Теплоснабжение системы водяного отопления
Теплоисточником для системы водяного отопления до середины XX в. являлась главным образом местная водогрейная котельная {Местное теплоснабжение), размещаемая в отапливаемом здании или близ него. Встречалось также (чаще на территории промышленных предприятий) паровое теплоснабжение с применением пароводяного теплообменника в системе водяного отопления.
Во второй половине XX в. распространилось централизованное водяное теплоснабжение, при котором используется высокотемпературная вода, поступающая в здание издалека — из ТЭЦ или центральной тепловой станции (см. рис. 1.4).
В зависимости от источника теплоснабжения изменяются оборудование местного теплового пункта системы отопления и ее принципиальная схема (рис. 6.1).
Принципиальная схема системы насосного водяного отопления при местном теплоснабжении от собственной водогрейной котельной в отапливаемом здании показана на рис. 6.1, а. Воду, нагреваемую в котлах, перемещает
14*
При централизованном водяном теплоснабжении применяют три способа присоединения системы насосного водя
ного отопления к наружным теплопроводам (рис. 6.1, б, в, г).
Независимая схема присоединения системы насосного водяного отопления (см. рис. 6.1, б) близка по своим элементам к схеме при местном теплоснабжении (см. рис. 6.1, а). Лишь котлы заменяют теплообменниками и систему заполняют деаэрированной водой (лишенной растворенного воздуха) из наружной тепловой сети, используя высокое давление в ней или специальный подпиточный насос, если это давление недостаточно высоко. Воду для заполнения системы, как правило, забирают из обратного теплопровода (показано на рисунке). Возможна, однако, подача воды и из подающего теплопровода, если давление высокотемпературной воды, передающееся при этом в систему, допустимо для всех ее элементов.
При независимой схеме создается местный теплогид - равлический режим в системе отопления при пониженной температуре греющей воды (/r<7i)- Первичная вода после теплообменников должна иметь температуру выше температуры обратной воды в системе отопления (T2>T0). Если, например, расчетная температура t0=70 °С, то для сокращения площади нагревательной поверхности теплообменников температура?2 должна быть не ниже 75 °С.
Независимую схему присоединения применяют, когда в системе не допускается повышение гидростатического давления (по условию прочности отопительных приборов) до давления, под которым находится вода в наружном обратном теплопроводе.
Преимуществом независимой схемы, кроме обеспечения теплогидравлического режима, индивидуального для каждого здания, является возможность сохранения циркуляции с использованием теплосодержания воды в течение некоторого времени, обычно достаточного для устранения аварийного повреждения наружных теплопроводов. Система отопления при независимой схеме служит дольше, чем система с местной котельной, вследствие уменьшения коррозионной активности воды.
Зависимая схема присоединения системы отопления со Смешением воды (см. рис. 6.1, в) проще по конструкции и в обслуживании. Стоимость ее ниже стоимости независимой схемы (благодаря исключению таких элементов, как теплообменники, расширительный бак и подпиточный насос, функции которых выполняются централизованно на тепловой станции). Эту схему выбирают, когда в системе требуется температура воды /r<^i и допускается повышение гидростатического давления до давления, под которым находится вода в наружном обратном теплопроводе. Смешение обратной воды из системы отопления с высокотемпературной водой из наружного подающего теплопровода осуществляют при помощи смесительного аппарата — насоса или водоструйного элеватора. Насосная смесительная установка имеет преимущество перед элеваторной: ее КПД выше; в случае аварийного повреждения наружных теплопроводов возможно, как и при независимой схеме присоединения, сохранение циркуляции воды в системе отопления. Смесительный насос можно применять в системах отопления со значительным гидравлическим сопротивлением, тогда как при использовании элеваторной смесительной установки потери давления в системе должны быть сравнительно небольшими. Водоструйные элеваторы получили широкое распространение благодаря безотказному и бесшумному действию.
Недостатком зависимой схемы присоединения со смешением является незащищенность системы от повышения в ней гидростатического давления, непосредственно передающегося через обратный теплопровод, до значения, опасного для целости отопительных приборов и арматуры.
Зависимая прямоточная схема присоединения системы отопления к наружным теплопроводам наиболее проста по конструкции и в обслуживании: в системе отсутствуют такие элементы, как теплообменник или смесительная установка, циркуляционный и подпиточный насосы, расширительный бак (см. рис. 6.1, г). Прямоточную схему применяют, когда в системе допускаются подача высокотемпературной воды (/r=/i) 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 «обезличенной» 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.
При централизованном теплоснабжении с применением независимой и зависимых схем присоединения в системе отопления циркулирует деаэрированная вода. Это не только упрощает удаление воздуха из системы (фактически удаление воздушных скоплений проводят только в пусковой период после монтажа и ремонта), но и увеличивает срок ее службы.