Теплогазоснабжение и вентиляция

7. Источники тепловой энергии

7.1 Общие положения

Как было отмечено, теплоснабжение осуществляется от котельных различной мощности и теплоэлектроцентралей (ТЭЦ). Котельная (теплогенерирующая установка) - комплекс устройств, предназначенных для выработки тепловой энергии в виде горячей воды или пара. Основным оборудованием котельной является котел (теплогенератор) паровой или водогрейный, ТЭЦ - котел паровой и турбина. В настоящее время котельные служат источником теплоснабжения не только одного или группы зданий, но и жилых кварталов и районов, а также промышленных предприятий и узлов.

При использовании твердого и жидкого топлива (угля, торфа, мазута) укрупнение источника тепла позволяет снизить расход топлива, уменьшить загрязнение атмосферы, сократить численность обслуживающего персонала, снизить пожарную опасность, повысить уровень механизации и автоматизации процессов. Все эти преимущества позволят окупить дополнительные затраты на тепловые сети.

7.2 Классификация котельных установок

Котельные установки разделяются:

а) по величине тепловой мощности и охвату потребителей тепла:

- малой мощности - мелкие и местные котельные с нагрузкой до 15 Гкал/ч (17,4 МВт);

- средней мощности - квартальные и групповые с нагрузкой порядка до 100 Гкал/ч (116 МВт);

- большой мощности - крупные, районные котельные с нагрузкой до 700 Гкал/ч (812 МВт).

б) по характеру теплопотребления - отопительные, отопительно-производственные, производственные.

в) по строительному решению:

- встроенные (при тепловой нагрузке до 3,5 МВт при работе на жидком и газообразном и от 0,6 до 1,7 МВт на твердом топливе в зависимости от его сернистости и зольности);

- сблокированные, пристроенные (без ограничения тепловой мощности);

- отдельно стоящие;

- закрытого, полузакрытого типа.

г) по первичному теплоносителю - водогрейные, паровые и смешанные.

д) по надежности теплоснабжения - первой и второй категории.

7.3 Теплогенераторы малой мощности

Для теплоснабжения строящихся малоэтажных, одноквартирных жилых домов, коттеджей преимущественно применяются автономные теплогенераторы, котельные малой мощности.

Отечественные и зарубежные производители выпускают котлы, работающие в основном на газообразном и жидком топливе, реже на твердом топливе и с использованием электрической энергии. С целью экономного расходования топлива, электрической энергии и достижения наивысшего КПД котлы оборудуются системой управления и автоматики.

В зависимости от номинальной мощности котлы выпускаются в настенном (до 23-25 кВт) и напольном исполнении.

При выборе типа котла необходимо учитывать следующие исходные данные и показатели:

расчетная тепловая нагрузка и вид потребителей тепловой нагрузки (отопление, отопление и горячее водоснабжение, наличие приточной механической вентиляция, системы "теплый пол", бассейна и пр.);

- вид и стоимость топлива (основного или основного и резервного);

- стоимость, экономичность, коэффициент использования энергии, сервисное обслуживание;

- долговечность (котлы могут быть чугунными, стальными, теплообменники чугунными, стальными и из меди);

- экологичность, безопасность, удобство монтажа, эксплуатации.

На российском рынке имеются котлы таких отечественных производителей, как, например, Жуковский машиностроительный завод, ЗИОСАБ, НП ЗАО "ТЕПЛОГАЗ", Кировский завод (Калужская обл.). Электрические котлы типа ЕРМАК производительностью 3-24 кВт выпускает в частности ООО "Кимрский завод теплового оборудования".

Широкий модельный ряд котлов (одноконтурных и двухконтурных, с открытой и закрытой камерой сгорания) представляют такие зарубежные фирмы как ACV (Бельгия), BAXI (Италия), De Dietrich (Франция), Ferroli (Италия), Buderus, Vaillant, Viessmann и Wolf (Германия).

Фирма HERZ производит ряд чугунных котлов котлы HERZ-MINI производительностью 24-95 кВт, HERZ-COMPAKT производительностью 24-95 кВт, HERZ-SX производительностью 39-141кВт, HERZ-XXL производительностью 137-551кВт и HERZ-AG производительностью от 22 до314 кВт. При проектировании следует выполнять специальные требования к помещениям, в которых предполагается размещать теплогенераторы.

7.4 Нетрадиционные источники тепловой энергии

К нетрадиционным источникам тепловой энергии можно отнести, например, тепловую энергию солнечной радиации, геотермальные воды, уходящие газы и сбросную воду технологических установок.

Для улавливания теплоты солнечной радиации передачи в системах солнечного отопления (ССО) используется специальный тепловоспринимающий элемент, называемый гелиоприемником.

По способу использования солнечной энергии ССО подразделяются на пассивные и активные.

В пассивных ССО в качестве гелиоприемника используется поверхность внутренних ограждений здания, как правило, окрашиваемая в темные тона, на которую падает солнечная радиация, поступающая через заполнения световых проемов. Таким образом, солнечная энергия, поглощенная массивом внутренних ограждений, ориентированных на южную сторону, частично и полностью может компенсировать тепловые потери в помещении в холодный период года.

В активных ССО применяют гелиоприемники концентрирующие и плоские.

Концентрирующий гелиоприемник представляет собой совокупность зеркал сферической или параболической формы из полированного металла и тепловоспринимающего элемента (солнечного котла), расположенного в фокусе солнечных лучей, отраженных зеркалами.

Плоский гелиоприемник конструктивно состоит из тепловоспринимающего устройства (из медных трубок, пластин с каналами для пропуска теплоносителя, стальных штампованных радиаторов), расположенного между задней утепленной стенкой и остеклением с повышенной проницаемостью солнечных лучей. Плоские гелиоприемники-коллекторы обычно располагают на южных склонах наклонной кровли.

В качестве теплоносителя можно использовать воду или незамерзающую жидкость. Для отопления представляется возможным использование плоских гелиоприемников в южных районах России со значительным числом солнечных дней в году. Предпочтительнее использовать плоские гелиоприемники для получения горячей воды в осенне-весенний и теплый периоды года. Фирма HERZ, например, производит солнечные коллекторы, позволяющие получать до 519 Вт/ч с каждого мІ их поверхности. Теплоту геотермальных вод можно использовать в тех районах, где имеются их большие запасы. Со степенью минерализации до 10 г/л геотермальные воды можно предусматривать непосредственно в системах отопления и горячего водоснабжения. Однако необходимо отметить, что срок службы таких систем меньше обычных в 1,5 -2 раза. При большей минерализации геотермальные воды следует использовать для отопления по независимой схеме в качестве первичного теплоносителя.

В производственных зданиях можно использовать теплоту, например, уходящих газов, сбросной воды, имеющихся ее в количестве, достаточном для решения отопления (или горячего водоснабжения) отдельных помещений, участков. В этом случае используют специальные теплообменники - утилизаторы. Подробно схемы работы нетрадиционных систем отопления представлены в учебнике А.Н. Сканави и Л.М. Махова "Отопление".

Литература к 7 главе.

1. Г.И. Делягин, В.И. Лебедев, Б.А. Пермяков. Теплогенерирующие установки.

2. К.Ф. Роддатис, А.И. Полтарецкий. Справочник по котельным установкам малой производительности.

3. СНиП 11-35-76*. Котельные установки.

4. СНиП 41-03-2003. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов.

Список вопросов.

1. Отличительные особенности котельной и ТЭЦ.

2. Классификация котельных установок.

3. Виды возобновляемых источников тепловой энергии.

4. Преимущества и недостатки крупных котельных.

5. Особенности установок использования солнечной энергии.

Размещено на Allbest.ru