Distribúcia a preprava nosiča tepla medzi spotrebiteľmi prebieha prostredníctvom špeciálnej tepelnej siete. Je to jeden z hlavných prvkov celej štruktúry inžinierskych komunikácií. Spoľahlivosť a kvalita prenosu priamo závisí od toho, ako funguje. Potrubia tepelných sietí nie sú jedinými prvkami tejto štruktúry. Okrem nich zahŕňa aj rôzne štruktúry. Patria sem najmä škrtiace a čerpacie stanice, vykurovacie body.
Štruktúra
Tepelná sieť, založená na systéme centralizovaného zásobovania, je vo svojej štruktúre rozdelená na dve úrovne: hlavnú a štvrťročnú (mikrookres). Prvú tvoria prvky spájajúce zdroje tepla s lokálnymi (okresnými) bodmi jeho distribúcie medzi koncových spotrebiteľov. Vo väčšine prípadov ide o slučkový systém potrubí (priemer 500–1400 mm) a inžinierskych konštrukcií. Tieto prvky sú rozmiestnené po celom meste, čo zabezpečuje spoľahlivosť prenosu a schopnosť uspokojiť dopyt po spotrebe. Vďaka oddeleniu je prevádzka vykurovacích sietí značne uľahčená. Vznikajú teda rôzne schémykontroly, ktoré zvyšujú spoľahlivosť práce a zvyšujú kvalitu dodávok. Projektovanie a kladenie vykurovacích sietí hlavného typu sa vykonáva s prihliadnutím na možné poruchy pri prevádzke akéhokoľvek podvodného prvku. V tomto ohľade sa vytvárajú záložné odkazy. Sú napojené na zdroje tepla. Týmto prístupom sa vytvára jednotný systém riadenia. Je schopný nepretržite poskytovať deklarované ukazovatele tepelných a hydraulických režimov. Zároveň sa pracuje aj vtedy, ak jeden z jeho prvkov (napájací zdroj, jedna z vetiev hlavného vedenia) zlyhá. Distribúcia chladiacej kvapaliny za takýchto podmienok je lepšia, straty spôsobené prevodovkou sú znížené a je pozorovaná úspora paliva.
Management
Pravidlá tepelných sietí zabezpečujú prítomnosť špeciálnych prvkov, pomocou ktorých je štruktúra riadená. Patria sem najmä uzamykacie mechanizmy – ventily. S ich pomocou je všeobecná vykurovacia sieť rozdelená na samostatné časti. Vplyv na ventily vám umožňuje zapnúť (vypnúť) malé úseky diaľnice, ako aj čerpacie a škrtiace stanice umiestnené na nich. Väčšina moderných zariadení je vybavená elektrickým pohonom. Umiestňujú sa v priemere každé 1-3 km diaľnice. Všeobecná správa sietí zahŕňa kontrolu režimu prevádzky a stavu konštrukčných prvkov, predchádzanie možným poruchám. Na ochranu pred vodnými rázmi je na miestnych miestach nainštalované špeciálne odľahčovacie zariadenie.
Štvrťročná vykurovacia sieť. Vlastnosti
Tieto štruktúry sú rozvetvené slepé systémy. Sú pripojené k vykurovacím bodom. Správa prebieha v manuálnom aj offline režime. Takáto konštrukcia má priemer do 400 mm, preto sa prerušenia dodávky tepelnej energie spotrebiteľom v dôsledku poruchy v takejto sieti považujú za prijateľné. V dôsledku všeobecného návrhu systémov zásobovania však v prípade poruchy trpí len malá časť koncových používateľov. Oprava vykurovacích sietí v tomto prípade netrvá veľa času. Body, cez ktoré médiá vstupujú do systému, sú automatizované. To vám umožní ušetriť na spotrebe tepelnej energie.
Pripojenie na chrbticu
Distribučné siete sú napojené na všeobecný systém pomocou zmiešavačov alebo čerpadiel (cirkulárne zmiešavacie), menej často cez ohrievače vody. Vďaka použitiu posledného uvedeného je systém flexibilnejší a spoľahlivejší. Je to možné vďaka oddeleniu hydraulických režimov hlavného a distribučného systému. Nosič vstupujúci do všeobecných sietí z rôznych zdrojov môže mať rôzne teploty, ktoré presahujú tú, ktorá je už v potrubí. Napájacie systémy vybavené čerpadlami vylučujú hydraulické oddelenie vedení od distribučných okruhov. V dôsledku toho sa riadenie zodpovedajúceho núdzového režimu skomplikuje. V tomto prípade je možné samostatne udržiavať pomocou čerpadla v distribučných sieťach kruhových ateplotné podmienky, ktoré sa budú líšiť od tých hlavných.
Dvojúrovňový pohľad na systém
Schéma rozsiahlej štruktúry tepelnej siete má dvojúrovňový pohľad. Na vrchole je kruhová diaľnica. Odchádzajú z nej vetvy do vykurovacích bodov regiónov. Pripojenie používa bežnú metódu. V prípade poruchy časti hlavnej siete, ku ktorej je pripojený vykurovací bod, sú koncoví spotrebitelia zbavení tepelnej energie. Používatelia sú pripojení k okresnému bodu pomocou miestnych systémov – toto je nižšia úroveň.
Rezervácia obsluhy
Chladivo sa dodáva do hlavnej siete z tepelnej elektrárne a okresnej kotolne. V tomto prípade je možné vykonať proces rezervácie dodávky v prípade poruchy jedného z bodov ohrevu média. To sa vykonáva inštaláciou spojovacieho mostíka na napájacie a spätné vedenie. Kombinácia týchto prvkov tvorí jednokruhovú vykurovaciu sieť. Navrhnutý priemer vodivých prvkov systémov je vypočítaný tak, aby bola zabezpečená priepustnosť požadovaného nosiča aj v núdzových situáciách. V podmienkach stabilnej neprerušovanej prevádzky sa chladivo pohybuje cez všetky tepelné potrubia siete. V tomto prípade použitie prepojok stráca zmysel. Pre efektívnejšie využitie prepojok a zníženie nákladov na ohrev chladiacej kvapaliny sa používa metóda "nezaťažená rezerva". V tomto prípade dochádza k úplnému prekrývaniu prepojok. Prepojky sa zapínajú iba v prípade poruchy tepelných článkov.sieť.
Tepelovody sietí
Pohyb nosiča sa uskutočňuje pozdĺž týchto prvkov, vo forme ktorých sa objavuje voda. Tepelné potrubia sa inštalujú nadzemným a podzemným spôsobom. V prvom prípade má tesnenie množstvo významných výhod: zvýšená životnosť, jednoduché sledovanie stavu systému a jednoduchší prístup pri riešení problémov. Inštalácia nadzemného teplovodu v moderných mestách je však pre architektonické obmedzenia prakticky nemožná. Za týchto podmienok je väčšina systémov pod zemou. Na inštaláciu takýchto potrubí sa vylomia špeciálne kanály.
Používanie systému
Pred spustením prevádzky sa vykonávajú tepelné skúšky vykurovacích sietí. Inštalované prvky sú naplnené horúcou vodou rôznych teplôt. Kvapalina sa následne počas životnosti opakovane vypúšťa. V dôsledku všetkých vnútorných vplyvov sa steny potrubia menia, východiskom z tejto situácie je inštalácia kompenzátorov do potrubí. Dva konce sekcie sú pevne pripevnené na podperách. V strede je inštalovaný kompenzátor. Okrem toho sú potrubia pevne pripevnené v blízkosti výmenníkov tepla, čerpadiel. Deje sa tak, aby sa uvoľnilo zaťaženie spôsobené tepelnou deformáciou. Podpery sú umiestnené v kanáloch alebo špeciálnych komorách. V kanáloch je potrubie uložené na pohyblivých podperách. Aby bolo možné neustále monitorovať stav systémov, budujú sa špeciálne podzemné komory. Sú v nich umiestnené rôzne ventily, vypúšťacie ventily, vzduchové kohútiky akompenzátory. V niektorých prípadoch (napríklad s priemerom vodovodného potrubia viac ako 500 mm) sa nad komorami stavajú zemné pavilóny na testovanie vykurovacích sietí a pohodlnejšiu údržbu. Umiestnenie výhybiek a čerpacích staníc prebieha v špeciálne vybavených budovách.
Výber optimálnej možnosti pre vykurovacie siete
V súčasnosti existuje veľké množstvo schém vykurovacích sietí a spôsobov ich položenia. Preto sa vo fáze návrhu zvažuje niekoľko možností. Porovnaním všetkých možných podmienok sa vykonajú technické a ekonomické výpočty a vyberie sa najlacnejšia možnosť s najlepšími vlastnosťami. Podľa týchto výpočtov sa určuje priemer použitých prvkov, izolačné materiály a ich hrúbka, výkon inštalovaných čerpadiel. Okrem toho sú zachované náklady na výstavbu a údržbu teplovodu, na tepelné straty pri prenose od zdroja k spotrebiteľovi.
Ruské vykurovacie systémy
Väčšina v súčasnosti prevádzkovaných tepelných sietí v Rusku bola vybudovaná späť v ZSSR, po rozpade ktorého sa výrazne znížili financie na premiestnenie a obnovu existujúcich teplovodov. Ustali plánované kontroly stavu systémov a ich pravidelné výmeny, začala slabnúť aj kontrola zo strany štátu.
Celková situácia s tepelnými sieťami v krajine sa začala prudko zhoršovať. V podmienkach výrazných úspor sa požiadavky na kvalitu prvkov začali znižovať,používané pri premiestňovaní existujúcich systémov. Úspory viedli k zníženiu ceny prác, čo ovplyvnilo ich výslednú kvalitu. Systémy postavené v týchto rokoch mali nízku životnosť a vyžadovali opätovnú výmenu po 5-7 rokoch. To všetko viedlo k prudkému nárastu počtu porúch, čo viedlo k zvýšeniu kapacity pohotovostných služieb. Tepelné straty pri prenose nosiča sa odhadujú na 20-50% z celkového výkonu počas vykurovacieho obdobia a od 30 do 70% - v lete. Tieto čísla sú niekoľkonásobne vyššie ako normy prijaté vo vyspelých krajinách Európy.
