Dystrybucja i transport chłodziwa między odbiorcami odbywa się za pośrednictwem specjalnej sieci grzewczej. Jest to jeden z głównych elementów całej struktury komunikacji inżynierskiej. Niezawodność i jakość transmisji zależy bezpośrednio od jej działania. Rurociągi sieci grzewczych nie są jedynymi elementami tej struktury. Oprócz nich obejmuje również różne struktury. Obejmują one w szczególności przepustnice i przepompownie, punkty cieplne.
Struktura
Sieć ciepłownicza, oparta na scentralizowanym schemacie dostaw, jest podzielona na dwa poziomy w swojej strukturze: główną i dzielnicę (mikrospołeczność). Pierwszy składa się z elementów łączących źródła ciepła z lokalnymi (okręgowymi) punktami jego dystrybucji wśród odbiorców końcowych. W większości przypadków są to zapętlony system rur (średnica 500–1400 mm) i konstrukcji inżynierskich. Elementy te znajdują się w całym mieście, co zapewnia niezawodną transmisję i zdolność do zaspokojenia popytu na konsumpcję. Dzięki separacji obsługa sieci ciepłowniczych jest znacznie ułatwiona. W ten sposób tworzone są różne schematy kontroli, które zwiększają niezawodność pracy i podnoszą jakość dostaw. Projektowanie i układanie sieci grzewczych głównego typu odbywa się z uwzględnieniem możliwych awarii w działaniu dowolnego elementu podwodnego. W związku z tym tworzone są łącza zapasowe. Łączą się ze źródłami ciepła. Dzięki takiemu podejściu powstaje zunifikowany system zarządzania. Jest w stanie nieprzerwanie dostarczać deklarowane wskaźniki trybów termicznych i hydraulicznych. Jednocześnie praca jest wykonywana, nawet jeśli jeden z jej elementów (zasilający źródło, jedna z głównych gałęzi) zawiedzie. Dystrybucja chłodziwa w takich warunkach zachodzi bardziej wydajnie, straty wynikające z przenoszenia są zmniejszone, obserwuje się oszczędność paliwa.
Zarządzanie
Reguły sieci grzewczych przewidują obecność specjalnych elementów, za pomocą których kontrolowana jest konstrukcja. Obejmują one w szczególności mechanizmy blokujące - zatrzaski. Z ich pomocą cała sieć grzewcza jest podzielona na osobne sekcje. Wpływ na zawory pozwala włączyć (wyłączyć) małe odcinki linii, a także znajdujące się na nich stacje pomp i przepustnic. Większość nowoczesnych urządzeń jest wyposażona w napęd elektryczny. Znajdują się one średnio co 1-3 km autostrady. Ogólne zarządzanie siecią obejmuje monitorowanie trybu pracy i stanu elementów konstrukcyjnych, zapobiegając możliwym awariom. W celu ochrony przed uderzeniem wodnym w lokalnych punktach instalowane jest specjalne urządzenie wyładowcze.
Kwartalna sieć grzewcza. Funkcje
Struktury te są rozgałęzionymi systemami ślepymi zaułkami. Są podłączone do punktów grzewczych. Zarządzanie odbywa się zarówno w trybie ręcznym, jak i offline. Taka konstrukcja ma średnicę do 400 mm, w związku z tym przerwy w dostawie energii cieplnej do odbiorców w wyniku awarii takiej sieci są uważane za dopuszczalne. Jednak w wyniku ogólnego rozmieszczenia obwodów zasilania w przypadku awarii tylko niewielka część użytkowników końcowych cierpi. Naprawa sieci grzewczych w tym przypadku nie zajmuje dużo czasu. Elementy, przez które medium wchodzi do systemu, są zautomatyzowane. Pozwala to uzyskać oszczędności w zużyciu energii cieplnej.
Połączenie z autostradą
Sieci dystrybucyjne są połączone ze wspólnym systemem za pomocą mieszaczy lub pomp (mieszających i kołowych), rzadziej za pomocą podgrzewaczy wody. Zastosowanie tego drugiego sprawia, że system jest bardziej elastyczny i niezawodny. Jest to możliwe dzięki oddzieleniu trybów hydraulicznych systemu głównego i systemu dystrybucji. Nośnik wchodzący do wspólnych sieci z różnych źródeł może mieć różne temperatury, przekraczające tę, która jest już w rurociągu. Systemy zasilania wyposażone w pompy wykluczają hydrauliczną izolację sieci od obwodów rozdzielczych. W rezultacie zarządzanie odpowiednim trybem awaryjnym jest skomplikowane. W takim przypadku staje się możliwe samodzielne utrzymanie pompy w sieciach dystrybucyjnych w warunkach obiegu i temperatury, które będą się różnić od głównych.
Dwupoziomowy widok systemu
Schemat dużej struktury sieci ciepłowniczej ma dwupoziomowy widok. Na szczycie jest obwodnica autostrady. Odchodzą od niego rozgałęzienia do punktów grzewczych regionów. W załączniku stosowana jest zwykła metoda. W przypadku awarii odcinka głównego, do którego podłączony jest punkt cieplny, użytkownicy końcowi tracą energię cieplną. Użytkownicy są podłączeni do punktu dzielnicy za pomocą systemów lokalnych - jest to niższy poziom.
Rezerwacja pasz
Nośnik ciepła wchodzi do głównej sieci z elektrociepłowni i kotłowni. W takim przypadku możliwe jest przeprowadzenie procesu rezerwowej rezerwacji w przypadku awarii jednego z punktów ogrzewania nośnika. Odbywa się to poprzez zainstalowanie zworki na linii zasilającej i powrotnej. Połączenie tych elementów tworzy pojedynczą pierścieniową sieć cieplną. Przewidywana średnica elementów przewodzących systemy jest obliczana w taki sposób, aby zapewnić przepustowość wymaganego medium nawet w sytuacjach awaryjnych. W warunkach stabilnej nieprzerwanej pracy chłodziwo przepływa przez wszystkie rury cieplne sieci. W takim przypadku użycie zworek traci swoje znaczenie. W celu bardziej wydajnego wykorzystania zworek i niższych kosztów ogrzewania płynu chłodzącego stosuje się metodę „nieobciążonej rezerwy”. W tym przypadku zworki całkowicie się pokrywają. Zworki są włączane tylko wtedy, gdy elementy sieci grzewczej są zepsute.
Sieci ciepłownicze
Na tych elementach porusza się nośnik, w postaci którego działa woda. Rury cieplne są instalowane nad ziemią i pod ziemią. W pierwszym przypadku uszczelka ma wiele istotnych zalet: zwiększoną żywotność, łatwe monitorowanie stanu systemu i łatwiejszy dostęp do rozwiązywania problemów. Jednak instalacja podwyższonej rury cieplnej we współczesnych miastach jest prawie niemożliwa ze względu na ograniczenia architektoniczne. W tych warunkach większość systemów znajduje się pod ziemią. Aby zainstalować takie rurociągi, wybuchają specjalne kanały.
Korzystanie z systemu
Przed rozpoczęciem pracy przeprowadzane są testy termiczne sieci grzewczych. Zainstalowane elementy są napełniane gorącą wodą o różnych temperaturach. Następnie ciecz kilkakrotnie spływa przez cały okres użytkowania. W wyniku wszystkich wpływów wewnętrznych zmieniają się ściany rur; wyjściem z tej sytuacji jest instalacja kompensatorów w rurociągach. Dwa końce działki są trwale zamontowane na podporach. W środku zainstalowany jest kompensator. Ponadto rurociągi są trwale zamocowane w pobliżu wymienników ciepła, pomp. Odbywa się to w celu zmniejszenia obciążenia spowodowanego deformacją termiczną. Podpory są umieszczone w kanałach lub specjalnych komorach. W kanałach rurociąg układany jest na ruchomych podporach. W celu ciągłego monitorowania stanu systemów budowane są specjalne podziemne komory. Umieszczają różne zawory, zawory spustowe, zawory powietrzne i kompensatory. W niektórych przypadkach (na przykład o średnicy zasilania wodą większej niż 500 mm) nad kamerami wznoszone są pawilony naziemne w celu przetestowania sieci grzewczych i zapewnienia wygodniejszej obsługi. Umieszczenie punktów i przepompowni odbywa się w specjalnie wyposażonych budynkach.
Wybór najlepszej opcji dla sieci grzewczych
Obecnie istnieje ogromna liczba schematów sieci ciepłowniczych i sposobów ich układania. Dlatego na etapie projektowania rozważanych jest kilka opcji. Porównując wszystkie możliwe warunki, przeprowadzają obliczenia techniczne i ekonomiczne, wybiera się najmniej kosztowną opcję o najlepszych cechach. Zgodnie z tymi obliczeniami określa się średnicę zastosowanych elementów, materiały izolacyjne i ich grubość, moc zainstalowanych pomp. Ponadto utrzymywany jest koszt budowy i utrzymania rury cieplnej oraz straty ciepła podczas transmisji ze źródła do odbiorcy.
