Централизованное теплоснабжение — это система, позволяющая снабжать теплом несколько зданий или районов от единого источника, обычно котельной или теплоэлектростанции. В такой системе тепло производится и распределяется по сети трубопроводов, что обеспечивает экономию средств и ресурсов по сравнению с индивидуальными системами отопления.
Основными преимуществами централизованного теплоснабжения являются высокая эффективность использования топлива, возможность внедрения современных технологий очистки и управления, а также снижение негативного воздействия на окружающую среду, поскольку потребители получают тепло без необходимости устанавливать собственные котлы.
Системы теплоснабжения
Википедия дает следующее определение термина «теплоснабжение»:
Теплоснабжение — система обеспечения теплом зданий и сооружений, предназначенного для обеспечения теплового комфорта для находящихся в них людей или для возможности выполнения технологических норм.
Любая система теплоснабжения состоит из трех основных элементов:
- Теплоисточник. Это может быть ТЭЦ или котельная (при централизованной системе теплоснабжения), либо просто котел, расположенный в отдельном здании (местная система).
- Система транспортировки тепловой энергии (тепловые сети).
- Потребители тепла (радиаторы отопления (батареи) и калориферы).
Классификация
Системы теплоснабжения подразделяются на:
- Централизованные
- Местные (их еще называют децентрализованными).
Они могут быть водяными и паровыми. Последние используются в наши дни не часто.
Местные системы теплоснабжения
Здесь все просто. В местных системах источник тепловой энергии и ее потребитель находятся в одном здании или очень близко друг к другу. Например, в отдельном доме установлен котел. Нагретая в этом котле вода в последствии используется для удовлетворения нужд дома в отоплении и горячей воде.
Централизованные системы теплоснабжения
В централизованной системе теплоснабжения источником тепла служит ТЭЦ или котельная, которая вырабатывает тепло для группы потребителей: квартал, район города или даже весь город.
При такой системе тепло транспортируется к потребителям по магистральным тепловым сетям. От магистральных сетей теплоноситель подается в центральные тепловые пункты (ЦТП) или индивидуальные тепловые пункты (ИТП). От ЦТП тепло уже по квартальным сетям поступает в здания и сооружения потребителей.
По способу подключения системы отопления системы теплоснабжения подразделяются на:
- Зависимые системы — теплоноситель от источника тепловой энергии (ТЭЦ, котельная) поступает непосредственно к потребителю. При такой системе в схеме не предусмотрено наличие центральных или индивидуальных тепловых пунктов. Выражаясь простым языком, вода из тепловых сетей поступает напрямую в батареи.
- Независимые системы — в этой системе присутствуют ЦТП и ИТП. Теплоноситель, циркулирующий по тепловым сетям, нагревает воду в теплообменнике (1й контур — красные и зеленые линии). Нагретая в теплообменнике вода циркулирует уже в системе отопления потребителей (2 контур — оранжевые и синие линии).
С помощью подпиточных насосов восполняются потери воды через неплотности и повреждения в системе и поддерживается давление в обратном трубопроводе.
По способу присоединения системы горячего водоснабжения системы теплоснабжения подразделяются на:
- Закрытые. При такой системе вода из водопровода нагревается теплоносителем и поступает к потребителю. О ней я писал в статье «Горячее водоснабжение».
- Открытые. В открытой системе теплоснабжения вода для нужд ГВС отбирается непосредственно из тепловой сети. К примеру, зимой вы пользуетесь отоплением и горячей водой «из одной трубы». Для такой системы справедлив рисунок зависимой системы теплоснабжения.
Источник3: nvsk.net
Центральная система отопления
Центральная отопительная система предназначена для того, чтобы отапливать сразу несколько помещений или зданий из единого теплового центра. Тепловой центр представляет из себя сооружение, в котором располагается теплогенераторы это может быть государственное теплоснабжение — Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) и промежуточные центральные тепловые пункты (ЦТП), так же тепловой центр может быть выполнен в виде отдельной автономной котельной, для общего или частного использования.
Централизованное теплоснабжение — Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ)
В деловых, жилых и промышленных районах городов умеренного и холодного климата экономически выгодно использовать тепло от централизованного источника тепла (ТЭЦ). В таких районах прокладывается сеть трубопроводов (тепловая сеть) и устанавливаются снабженные счетчиками распределительные тепловые пункты, которые снабжают индивидуальных потребителей паром или горячей водой.
Централизованные системы более экономичны и имеют то преимущество, что освобождают место для производственных целей, которое в противном случае потребовалось бы для размещения собственной котельной и хранения топлива. Для небольших зданий центральное отопление имеет дополнительное преимущество стабильного теплоснабжения без необходимости постоянного контроля за работой собственной отопительной системы.
Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) — разновидность тепловой электростанции, которая не только производит электроэнергию, но и является источником тепловой энергии в централизованных системах теплоснабжения (в виде пара и горячей воды, в том числе и для обеспечения горячего водоснабжения и отопления жилых и промышленных объектов).
ТЭЦ конструктивно устроена как конденсационная электростанция. Главное отличие состоит в возможности отобрать часть тепловой энергии пара, после того, как он выработает электрическую энергию. Отобранный пар конденсируется в сетевых подогревателях и передает свою энергию сетевой воде, которая направляется на пиковые водогрейные котельные и тепловые пункты. На ТЭЦ есть возможность перекрывать тепловые отборы пара, в этом случае ТЭЦ становится обычной электростанцией. При строительстве ТЭЦ необходимо учитывать близость потребителей тепла в виде горячей воды и пара, так как передача тепла на большие расстояния экономически нецелесообразна.
Схема работы ТЭЦ и переноса тепловой энергии к потребителям
- — Вода, которую используют при производстве теплоносителя берется из природных источников (озёр и рек) или если ТЭЦ, находится вблизи потребителей тепла их строят на значительном расстоянии от источников водоснабжения. В таком случае на ТЭЦ применяют оборотную систему водоснабжения с искусственными охладителями — градирнями;
- — Химический цех. Прежде чем попасть в паровые котлы, она проходит очистку;
- — Энергетический котел — это огромная «топка» с очень высокой температурой внутри. На ТЭЦ используют твёрдое, жидкое или газообразное топливо. Вследствие большей близости ТЭЦ к населённым местам на них шире используют более ценное, меньше загрязняющее атмосферу твёрдыми выбросами топливо — мазут и газ. Гигантский котел потребляет огромное количество топлива, чтобы нагреть воду и превратить ее в пар;
- — Дымовая труба — образующийся при сгорании топлива дым проходит через электрофильтры и золоуловители и выводится через трубу;
- — Турбины. Нагретый пар попадает в турбины и вращает генератор, вырабатывая электроэнергию. На выходе с разных генераторов напряжение может быть от 10 до 18 кВ (киловольт). С помощью блочных трансформаторов оно повышается до 110 кВ, а дальше электроэнергия передается на большие расстояния с помощью ЛЭП (линий электропередач). Часть пара направляется после турбины в теплообменник;
- — Теплообменник. Пар попадающий в теплообменник, нагревает воду в специальных водяных подогревателях. Именно эта горячая вода является «теплоносителем» и отправляется в город по магистральным трубопроводам;
- — Обратный отвод пара. После прохождения теплообменника, вода превращается в пар, который остывает в градирнях, конденсирует, и снова превращается в воду. С градирен вода уходит по специальному каналу, после чего, с помощью насосной станции отправляется на повторное использование;
- — Магистральные трубы. Общая протяжённость теплотрассы из-за тепловых потерь обычно ограничена 10-20 километрами и не превышает 40 километров. Ограничение на протяжённость связано с возрастанием доли потерь тепла, необходимостью применения улучшенной теплоизоляции, необходимостью использовать для обеспечения перепадов давления у потребителей дополнительные перекачивающие насосные станции и более прочные трубопроводы;
- — Тепловые насосные станции — комплексная система для перекачки жидкостей из одного места в другое, включает в себя здание и оборудование: насосные агрегаты (рабочие и резервные) — насосы, трубопроводы и вспомогательные устройства (например, трубопроводную арматуру). Здесь поддерживают нужное давление и температуру теплоносителя;
- — Центральный тепловой пункт (ЦТП) — Обеспечивает теплом и горячей водой микрорайон по квартальным трубам. Также на ЦТП регулируют температуру и давление теплоносителя с учетом условий конкретного микрорайона (зависит от типа застройки домов, этажности, количества квартир и т.д.). Обычно располагается в отдельностоящем сооружении, но может быть размещен в подвальном или техническом помещении одного из зданий;
- — Теплообменник. На ЦТП горячая вода (теплоноситель) попадает теплообменник. Поступающая с ТЭЦ горячая вода отдает свое тепло воде, которая затем, нагретая до заданной температуры, поступает либо в промежуточный индивидуальный тепловой пункт (ИТП), обслуживающий отдельное здание, либо напрямую в жилые дома. По такой же схеме готовится для нас и горячая вода. Только нагревают холодную воду в других теплообменниках;
- — Квартальные трубы. По ним теплоноситель и горячая вода из ЦТП поступают в дома — в радиаторы отопления. Вторичные тепловые сети имеют относительно меньшую протяженность (удаленность теплового пункта от потребителя составляет менее 500 м.) и в условиях города, ограничиваются максимум парой кварталов. Диаметры таких трубопроводов, в основном, располагаются в границах от 50 до 150 мм. В строительстве вторичных теплосетей применяются стальные и полимерные трубы;
- — Внутридомовая разводка. Теплоноситель попадает в квартиры — в радиаторы отопления.
Достоинства централизованной системы отопления
- Не нужно приобретать теплогенерирующее оборудование, монтировать его своими руками или с привлечением мастеров, выполнять настройку и т.д;
- В котельных используется достаточно надежное отопительное оборудование, которое довольно часто позволяет использовать топливо разных видов. Это повышает уровень отказоустойчивости системы;
- Поскольку теплогенерирующие предприятия находятся на удалении от отапливаемого объекта, жилые квартиры не загрязняются продуктами горения топлива.
Недостатки централизованной системы отопления
- Первый и самый главный – это включение и отключение отопления по графику. Если вам еще холодно или уже жарко, это никого не будет волновать;
- Центральное отопление характеризуется внушительными объемами теплопотерь как при производстве тепла, так и при передаче его до точки потребления;
- Во время прохождения многокилометрового трубопровода вода успевает остыть, поэтому для поддержания комфортной температуры в квартире требуется затратить значительно больше топлива, чем в случае с автономным обогревом;
- Управлять температурой в помещении практически невозможно: все регулировки осуществляются в самой котельной. Так что может возникнуть как ситуация с недотопом, так и обратная, когда при вполне приемлемой внешней температуре батареи отопления нагреваются излишне;
- Также не стоит забывать и о финансовых вопросах. Динамика тарифов на отопление в нашей стране прогнозируется очень сложно, потому многие предпочитают самостоятельно решать, когда нужно отапливать свой дом и сколько они готовы заплатить.
Источник4: nvsk.net