Паровые системы теплоснабжения — классификация, разновидности схем, достоинства и недостатки, область применения, схемы использования конденсата.

Как и водяные паровые системы теплоснабжения бывают однотрубными., двухтрубными и многотрубными (рис. 2.14).

В однотрубной паровой системе (рис. 2.14, а) конденсат пара не возвращается от потребителей тепла к .источнику, а используется на горячее водоснабжение и технологические нужды или выбрасывается в дренаж. Такие системы мало экономичны и применяются при небольших расходах пара.

Двухтрубные паровые системы с возвратом конденсата к источнику тепла (рис. 2.14,б) имеют наибольшее распространение на практике. Конденсат от отдельных местных систем теплопотребления собирается в общий бак, расположенный в тепловом пункте, а затем насосом перекачивается к источнику тепла. Конденсат пара является ценным продуктом: он не содержит солей жесткости и растворенных агрессивных, газов и позволяет сохранить до 15 % содержащегося в паре тепла. Приготовление новых порций питательной воды для паровых котлов обычно требует значительных затрат, превышающих затраты на возврат конденсата. Вопрос о целесообразности возврата конденсата к источнику тепла решается в каждом конкретном случае на основании технико-экономических расчетов.

Многотрубные паровые системы (рие. 2.14, в) применяются на промышленных площадках при получении пара от ТЭЦ и в случае, если технология производства требует пара разных давлений. Затраты на сооружение отдельных паропроводов для пара разных давлений оказываются меньше, чем стоимость перерасхода топлива на ТЭЦ при отпуске пара только одного, наиболее высокого давления и последующего редуцирования его у абонентов, нуждающихся в паре более низкого давления. Возврат конденсата в трехтрубных системах производится по одному общему конденсатопроводу. В ряде случаев двойные паропроводы прокладываются и при одинаковом давлении в них пара в целях надежного и бесперебойного снабжения паром потребителей. Число паропроводов может быть и больше двух, например при резервировании подачи с ТЭЦ пара разных давлений или при целесообразности подачи с ТЭЦ пара трех разных давлений.

Рис. 2.14. Принципиальные схемы паровых систем теплоснабжения

а — однотрубной без возврата конденсата; б — двухтрубной с возвратам конденсата, в — трехтрубной с возвратом конденсата, 1 — источник тепла, 2 — паропровод; 3 — абонентский ввод; 4- калорифер вентиляции; 5 — теплообменник местной системы отопления; 6 — теплообменник местной системы горячего водоснабжения; 7 — технологический аппарат; 8 — конденсатоотводчик; 9 — дренаж; 10 — бак сбора конденсата; 11 — конденсатный насос; 12-обратный клапан; 13 — конденсатопровод

На крупных промышленных узлах, объединяющих несколько предприятий, сооружаются комплексные водяные и паровые системы с подачей пара на технологию и воды на нужды отопления и вентиляции.

На абонентских вводах систем кроме устройств, обеспечивающих передачу тепла в местные системы теплопотребления, большое значение имеет также система сбора конденсата и возврата его к источнику тепла.

Поступающий на абонентский ввод пар обычно попадает в распределительную гребенку, откуда непосредственно или через, редукционный клапан (автомат давления «после себя») направляется к теплоиспользующим аппаратам.

Схемы сбора конденсата бывают открытыми и закрытыми. Наиболее простая открытая схема сбора конденсата представлена на рис. 2.15. По этой схеме конденсат от теплоиспользующего аппарата 2 проходит конденсатоотводчик 3, т. е. прибор, пропускающий жидкость и не пропускающий пара, и попадает в бак сбора конденсата 4, который через особую трубу 1 сообщается с атмосферой. Из бака конденсат насосом 5 перекачивается к источнику тепла или в случае однотрубной системы направляется на использование потребителем.

Рис. 2.15. Открытая схема сбора конденсата

1 — паропровод; 2 — теплоиспользующий аппарат; 3 — конденсатоотводчик; 4 — бак сбора конденсата; 5 — насос; 6— обратный клапан; 7 — атмосферная труба

Недостатками открытой схемы сбора конденсата являются:

а) опасность поглощения конденсатом кислорода воздуха, что вызывает коррозию конденсатопроводов;

б) потери в атмосферу пара вторичного вскипания и уходящего с паром тепла.

Открытые схемы сбора конденсата применяются редко — лишь при количестве конденсата менее 10 3 кг/ч и расстоянии до источника менее 500 м (СНиП II-36-73).

Наибольшее распространение на практике имеют закрытые схемы сбора конденсата (рис. 2.17).

Рис. 2.17. Закрытые схемы сбора конденсата

а — со вскипанием конденсата; б — с охладителем конденсата; 1 — паропровод; 2 — теплоиспользующий аппарат; 3 — конденсатоотводчик; 4 — конденсатопровод; 5 — бак сбора конденсата; 6 — водомерное стекло; 7 — конденсатный насос; 8 — обратный клапан; 9, 11 — регуляторы давления «до себя»; 10 — трубопровод пара вторичного вскипания; 12 — регулятор температуры; 13 — пароводяной теплообменник; 14 — водопровод; 15 — горячая вода; 16 — гидравлический затвор; 17 — охладитель конденсата; 18 — охлажденный конденсат

По схеме а конденсат от теплоиспользующего аппарата 2, пройдя конденсатоотводчик 3, попадает в закрытый бак сбора конденсата 5, в котором поддерживается избыточное (по отношению к атмосфере) давление. Если этот бак расположен рядом с помещениями с пребыванием людей, то по правилам котлонадзора давление в баке не должно превышать 0,12 МПа. При расположении бака в отдельно стоящем помещении избыточное давление в нем может быть больше. При попадании в этот бак высокотемпературного конденсата с t > 104°C конденсат вскипает и образует вторичный пар, который может быть использован для разных целей, в том числе и для приготовления воды систем горячего водоснабжения. Установленный на подводке к пароводяному теплообменнику автомат давления «до себя» 11 не позволяет давлению в баке становиться меньше заданной величины. Конденсат из теплообменника через петлю вновь возвращается в бак. Для этого теплообменник необходимо располагать несколько выше бака. Поступление конденсата в бак может изменяться в течение отопительного периода и в зависимости от режима работы паропотребляющего оборудования, а следовательно, может изменяться и поступление вторичного пара в пароводяной теплообменник 13. В связи с этим для обеспечения подогрева воды в заданном количестве к теплообменнику через регулятор температуры 12, подводится дополнительно пар от основного паропровода. Удаляется конденсат из бака насосом. При. быстром опорожнении бака и образовании в нем вакуума он может быть раздавлен атмосферным давлением. Во избежание этого к баку через редуктор подводится пар от основного паропровода. Следует подчеркнуть, что поддержание необходимого давления в баке в основном зависит от способности пароводяного подогревателя конденсировать заданное количество пара. Если пароводяной подогреватель не справляется с этой задачей, то давление в баке может увеличиваться.

По схеме б происходит предварительное охлаждение конденсата водой, идущей на цели горячего водоснабжения.

При закрытых схемах сбора конденсата последний не поглощает кислорода воздуха; отсутствуют также непроизводительные потери конденсата и содержащегося в нем тепла. Недостатком закрытых схем является их сложность, а также необходимость четкой увязки количества пара, выделяющегося в баке, с конденсационной способностью пароводяного подогревателя и потреблением нагреваемой в нем воды.

Энергосберегающие системы теплоснабжения, применение мини-ТЭЦ децентрализованные и автономные системы теплоснабжения, их технико-экономические преимущества и перспективы применения.

Паровое отопление. Виды и работа. Применение. Плюсы и минусы

С названия такой системы отопления становится понятно, что здесь в качестве теплоносителя выступает пар. Сейчас паровое отопление запрещено использовать в многоквартирных домах, но на производстве оно встречается довольно часто. В частых домах запрета на установку такого вида отопления нет, поэтому многие люди используют пар для обогрева своего жилья.

Виды

Существует несколько видов систем, в которых теплоносителем является водяной пар. Для установки в частном доме, обычно используются системы с низким давлением пара (100-170 кг/м 2 ). Кроме этого, для небольших коттеджей можно использовать вакуумно-паровые системы, в них давление пара до 100 кг/м 2 . Для отопления большого дома придется устанавливать систему с высоким давлением пара, здесь оно может достигать 600 кг/м 2 .

Паровое отопление по способу возвращения конденсата:

• Открытые системы. Здесь конденсат накапливается в специальном баке, а после охлаждения, он снова подается в котел.

• Закрытые системы. Конденсат в отопительный котел возвращается самотеком, поэтому необходимо использовать трубы большего диаметра.

По способу организации схем отопления:

• Одноконтурная, она используется только для обогрева помещения.
• Двухконтурная, в этом случае не только обогревается дом, но и нагревается вода для бытовых нужд.

Устройство системы

Если говорить об устройстве, то паровое отопление почти ничем не отличается от водяного, кроме того, что здесь теплоносителем является пар, а не вода.

Надо сказать, что эффективность такого отопления будет выше, чем водяного. Это связано с тем, что в процесс остывания воды выделяется намного меньше тепловой энергии, чем при конденсации пара.

Так как теплоносителем является перегретый пар – это выдвигает особенные требования к такой системе:

• Материал, используемый для ее создания, должен быть прочным, поэтому подойдут только стальные или медные трубы, пластиковые и металлопластиковые трубы в этом случае использовать нельзя.
• Радиаторы также должны быть прочными, лучше всего чугунные, стальные батареи или оребренные трубы, алюминиевые или биметаллические радиаторы использовать нельзя.

Принцип действия

В частных домах устанавливают паровой котел низкого давления. После нагрева пара, он движется по системе трубопроводов в радиаторы. Там происходит конденсация пара, при этом выделяется большое количество тепла, поэтому происходит эффективный обогрев помещения.

После конденсации пара, в зависимости от того какая была выбрана схема отопления, он либо собирается в специальном баке, а потом перекачивается в котел, либо стекает в него самотеком.

В зависимости от типа используемого парового котла, давление в системе может быть меньше атмосферного (вакуумно-паровой котел) или достигать 6 атм. (паровой котел низкого давления). Для контроля подачи пара используются автоматические устройства, при помощи которых проводится регулировка нагрева помещения.

Области применения

Паровое отопление обычно устанавливается в том случае, когда люди находятся в помещении временно, например, в банях, прачечных и т.д. Также оно эффективно используется на различных предприятиях, складах и в частных домах.

В больницах, учебных заведениях такое отопление использовать нельзя, так как здесь предъявляются высокие санитарно-гигиенические требования, а оседающая на радиаторах органическая пыль, будет разлагаться. Нельзя использовать такой тип обогрева и в многоэтажных домах.

Кроме этого, ограничение использования такого способа обогрева завязано с тем, что сложно регулировать температуру в системе. Сделать это можно только временным прекращением подачи пара, но такие перерывы приводят к колебаниям температуры в отапливаемом помещении, а это негативно влияет на комфортность пребывания в нем.

При использовании систем высокого давления, в них возникает шум и гидравлические удары, что также не улучшает комфортность пребывания в таком здании.

Особенности выбора

Если вы решили установить у себя в доме паровое отопление, то учтите, что пар в ней будет нагреваться до 100 0 С и больше, поэтому использовать пластиковые или металлопластиковые трубы, а также алюминиевые или биметаллические радиаторы нельзя.

При выборе материалов, используемых для монтажа такой системы, надо приобретать их только в специализированных магазинах, только там вы сможете купить надежный и качественный товар. Монтаж парового отопления должны выполнять только профессионалы, так как здесь очень важна прочность и надежность всех стыков и соединений.

При выборе парового котла, надо учитывать количество обогреваемых помещений и их объем. Скорость обогрева будет зависть от количества производимого пара. Если в вашем регионе суровые зимы, то надо приобретать более производительный котел.

Данное оборудование может работать на газе, твердом или жидком топливе. Большое влияние на стоимость парового отопления имеет то, какие трубы будут использоваться для его создания. Медные трубы прочные, надежные, не подвергаются коррозии, поэтому имеют большой срок службы, но стоимость у них будет высокой. Оцинкованные и нержавеющие трубы соединяются при помощи специальных фитингов, имеют высокую надежность и стоимость у них немного ниже, чем у медных. Самым доступным вариантом являются стальные трубы, но здесь потребуются сварочные работы и высококвалифицированный специалист. Хотя стоимость стальных труб и невысокая, но они подвергаются коррозии, поэтому имеют меньший срок службы.

Если в помещении устанавливается паровое отопление, то стены должны быть кирпичными или отделаны керамической плиткой, их огнестойкость до 75 минут. В нем должны быть двери и окно на улицу, хорошая вентиляция, высота не менее 2,2 м, при этом от котла до потолка должно быть не менее 1 м.

Достоинства и недостатки

Одним из главных преимуществ, которое имеет паровое отопление, является то, что такую систему нельзя разморозить. Это очень удобно, например, в дачном доме, где люди постоянно не проживают. Хотя в трубах и остается немного воды, но очень мало и даже если она замерзнет, то не сможет повредить систему.

Кроме этого, паровое отопление обладает достоинствами:

• Высокая эффективность, в жидкостных системах тепло распространяется за счет конвекции, а здесь еще и волновым спектром излучения.
• Возможность работать без насоса, а с его применением практически нет теплопотерь.
• Невысокая стоимость, так как нет большого количества запорной и регулировочной арматуры, можно использовать радиаторы меньшего размера и трубы меньшего диаметра, чем при установке водяного отопления.

Но есть ряд недостатков, из-за которых был введен запрет на использование этого вида отопления в многоквартирных домах и помещениях, где уделяется большое внимание к санитарно-гигиеническим требованиям:

• Температура радиаторов достигает 100 и более градусов, это опасно для человека, так как при соприкосновении с трубами можно получить ожоги.
• Использование пара приводит к высокой коррозии, в связи с этим часто возникают порывы системы, а это приводит к травмам и ожогам, поэтому в многоквартирных домах такой вид обогрева использовать запрещено.
• Во время работы присутствует определенный шум, который возникает из-за работы котла и во время движения пара.

Так как паровой котел может работать на любом виде топлива, это позволяет установить его для обогрева дома, независимо от того, есть в нем газ или электричество или нет. Это оптимальное решение для отопления дачи дома или бани, то есть там, где люди находятся временно. Высокая производительность и простота устройства, делают такое отопление и в наше время популярным способом обогрева дома.