Водяное, паровое или электрическое отопление

Установки местных систем теплоснабжения разделяются на следующие основные подгруппы по температуре и виду теплоносителя:

- водяное отопление   (средние температуры ≤ 120 °C);

- водяное отопление (высокие температуры  >120 °C);

- паровое отопление ( >120 °C);

- низкотемпературное отопление ( 25 - 35 °C).

Основными составляющими систем местного теплоснабжения являются:

- в паровые котлы на газообразном, жидком и твердом топливе для производства тепла;

- магистральные трубопроводы для передачи тепла

- теплораспределительные пункты в отапливаемых зданиях.

Известны типы теплопроизводящих установок, в которых используется тепловая энергия, выделяющаяся на тепловых электростанциях и мусоросжигающих заводах. При так называемом низкотемпературном отоплении относительно холодная вода (25-35ºС) выделяется из градирни,
работающей в системе циркулярного (оборотного) водоснабжения электростанции, проводится через однотрубную систему до точки основного потребления, где она используется в качестве теплоносителя для теплового насоса. Охлажденная вода из градирни сбрасывается в реку.

Раньше чаще всего применялись паровые системы отопления. В последние годы они стали заменяться системами горячего водоснабжения или каким-то образом переоснащаться из-за проблем с возвратом конденсата. На сегодняшний день большинство систем местного теплоснабжения представляют собой двух- или трехтрубные системы. В двухтрубной системе температура теплоносителя медленно меняется, она выбирается  в соответствии с наружной температурой (зимой - 130ºС/ летом - 70ºС). В трехтрубной системе могут использоваться два разных температурных диапазона, один из них можно сохранять постоянным для того, чтобы обеспечивать высокую температуру в помещениях потребителей на протяжении всего года.

На рис. 12 показан магистральный трубопровод системы местного теплоснабжения, расположенный под землей (в соответствии с DN 900 для города) и обслуживающий ряд потребителей энергии. Магистральные трубы также могут устанавливаться над поверхностью земли.

Рисунок 12

Система местного теплоснабжения

Ведель, Германия, подземная магистраль, DN 900

На рис. 13 дается схематическое изображение, а на рис. 14 и 15 – фотографии типовых установок теплораспределительных пунктов местной системы теплоснабжения, расположенных внутри зданий. Пункты распределения тепла состоят из компонентов, которые первично устанавливаются предприятием-поставщиком энергии, также как и теплообменники в дополнительном блоке теплообмена. Если раньше обычно использовались трубчатые теплообменники, то сегодня чаще всего применяются пластинчатые теплообменники, имеющие небольшие размеры и обеспечивающие высокую эффективность. На рис. 16 показан пластинчатый теплообменник станции центрального отопления. Здесь первичный и вторичный теплоносители (горячая вода, поступающая из местной системы теплоснабжения/вода, циркулирующая внутри здания) двигаются по расположенными между ребренными пластинами параллельным каналам,  создавая теплообмен (без непосредственного взаимодействия теплоносителей) между пластинами, в результате чего происходит переход тепловой энергии от местной системы теплоснабжения к системе отопления здания. На рис. 17 показан  пластинчатый теплообменник и способы соединения его пластин.

primary feed – первичная подача

transfer station – распределительная станция

heat exchanger station – станция теплообменника

primary return – первичный возврат

heat quantity counter – счетчик количества тепла

flow and differential pressure controller – регулятор расхода и дифференциального давления

Рисунок 13

Теплораспределительный пункт в системе местного теплоснабжения, диаграмма

Местное теплоснабжение для конкретного здания имеет следующие достоинства:

- отсутствие топлива;

- отсутствие хранилищ для топлива;

- отсутствие отходов и сточных вод;

- высокая степень надежности в эксплуатации благодаря возможности попеременного использования нескольких котлов;

- экономия площадей, поскольку потребителям не нужно выделять помещения для котлов, хранения топлива или установки дымовой трубы;

- низкие эксплуатационные расходы и расходы на техническое обслуживание;

- улучшение противопожарной защиты обогреваемых зданий.

Следует отметить еще ряд достоинств систем центрального теплоснабжения:

- уменьшение количества производимых загрязняющих веществ по сравнению с мелкими котельными (отдельные котлы);

- использование одной и той же установки для производства электроэнергии и тепла, что способствует улучшению протекания термодинамического процесса и позволяет эффективно использовать отработанное тепло;

- возможность применения недорогих видов топлива (например, мусора/низкосортного угля), несмотря на то, что при этом отопление имеет  более высокую стоимость в связи  усложнением требований, касающихся сбора газообразных продуктов сгорания.