La distribució i el transport del transportador de calor entre consumidors es realitza mitjançant una xarxa de calor especial. És un dels elements principals de tota l'estructura de les comunicacions d'enginyeria. La fiabilitat i la qualitat de la transmissió depenen directament de com funciona. Les canonades de les xarxes de calor no són els únics elements d'aquesta estructura. A més d'ells, també inclou diverses estructures. Aquests inclouen, en particular, estacions d'acceleració i bombament, punts de calefacció.
Estructura
La xarxa de calor, basada en un esquema de subministrament centralitzat, es divideix en dos nivells en la seva estructura: principal i trimestral (microdistricte). El primer consisteix en elements que connecten les fonts de calor amb els punts locals (de districte) de la seva distribució entre els consumidors finals. En la majoria dels casos, són un sistema en bucle de canonades (diàmetre 500-1400 mm) i estructures d'enginyeria. Aquests elements estan situats a tota la ciutat, la qual cosa garanteix la fiabilitat de la transmissió i la capacitat de cobrir la demanda de consum. Gràcies a la separació, es facilita molt el funcionament de les xarxes de calefacció. Així, es creen diferents esquemescontrols que augmenten la fiabilitat del treball i incrementen la qualitat del subministrament. El disseny i la col·locació de xarxes de calefacció del tipus principal es duen a terme tenint en compte possibles errors en el funcionament de qualsevol element submarí. En aquest sentit, es creen enllaços de còpia de seguretat. Estan connectats a fonts de calor. Amb aquest enfocament, es crea un sistema de gestió unificat. És capaç de proporcionar ininterrompudament els indicadors declarats dels modes tèrmics i hidràulics. Al mateix temps, es treballa encara que un dels seus elements (font subministrador, un dels ramals de la línia principal) falli. La distribució del refrigerant en aquestes condicions és millor, es redueixen les pèrdues per transmissió i s'observa un estalvi de combustible.
Gestió
Les regles de les xarxes de calor preveuen la presència d'elements especials amb l'ajuda dels quals es controla l'estructura. Aquests inclouen, en particular, mecanismes de bloqueig: vàlvules. Amb la seva ajuda, la xarxa de calefacció general es divideix en seccions separades. L'impacte sobre les vàlvules us permet encendre (apagar) petites seccions de l'autopista, així com les estacions de bombeig i acceleració situades en elles. La majoria dels dispositius moderns estan equipats amb un accionament elèctric. Es col·loquen de mitjana cada 1-3 km de la carretera. La gestió general de les xarxes inclou el control de la manera de funcionament i l'estat dels elements estructurals, la prevenció de possibles avaries. Per protegir-se dels cops d'ariete, s'instal·la un dispositiu especial d'alleujament als punts locals.
Quarter de xarxa de calefacció. Funcions
Aquestes estructures són sistemes ramificats sense sortida. Estan connectats a punts de calefacció. La gestió es produeix tant en modes manual com fora de línia. Aquesta estructura té un diàmetre de fins a 400 mm; per tant, es consideren acceptables les interrupcions en el subministrament d'energia tèrmica dels consumidors com a conseqüència d'una avaria en aquesta xarxa. No obstant això, com a conseqüència del disseny general dels esquemes de subministrament, només una petita part dels usuaris finals pateixen en cas de mal funcionament. La reparació de les xarxes de calefacció en aquest cas no requereix gaire temps. Els punts per on els mitjans entren al sistema estan automatitzats. Això us permet estalviar en el consum d'energia tèrmica.
Connexió a la columna vertebral
Les xarxes de distribució es connecten al sistema general mitjançant mescladors o bombes (mescla circular), menys sovint mitjançant escalfadors d'aigua. L'ús d'aquest últim fa que el sistema sigui més flexible i fiable. Això és possible gràcies a la separació dels règims hidràulics dels sistemes principal i de distribució. El transportista que entra a les xarxes generals des de diferents fonts pot tenir temperatures diferents, superant la que ja hi ha en la canonada. Els sistemes de subministrament equipats amb bombes exclouen l'aïllament hidràulic de les línies dels circuits de distribució. Com a conseqüència, la gestió del mode d'emergència corresponent es complica. En aquest cas, es fa possible mantenir de manera independent amb l'ajuda d'una bomba a les xarxes de distribució de circular icondicions de temperatura, que diferiran de les principals.
Vista de dos nivells del sistema
L'esquema de la gran estructura de la xarxa de calor té una visió de dos nivells. A la part superior hi ha la carretera de circumval·lació. Des d'ell surten branques cap als punts de calefacció de les regions. La connexió utilitza el mètode normal. En cas d'avaria de la secció de la xarxa principal a la qual està connectat el punt de calefacció, els consumidors finals es veuen privats d'energia tèrmica. Els usuaris estan connectats al punt del districte mitjançant sistemes locals: aquest és el nivell inferior.
Reserva de servei
El refrigerant es subministra a la xarxa principal des de la central tèrmica i la caldereria del districte. En aquest cas, és possible realitzar el procés de reserva del subministrament en cas d'avaria d'un dels punts de calefacció dels mitjans. Això es fa instal·lant un pont de connexió a les línies de subministrament i retorn. La combinació d'aquests elements forma una xarxa de calefacció d'anell únic. El diàmetre dissenyat dels elements conductors dels sistemes es calcula de manera que es garanteix el rendiment del transportista requerit fins i tot en situacions d'emergència. En condicions de funcionament estable i ininterromput, el refrigerant es mou a través de totes les canonades de calor de la xarxa. En aquest cas, l'ús de jumpers perd el seu sentit. Per a un ús més eficient dels ponts i una reducció del cost d'escalfament del refrigerant, s'utilitza el mètode de "reserva sense càrrega". En aquest cas, hi ha una superposició completa dels ponts. Els ponts s'encenen només en cas de fallada dels elements tèrmics.xarxa.
Conductes de calor de les xarxes
El moviment del portador es realitza al llarg d'aquests elements, en forma dels quals apareix l'aigua. Les canonades de calor s'instal·len mitjançant mètodes sobre terra i subterranis. En el primer cas, la junta té una sèrie d'avantatges significatius: una vida útil més llarga, un seguiment fàcil de l'estat del sistema i un accés més fàcil per a la resolució de problemes. No obstant això, la instal·lació d'una canonada de calor sobre el sòl a les ciutats modernes és pràcticament impossible a causa de les restriccions arquitectòniques. En aquestes condicions, la majoria dels sistemes són subterranis. Per instal·lar aquestes canonades, s'obren canals especials.
Ús del sistema
Abans de la posada en marxa de treball, es realitzen proves tèrmiques de les xarxes de calefacció. Els elements instal·lats s'omplen amb aigua calenta de diferents temperatures. Posteriorment, el fluid es drena repetidament durant la seva vida útil. Com a resultat de totes les influències internes, les parets de la canonada canvien, la manera de sortir d'aquesta situació és la instal·lació de compensadors a les canonades. Els dos extrems de la secció es fixen fixament als suports. S'instal·la un compensador al mig. A més, les canonades es fixen de manera fixa a prop d'intercanviadors de calor, bombes. Això es fa per alleujar la càrrega exercida per la deformació tèrmica. Els suports es col·loquen en canals o cambres especials. Als canals, la canonada es col·loca sobre suports mòbils. Per tal de controlar constantment l'estat dels sistemes, s'estan construint cambres subterrànies especials. S'allotgen diverses vàlvules, vàlvules de drenatge, vàlvules d'aire icompensadors. En alguns casos (per exemple, amb un diàmetre de canonada d'aigua de més de 500 mm), s'aixequen pavellons de terra per sobre de les cambres per provar les xarxes de calefacció i un manteniment més còmode. La col·locació de punts i estacions de bombeig es fa en edificis especialment equipats.
Elecció de l'opció òptima per a les xarxes de calefacció
Actualment, hi ha una gran quantitat d'esquemes de xarxes de calefacció i maneres de posar-les. Per tant, es consideren diverses opcions en l'etapa de disseny. Comparant totes les condicions possibles, es fan càlculs tècnics i econòmics, es selecciona l'opció menys costosa amb les millors característiques. Segons aquests càlculs, es determina el diàmetre dels elements utilitzats, els materials aïllants i el seu gruix, la potència de les bombes instal·lades. A més, es mantenen els costos de construcció i manteniment de la canonada de calor, per pèrdues de calor durant la transmissió de la font al consumidor.
Sistemes de calefacció russos
La majoria de les xarxes de calefacció que funcionen actualment a Rússia es van construir a l'URSS, després de l'enfonsament de la qual es va reduir dràsticament el finançament per a la reubicació i renovació de les canonades de calor existents. Les comprovacions programades de l'estat dels sistemes i les seves substitucions habituals han cessat, el control per part de l'estat també ha començat a debilitar-se.
La situació general de les xarxes de calefacció al país va començar a deteriorar-se bruscament. En condicions d'estalvi significatiu, els requisits de qualitat dels elements van començar a disminuir,utilitzat en la reubicació de sistemes existents. L'estalvi va comportar una reducció del cost de l'obra, que va afectar la seva qualitat final. Els sistemes construïts en aquests anys tenien una vida útil baixa i van requerir reemplaçaments al cap de 5-7 anys. Tot plegat va comportar un fort augment del nombre d'avaries, fet que va comportar un augment de la capacitat dels serveis d'emergència. Les pèrdues de calor durant la transferència del portador s'estimen en un 20-50% de la producció total durant el període de calefacció i entre un 30 i un 70% a l'estiu. Aquestes xifres són diverses vegades superiors a les normes adoptades als països desenvolupats d'Europa.
