Distribucija in transport toplotnega nosilca med odjemalci poteka preko posebnega toplotnega omrežja. Je eden glavnih elementov celotne strukture inženirskih komunikacij. Zanesljivost in kakovost prenosa sta neposredno odvisna od tega, kako deluje. Cevovodi toplotnih omrežij niso edini elementi te strukture. Poleg njih vključuje tudi različne strukture. Sem spadajo zlasti dušilke in črpalne postaje, ogrevalna mesta.
Struktura
Toplotno omrežje, ki temelji na centralizirani shemi oskrbe, je v svoji strukturi razdeljeno na dve ravni: glavno in četrtletno (mikrookrožje). Prvi je sestavljen iz elementov, ki povezujejo vire toplote z lokalnimi (okrožnimi) točkami njene distribucije med končne odjemalce. V večini primerov so to zankasti sistem cevi (premer 500–1400 mm) in inženirskih konstrukcij. Ti elementi se nahajajo po vsem mestu, kar zagotavlja zanesljivost prenosa in sposobnost zadovoljevanja povpraševanja po porabi. Zahvaljujoč ločitvi je delovanje ogrevalnih omrežij močno olajšano. Tako se ustvarijo različne shemekontrole, ki povečujejo zanesljivost dela in povečujejo kakovost oskrbe. Načrtovanje in polaganje ogrevalnih omrežij glavnega tipa se izvajata ob upoštevanju možnih okvar pri delovanju katerega koli podvodnega elementa. V zvezi s tem se ustvarijo varnostne povezave. Povezani so z viri toplote. S tem pristopom se ustvari enoten sistem upravljanja. Sposoben je neprekinjeno zagotavljati deklarirane kazalnike toplotnih in hidravličnih načinov. Hkrati se delo izvaja, tudi če eden od njegovih elementov (napajalni vir, ena od vej glavne proge) odpove. Porazdelitev hladilne tekočine v takih pogojih je boljša, izgube zaradi prenosa se zmanjšajo in opazimo prihranke goriva.
Upravljanje
Pravila toplotnih omrežij predvidevajo prisotnost posebnih elementov, s pomočjo katerih se nadzoruje struktura. Sem spadajo zlasti zaklepni mehanizmi - ventili. Z njihovo pomočjo je splošno ogrevalno omrežje razdeljeno na ločene odseke. Vpliv na ventile vam omogoča, da vklopite (izklopite) majhne odseke avtoceste, pa tudi črpalne in dušilne postaje, ki se nahajajo na njih. Večina sodobnih naprav je opremljena z električnim pogonom. Postavljeni so v povprečju na vsake 1-3 km avtoceste. Splošno upravljanje omrežij vključuje nadzor načina delovanja in stanja konstrukcijskih elementov, preprečevanje možnih okvar. Za zaščito pred vodnim udarom je na lokalnih točkah nameščena posebna razbremenilna naprava.
Četrtletno ogrevalno omrežje. Lastnosti
Te strukture so razvejani slepi sistemi. Povezani so z ogrevalnimi točkami. Upravljanje poteka tako v ročnem kot v načinu brez povezave. Takšna konstrukcija ima premer do 400 mm, zato se prekinitve oskrbe odjemalcev s toplotno energijo zaradi okvare takšnega omrežja štejejo za sprejemljive. Vendar pa zaradi splošne zasnove oskrbovalnih shem le majhen del končnih uporabnikov trpi zaradi okvare. Popravilo ogrevalnih omrežij v tem primeru ne traja veliko časa. Točke, skozi katere medij vstopa v sistem, so avtomatizirane. To vam omogoča prihranek pri porabi toplotne energije.
Povezava s hrbtenico
Distribucijska omrežja so povezana v splošni sistem z mešalniki ali črpalkami (mešalno-krožne), redkeje preko grelnikov vode. Uporaba slednjega naredi sistem bolj prilagodljiv in zanesljiv. To je mogoče zaradi ločitve hidravličnega režima glavnega in distribucijskega sistema. Nosilec, ki vstopa v splošna omrežja iz različnih virov, ima lahko različne temperature, ki presegajo tisto, ki je že v cevovodu. Oskrbovalni sistemi, opremljeni s črpalkami, izključujejo hidravlično izolacijo vodov iz distribucijskih tokokrogov. Posledično postane upravljanje ustreznega načina v sili bolj zapleteno. V tem primeru je mogoče samostojno vzdrževati s pomočjo črpalke v distribucijskih omrežjih krožnih intemperaturni pogoji, ki se bodo razlikovali od glavnih.
Dvostopenjski pogled na sistem
Shema velike strukture toplotnega omrežja ima dvonivojski pogled. Na vrhu je obvoznica. Od njega odhajajo podružnice do ogrevalnih mest regij. Povezava uporablja običajno metodo. V primeru okvare odseka magistrale, na katerega je priključeno ogrevalno mesto, so končni porabniki prikrajšani za toplotno energijo. Uporabniki so povezani z okrožno točko prek lokalnih sistemov - to je nižja raven.
Rezervacija strežbe
Hladilno sredstvo se napaja v glavno omrežje iz termoelektrarne in okrajne kotlovnice. V tem primeru je možno izvesti postopek rezervacije dobave v primeru okvare ene od mest za ogrevanje medijev. To se naredi z namestitvijo povezovalnega mostička na dovodni in povratni vod. Kombinacija teh elementov tvori enotno obročno ogrevalno omrežje. Projektirani premer prevodnih elementov sistemov je izračunan tako, da se zagotovi prepustnost zahtevanega nosilca tudi v izrednih razmerah. V pogojih stabilnega neprekinjenega delovanja se hladilna tekočina premika po vseh toplotnih cevovodih omrežja. V tem primeru uporaba skakalcev izgubi svoj pomen. Za učinkovitejšo uporabo skakalcev in zmanjšanje stroškov ogrevanja hladilne tekočine se uporablja metoda "razobremenjene rezerve". V tem primeru pride do popolnega prekrivanja skakalcev. Skakalci se vklopijo samo v primeru okvare toplotnih elementov.omrežje.
Toplovodi omrežij
Gibanje nosilca poteka vzdolž teh elementov, v obliki katerih se pojavi voda. Toplotni cevovodi so nameščeni na nadzemne in podzemne metode. V prvem primeru ima tesnilo številne pomembne prednosti: podaljšano življenjsko dobo, enostavno spremljanje stanja sistema in lažji dostop za odpravljanje težav. Vendar pa je postavitev nadzemnega toplovoda v sodobnih mestih zaradi arhitekturnih omejitev praktično nemogoča. V teh pogojih je večina sistemov pod zemljo. Za namestitev takšnih cevovodov izbruhnejo posebni kanali.
Uporaba sistema
Pred delovnim zagonom se izvedejo termični testi ogrevalnih omrežij. Vgrajeni elementi so napolnjeni s toplo vodo različnih temperatur. Tekočina se nato v svoji življenjski dobi večkrat izprazni. Zaradi vseh notranjih vplivov se stene cevi spremenijo, izhod iz te situacije je namestitev kompenzatorjev v cevovodih. Oba konca odseka sta trdno pritrjena na nosilce. Na sredini je nameščen kompenzator. Poleg tega so cevovodi fiksno pritrjeni v bližini toplotnih izmenjevalnikov, črpalk. To se naredi za razbremenitev obremenitve zaradi toplotne deformacije. Nosilci so nameščeni v kanalih ali posebnih komorah. V kanalih je cevovod položen na premične nosilce. Za stalno spremljanje stanja sistemov se gradijo posebne podzemne komore. V njih so nameščeni različni ventili, odtočni ventili, zračne pipe inkompenzatorji. V nekaterih primerih (na primer s premerom vodovodne cevi več kot 500 mm) so nad komorami postavljeni talni paviljoni za testiranje ogrevalnih omrežij in udobnejše vzdrževanje. Postavitev točk in črpališč poteka v posebej opremljenih zgradbah.
Izbira optimalne možnosti za ogrevalna omrežja
Trenutno obstaja ogromno shem ogrevalnih omrežij in načinov njihovega polaganja. Zato se v fazi načrtovanja upošteva več možnosti. Če primerjamo vse možne pogoje, naredimo tehnične in ekonomske izračune, izberemo najcenejšo možnost z najboljšimi lastnostmi. Po teh izračunih se določi premer uporabljenih elementov, izolacijski materiali in njihova debelina, moč vgrajenih črpalk. Poleg tega se zadržijo stroški za gradnjo in vzdrževanje toplovoda, za toplotne izgube pri prenosu od vira do odjemalca.
ruski ogrevalni sistemi
Večina trenutno delujočih ogrevalnih omrežij v Rusiji je bila zgrajena že v ZSSR, po razpadu katere so se sredstva za premestitev in obnovo obstoječih toplovodov močno zmanjšala. Načrtovani pregledi stanja sistemov in njihove redne zamenjave so prenehali, tudi nadzor s strani države je začel slabiti.
Splošno stanje s toplotnimi omrežji v državi se je začelo močno poslabševati. V razmerah znatnih prihrankov so se zahteve po kakovosti elementov začele zmanjševati,uporablja pri premestitvi obstoječih sistemov. Prihranki so privedli do znižanja stroškov dela, kar je vplivalo na njihovo končno kakovost. Sistemi, zgrajeni v teh letih, so imeli nizko življenjsko dobo in so zahtevali ponovno zamenjavo po 5-7 letih. Vse to je povzročilo močno povečanje števila okvar, kar je povzročilo povečanje zmogljivosti služb za nujne primere. Toplotne izgube med prenosom nosilca so ocenjene na 20-50% celotne proizvodnje v ogrevalnem obdobju in od 30 do 70% - poleti. Te številke so nekajkrat višje od normativov, sprejetih v razvitih državah Evrope.
