323

4.5 Системы теплоснабжения

Система теплоснабжения — это система обеспечения теплом зданий и сооружений, предназначенная для обеспечения теплового комфорта находящихся в них людей или возможности выполнения технологических норм.

Тепловая сеть – это совокупность устройств (включая центральные тепловые пункты, насосные станции), предназначенных для передачи тепловой энергии, теплоносителя от источников тепловой энергии до теплопотребляющих установок.

Потребителями тепла системы теплоснабжения являются:

~теплоиспользующие санитарно-технические системы зданий (системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, горячего водоснабжения);

~технологические установки.

4.5.1Классификация систем теплоснабжения, тепловых сетей и потребителей тепла.

Выделяют несколько классификаций систем теплоснабжения. По месту выработки теплоты системы теплоснабжения делятся на:

~централизованные (система централизованного теплоснаб-

жения) – система, состоящая из одного или нескольких источников теплоты, тепловых сетей и потребителей теплоты – источник производства тепловой энергии работает на теплоснабжение группы зданий;

~местные – потребитель и источник теплоснабжения находятся в одном помещении или в непосредственной близости – источник

обслуживает одно здание или его часть.

По роду теплоносителя в системе на: водяные; паровые.

По способу подключения системы отопления к системе теплоснабжения:

~зависимые – теплоноситель, нагреваемый в теплогенераторе и транспортируемый по тепловым сетям, поступает непосредственно в теплопотребляющие приборы;

51

~независимые – теплоноситель, циркулирующий по тепловым сетям, в теплообменнике нагревает теплоноситель, циркулирующий в системе отопления.

~закрытая – вода на горячее водоснабжение забирается из водопровода и нагревается в теплообменнике сетевой водой;

~открытая – вода на горячее водоснабжение забирается непосредственно из тепловой сети.

Тепловые сети подразделяются на:

~магистральные;

~распределительные;

~квартальные;

~подводящие.

Потребители тепла классифицируются по нескольким показателям. По режиму потребления тепла в течение года различают следующие

группы потребителей:

~сезонные – нуждающиеся в тепле только в холодный период года (например, системы отопления);

~круглогодичные – нуждающиеся в тепле весь год (системы горячего водоснабжения).

Взависимости от соотношения и режимов отдельных видов теплопотребления различают три характерные группы потребителей:

~жилые здания – характерны сезонные расходы тепла на отопление и вентиляцию и круглогодичный расход тепла на горячее водоснабжение;

~общественные здания – сезонные расходы тепла на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха;

~промышленные здания и сооружения, в том числе сельскохо-

зяйственные комплексы – все виды теплопотребления, количественное отношение между которыми определяется видом производства.

По надежности теплоснабжения потребители делятся на три категории:

1)потребители, не допускающие перерывов в подаче расчетного количества теплоты и снижения температуры воздуха в помещениях ниже предусмотренных. Например, больницы, родильные

52

дома, детские дошкольные учреждения с круглосуточным пребыванием детей, картинные галереи, химические и специальные производства, шахты и т.п.;

2)потребители, допускающие снижение температуры в отапливаемых помещениях на период ликвидации аварии, но не более 54 ч (жилые и общественные здания до 12 °С; промышленные здания до 8 °С);

3)остальные потребители.

4.5.2 Схемы теплоснабжения и тепловых сетей

Выбор системы теплоснабжения объекта производится на основании утвержденной в установленном порядке Схемы теплоснабжения – документа, содержащего материалы по обоснованию эффективного и безопасного функционирования системы теплоснабжения, еѐ развития с учетом правового регулирования в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности.

Принятая схема теплоснабжения должна обеспечивать:

~безопасность и надежность теплоснабжения потребителей;

~энергетическую эффективность теплоснабжения и потребления тепловой энергии;

~нормативный уровень надежности, определяемый тремя критериями: вероятностью безотказной работы, готовностью (качеством) теплоснабжения и живучестью;

~требования экологии;

~безопасность эксплуатации.

Схемой в составе системы центрального теплоснабжения должны предусматриваться:

1)аварийно-восстановительные службы, численность персонала и техническая оснащенность которых должны обеспечивать полное восстановление теплоснабжения при отказах на тепловых сетях в определенные сроки;

2)собственные ремонтно-эксплуатационные базы;

3)механические мастерские;

4)единые ремонтно-эксплуатационные.

Схемы тепловых сетей могут быть кольцевыми и тупиковыми, ре-

зервированными и нерезервированными.

53

При проектировании новых и реконструкции действующих систем центрального теплоснабжения, а также при разработке мероприятий по повышению эксплуатационной готовности и безотказности работы всех звеньев системы обязателен расчет гидравлических режимов.

Для магистральных водяных тепловых сетей следует предусматривать следующие гидравлические режимы:

~расчетный – по расчетным расходам сетевой воды в отопительный период;

~летний – при максимальной нагрузке горячего водоснабжения в неотопительный период;

~статический – при отсутствии циркуляции теплоносителя в тепловой сети;

~аварийный.

Для открытых систем теплоснабжения:

~зимний – при максимальном отборе воды на горячее водоснабжение из обратного трубопровода;

~переходный – при максимальном отборе воды на горячее

водоснабжение из подающего трубопровода.

Для распределительных тепловых сетей следует предусматривать расчетный режим – по расчетным расходам теплоносителя в отопительный период.

Результаты гидравлического расчета являются исходными данными для выбора насосного оборудования, мест установки узлов рассечек, диаметров трубопроводов и других элементов системы центрального теплоснабжения.

4.5.3 Трассы и способы прокладки тепловых сетей

Для тепловых сетей в зависимости от территории их прохождения предусматриваются следующие способы прокладки:

~подземная прокладка (бесканальная, в каналах или в тоннелях (коллекторах) совместно с другими инженерными сетями) – на территории населенных пунктов;

~надземная прокладка – на территории населенных пунктов при соответствующем обосновании, кроме территорий детских и лечебных учреждений;

54

~ надземная прокладка на низких опорах - по территории, не подлежащей застройке вне населенных пунктов.

Байпасные трубопроводы тепловых сетей (обводные трубопроводы запорной арматуры с уменьшенным диаметром), используемые при реконструкции и капитальном ремонте, прокладываются, как правило, наземно.

Прокладка тепловых сетей по насыпям автомобильных дорог общего пользования I, II и III категорий не допускается.

Подземную прокладку тепловых сетей допускается предусматривать в каналах и тоннелях совместно с перечисленными ниже инженерными сетями:

~водопроводами;

~трубопроводами сжатого воздуха;

~контрольными кабелями, предназначенными для обслуживания тепловых сетей;

~кабелями связи;

~силовыми кабелями напряжением до 10 кВ;

~трубопроводами напорной канализации;

~холодопроводами.

Прокладка трубопроводов тепловых сетей должна предусматриваться в одном ряду или над другими инженерными сетями.

Прокладка тепловых сетей при пересечении железных дорог общей сети, а также рек, оврагов, открытых водостоков должна предусматриваться, как правило, надземной. При этом допускается использовать постоянные автодорожные и железнодорожные мосты.

Тепловые сети, независимо от способа прокладки и системы теплоснабжения, не должны проходить по территории кладбищ, свалок, скотомогильников, мест захоронения радиоактивных отходов, полей орошения, полей фильтрации и других участков, представляющих опасность химического, биологического и радиоактивного загрязнения теплоносителя.

4.5.4 Энергоэффективность тепловых сетей

Энергоэффективность тепловых сетей характеризуется отношени-

ем тепловой энергии, полученной всеми потребителями к тепловой энергии, выданной от источника.

Энергоэффективность характеризуется следующими показателями:

55

~потери и затраты теплоносителя в процессе передачи и распределения тепловой энергии;

~потери тепловой энергии, обусловленные потерями теплоносителя;

~потери тепловой энергии теплопередачей через изоляционные конструкции трубопроводов тепловых сетей;

~объем подпитки тепловых сетей;

~расход тепловой энергии (тепловой поток) в тепловой сети;

~температура теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети на источнике тепла;

~температура теплоносителя в обратном трубопроводе тепловой сети на источнике тепла;

~расход теплоносителя в подающем трубопроводе тепловой сети;

~затраты электроэнергии на передачу тепловой энергии, включая затраты насосными группами источников теплоснабжения;

~удельные затраты электроэнергии на передачу тепловой энергии, включая затраты насосными группами источников теплоснабже-

ния.

Энергоэффективность тепловых сетей следует обеспечивать за счет реализации следующих мероприятий:

~оптимизации гидравлических режимов;

~оптимизации диаметров тепловых сетей;

~оптимизации температуры теплоносителя;

~гидравлической балансировки теплосетей;

~применение изоляции трубопроводов с низким коэффициентом теплопроводности;

~применение в качестве запорной арматуры шаровых кранов;

~защита трубопроводов от отложений, внутренней и наружной коррозии;

~применение конструкций тепловой изоляции исключающей еѐ деформацию и сползание теплоизоляционного слоя в процессе эксплуатации.

При проектировании тепловых сетей срок службы трубопроводов необходимо принимать не менее 30 лет.

56

4.5.5Вопросы и литература для подготовки к семинарам

1)Понятие системы теплоснабжения, классификация;

2)Понятие тепловых сетей, классификация;

3)Потребители тепла. Понятие и классификация;

4)Схема теплоснабжения;

5)Теплоносители и их параметры;

6)Гидравлические режимы системы теплоснабжения;

7)Основные требования к прокладке тепловых сетей;

8)Тепловые пункты;

9)Дополнительные требования к проектированию тепловых сетей в особых природных и климатических условиях строительства;

10)Энергоэффективность тепловых сетей;

Рекомендуемая литература:

1)СП 42.13330.2011 Свод правил «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений»;

2)СП 124.13330.2012 Свод правил «Тепловые сети»

57

5Практическое задание «Построение продольного профиля улицы»

В процессе изучения темы «Вертикальная планировка» студенты выполняют расчеты, связанные с проектированием уличной сети.

Цель работы – провести вертикальную планировку элемента дорожной сети (городской улицы, проезда, пешеходной дорожки и т.д.) методом проектных профилей. Для выполнения работы студенту выдаѐтся планово картографический материал (масштаб 1:2000), отражающий рельеф территории с сечением горизонталями через 0,5 м, проект планировки и застройки населенного пункта.

Задания:

1)Разбить проектируемую улицу на пикеты.

2)Определить существующие (черные) отметки рельефа по пикетам и в характерных точках (на перекрестках). Результаты расчетов вносятся в ведомость черных отметок (таблица 4).

Отметки искомых точек определяем по формуле:

где: HB – отметка нижележащей горизонтали; HA– отметка вышележащей горизонтали;

l – расстояние от нижележащей горизонтали до искомой точки; L - расстояние между горизонталями.

Например: HB =132м, HA=132,5м, l =12мм, L =29мм.

HX=132+(132,5-132)*12/29=132,21м

Таблица 4 - Ведомость черных отметок

58

3)Построить профиль существующего рельефа, соблюдая следующие масштабы: горизонтальный - 1:1000, вертикальный - 1:100.

Рисунок 4 - Пример оформления бокового заголовка профиля.

4)Построить проектную линию дороги исходя из заданной проектной отметки Н1. Предельный уклон определяется в соответствии с категорией улицы. Проектная отметка Н2 определяется по формуле:

где: H2 – отметка конечной точки проектной линии; H1 – отметка начальной точки проектной линии;

L – горизонтальное проложение между начальной и конечной точками проектной линии;

i – проектный уклон улицы.

5)Определить проектные отметки для каждого пикета по проектному профилю;

6)Рассчитать рабочие отметки с учетом знака и подписать над или под проектной прямой в зависимости от знака;

7)Определить положение точки нулевых работ. Обозначить ее на профиле в графах «расстояния», «пикеты», «проектные отметки» и «отметки местности по трассе улицы»;

8)Определить объемы земляных работ, заполнив таблицу 5;

59

m – коэффициент заложения откосов*; L – длина участка.

Таблица 5 - Ведомость вычисления объемов земляных работ

*- значения зависят от категории улицы.

9)Сделать вывод о балансе земляных работ и рациональности проектного решения.

60