Схемы систем теплоснабжения

Система теплоснабжения здания предназначена для обеспечения тепловой энергией (теплотой) его инженерных систем, требующих для своего функционирования подачи нагретого теплоносителя. Помимо традиционных систем (отопление и горячее водоснабжение), в современном гражданском здании могут быть предусмотрены и другие теплопотребляющие системы (вентиляция и кондиционирование воздуха, обогреваемые полы, бассейн).

В качестве теплоносителя в настоящее время, как правило, используется нагретая вода. Водяной пар для целей теплоснабжения в силу его многочисленных недостатков применяется крайне редко, в основном, в производственных зданиях, где пар требуется для технологических нужд.

Теплоисточником для системы местного или децентрализованного водяного теплоснабжения служит водогрейная котельная, размещаемая непосредственно в здании или близ него. При централизованном водяном теплоснабжении высокотемпературная вода поступает в здание из отдалённого теплоисточника: теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) или районной тепловой станции (РТС).

В зависимости от источника теплоснабжения различаются схемы и оборудование котельной или местного теплового пункта здания, откуда осуществляется подача теплоты к инженерным системам, их управление и контроль.

Схема при местном (децентрализованном) теплоснабжении от собственной водогрейной котельной показана на рис. 1.1, а. Воду, отдавшую свою теплоту в инженерных системах и остывшую до температуры tо, нагревают в котлах (теплогенераторах) до температуры tг и перемещают с помощью циркуляционного насоса, включённого в общую подающую или обратную магистраль, к которой, как изображено на схеме, присоединён также расширительный бак. Системы заполняют водой из наружного водопровода.

Независимая схема присоединения систем (см. рис. 1.1, б) близка по своим элементам к схеме при местном (децентрализованном) теплоснабжении. Лишь котлы заменяют теплообменниками и систему заполняют деаэрированной, лишённой растворенного воздуха, водой из наружной (городской) тепловой сети. Воду для заполнения инженерных систем, как правило, забирают из обратного теплопровода наружной сети, используя высокое давление в ней или специальный подпиточный насос, если этого давления недостаточно для заполнения всех инженерных систем. При независимой схеме создаётся местный теплогидравлический режим в системах при пониженной температуре греющей воды (tг< t1). Независимую схему присоединения применяют, когда в инженерных системах не допускается повышение гидростатического давления (по условию прочности элементов систем) до давления, под которым находится вода в наружном теплопроводе. Преимуществом независимой схемы, кроме обеспечения устойчивого теплогидравлического режима, индивидуального для каждого здания, является её высокая надёжность, в частности, возможность сохранения циркуляции с использованием теплосодержания воды в течение некоторого времени, обычно достаточного для устранения возможного аварийного повреждения наружных теплопроводов.

Зависимая схема присоединения со смешением воды (см. рис. 1.1, в) проще по конструкции и в обслуживании. Стоимость её значительно ниже стоимости независимой схемы, благодаря исключению многих конструктивных элементов. Циркуляция теплоносителя в зависимой схеме осуществляется за счёт разности давления воды в точках её присоединения к наружной тепловой сети. Эту схему выбирают, когда в теплопотребляющих системах и, прежде всего, в системе отопления (по санитарно-гигиеническим соображениям) требуется температура воды tг < t1 и допускается повышение гидростатического давления до давления, под которым находится вода в наружном обратном теплопроводе.

Зависимая прямоточная схема присоединения инженерных систем к наружным теплопроводам наиболее проста по конструкции и в обслуживании (рис. 1.1, г). Прямоточную схему применяют, когда допускается подача в инженерные системы высокотемпературной воды (tг=t1) и значительное гидростатическое давление, или при прямой подаче низкотемпературной воды. Недостатками зависимой прямоточной схемы являются невозможность местного регулирования температуры горячей воды и зависимость теплового режима здания от температуры воды в наружном подающем теплопроводе. Высота зданий, в которых используют высокотемпературную воду, ограничена, вследствие необходимости сохранить в системе гидростатическое давление, достаточно высокое для предотвращения вскипания воды в системах.

Достаточно часто схема местного теплового пункта здания при централизованном теплоснабжении может быть комбинированной, когда, например, система центрального водяного отопления подключается к наружным тепловым сетям по независимой схеме, а другие системы, например, вентиляции и кондиционирования воздуха - по зависимой схеме.