Презентация на тему Системы теплоснабжения и отопления

теплоносителей, температурные графики;

тепловые пункты
Часть 1 «Системы теплоснабжения»

для обеспечения теплом зданий и сооружений, требуемого качества и

в требуемом количестве с целью обеспечения теплового комфорта находящихся в них людей, либо для технологических потребностей.

централизованного теплоснабжения, децентрализованное теплоснабжение);
по режиму потребления тепла (сезонные, круглогодичные);
по

роду теплоносителя (водяные, паровые, смешанные);
по способу подключения системы отопления к системе теплоснабжения (зависимые, независимые);
по способу подачи воды на горячее водоснабжение (закрытые, открытые);
по числу теплопроводов (однотрубные, многотрубные);
по способу обеспечения потребителей тепловой энергией (одноступенчатые, многоступенчатые);
по способу регулирования отпуска тепла (централизованное качественное, местное количественное).

является комбинированная выработка ее и электрической энергии на теплоэлектроцентралях

(ТЭЦ).



Для выработки тепловой энергии применяются котельные установки, которые подразделяют в зависимости от характера тепловых нагрузок на:
отопительные, вырабатывающие теплоту для систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения;
производственно-отопительные - для систем отопления, вентиляции, ГВС и для технологических целей;
производственные - для технологических целей.

вырабатывают горячую воду с температурой до 200 °С, используемую

для обеспечения теплотой систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Они характеризуются теплопроизводительностью, давлением и температурой входящей в котел и выходящей из него воды. Теплопроизводительность котла (Гкал/ч, МВт) - это количество теплоты, вырабатываемое им в единицу времени.
В зависимости от размещения промышленные и отопительные котельные разделяются на:
отдельно стоящие;
пристроенные к зданиям другого назначения;
встроенные в здания другого назначения.

потребителям котельные установки (промышленные и отопительные) разделяются на две

категории:
К первой категории относят котельные, являющиеся единственным источником теплоты в системе теплоснабжения и обеспечивающие потребителей первой категории, не имеющих индивидуальных резервных источников теплоты.
Ко второй категории относятся все остальные котельные. К потребителям теплоты первой категории относят потребителей, нарушение теплоснабжения которых связано с опасностью для жизни людей или со значительным ущербом производству (повреждение техно-логического оборудования, брак продукции).

системах теплоснабжения используются вода и водяной пар.
Параметры теплоносителей следующие:

горячая вода с рабочим давлением до 2,5 МПа и температурой до 200°С;
пар с рабочим давлением в пределах до 6,3 МПа и температурой до 450 °С.

вентиляции и горячего водоснабжения жилых, общественных и производственных зданий

в качестве теплоносителя следует, как правило, принимать воду.
Следует также проверять возможность применения воды как теплоносителя для технологических процессов.
Основные преимущества воды, как теплоносителя, по сравнению с паром:
большая удельная комбинированная выработка электрической энергии на ТЭЦ;
сохранение конденсата на ТЭЦ;
возможность центрального регулирования тепловой нагрузки;
более высокий КПД системы теплоснабжения из-за отсутствия потерь конденсата у потребителей.
Основные недостатки воды как теплоносителя:
большой расход электрической энергии на перекачку сетевой воды по сравнению с расходом электроэнергии на перекачку конденсата в паровых сетях;
большая чувствительность водяных систем к авариям;
большая плотность воды и жесткая гидравлическая связь между всеми точками системы.

теплоносителя и т.д. необходимо иметь графики изменения тепловых нагрузок:

суточные, сезонные и годовые.
Температурный график тепловой сети составляют в зависимости от температуры наружного воздуха и температурных режимов сети теплоснабжения

жилых и промышленных помещений;
3 – вентиляционная нагрузка;
4 – нагрузка

горячего водоснабжения;
5 – тепловые потери;
6 – суммарная нагрузка

температурные графики

распределяют тепло, поступающее из теплосетей в систему отопления, горячего водоснабжения или

вентиляции жилых зданий и производственных сооружений. В комплектацию теплового пункта входят насосы, теплообменные аппараты, запорно-регулирующая аппаратура, устройство умягчения воды и система автоматики.

подключенных к ним систем теплопотребления, индивидуальные особенности которых определяют

тепловую схему и характеристики оборудования ТП, а также по типу монтажа и особенностям размещения оборудования в помещении ТП.
Различают следующие виды тепловых пунктов:
Индивидуальный тепловой пункт (ИТП).
Центральный тепловой пункт (ЦТП).
Блочный тепловой пункт (БТП).

от коррозии;

сооружения компенсации температурных расширений;

индивидуальные тепловые пункты (ИТП), способы

регулирования

Часть 2 «Тепловые сети»

система прочно и плотно соединенных между собой участков теплопроводов,

по которым теплота с помощью теплоносителя (пара или горячей воды) транспортируется от источников к тепловым потребителям.
Теплопровод состоит из 3 основных элементов: рабочего трубопровода, изоляционной и несущей конструкций

назначению (по схемам): магистральные теплосети (кольцевые и радиальные (лучевые);

распределительные теплосети; ответвления.
по количеству параллельно проложенных теплопроводов: однотрубные; двухтрубные; многотрубные;
по виду теплоносителя: водяные; паровые (с возвратом конденсата и без возврата конденсата);
по способу прокладки: подземные; надземные (воздушная);
по виду подземной прокладки: бесканальная; канальная укладка (непроходными, полупроходными).

размещением источников тепла по отношению к району потребления, характером

тепловой нагрузки и видом теплоносителя.
Водяные сети разделяют на магистральные и распределительные. По магистральным сетям теплоноситель подается от источников тепла в районы потребления. По распределительным сетям вода подается на групповые тепловые подстанции и местные тепловые подстанции и к абонентам.
При теплоснабжении крупных городов от нескольких ТЭЦ создаётся кольцевая тепловая сеть с несколькими источниками питания. При диаметрах магистралей, отходящих от источника тепла 700 мм и менее применяют радиальную схему тепловой сети.

размещают в отведенных для инженерных сетей технических полосах параллельно

красным линиям улиц, дорог и проездов вне проезжей части и полосы зеленых насаждений.
По территории населенных мест предусматривают подземную прокладку тепловых сетей — бесканальную, в непроходных каналах, в общегородских или внутриквартальных коллекторах совместно с другими инженерными сетями.
Полупроходные каналы используют под проездами с интенсивным уличным движением, под железнодорожны-ми путями. Для размещения нескольких теплопроводов больших диаметров используется способ прокладки теплопроводов в проходных каналах.
На площадках промышленных предприятий предусматривают надземную прокладку тепловых сетей по опорам и эстакадам.

системах централизованного теплоснабжения в настоящее время применяются стальные, гофрированные

из нержавеющей стали, ВЧШГ и полимерные трубы.
Требования к трубам, применяемым для теплопроводов:
механическая прочность и герметичность;
эластичность и стойкость;
постоянство механических свойств;
стойкость против внешней и внутренней коррозии;
малая шероховатость внутренних поверхностей;
отсутствие эрозии внутренних поверхностей;
малый коэффициент температурных деформаций;
высокие теплоизолирующие свойства стенок трубы;
надежность и герметичность соединения элементов;
простота хранения, транспортировки и монтажа.

теплопровода, включающая теплоизоляционные материалы и конструкции. Она предназначена для

снижения потерь тепла трубопроводами и оборудованием тепловых сетей поддержания заданной температуры теплоносителя, а также недопущения высокой температуры на поверхности теплопроводов и оборудования.
Основные требования к теплоизоляционным конструкциям:
низкая теплопроводность как в сухом состоянии, так и в состоянии естественной влажности; малое водопоглощение и небольшая высота капиллярного подъема жидкой влаги; малая коррозионная активность; высокое электрическое сопротивление; щелочная реакция среды (pH>8,5); достаточная механическая прочность; высокая биостойкость; индустриальность в изготовлении теплоизоляционных конструкций.

внутренняя и наружная коррозия.
Внутреннюю коррозию вызывает кислород,

содержащийся в сетевой воде или конденсате. Наружная коррозия металла является следствием химических или электрохимических реакций, возникающих под воздействием окружающей среды.



Важным средством защиты является антикоррозионное покрытие труб.
Электрическую коррозию металла вызывает блуждающий электрический потенциал между грунтом и трубопроводом. Средства защиты сетей от блуждающих токов делятся на пассивные и активные.
К пассивной защите относятся мероприятия, увеличивающие переходное сопротивление между грунтом и трубопроводом.
К активным способам защиты относятся дренажные, катодные и протекторные устройства.

от них усилия и передают их на несущие конструкции

или грунт. В тепловых сетях применяют два типа опор: подвижные и неподвижные.
Подвижные опоры воспринимают вес трубопровода и обеспечивают его свободное перемещение при температурных деформациях. Подвижные опоры бывают скользящие и катковые. В ряде случаев применяются также подвесные опоры.
Неподвижные опоры фиксируют положение трубопроводов в определённых точках и воспринимают усилия, возникающие в местах фиксации под действием температурных деформаций и внутреннего давления.

устройствами, принцип действия которых можно разделить на две группы:
радиальные

или гибкие устройства, воспринимающие удлинения трубопроводов изгибом или кручением криволинейных участков труб или изгибом специальных эластичных вставок (П-образные, S-образные, лирообразные, омегаобразные);
осевые устройства скользящего и упругого типов, в которых удлинения воспринимаются телескопическим перемещением труб или сжатием пружинных вставок (сальниковые, линзовые, сильфонные).

— это узел, обеспечивающий передачу тепловой энергии из центральной

тепловой сети к потребителю. Тепловые пункты обслуживают дома, здания и сооружения (индивидуальный тепловой пункт).
Главная задача ИТП — трансформация параметров теплоносителя тепловой сети на параметры, требуемые для систем отопления и вентиляции и рациональное распределение тепла между квартирами дома, помещениями зданий и сооружений.
Для автоматизированного управления тепло-выми процессами используются электронные регуляторы и специализированные контроллеры.

«Системы отопления зданий и сооружений»

обогревание помещений здания с возмещением теплопотерь для поддержания в

них температуры на заданном уровне, определяемом условиями теплового комфорта для находящихся людей и требованиями протекающего технологического процесса.
Система отопления - это совокупность конструктивных элементов со связями между ними, предназначенных для получения, переноса и передачи необходимого количества теплоты в обогреваемые помещения.
Система отопления состоит из следующих основных конструктивных элементов: теплоисточника; теплопроводов; отопительных приборов.
Требования, предъявляемые к системам отопления:
санитарно-гигиенические; экономические; архитектурно-строительные; производственно-монтажные; эксплуатационные.

параметрам:
по расположению основных элементов – местные, центральные;




по виду основного

(вторичного) теплоносителя – водяные, паровые, воздушные, газовые.





Наибольшее распространение в качестве теплоносителей в системах отопления получили вода, пар, воздух и антифриз.

следующие системы отопления:
системы водяного отопления (центральные и местные),
системы

поквартирного отопления,
системы воздушного отопления,
системы парового отопления,
системы солнечного отопления,
системы теплонасосного отопления,
системы панельно-лучистого отопления,
системы электрического отопления,
системы газового отопления,
печное отопление.

в помещениях, благоприятных для жизни и деятельности человека. Оно

осуществляется посредством циркуляции перегретого относительно воздуха теплоносителя (воды) по системе отопления и передачи тепловой энергии через отопительные приборы.
Области применения: отопление жилых, производственных, общественных, гражданских и сельскохозяйственных зданий и сооружений.
Классификация систем водяного отопления
по способу побуждения – насосные, гравитационные;
по температуре теплоносителя;
по конструкции системы - вертикальные со стояками; горизонтальные с ветвями; с квартирной разводкой;
по количеству труб в стояках или ветвях – однотрубные, двухтрубные;
по расположению магистралей - с верхней разводкой; с нижней разводкой; с опрокинутой циркуляцией;
по схеме движения воды в магистралях – тупиковые; с попутным движением.

отопления (и теплоснабжения) отдельных квартир или индивидуальных жилых домов

от собственного источника тепла.
Классификация систем поквартирного отопления:
по виду используемого энергоносителя: на органическом топливе (жидком, газообразном, реже − твердом); электрические; теплонасосные; комбинированные (поливалентные);
по виду теплоносителя: водяные; воздушные.

внутреннего воздухом. При воздушном отоплении циркулирующий нагретый воздух охлаждается,

передавая теплоту при смешивании с воздухом обогреваемых помещений и иногда через внутренние ограждения. Охлаждённый воздух возвращается к нагревателю.
Области применения: отопление производственных, гражданских и сельскохозяйственных зданий рециркуляцией воздуха либо совмещением с общеобменной вентиляцией и кондиционированием воздуха.
Классификация систем воздушного отопления:
по месту получения тепла;
по способу побуждения воздуха;
по схеме движения воздуха.

тепла, выделяющегося в приборе отопления, при конденсации в нем

пара насыщенного. Массовая теплоемкость пара больше в пять сот раз, чем у воды. В паровой системе отопления различают: две среды, которые перемещаются по трубопро-воду — это пар и конденсат, и два типа трубопроводов — паропровод и конденсатопровод.
Области применения: помещения с кратковременным пребыванием людей, производственные помещения без значительных выделений пыли, отопление высотных зданий с давлением пара ниже атмосферного.
Классификация систем парового отопления:
по давлению пара;
по способу возврата конденсата;
по месту расположения паровой магистрали;
по количеству труб;
по виду конденсатопровода.

системы, использующие в качестве теплоисточника энергию солнечной радиации. Их

характерным отличием от других систем низкотемпературного отопления является применение специального элемента – гелиоприемника, предназначенного для улавливания солнечной радиации и преобразования ее в тепловую энергию. Предназначены для частичного замещения отопительной нагрузки (30÷40%) за счёт использования энергии Солнца.
Классификация систем солнечного отопления:
по технологии преобразования солнечной энергии в тепловую;
по виду замещаемой нагрузки;
по виду первичного теплоносителя активные системы бывают;
по объёму аккумуляторов;
по потенциалу теплоносителя.

за счёт отбора теплоты тепловыми насосами от возобновляемых и

вторичных низкопотенциальных энергоисточников. Тепловой насос − трансформатор теплоты с низкой температурой (0÷30°С) на более высокую температуру (50÷90°С) путём внешнего подвода энергии.
Классификация систем теплонасосного отопления:
по принципу действия;
по виду теплоносителей;
парокомпрессионные.
Источники низкопотенциального тепла:
грунтовые коллекторы на глубине 2 м; грунтовые скважины глубиной 30-100 м; артезианская вода; наружный воздух; вторичные тепловые ресурсы; солнечные коллекторы.

конструкции или навешенными на ограждающие конструкции, при этом радиационная

температура помещения выше температуры внутреннего воздуха.
Классификация систем панельно-лучистого отопления:
по температуре поверхности;
по виду энергоносителя;
по месту расположения;
по виду панелей.

в теплоту. Системы электрического отопления относятся к местным системам

отопления. Они предназначены для частичного или полного замещения отопительной нагрузки.
Области применения:
отдельные удалённые от сетей теплоснабжения объекты;
временные и мобильные здания;
рабочие места в неотапливаемых помещениях;
помещения кратковременного использования.
Классификация систем электрического отопления:
по способу преобразования электроэнергии в теплоту;
по месту преобразования:
по графику потребления электроэнергии.

нагревательных приборов внутри отапливаемого помещения. В состав такой системы

отопления, помимо отопительных при-боров, входят газопроводы, через которые осуществляется поступление топлива и отдача тепла, а также запорно-регулирующая арматура и автоматические приборы для безопасного использования газа.
Системы газового отопления бывают:
с комнатными печами, работающими на газе;
с газовыми водонагревателями;
с газовыми нетеплоёмкими отопительными приборами;
с газовоздушными теплообменниками;
с газовоздушными излучателями;
с газовыми горелками инфракрасного излучения.

при которых получение, перенос и передача теплоты происходит в

одном и том же обогреваемом помещении.
Классификация отопительных печей:
по теплоёмкости;
по температуре теплоотдающей поверхности;
по форме в плане;
по материалу массива и отделке внешней поверхности;
по схеме движения дымовых газов;
по способу отвода дымовых газов.

ограждающие конструкции;

отопительные приборы и оборудование;

теплопроводы систем отопления, тепловая изоляция,

автоматика и регулирование

Часть 4 «Системы отопления зданий и сооружений»

факторов и процессов, определяющих тепловое состояние его помещений. Помещения

здания находятся под сложным воздействием внешних и внутренних факторов. Поступающее через наружные ограждения, а также от бытового и технологического оборудования потоки теплоты, влаги воздуха являются возмущающими воздействиями.
Регулирующие потоки от системы отопления (О), охлаждения (ОХ), вентиляции (В) и кондиционирования воздуха (KB) обеспечивают в помещениях необходимые температурные, аэродинамические и влажное условия. Наибольшее влияние на температуру ощущения находящихся в помещении людей оказывает температура окружающих поверхностей и внутреннего воздуха. Только при определенном их сочетании составляющие теплового баланса человека не выходят за допустимые пределы, и его система терморегуляции работает без перенапряжения. Температурные условия в помещении предопределяются характером и интенсивностью протекающих теплообменных процессов.

неизотермическими поверхностями: лучистый теплообмен между отдельными поверхностями с различной

температурой. Струйный теплообмен происходит в результате турбулентного перемешивания неизотермических струй с воздухом основного объема помещения. Теплопередача (в основном теплопроводность) наблюдается в ограждениях здания и от теплохладоносителя к поверхности приборов систем отопления и охлаждения.
Необходимые теплозащитные свойства ограждений выбирают в каждом конкретном случае с учетом заданной обеспеченности расчетных внутренних условий и параметров наружного климата. Минимальный уровень теплозащиты оценивает минимальным допустимым сопротивлением теплопередаче ограждения и показа гелем тепловой инерции ограждения. Максимальный уровень теплозащиты ограничивается экономическими соображениями.

теплопотерь в многоэтажном жилом здании имеет вид: наружные стены

- 29-30% потерь тепловой энергии, светопрозрачные наружные ограждения - 25-26%, пол первого этажа и потолок последнего - 4-5%, теплопотери с инфильтрацией - 40%. Потенциал экономии составляет 50%.

параметров воздуха в пределах допустимых норм, при расчете тепловой

мощности системы отопления необходимо учитывать:
— потери теплоты через ограждающие конструкции зданий и помещений;
— расход теплоты на нагревание инфильтрующегося в помещения наружного воздуха;
— расход теплоты на нагревание материалов и транспортных средств, поступающих в помещения;
— приток теплоты, регулярно поступающей в помещения от электрических приборов, освещения, технологического оборудования и других источников.
При выборе оборудования для отопления зданий исходным является расчет тепловых потерь сквозь наружные строительные ограждения здания - стены, перекрытия, покрытия, полы и проемы (окна, фонари, двери и ворота).

теплоты из помещения к наружной стенки через ограждение является

сложным процессом теплопередачи. Внутренняя поверхность наружного ограждения обменивается теплотой с помещением. Это явление называется сопротивлением теплообмену на внутренней поверхности. Наружная поверхность отдаёт тепло наружному воздуху, окружающим поверхностям и небосводу. Это явление называется сопротивлением теплообмену на внутренней поверхности.
Тепловой поток последовательно преодолевает сопротивление теплообмену на внутренней поверхности, термического материала тощи ограждения и теплоперехода на наружной поверхности – это называется общим сопротивлением теплопередачи.

Существуют стандарты, ограничивающие максимальную температуру поверхности. Приборы должны иметь

наименьшую горизонтальную площадь, что не позволяет скапливаться большому количеству пыли. Форма установки должна позволять беспрепятственно выполнять уборку, удалять пыль и другие загрязнения, а также очищать поверхности, которые находятся рядом.
Экономические. Любая установка должна гарантировать оптимальное соотношение цены и эффективности, минимизировать затраты на изготовление, использование металла и обслуживание при эксплуатации.
Архитектурно-строительные. Приборы должны хорошо вписываться в существующие стилистические концепции и занимать небольшой объем пространства.
Монтажно-производственные. Любой агрегат обязан обладать достаточной прочностью и надежностью. А его монтаж не должен требовать привлечения суперпрофессиональной рабочей силы.
Эксплуатационные. Современные отопительные установки должны позволять регулировать теплоотдачу, обеспечивать достаточную тепло- и водоустойчивость при работе в максимально допустимых технических параметрах.
Теплотехнические. Важна максимизация теплового потока, который отдает теплоноситель из расчета на единицу площади помещения.

приборы делятся на:
- радиационные (передающие излучением не менее 50

% общего теплового потока, это потолочные отопительные панели и излучатели);
- конвективно-радиационные (передающие конвекцией от 50 до 75 % общего теплового потока, это радиаторы секционные и панельные, гладкотрубные приборы, напольные отопительные панели) ;
- конвективные (передающие конвекцией не менее 75 % общего теплового потока, это конвекторы и ребристые трубы), .
2. По высоте:
высокие (более 650 мм); средние (450-650 мм); низкие (более 200 – 450 мм).
3. По глубине установки:
малой глубины (до 120 мм); средней (120-200 мм); большой (более 200 мм)
4. По величине тепловой инерции:
малой тепловой инерции (конвектор); большой тепловой инерции (чугунные радиаторы).

панельные (стальные, неметаллические, бетонные).
Гладкотрубные приборы.
Конвекторы.
Ребристые трубы

предохранительная и регулирующая арматура.
Воздухосборники и воздухоотводчики.
Расширительные баки (открытые и

закрытые).
Циркуляционные насосы.
Обратные клапаны.
Фильтры.
Измерительную арматуру (термометры, манометры, расходомеры, теплосчётчики).
Автоматика управления, программаторы.
И прочее.

систем отопления предназначены для подачи теплоносителя (воды, пара и

др.) к отопительным приборам. Традиционно используются теплопроводы из следующих материалов: стали, меди и полимеров.
Традиционно применяемые в России стальные трубопроводы достаточно долговечны и относительно дешевы. Водогазопроводные трубы ГОСТ 3262-75* и стальные электросварные трубы ГОСТ 10704-91*.
Медные трубы для систем отопления имеют большую стоимость по сравнению со стальными, более высокую коррозийную стойкость.
Полимерные трубопроводы – из полиэтилена с усовер-шенствованной молекулярной структурой, полипропилена, хлорированного поливинилхлорида, металлополимера, которые отвечают санитарным нормам. Причем вводятся ограничения на температуру теплоносителя не более 90 °С и рабочее давление до 1,0 Мпа.

потерь тепла трубопроводами и оборудованием систем отопления.
Различают три группы

материалов в зависимости от теплопроводности:
низкой теплопроводности до 0,06 Вт/(м °С) при средней температуре материала в конструкции 25°С и не более 0,08 Вт/(м·°С) при 125°С;
средней теплопроводности 0,06÷0,115 Вт/(м·°С) при 25°С и 0,08÷0,14 Вт/(м °С) при 125°С;
повышенной теплопроводности 0,115÷0,175 Вт/(м·°С) при 25°С и 0,14÷0,21 Вт/(м·°С) при 125°С

системы отопления. Обычно такой прибор устанавливается в комнате. Его

прикрепляют к стене, где он контролирует температурный режим воздуха. Самое важное, что это не просто регулятор — это целый комплекс устройств, которые отключают и включают подачу топлива (обычно такой вариант используется в системах, где установлены газовые или электрические котлы) или включают и отключают циркуляционный насос.
Термостатический вентиль - прибор автоматики специально изобретен для того, чтобы можно было контролировать и регулировать температуру внутри каждого отдельного помещения дома. Устанавливают его на отопительные приборы — радиатор или контур теплого пола.

качественное и количественное регулирование.
Качественное регулирование достигается изменением температуры теплоносителя,

подаваемого в систему отопления. Качественное регулирование по месту осуществления может быть центральным, проводимым на тепловой станции, и местным, выполненным в тепловом пункте здания.
Количественное регулирование теплопередачи приборов осуществляется изменением количества теплоносителя, подаваемого в систему отопления или прибор. По месту проведения оно может быть не только центральным и местным, но и индивидуальным, то есть выполнятся у каждого отопительного прибора.