузкой, выполненной, как показано на рис. 1. Эта схема носит название последовательной двухступенчатой; она была предложена и внедрена проф. Е. Я. Соколовым. По этой схеме водопроводная вода нагревается, в двух подогревателях, сначала в первом — обратной водой после отопительной системы, а потом во втором — сетевой водой, которая затем поступает в отопительную систему здания, в котором оборудуется система горячего водоснабжения. Температура обратной сетевой воды в этом случае уменьшается, на ТЭЦ можно для ее нагрева использовать пар более низкого давления (из вакуумных отборов паровых турбин), что улучшает экономику выработки электроэнергии на тепловом потреблении.

Рис. 1. Принципиальная схема закрытой двухступенчатой схемы присоединения разнородных потребителей.

1 - элеватор; 2 - калорифер; 3 -система отопления; 4 - система горячего водо­снабжения; 5 - водоподогреватель первой ступени; 6 - то же второй ступени; 7 - бак-аккумулятор горячей воды; 8 - источник теплоснабжения.

 

Кроме последовательной двухступенчатой схемы, в некоторых случаях применяется смешанная схема присоединения абонентов с разнородной нагрузкой. По этой схеме водопроводная вода подогревается сначала в подогревателе обратной водой после отопительной системы, а затем в другом подогревателе сетевой водой, которая поступает затем в обратный трубопровод пункта. Второй подогреватель установлен параллельно с отопительной системой, а первый — последовательно.

Узлы –В, Г, Ц могут быть выполнены для каждого отдельного здания в этом случае они называются индивидуальными тепловыми пунктами (ИТП). В ряде случаев эти же узлы могут быть общими для группы жилых и общественных зданий и образовывать центральный тепловой пункт (ЦТП). Двухступенчатая последовательная схема (рис. 1), а также смешанная могут применяться как на ИТП, так и на ЦТП, Обычно на ЦТП подогревательная установка горячего водоснабжения, центральная подогревательная или смесительная установка отопления подкачивающие насосы холодного водоснабжения, аккумуляторы горячей воды, устройства для водоподготовки водопроводной воды, автоматические регуляторы контрольно-измерительные приборы.

Как было показано, при закрытой системе количество воды, циркулирующей в тепловой сети, остается неизменным, так как во всех абонентских установках (отопительно-вентиляционные системы и системы горячего водоснабжения зданий) вода выполняет, только функции греющего теплоносителя и не отбирается из трубопроводов. Основными недостатками закрытых систем являются: а) усложнение оборудования абонентских вводов; б) коррозия в системах горячего водоснабжения зданий, так как в них поступает водопроводная подогретая вода, содержащая кислород (отсутствие деаэрации); в) выпадение накипи в подогревателях горячего водоснабжения на тепловых пунктах при повышенной жесткости водопроводной воды.

 

Рис 2. Открытая двухтрубная водяная система.

А - система отопления с непосредственным присоединение; Б - система отопления с элеваторным присоединением; В - система отопления с насосным подмешиванием; Г- система горячего водоснабжения без циркуляционной линии; Д- смешение горячего водоснабжения с циркуляционной линией; Е - установка для использования отработавшего пара промышленного предприятия; К- установка для использования горячей воды от технологического оборудования; С - сульфитная установка;

1-подающий теплопровод; II - то же обратный; III - отработавший пар,

IV - деаэрированная умягчённая вода; V- горячая вода из промышленной установки.

Открытая двухтрубная водяная система теплоснабжения представлена на рис. 2. Вода от ТЭЦ (или районной котельной) поступает к потребителям по теплопроводу I. Обратная вода подается по теплопроводу II. Системы отопления (узлы А, В и В) присоединяются к тепловой сети по тем же схемам, что и при закрытой системе.

Принципиально иные схемы присоединения систем горячего водоснабжения представлены на узлах Г и Д. По трубам 1 и 2 вода из тепловой сети может поступать к смесителю 3, а от него по трубе 4 к кранам системы горячего водоснабжения. Для исключения возможности перетекания воды из подающего в обратный теплопровод устанавливается обратный клапан 5. При помощи смесителя возможно регулирование температуры воды, поступающей о систему горячего водоснабжения, которая должна быть постоянной и равной 60°С.

Следовательно, основной особенностью открытых систем теплоснабжения является отсутствие на тепловых пунктах подогревателей горячего водоснабжения и непосредственный разбор воды из тепловой сети для горячего водоснабжения. В этом случае для горячего водоснабжения используется вода, полностью подготовленная на ТЭЦ (деаэрированная и умяг­ченная).Для горячего водоснабжения удобно использовать отходящие (сбросные) теплые воды с температурами 15-30°С, которых много на электростанциях и промышленных предприятиях. Они используются на ТЭЦ для подпитки тепловых сетей после очистки в водоочистительной установке. В этих системах значительно упрощаются тепловые пункты, так как на них отсут­ствуют громоздкие и дорогие подогреватели горячего водоснабжения. В противовес закрытым системам, для которых подпитка не превышает 1-2% количества циркулирующей воды, в открытых системах, кроме восполнения утечек из-за возможных неплотностей системы, подпитка полностью должна обеспечить расход воды на горячее водоснабжение. Производительность подпиточных устройств доходит до 30—40% расхода циркулирующей воды. При использовании отходящих (сбросных) вод и отработавшего пара промышленных предприятий сбросные воды прямо на местах их возникновения после очистки в водоочистительных установках подаются в обратный теплопровод (узлы Е и К).

В случае непосредственного водоразбора вода в системах горячего водоснабжения не вызывает коррозии трубопроводов, так как из нее деаэрацией удален кислород.

К недостаткам открытых схем можно отнести: а) усложнение и увеличение объема водоподготовительных установок на ТЭЦ и в районной котельной; б) усложнение контроля герметичности системы теплоснабжения. В двухтрубных открытых системах теплоснабжения, как правило, применяются ИТП, Кроме зависимых схем присоединения систем отопления (рис. 2), в открытых системах теплоснабжения может применяться схема независимого присоединения с использованием водоподогргвателей (схема Г рис 1). В этом случае значительно улучшается качество воды поступающей в систему горячего водоснабжения, так как вода из отопительных систем не поступает на водоразбор.

С другой стороны, изменяющееся в широких пределах давление в обратном трубопроводе при непосредственном водоразборе не будет влиять на нормальную работу систем.

В закрытых системах вода, циркулирующая в тепловой сети, используется только в качестве греющей среды, т. е - как теплоноситель, но из сетей потребителем не разбирается. В открытых системах — вода, циркулирующая по тепловым сетям, может частично или полностью разбираться у потребителей горячего водоснабжения.

Рис. 3. Закрытая двухтрубная водяная система.

А - система отопления с непосредственным присоединением; Б - система отопления с элеваторным присоединением; В - система отопления с насосный подмешиванием; Г - система отопления с независимым присоединением; Д - система горячего водоснабжения с применением водоподогревателя (закрытая система).

В закрытых системах теплоснабжения установки горячего водоснабжения присоединяются к тепловым сетям при помощи водоподогревателей. В открытых системах осуществляется непосредственное присоединение. На рис. 3. представлена схема закрытой двухтрубной водяной сети. По подающему теплопроводу I вода подается к потребителям теплоты, а по обратному теплопроводу II охлажденная вода поступает на ТЭЦ или районную котельную.

Схемы присоединений систем отопления и вентиляции к тепловым сетям могут быть зависимые или независимые. При зависимой схеме вода из тепловых сетей непосредственно поступает в нагревательные приборы систем отопления и вентиляции. При независимой схеме вода из тепловой сети доходит только до тепловых пунктов местных систем, т. е. до места присоединения последних к тепловой сети, и не попадает в нагревательные приборы, а в специально предусмотренных подогревателях нагревает воду, циркулирующую в системах отопления зданий, и возвращается по обратному теплопроводу к источнику теплоснабжение. В этом случае применяются два теплоносителя - греющий (вода из тепловых сетей) и нагреваемый (вода, циркулирующая в местных системах отопления). Имеются как бы два раздельных контура: по одному циркулирует вода из тепловой сети, смешиваясь с водой, циркулирующей по второму контуру - в местной системе отопления. Очевидно, что в этом случае давление воды в тепловой сети никак не передается на местные системы, в которых давление может быть создано только местным насосом.

Оборудование теплового пункта при зависимой схеме значительно проще и дешевле, чем при независимой. Однако существенный недостаток зависимых схем, состоящий в передаче давления из тепловой сети в местные системы и на нагревательные приборы, в ряде случаев заставляет применять независимые схемы присоединения. Последние применяются в тех случаях, когда уровень давления в обратном теплопроводе тепловой сети превосходит допускаемый для нагревательных приборов местных систем (чугунные радиаторы выдерживают максимальное избыточное давление 0, 6 МПа) и в ряде других случаев.

На рис. 3 узлы А, Б и В представляют собой зависимые схемы присоединения систем отопления к тепловым сетям.

На узле А показана схема непосредственного присоединения, при которой температура в подающем теплопроводе тепловой сети не превосходит предела, установленного санитарными нормами для нагревательных приборов местных систем. Указанная схема применяется в основном для систем отопления промышленных зданий. В большинстве случаев применяется схема В со смесительным устройством, понижающим температуру воды перед поступлением ее из тепловой сети в местную систему. По санитарным нормам вода, поступающая в нагревательные приборы отопительных систем жилых зданий и бытовых помещений промышленных зданий, не может превышать 95 -105° С, в то время как температура воды в подающем теплопроводе тепловой сети доходит до 150° С.

Смесительное устройство, установленное на тепловом пункте, подмешивает к горячей воде из тепловой сети обратную воду, прошедшую нагревательные приборы отопительных систем. В результате смешения после него получается вода пониженной температуры. В качестве смесительного устройства на узле Б применен водоструйный элеватор, а на узле В центробежный насос.

Большинство пунктов жилых зданий в городах оборудовано элеваторами. Вода из подающего теплопровода через подводящий трубопровод I (узел Б, рис. 1) поступает в элеватор 2. Через патрубок 3 к элеватору подсасывается охлажденная вода после нагревательных приборов отопительной системы. Смешенная вода с температурой ниже, чем температура воды в тепловой сети, по трубопроводу 4 подается к нагревательным приборам отопительной системы.

Для работы элеватора требуется напор на вводе не менее 10-15 м. В случае недостаточного напора вместо элеватора ставится на вводе центробежный насос (узел В). Он ставится на перемычке между подающим и обратным теплопроводами и так же, как элеватор, подмешивает к потоку воды из тепловой сети обратную охлажденную воду из отопительной системы. Применение элеватора значительно выгоднее насоса, так как для работы последнего требуется затрата электроэнергии, установка электродвигателя и вместе с тем усложняется обслуживание. На узле Г показана схема независимого присоединения отопительной системы с водоподогревателем 2. Охлажденная, отдавшая теплоту вода по трубе 3 поступает в обратный теплопровод тепловой сети. Циркуляция воды в отопительной системе создается насосом 4.

Водяные системы различают по числу трубопроводов, передающих воду в одном направлении: 1- трубные, 2х- трубные и многотрубные.

Однотрубная системаможет быть применена в том случае, когда теплоноситель полностью используется у потребителей и не должна возвращаться в районную котельную или ТЭЦ.

2х- трубная системас тепловойсетью, состоящей из 2х трубопроводов –подающего иобратного трубопровода, являются самыми распространенными, по подающему трубопроводу подается к потребителям, по обратной линии от потребителей охлажденная вода подается на ТЭЦ.

Соединения 2х трубной системы теплоснабжения на нужды отопления и вентиляции с однотрубной системой ГВС приводит в трехтрубной системе теплоснабжения.

Если система ГВС имеет такие два теплопровода, причем второй применятся, как вспомогательный для создания циркуляции с целью устранить остывание воды при малом водоразборе, вся система теплоснабжения вместе с двумя теплопроводами на отопление и вентиляцию и будет называться 4х – трубной.

3х и 4х – трубные системы применяются в промышленных районах, где рациональнее в ряде случаях выделить ГВС и технологические установки на третью трубу, так как источником теплоснабжения для ГВС и технологии могут быть отдельные бойлерные группы или утилизационные установки по использованию отбросной теплоты.

3х-трубная система теплоснабжения может быть выполнена по схеме: две подающие трубы на отопление и ГВС и общая обратная.

Водяные системы теплоснабжения по способу присоединения систем ГВС разделяются на две группы: закрытые и открытые.

В закрытых системах вода, циркулирующая в тепловой сети, используется только как греющая среда, т.е. как теплоноситель, из сетей потребителем не разбирается.

В открытых – вода циркулирующая по тепловым сетям может частично или полностью разбираться у потребителей ГВС

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: