Источники и системы теплоснабжения

Теплоснабжение
Обеспечение теплом зданий для коммунально-бытовых (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение) и технологических нужд потребителей. Системой теплоснабжения называется совокупность технических устройств, предназначенных для производства, транспортирования и использования тепловой энергии. Она включает в себя источники теплоты, тепловые сети и теплопотребители.
В России преимущественно используется централизованное теплоснабжение, когда система теплоснабжения обслуживает целый район. Теплоснабжение является важной отраслью жилищно-коммунального хозяйства России.

В основе централизованного теплоснабжения лежат комбинированная выработка электроэнергии и теплоты на ТЭЦ (или крупных котельных) и доставка тепла по теплов
По состоянию на 2012 год, в России системы централизованного теплоснабжения обеспечивали теплоснабжение 75 % всех потребителей тепла, в том числе в сельской местности.
При этом около 35 % потребности в тепловой энергии обеспечивают теплофикационные системы (в которых источниками тепла служат ТЭЦ). В большинстве крупных городов централизованное теплоснабжение обслуживает до 70-95 % жилого фонда. ым сетям потребителям.

Теплоснабжение России обеспечивают 485 ТЭЦ, около 6,5 тыс. котельных мощностью более 20 Гкал/час, более 100 тысяч мелких котельных и около 600 тысяч автономных индивидуальных теплогенераторов. В организациях, занимающихся строительством, эксплуатацией, ремонтом, наладкой, контролем систем теплоснабжения и теплопотребления работает около 2 млн человек.
Суммарная реализация тепла в стране составляет 2060 млн. Гкал/год, в том числе жилищный сектор и бюджетная сфера потребляют 1086 млн. Гкал, промышленность и прочие потребители 974 млн. Гкал. На теплоснабжение расходуется более 400 млн т.у.т./год.

Система теплоснабжения

группы потребителей
В зависимости от соотношения и режимов отдельных видов теплопотребления различают три характерные группы потребителей:
жилые здания (характерны сезонные расходы тепла на отопление и вентиляцию и круглогодичный — на горячее водоснабжение);
общественные здания (сезонные расходы тепла на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха);
промышленные здания и сооружения, в том числе сельскохозяйственные комплексы (все виды теплопотребления, количественное отношение между которыми определяется видом производства)

По режиму потребления тепла в течение года и суток
различают две группы потребителей:
сезонные, нуждающиеся в тепле только в холодный период года (например, системы отопления);
круглогодичные, нуждающиеся в тепле весь год (системы горячего водоснабжения, паровые системы).

Выбор системы теплоснабжения и источника теплоты
Выбор теплоносителя и системы теплоснабжения определяется техническими и экономическими соображениями и зависит главным образом от вида и плотности тепловой нагрузки, типа источника теплоты. Рекомендуется максимально упростить систему теплоснабжения. Чем система проще, тем она дешевле в сооружении и надежнее в эксплуатации. Значительно упрощает систему теплоснабжения применение единого теплоносителя для всех видов тепловой нагрузки.

Источники тепловой энергии
в системах централизованного теплоснабжения могут быть
теплоэлектроцентрали (ТЭЦ)
районные котельные (РК)
квартальные котельные.
Тепловая энергия отпускается потребителям в виде горячей воды и водяного пара. Для снабжения тепловой энергией жилищно-коммунального сектора в качестве теплоносителя применяют воду, а для снабжения промышленных предприятий, наряду с водой, часто используют водяной пар. Параметры теплоносителя зависят от вида потребителей тепловой энергии и обосновываются технико-экономическим расчетом.

Различают два способа централизованной выработки электрической и тепловой энергии

По роду теплоносителя различают водяные и паровые стс
Водяные системы применяют в основном для теплоснабжения сезонных потребителей и горячего водоснабжения, а в некоторых случаях и для технологических процессов. В нашей стране водяные системы теплоснабжения по протяженности составляют около 48% от общей длины всех тепловых сетей.
Паровые системы теплоснабжения в СССР распространены главным образом на промышленных предприятиях, где требуется высокотемпературная тепловая нагрузка.

По способу подачи воды на горячее водоснабжение
Водяные системы делят на закрытые и открытые. В закрытых водяных системах теплоснабжения воду из тепловых сетей используют только как греющую среду для нагревания в подогревателях поверхностного типа водопроводной воды, поступающей затем в местную систему горячего водоснабжения.
В открытых водяных системах теплоснабжения горячая вода к водоразборным приборам местной системы горячего водоснабжения поступает непосредственно из тепловых сетей.

По количеству трубопроводов различают однотрубные и многотрубные системы теплоснабжения.
По способу обеспечения потребителей тепловой энергией выделяют одноступенчатые и многоступенчатые системы теплоснабжения.
В одноступенчатых системах теплоснабжения потребители тепла присоединяют непосредственно к тепловым сетям, узлы присоединения потребителей тепла к тепловым сетям называют абонентскими вводами. На абонентском вводе каждого здания устанавливают подогреватели горячего водоснабжения, элеваторы, насосы, арматуру, контрольно-измерительные приборы для регулирования параметров и расходов теплоносителя по местным отопительным и водоразборным приборам. Поэтому часто абонентский ввод называют местным тепловым пунктом (МТП),
Если абонентский ввод сооружается для отдельной, например технологической установки, то его называют индивидуальным тепловым пунктом (ИТП).

В многоступенчатых системах между источником тепла и потребителями размещают центральные тепловые пункты (ЦТП) или контрольно-распределительные пункты (КРП), в которых параметры теплоносителя могут изменяться по требованию местных потребителей. ЦТП и КРП оборудуются насосными и водонагревательными установками, регулирующей и предохранительной арматурой, контрольно-измерительными приборами, предназначенными для обеспечения группы потребителей в квартале или районе теплом необходимых параметров. С помощью насосов или водонагревательных установок магистральные трубопроводы (первая ступень) соответственно частично или полностью гидравлически изолируются от распределительных сетей (вторая ступень).
Из ЦТП или КРП теплоноситель с допустимыми или установленными параметрами для местных потребителей по общим или отдельным трубопроводам второй ступени подается в МТП каждого здания.

ПРИСОЕДИНЕНИЕ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ В ВОДЯНЫХ
СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
Эффективность водяных систем теплоснабжения во многом определяется схемой присоединения абонентского ввода, который является связующим звеном между наружными тепловыми сетями и местными потребителями тепла.
Схемы присоединения местных систем отопления по признаку гидравлической связи с тепловыми сетями различаются на зависимые и независимые.
В зависимых схемах присоединения теплоноситель в отопительные приборы поступает непосредственно из тепловых сетей. Таким образом, один и тот же теплоноситель циркулирует как в тепловой сети, так и в отопительной системе. Вследствие этого давление в местных системах отопления определяется режимом давлений в наружных тепловых сетях.
В независимых схемах присоединения теплоноситель из тепловой сети поступает в подогреватель, в котором его тепло используется для нагревания воды, заполняющей местную систему отопления. При этом сетевая вода и вода в местной системе отопления разделены поверхностью нагрева и таким образом сеть и система отопления полностью гидравлически изолированы друг от друга.