Системы теплоснабжения и тепловые сети

Для аграрно-промышленного комплекса потребителями тепловой энергии являются: жилые дома; производственные фонды и административные здания; животноводческие комплексы; тепличные хозяйства; зерносушильные комплексы и агрегаты и другие объекты. Особенностью этих объектов является их рассредоточенность по территории, относительно невысокие потребные мощности, а зачастую – удаленность от централизованных систем теплоснабжения и газопроводов. Эти обстоятельства накладывают специфические требования на используемые системы теплоснабжения.

Система теплоснабжения – это совокупность объектов и устройств по выработке, транспортированию и распределению тепловой энергии. Различают местные и централизованные системы теплоснабжения.

Местные системы теплоснабжения – это системы, обеспечивающие теплом одно или два смежных помещения или один объект. Примером может являться печное отопление сельского дома или система отопления жилого дома с автономной котельной. Централизованные системы отопления обеспечивают тепловой энергией от одного источника (котельная, ТЭЦ) многие объекты.

Получаемая в источнике теплоты тепловая энергия доставляется потребителям с помощью теплоносителя. Теплоноситель – это среда, которая переносит теплоту от источника к потребителю. В качестве теплоносителя чаще всего используется вода, водяной пар или воздух. Тепловая мощность q , отдаваемая теплоносителем, определяется как

q =G·C_Т (Т₁ – Т₂); кВт,

где G - массовый расход воды через систему теплопотребления, кг/с;

С_Т - удельная теплоемкость ( для воды С_Т = 4,19 кДж/(кг× ^оС)); для воздуха С_Т=1 кДж/(кг∙К);

Т₁ - температура теплоносителя на входе потребителя теплоты;

Т₂ - температура теплоносителя на выходе потребителя теплоты.

Доставка тепловой энергии от котельных и ТЭЦ к местам ее потребления осуществляется с помощью тепловых сетей. В централизованных системах теплоснабжения в качестве теплоносителя, чаще всего, используется вода. При этом, основным элементом тепловых сетей являются трубопроводы, состоящие из стальных труб, покрытых тепловой изоляцией, из которых сооружаются теплотрассы. В качестве теплоизолирующих материалов используются: минеральная вата, пенобетон, пенополиуретан и другие. Лучшими теплоизоляционными и эксплуатационными свойствами обладает пенополиуретан. Промышленностью освоено производство предварительно изолированных труб (ПИ–трубы), которые уже на заводе покрываются пенополиуретаном и защитным слоем. Применение ПИ-труб обеспечивает потери тепла в теплотрассах не более 5-6%. Срок службы таких труб составляет более 30 лет. В теплотрассах, построенных по старой технологии, потери тепловой энергии для всей республики составляли от 40 до 50 процентов. Срок службы этих теплотрасс не превышал 10 лет.

Прокладка теплотрасс производится над землей (надземные теплотрассы), и под землей (подземные теплотрассы). При подземной прокладке трубы укладывают либо непосредственно в грунт, либо в бетонированных каналах (канальные теплотрассы). ПИ-трубы допускается укладывать просто в грунт. В 2005 году за счет применения ПИ-труб для таплотрасс достигнута экономия ТЭР около 28,4 тыс. т у.т.. В Государственной программе предусмотрена ежегодная замена 190-200км трубопроводов тепловых сетей с применением ПИ-труб. В результате будет обеспечено снижение расхода тепла при транспортировании в объеме 25,5 тыс. Гкал в год и снижение износа этих сетей с 78,2% в 2005 году до 60,3% в 2010г.[24].