Проектирование тепловых сетей. Тепловая сеть

Тепловая сеть

система трубопроводов (теплопроводов) для транспортирования и распределения теплоносителя (горячей воды или пара) при централизованном теплоснабжении (См. Теплоснабжение). Различают магистральные и распределительные Т. с.; потребители подсоединяются к распределительным Т. с. через ответвления. По способу прокладки Т. с. подразделяют на подземные и надземные (воздушные). В городах и посёлках наиболее распространены подземная прокладка труб в каналах и коллекторах (совместно с другими коммуникациями) и так называемая бесканальная прокладка - непосредственно в грунте. Надземная прокладка (на эстакадах или специальных опорах) обычно осуществляется на территориях промышленных предприятий и вне черты города. Для сооружения Т. с. применяют главным образом стальные трубы диаметром от 50 мм (подводка к отдельным зданиям) до 1400 мм (магистральные Т. с.).

Температура теплоносителя в Т. с. изменяется в широких пределах; для компенсации температурных удлинений трубопроводов применяют компенсаторы - обычно гибкие (П-образные) для трубопроводов небольшого диаметра (до 300 мм ) и осевые (сальниковые и линзовые) для трубопроводов большого диаметра. Снижение тепловых потерь в трубопроводах Т. с. достигается их теплоизоляцией (См. Теплоизоляция). В каналах и при надземной прокладке для тепловой изоляции используются преимущественно изделия из минеральной ваты; при бесканальной прокладке применяют изоляционные материалы, наносимые на трубопровод в заводских условиях (пенобетон, битумоперлит и др.), а также сыпучие, укладываемые в траншею в процессе монтажа Т. с. (например, асфальтоизол). Тепловая изоляция используется также для защиты наружной поверхности теплопровода от коррозии. С этой целью на теплоизоляционную оболочку наносят слой водонепроницаемого материала. Применяют и специальные покрытия (из изола, стеклоэмалевые, эпоксидные и др.), наносимые непосредственно на поверхность трубопровода. Для защиты от коррозии внутренней поверхности трубопровода и предотвращения образования на ней накипи вода, заполняющая Т. с., проходит водоподготовку (См. Водоподготовка).

Схемы магистральных Т. с. могут быть радиальными (тупиковыми) или кольцевыми. Во избежание перерывов в снабжении теплом предусматривается соединение отд. магистральных сетей между собой, а также устройство перемычек между ответвлениями. При большой длине магистральных Т. с. на них устанавливают подкачивающие насосные подстанции. На трассе Т. с. и в местах ответвлений оборудуют подземные камеры, в которых размещают запорно-регулировочную арматуру, сальниковые компенсаторы и пр.

Лит.: Лямин А. А., Скворцов А. А., Проектирование и расчет конструкций тепловых сетей, 2 изд., М., 1965; Громов Н. К., Абонентские установки водяных тепловых сетей, М., 1968; Витальев В. П., Бесканальные прокладки тепловых сетей, М., 1971; Соколов Е. Я., Теплофикация и тепловые сети, 4 изд., М., 1975.

Н. М. Зингер.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Тепловая сеть" в других словарях:

Совокупность устройств, предназначенных для передачи тепловой энергии потребителям. См. также: Теплоснабжение Финансовый словарь Финам … Финансовый словарь

Система трубопроводов (теплопроводов) централизованного теплоснабжения, по которым теплоноситель (горячая вода или пар) переносит тепло от источника к потребителям и возвращается обратно к источнику … Большой Энциклопедический словарь

тепловая сеть - Теплоизолированные трубопроводы с вспомогательными устройствами, предназначенные для передачи и распределения тепла от источника к потребителям. [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN heat… … Справочник технического переводчика

ТЕПЛОВАЯ СЕТЬ - система трубопроводов (теплопроводов) для централизованной подачи теплоносителя (горячая вода, водяной пар) от теплоэлектроцентрали или котельной до потребителей теплоты (жилых, общественных, коммунальных и др. зданий, школ, больниц и… … Большая политехническая энциклопедия

тепловая сеть - 3.1 тепловая сеть: Совокупность устройств, предназначенных для передачи и распределения теплоносителя и тепловой энергии.

Теплосети это трубопроводная система централизованного теплоснабжения, где теплоноситель (пар или горячая вода) осуществляет перенос тепла от котельной к потребителям и обратно к источникам.

В теплоснабжении выделяют два основных технологических процесса – транспорт и производство тепла, транспорт – это перенос тепла к соответствующему месту потребления. Подобные процессы происходят в двух различных технических системах. Первый процесс – в котельных, которые выдают тепло, упакованные в теплоносителе или в ТЭЦ.

Теплосети это лучший способ транспортировки теплоносителя от источника к потребителю. Тепловая сеть, как правило, состоит из тепловой магистрали (т.е. трубы большого диаметра, достигающих 1400 мм) и прочих распределительных сетей. На специализированных отводах от магистрали часто устраивают центральные тепловые функции, далее от которых по тепловым сетям вода идет к отапливаемым помещениям и другим жилым зданиям.

В больших городах для повышения надежности строились независимые, так называемые закрытые системы теплоснабжения. В данных системах теплоснабжения тепловая сеть поступает в теплообменник, который установлен в центральном тепловом пункте, где происходит нагревание вторичного теплоносителя (водопроводная воды), циркулирующей в установке потребителя по отдельным самостоятельным трубопроводам.

Отсюда следует, что в независимых системах потребительские установки изолированы от теплосети. В Российской Федерации функционирует примерно около двадцати тысяч Центральных Тепловых пунктов. Бывает, что рядом с огромными жилыми зданиями устраивают частные индивидуальные тепловые пункты, где в теплообменниках происходит процесс нагревания воды для горячего снабжения воды в зданиях.

Именно тепловые сети стали слабейшим звеном в общей системе теплоснабжения, потому что трубы из стали очень подвержены изменениям, в частности коррозии, и данный процесс идет со стойкой закономерностью, на которую, скорее всего, невозможно повлиять. В современное время переходят к эксплуатации труб с полимерным покрытием, в этом есть свои существенные плюсы – их прокладка всегда дешевле и они более долговечны.

В концепции говорится, что прогрессивные технологии дают возможность повыситьстойкость тепловых сетей и экономию транспорта тепла. А самое главное новшество – бескальная прокладка тепловых проводов с изоляцией пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке и со специальной системой контроля увлажнения изоляции.

1. Производство теплоносителя

Принцип работы ТЭЦ похож на работу теплоэлектростанции. ТЭЦ конструктивно устроена как конденсационная электростанция (КЭС). Главное отличие ТЭЦ от КЭС состоит в возможности отбора части тепловой энергии пара, после того, как он выработает электрическую энергию. В зависимости от вида паровой турбины, существуют различные отборы пара, которые позволяют забирать из нее пар с разными параметрами. Турбины ТЭЦ позволяют регулировать количество отбираемого пара. Отобранный пар конденсируется в сетевых подогревателях и передает свою энергию сетевой воде, которая направляется на пиковые водогрейные котельные и тепловые пункты.

Производство тепловой энергии (теплоносителя) в котельных осуществляется в том случае, когда ТЭЦ слишком удалена от микрорайона или её вообще нету в городе. Котельная производит пар или воду в зависимости от типа котла (паровой или водяной).
Полученный в ТЭЦ или котельных теплоноситель по трубопроводу транспортируется в центральные (ЦТП) и индивидуальные тепловые пункты (ИТП) для дальнейшего распределения.

2. Транспортировка теплоносителя

Различают транзитные, магистральные, распределительные и кольцевые трубопроводы. Тепловые сети, которые подводят тепло к промышленным предприятиям, называют промышленными, к жилым и общественным зданиям - коммунальными, к предприятиям и гражданским зданиям - смешанными.

Схемы тепловых сетей в плане могут быть двух видов: радиальные и кольцевые. Радиальная схема теплоснабжения представляет собой тупиковые ответвления ко всем объектам. В случае аварии эти объекты оказываются отключенными. Кольцевая схема теплоснабжения более надежна и бесперебойна в работе. В ней все ветки мелких ответвлений объединены в общий контур. Тепловые сети разных районов города могут быть соединены между собой, чтобы в случае выхода из строя одного источника тепла его мог дублировать другой. Это позволяет бесперебойно снабжать теплом все районы города и одновременно устранять неисправность.

Тепловые сети могут быть однотрубными, двухтрубными и многотрубными. Наиболее распространена двухтрубная система, при которой одна труба - подающая, другая - обратная. В этой системе вода циркулирует по замкнутому кругу: отдав свое тепло потребителю, она возвращается к источнику тепловой энергии.

Однотрубная система подает теплоноситель для отопления и вентиляции, а затем выпускает его в качестве горячего водоснабжения. Вариант наиболее дешевый, но трудно рассчитываемый. Трехтрубная система обеспечивает подачу тепла по двум трубам с разными параметрами теплоносителя, а возврат осуществляется по третьей трубе. В четырехтрубной системе подача тепла на отопление и горячее водоснабжение разделена по двум парам труб. Наиболее применима в настоящее время в населенных пунктах раздельная двухтрубная система теплоснабжения ввиду удобства и экономичности ее использования.

Для горячего водоснабжения используют открытый и закрытый варианты присоединения к тепловым сетям. В открытых сетях горячая вода забирается из общей системы отопления. Качество горячей воды невысокое. В закрытых сетях вода теплосети полностью возвращается к тепловому источнику, нагревая водопроводную воду для горячего водоснабжения в пластинчатых теплообменниках. В этом случае качество горячей воды высокое.

Тепловые сети прокладываются как над, так и под землей. Надземная прокладка дешевле, но часто недопустима по эстетическим соображениям. Подземная прокладка наиболее распространена. Различают канальную и бесканальную прокладки трубопроводов.

Канальная прокладка трубопроводов дороже, но надежнее, так как стенки канала защищают трубы от случайных воздействий, блуждающих токов и т.д. Каналы делают кирпичными и железобетонными. По конструкции они бывают проходные (высотой 2 м), полупроходные (высотой 1,4 м) и непроходные.

Бесканальная прокладка теплопроводов - простой и дешевый способ, поэтому он наиболее распространен, особенно при реконструкции и в малоэтажной застройке. Трубы укладываются прямо в грунт. Этот способ имеет, однако, большие недостатки: коррозия, трудоемкость ремонта, отсутствие периодического надзора. Частично их преодолевают, защищая трубы от внешних воздействий грунта изоляционным материалом, цементной коркой и гидроизоляцией.
При строительстве теплотрасс особое внимание уделяют тепловой и водонепроницаемой изоляциям стыковых соединений трубопроводов. При этом используют специальную сварную муфту, обеспечивающую абсолютно герметичное соединение стыков.

Трассу тепловых сетей в городах прокладывают в отведенных для инженерных сетей технических полосах параллельно красным линиям улиц, дорог и проездов вне проезжей части и полосы зеленых насаждений, иногда допускается расположение теплотрассы под проезжей частью или тротуаром. Теплосети нельзя прокладывать вдоль бровок террас, оврагов и т.п.

Магистральные сети располагаются по главным направлениям от источника тепла и состоят из труб больших диаметров - от 400 до 1200 мм. Разводящие сети имеют диаметр трубопроводов от 100 до 300 мм, а диаметр трубопроводов, ведущих к потребителям,- 50… 150 мм.

Паровые системы теплоснабжения делают одно- и двухтрубными, при этом конденсат возвращается по специальной трубе - конденсатопроводу. Под действием начального давления 0,6… 0,7 МПа, а иногда и 1,3… 1,6 МПа, пар движется со скоростью 30…40 м/с. При выборе способа прокладки теплопроводов главной задачей является обеспечение долговечности, надежности и экономичности решения.

Тепловые сети монтируют из стальных электросварных труб, расположенных на специальных опорах. На трубах устраивают запорную и регулирующую арматуры (задвижки, вентили). Опоры трубопроводов создают горизонтальное незыблемое основание. Интервал между опорами определяют при проектировании.

Опоры тепловых сетей подразделяют на неподвижные и подвижные. Неподвижные опоры фиксируют расположение конкретных мест сетей в определенной позиции, не допускают никаких смещений. Подвижные опоры допускают перемещение трубопровода по горизонтали вследствие температурных деформаций.

3. Распределение теплоносителя

Тепловые пункты различаются по количеству и типу подключенных к ним систем теплопотребления, индивидуальные особенности которых определяют тепловую схему и характеристики оборудования, а также по типу монтажа и особенностям размещения оборудования в помещении ТП.

Различают следующие виды ТП:
- ИТП используется для обслуживания одного потребителя (здания или его части). Как правило, располагается в подвальном или техническом помещении здания, однако, в силу особенностей обслуживаемого здания, может быть размещён в отдельно стоящем сооружении.

ЦТП используется для обслуживания группы потребителей (зданий, промышленных объектов). Чаще располагается в отдельностоящем сооружении, но может быть размещен в подвальном или техническом помещении одного из зданий.

Блочный тепловой пункт (БТП) изготавливается в заводских условиях и поставляется для монтажа в виде готовых блоков. Может состоять из одного или нескольких блоков. Оборудование блоков монтируется очень компактно, как правило, на одной раме. Обычно используется при необходимости экономии места, в стесненных условиях. По характеру и количеству подключенных потребителей БТП может относиться как к ИТП, так и к ЦТП.

ЦТП отличаются от ИТП тем, что они обслуживают несколько абонентов. Располагается ЦТП зачастую в отдельно стоящем строении. ИТП имеем более тонкую регулировку режима отопления, где осуществляется давление горячей и холодной воды, сокращение потерь с утечкой воды в системе горячего водоснабжения, сокращение разводящих трубопроводов и более простой учет энергоресурсов.

К основным задачам теплового пункта относят: преобразование вида теплоносителя; контроль и регулирование параметров теплоносителя; распределение теплоносителя по системам теплопотребления; отключение систем теплопотребления; защита систем теплопотребления от аварийного повышения параметров теплоносителя; учет расходов теплоносителя и тепла; обеспечение бесперебойной подачи горячего водоснабжения и отопления, согласно температурному графику.

В тепловой пункт поступает подогретая до определённой температуры, согласно температурному графику, подготовленная вода (теплоноситель). Теплоноситель подается на пластинчатые теплообменники горячего водоснабжения и пластинчатые теплообменники отопления под определённым давлением. В пластинчатых теплообменниках происходит процесс подогрева воды за счет теплоотдачи. Разница в устройстве пластинчатых теплообменников ГВС (горячего водоснабжения) и теплообменников ЦО (центрального отопления) заключается в том, что в ТО ГВС с одной стороны поступает теплоноситель, а с другой - городская холодная вода, а в ТО Отопления с той же стороны теплоноситель, а с другой - остывшая сетевая вода, пришедшая с дома после обогрева системы. Циркуляционными насосами горячая вода и отопление подается к потребителю.

4. Тепловой учёт теплоносителя

Счётчики тепла устанавливают в тех местах, где это необходимо: ТЭЦ, котельные, ЦТП, ИТП и на тепловом вводе конечного потребителя.

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована в системах теплоснабжения жилых и промышленных предприятий и позволяет повысить эффективность теплопередачи от источника тепла к потребителю за счет снижения потерь тепла в тепловой магистрали. Тепловая магистраль содержит подающий 1 и обратный 2 теплопроводы, поперечное сечение которых представляет собой сегмент круга, при этом теплопроводы установлены плоскими сторонами сегментов друг к другу и соединены между собой. Подающий 1 и обратный 2 теплопроводы установлены между собой без зазора или с продольным зазором 5 образованным установочными элементами 3 в виде бобышек или продольных ребер, при этом подающий 1 и обратный 2 теплопроводы имеют теплоизоляцию, которая выполнена покровным слоем. Подающий 1 и обратный 2 теплопроводы охвачены внешней трубой 4 с образованием кольцевого зазора 6, образованного установочными элементами в виде бобышек или продольных ребер. Продольный зазор 5 между подающим 1 и обратным 2 трубопроводами и кольцевой зазор 6 между подающим 1 и обратным 2 трубопроводами и внешней трубой 4 соединены с вакуумным насосом. Предлагаемая тепловая магистраль позволяет уменьшить потери тепла при его поступлении от источника тепла к потребителю за счет того, что потерянное тепло горячего теплоносителя поступает не в атмосферу, как в традиционных схемах, а используется для нагрева воды в обратном теплопроводе. Это тепло возвращается в источник тепла, в результате чего за счет поступившего дополнительного тепла снижается расход тепловой энергии на нагрев горячей воды, что повышает КПД системы за счет снижения потерь тепла при его передаче потребителю. Кроме того, предлагаемая тепловая магистраль компактна, удобна и надежна в работе.