Теплоснабжение многоквартирных жилых домов. Двухступенчатая смешанная схема горячего водоснабжения

Тепловая сеть - система трубупроводных коммуникаций, по которой теплоноситель (пар или горячая вода) переносит тепло от источника (теплогенератор - котёл) к потребителям и возвращается обратно: по той же системе коммуникаций-теплопроводов, называемых системой централизованного теплоснабжения. Строительство в данной сфере относится к наиболее ответственным и технически сложным работам, так как прокладка элементов трубопроводной системы в городских и загородных хозяйствах делает весьма трудозатратным их ремонт и аварийное восстановление, что вынуждает предъявлять повышенные требования к качеству капитального строительства. Высокие температуры и давление требуют не менее высокую надежность и гарантии безопасности тепловых сетей (теплотрасс).

По принципиальному типу устройства схемы магистральных тепловых сетей условно подразделяются на кольцевые и радиальные (тупиковые). Между отдалёнными магистральными сетями обычно предусматриваются соединения-перемычки: для того, чтобы при возникновении аварийной ситуации не было чрезмерных перерывов в снабжении теплом. При очень большой протяженности магистральной тепловой сети, в ней устанавливается дополнительный узел - подкачивающая насосная подстанция. С этой целью, под землёй (где обычно и проходят тепловые сети, а также находятся места ответвлений), оборудуются специальные камеры, в которых размещаются сальниковые компенсаторы и трубопроводная арматура (запорно-регулировочной конструкции).

Именно магистральные тепловые сети имеют наибольшую протяженность, так как могут быть удалены от источника тепла на несколько километров и даже более. При строительстве магистральных теплотрасс используются трубопроводы из специальных сталей (для высокотемпературных рабочих сред), диаметр таких труб может достигать 1400 мм. В ситуациях, когда теплоноситель поставляют несколько генерирующих предприятий, на магистральных трубопроводах создают т. н. закольцовки. По сути, объединяющие все эти предприятия в одну теплосеть. Такое решение позволяет серьёзно повысить уровень надёжности снабжения тепловых пунктов и, соответственно, надёжность снабжения теплом конечного потребителя.Тепловая сеть - система трубупроводных коммуникаций, по которой теплоноситель (пар или горячая вода) переносит тепло от источника (теплогенератор - котёл) к потребителям и возвращается обратно: по той же системе коммуникаций-теплопроводов, называемых системой централизованного теплоснабжения. Строительство в данной сфере относится к наиболее ответственным и технически сложным работам, так как прокладка тепловых систем в городских и загородных хозяйствах делает весьма трудозатратным их ремонт и аварийное восстановление, что вынуждает предъявлять повышенные требования к качеству капитального строительства. Высокие температуры и давление требуют не менее высокую надежность и гарантии безопасности тепловых сетей (теплотрасс).

При авариях, время от времени происходящих на магистралях и в котельных, теплоснабжением аварийного участка теплосети занимается одна из соседних котельных данной теплосети. В некоторых случаях устраивается плановое перераспределение нагрузки между теплогенерирующими предприятиями. Вода, подготовленная особым способом, с заданными показателями карбонатной жесткости, содержания кислорода и железа, используется в качестве теплоносителя для магистральных сетей. Обычная водопроводная («жёсткая») вода не должна попадать в магистральную теплосеть, поскольку её химический состав при высоких температурах приводит к ускоренному коррозионному износу трубопровода. В том числе, и для предотвращения этого в проектах тепловых сетей предусматривается такая специальная конструкция, как тепловой пункт. Такой тепловой пункт в норме должен быть удалён от потребителей не более чем на километр. И в пределах городской черты это расстояние достигает по протяженности, в среднем, около двух кварталов.

Фото из Google Maps

Недавно я спросил на своей страничке в Фейсбуке, знает ли кто-то, чем занимаются в теплосети, когда отключают на месяц горячую воду.
И мне повезло: один из руководящих сотрудников КП «Харьковские тепловые сети» согласился дать интервью при условии полной анонимности.

Думаю, почитав его ответы на мои вопросы, вы поймете, почему он предпочел, чтобы не только фамилия, но и его имя нигде не звучали.

Итак, представляю вашему вниманию шокирующее интервью сотрудника Харьковских тепловых сетей о их работе. В частности – о том, чем же на самом деле занимаются в тепловых сетях, когда каждый год отключают нам горячую воду «на профилактику».

– Добрый день! Как давно вы работаете в КП «Харьковские тепловые сети»?
– Добрый. В общей сложности – около 15 лет.
– Так чем же занимаются в КП «Харьковские тепловые сети», когда нам отключают горячую воду? Какие работы проводят? Какое оборудование меняют или обновляют?
– Чаще всего – никакое. Ничего не меняют и не обновляют! :))))
– Как это?!
– Проводятся гидравлические испытания – и по их результатам устраняются дефекты, но несвоевременно и в минимальных объемах (из-за нехватки материалов, техники и персонала). Объем плановых работ в последние годы совсем мизерный. Но давайте я сначала расскажу о структуре ХТС и о том, откуда вообще берется горячая вода в ваших домах.
– Давайте!
– Так вот, «Харьковские тепловые сети» имеют по филиалу в каждом районе города. Каждый филиал, в свою очередь, делится на несколько тепловых районов. На каждом тепловом районе есть два (или более) участков, которыми руководят мастера, штат слесарей, сварщиков и других сотрудников. Именно они отвечают за ремонт того или иного сегмента (участка внутриквартальных и внутридомовых тепловых сетей).
– Сотрудников на участках хватает?
– Участков, где штат укомплектован полностью, – единицы. На большинстве участков зачастую большое количество мест остаются вакантными. Например, должно быть 5 слесарей, а по факту их только один-два…
– Ого! Почему так?!
– Очень низкая зарплата, которая, к тому же, выплачивается с задержками, нерегулярно, частями, нередко по 200–300 грн. Слесарь 5 разряда получает в среднем 3 500 грн. Если у него есть доплаты за стаж/профессионализм и т.п., то 4 000 грн. Немного больше получают слесари 6 разряда. Плюс ко всему в позапрошлом и прошлому году в летний период предприятие переходило на четырехдневный режим работы. Зарплату, соответственно, урезали, да и то платили нерегулярно. Именно тогда ушла значительная часть квалифицированного персонала. Ну и условия труда также зачастую аховые…
– А как дело с техникой?
– Печально. Почти вся техника на филиалах – времен СССР, львиная доля – в весьма плачевном состоянии, многие единицы большую часть времени не на ходу. Иногда из четырех экскаваторов с трудом удается отремонтировать и выпустить на линию один-два, чтобы они с горем пополам работали. В зимнее время часто невозможно проводить аварийные работы без спецмашин с обогревом, и не только по правилам охраны труда, но и потому что, когда во время аварии люди работают в котловане, где мокро и пар, они вылезают на мороз насквозь мокрые. Нужны машины с буржуйками, в которых можно согреться и обсохнуть. Так вот в части филиалов такие машины вообще не на ходу – еще с прошлого года. Экскаваторы и другая техника, как я уже сказал, – времен СССР. Большая ее часть – в нерабочем состоянии.
– Офигеть… Неужели новой техники нет вообще?
– На филиалах практически нет. Сейчас закупили немного новой техники, в частности экскаваторы, но они находятся в транспортном филиале (на ул. Столетова), и на те или иные работы выезжают по заявкам районов, через полгорода добираются до места работ – и обратно…
– Расскажите о горячей воде.

– На территории каждого участка обычно есть несколько тепловых пунктов, центральных и индивидуальных. На каждом тепловом пункте стоят теплообменники – примерно вот такие…

Примерно вот так выглядят теплообменники которые стоят на тепловых пунктах

Один из тепловых пунктов Московского филиал ХТС. Именно в таких теплопунктах холодная вода становиться горячей.

– Эти теплообменники и используются для получения горячей воды из холодной.
– То есть горячая вода поступает в наши дома не с ТЭЦ, а греется «на месте»?!
– Совершенно верно. На теплопункт с ТЭЦ поступает теплоноситель, та самая «вода», которая используется для отопления, а также обычная вода, которая подается КП «Харьковводоканал». Проходя через теплообменник, «вода для отопления» нагревает холодную воду, которая и поступает потом в дома.
– Что же все-таки происходит, когда нам отключают горячую воду? Какое оборудование меняют? Ведь, судя по картинке, теплообменник – это достаточно простое устройство.
– Почти никакое оборудование не меняется, если ему не посчастливилось быть включенным в годовой план работ или какую-либо целевую программу модернизации/реконструкции. Зачастую в последние годы почти весь этот период выполняются только простые регламентные работы (техобслуживание и техуход), не требующие сколь-либо серьезных затрат и приобретения дорогих материалов.
– Как так?!
– Когда отключают горячую воду на этом участке, проводят гидравлические испытания, проверяются трубы пробным давлением. Поднимают давление на определенном участке, обычно до 16 атмосфер. При этом слабые места «выстреливают», прорывает прогнившие трубы, трескаются отслужившие свое задвижки… Затем эти дефекты устраняются – вот и вся «профилактика».
– Я в шоке! Я всегда был уверен, что в течение этого месяца меняют какое-то сложное оборудование, ставят новое…
– Господи, да нет, конечно! 🙂 Откуда столько денег на новое оборудование? Тепловые сети города практически все сильно изношены. Какая замена? Обычно вырезается участок поврежденной трубы (до «живого») или задвижка – и вваривается новое. В основном, о каких-то масштабных заменах речь вообще не идет. На некоторых магистралях нет ничего живого. Целые участки нужно или разрывать и перекладывать по-новому, или прокладывать трубы по поверхности. Но по факту просто устраняют течи…
– Мдааа… Но почему тогда так долго? Из-за нехватки людей? Вон в центре уже больше 2 месяцев нет горячей воды…
– После испытаний ремонтный персонал определился с дефектами и необходимыми для их устранения материалами, составили заявки на их приобретение. Какую-то часть устраняют при помощи имевшихся в наличии ресурсов, где-то выполняют только демонтаж и/или разрытия… И все! С тех пор (с июня-июля) больше ничего не делалось…
– Но почему?!
– Да потому что на многие участки не дали материалов и техники, необходимых для проведения ремонтов . Зато ежедневно звонят на каждый участок и спрашивают: «Что, устранили?». А что они могут ответить, если нет техники и материалов, необходимых для ремонта?!
– Но это же просто какой-то идиотизм на грани саботажа! И такая ситуация каждый год?
– Каждый год все хуже и хуже. Раньше уже к концу августа начинали более-менее серьезно шевелиться, потом к концу сентября…
– Так что, в этом году раньше октября горячую воду не ждать?
– Затрудняюсь ответить.
– Хорошо. Хотя, конечно, ничего хорошего. Но если материалы выдадут, то это ж еще нужно, наверное, время на ремонт? Тот же самый месяц, который все просто просидели в их ожидании?
– Безусловно, какое-то время будет нужно. Но сроки обозначат сильно сжатые, «на вчера», поэтому ремонты будут выполняться в минимально необходимом для скорейшего включения в работу объеме.
– Хорошо, а если не брать сложные случаи, сколько нужно времени, чтобы завершить ремонты, если будут необходимые материалы?
– На разных участках – по-разному. Это зависит от объема работ, от того, насколько укомплектован штат, от выделения необходимой техники.
– А почему не дать на участки необходимые материалы? Нет денег на их закупку? Или деньги есть, но их не закупили? Почему все-таки?
– Без понятия. Причины не озвучиваются.
– Пффф… Можно я спрошу еще раз? Получается, вот эти все недели и месяцы мы сидим без горячей воды только потому, что КП ХТС после испытаний и установления перечня прорывов просто не выделяет, не отпускает со склада материалы, необходимые для их устранения и ремонта? И в силу этого (отсутствия материалов), рабочие на участках просто не могут устранить все эти протечки, чтобы включить горячую воду?
– Увы, да. В большинстве случаев – именно поэтому. Плюс с техникой и топливом для нее проблемы… И это еще хорошо, если испытания все-таки прошли…
– Как это? Получается, их могут вообще не проводить?
– Не совсем так. Вот смотрите. Например, распределительные сети от магистралей испытываются совместно с ними. При этом трубы на участках, где есть слабые места, рвутся. Но магистрали на сегодня изношены настолько сильно, что очень часто первой прорывает именно магистраль, а не трубы на участке. Естественно, в таком случае испытание прекращают – и ремонтируют «выстрелившую» магистраль. В таком случае до полноценного испытания всего участка дело может и не дойти.
– И что тогда?
– Тогда он наверняка “выстрелит” осенью/зимой. И хорошо, если это будет участок распределительной сети, а не сама магистраль. Ведь после того, как распредсети пройдут испытания, их отключают – и проверяют саму магистраль немного большим давлением. А как ее проверять под большим, если ее рвет уже при давлении чуть выше рабочего?
– У меня просто нет слов… А как же тогда ежегодные рапорты о готовности к зиме, подписание актов…
– В последние пару лет многие участки акты готовности на сети вообще не оформляют (или оформляют сети как неготовые к сезону). Как можно брать на себя ответственность и подписывать, если полноценные испытания не прошли? Подписать такое – это взять на себя ответственность и «подставиться» при первой же серьезной аварии. А начальство, конечно, рапортует. Не могут же они прийти в Горсовет и сказать: «Город к зиме не готов (от слова «совсем»)» – им просто головы снимут.
– А уже были случаи, когда зимой рвало магистрали – и целые районы города могли замерзнуть?
– Да. В прошлом сезоне в городе были минимум две достаточно серьезные аварии, когда среди зимы рвало магистрали. К счастью, их удалось ликвидировать достаточно быстро, чтобы последствия не стали необратимыми. Но будет ли и дальше так везти, неизвестно.
– Вы сказали, что масштабные ремонты и перекладывание больших участков труб не производится. Но я сам видел, как в некоторых районах меняют достаточно большие куски…
– Скорее всего, эта замена связана с тем, что город ремонтирует внутриквартальные дороги и тротуары. Перед тем, как стелить асфальт, мы и водоканал должны проверить свои трубы, и если они идут под этими дорогами, тротуарами и требуют ремонта, – заменить. Именно эти работы вы и видели. Но по факту это даже меньше, чем капля в море. Да и проводят эти работы преимущественно не ХТС.
– Как не ХТС? А кто же тогда?
– Частные подрядные организации. Раньше подобные работы (капремонты) делались силами самого КП ХТС, так сказать «хозспособом». Но сейчас их отдали частникам. Почему – лично мне непонятно.
– Может быть, частники делают качественнее и быстрее?
– Я наблюдал несколько таких ремонтов… Монтаж труб они выполняли с нарушениями технологии, технику использовали не совсем подходящую. Своего экскаватора у них тоже не было. По словам их директора, нанимают где-то за наличные деньги. Что касается скорости, опять-таки, если говорить о тех объектах, которые я видел, то при наличии соответствующей техники и квалификации, можно было бы сделать в 2 раза быстрее. Качество самих работ, если говорить о нем, – среднее.
– Понятно. Может, еще что-то интересное расскажете?
– Хм… Да я и так уже рассказал на два увольнения, если станет известна моя фамилия. 🙂
– Бггг… 🙂 Жестко у вас. Ладно, спасибо вам большое за такое интересное интервью.
– Да не за что… 🙂

Небольшой рассказ о субсидиях –
лично от меня (и несколько интересных цифр)

Весной КП ХТС оказались втянуты в скандал с субсидиями и внезапно возникшими долгами. Вдруг (прямо из воздуха!) у людей образовалась задолженность в 260 миллионов гривен.

Думаю, вы все понимаете, что субсидии на отопление предоставляются не на 100 % платежа, а только на какую-то часть. Например, нужно платить за отопление 1 500 грн, из них 1 100 – субсидия, а остальная сумма – это обязательный платеж, который человек платит сам.

В текущем году начисление этого обязательного платежа в квитанциях почему-то не отражалось (почему так – до сих пор не совсем понятно).

По словам КП ХТС, люди должны были узнать эту сумму в отделе субсидий – и платить самостоятельно. Но многие этого не сделали. И как результат не вносили обязательные платежи весь отопительный сезон, поскольку видели в квитанциях переплаты.

В мае 2017 года, после окончания сезона, суммы пересчитали – и вернули в бюджет излишне полученные субсидии.
При этом, естественно, вылезли задолженности по неуплаченным обязательным платежам. Их общая сумма, как я уже сказал, составила 260 миллионов. Это примерно по 115 тысячам квартир – в среднем 2,3 тыс. грн на одну квартиру (у кого-то это 300–500 грн, а у кого-то – 5–6 тыс. грн).

А теперь – сухие цифры из финансовой отчетности КП «Харьковские тепловые сети» за период с 2013-го по 2016 год включительно.

Так, согласно финотчету, среднесписочная численность сотрудников КП составляла в 2013 году 6 722 чел., в 2014 году – 6 727 чел., в 2015 году – 6 549 чел., а в 2016 году – 6 493 чел., что подтверждает слова о достаточно сильном оттоке персонала.
Впрочем, по словам сотрудника КП, дававшего интервью, цифра за 2016 год вызывает сомнение, поскольку, по его словам, за этот период уволилось около 1 000 человек . Возможно, это «средняя температура по палате» или просто цифра с потолка.

Дальше – интереснее.
Так, по состоянию на 1 июля 2016 года непокрытые убытки КП ХТС составляют 585,6 млн грн, при этом львиная их часть, а именно – 349,5 млн грн, были получены именно в первом полугодии 2016 года .
При этом задолженность потребителей за услуги КП по состоянию на 01.07.2016 года составляет 1 миллиард 706 миллионов гривен!!!

Как в таких условиях может существовать предприятие?
Очень просто, само КП ХТС имеет задолженность перед поставщиками в гораздо большем размере – аж 2 миллиарда 581 миллион гривен.

Экономичный расход энергоресурсов в отопительной системе, может быть достигнут, если выполнять некоторые требования. Одним из вариантов, является наличие температурной диаграммы, где отражается отношение температуры, исходящей от источника отопления к внешней среде. Значение величин дают возможность оптимально распределять тепло и горячую воду потребителю.

Высотные дома подключены в основном к центральному отоплению. Источники, которые передают тепловую энергию, являются котельные или ТЭЦ. В качестве теплоносителя используется вода. Её нагревают до заданной температуры.

Пройдя полный цикл по системе, теплоноситель, уже охлаждённый, возвращается к источнику и наступает повторный нагрев. Соединяются источники с потребителем тепловыми сетями. Так как окружающая среда меняет температурный режим, следует регулировать тепловую энергию, чтобы потребитель получал необходимый объём.

Регулирование тепла от центральной системы можно производить двумя вариантами:

1. Количественный. В этом виде изменяется расход воды, но температуру она имеет постоянную.
2. Качественный. Меняется температура жидкости, а расход её не изменяется.

В наших системах применяется второй вариант регулирования, то есть качественный. Здесь есть прямая зависимость двух температур: теплоносителя и окружающей среды. И расчёт ведётся таким образом, чтобы обеспечить тепло в помещении 18 градусов и выше.

Отсюда, можно сказать, что температурный график источника представляет собой ломанную кривую. Изменение её направлений зависит от разниц температур (теплоносителя и наружного воздуха).

График зависимости может быть различный.

Конкретная диаграмма имеет зависимость от:

1. Технико-экономических показателей.
2. Оборудования ТЭЦ или котельной.
3. Климата.

Высокие показатели теплоносителя обеспечивают потребителя большой тепловой энергией.

Ниже показан пример схемы, где Т1 – температура теплоносителя, Тнв – наружного воздуха:

Применяется также, диаграмма возвращённого теплоносителя. Котельная или ТЭЦ по такой схеме может оценить КПД источника. Он считается высоким, когда возвращённая жидкость поступает охлаждённая.

Стабильность схемы зависит от проектных значений расхода жидкости высотными домами. Если увеличивается расход через отопительный контур, вода будет возвращаться не охлаждённой, так как возрастёт скорость поступления. И наоборот, при минимальном расходе, обратная вода будет достаточно охлаждена.

Заинтересованность поставщика, конечно, в поступлении обратной воды в охлаждённом состоянии. Но для уменьшения расхода существуют определённые пределы, так как уменьшение ведёт к потерям количества тепла. У потребителя начнётся опускаться внутренний градус в квартире, который приведёт к нарушению строительных норм и дискомфорту обывателей.

От чего зависит?

Температурная кривая зависит от двух величин: наружного воздуха и теплоносителя. Морозная погода ведёт за собой увеличение градуса теплоносителя. При проектировании центрального источника учитывается размер оборудования, здания и сечение труб.

Величина температуры, выходящей из котельной, составляет 90 градусов, для того, чтобы при минусе 23°C, в квартирах было тепло и имело величину в 22°C. Тогда обратная вода возвращается на 70 градусов. Такие нормы соответствуют нормальному и комфортному проживанию в доме.

Анализ и наладка режимов работы производится при помощи температурной схемы. Например, возвращение жидкости с завышенной температурой, будет говорить о высоких расходах теплоносителя. Дефицитом расхода будут считаться заниженные данные.

Раньше, на 10 ти этажные постройки, вводилась схема с расчётными данными 95-70°C. Здания выше имели свою диаграмму 105-70°C. Современные новостройки могут иметь другую схему, на усмотрение проектировщика. Чаще, встречаются диаграммы 90-70°C, а могут быть и 80-60°C.

График температуры 95-70:

Как рассчитывается?

Выбирается метод регулирования, затем делается расчёт. Во внимание берётся расчётно-зимний и обратный порядок поступления воды, величина наружного воздуха, порядок в точке излома диаграммы. Существуют две диаграммы, когда в одной из них рассматривается только отопление, во второй отопление с потреблением горячей воды.

Для примера расчёта, воспользуемся методической разработкой «Роскоммунэнерго».

Исходными данными на теплогенерирующую станцию будут:

1. Тнв – величина наружного воздуха.
2. Твн – воздух в помещении.
3. Т1 – теплоноситель от источника.
4. Т2 – обратное поступление воды.
5. Т3 – вход в здание.

Мы рассмотрим несколько вариантов подачи тепла с величиной 150, 130 и 115 градусов.

При этом, на выходе они будут иметь 70°C.

Полученные результаты сносятся в единую таблицу, для последующего построения кривой:

Итак, мы получили три различные схемы, которые можно взять за основу. Диаграмму правильней будет рассчитывать индивидуально на каждую систему. Здесь мы рассмотрели рекомендованные значения, без учёта климатических особенностей региона и характеристик здания.

Чтобы уменьшить расход электроэнергии, достаточно выбрать низкотемпературный порядок в 70 градусов и будет обеспечиваться равномерное распределение тепла по отопительному контуру. Котёл следует брать с запасом мощности, чтобы нагрузка системы не влияла на качественную работу агрегата.

Регулировка

Автоматический контроль обеспечивается регулятором отопления.

В него входят следующие детали:

1. Вычислительная и согласующая панель.
2. Исполнительное устройство на отрезке подачи воды.
3. Исполнительное устройство , выполняющее функцию подмеса жидкости из возвращённой жидкости (обратки).
4. Повышающий насос и датчик на линии подачи воды.
5. Три датчика (на обратке, на улице, внутри здания). В помещении их может быть несколько.

Регулятором прикрывается подача жидкости, тем самым, увеличивается значение между обраткой и подачей до величины, предусмотренной датчиками.

Для увеличения подачи присутствует повышающий насос, и соответствующая команда от регулятора. Входящий поток регулируется «холодным перепуском». То есть происходит понижение температуры. На подачу отправляется некоторая часть жидкости, поциркулировавшая по контуру.

Датчиками снимается информация и передаётся на управляющие блоки, в результате чего, происходит перераспределение потоков, которые обеспечивают жёсткую температурную схему системы отопления.

Иногда, применяют вычислительное устройство, где совмещены регуляторы ГВС и отопления.

Регулятор на горячую воду имеет более простую схему управления. Датчик на горячем водоснабжении производит регулировку прохождения воды со стабильной величиной 50°C.

Плюсы регулятора:

1. Жёстко выдерживается температурная схема.
2. Исключение перегрева жидкости.
3. Экономичность топлива и энергии.
4. Потребитель, независимо от расстояния, равноценно получает тепло.

Таблица с температурным графиком

Режим работы котлов зависит от погоды окружающей среды.

Если брать различные объекты, например, заводское помещение, многоэтажный и частный дом, все будут иметь индивидуальную тепловую диаграмму.

В таблице мы покажем температурную схему зависимости жилых домов от наружного воздуха:

СНиП

Существуют определённы нормы, которые должны быть соблюдены в создании проектов на тепловые сети и транспортировку горячей воды потребителю, где подача водяного пара должна осуществляться в 400°C, при давлении 6,3 Бар. Подачу тепла от источника рекомендуется выпускать потребителю с величинами 90/70 °C или 115/70 °C.

Нормативные требования следует выполнять на соблюдение утверждённой документации с обязательным согласованием с Минстроем страны.

Распространенным сегодня способом получения горячего водоснабжения (ГВС) является использование магистрали тепловой сети. Используются два типа извлечения тепла - открытый и закрытый. До конечного же потребителя нагретая вода доставляется по циркулярному и тупиковому трубопроводу.

Получить горячую воду можно от централизованного источника или индивидуального. В первом случае нагретая вода поступает в жилые дома и организации по тепловой магистрали, а во втором используются персональные водонагреватели для подъезда, частного дома или отдельной квартиры.

Источником тепла для нагрева магистральной воды являются тепловые станции, котельные. Таким способом можно прокачать большие объемы воды, поэтому централизованная магистраль применяется для снабжения многоквартирных домов и целых микрорайонов. По способу извлечения тепла от магистрали системы ГВС делятся на открытые и закрытые.

Открытая система теплоснабжения

На улицах городов можно встретить трубы большого диаметра, укутанные в теплоизолятор - это и есть теплосеть. По ним течет горячая вода, нагретая на тепловой станции. К каждому, например, жилому дому, от такой трубы через подстанцию (ЦТП) проходит ответвление. По нему вода попадает в систему центрального отопления - батареи. В открытой системе ГВС горячая вода в водопроводный смеситель на кухне или в ванной поступает из того же источника, что и в батарею. Температура в системе ГВС может колебаться от +50˚С, до +75˚С. Но в магистрали она обычно намного выше, поэтому допускается ее смешивание с холодной водой. Такая процедура технически не всегда возможна, поэтому часто, особенно холодной зимой, температура горячей воды из крана близка к критической.

Открытый способ получения ГВС считается самым простым: нет необходимости в дополнительных элементах нагрева. При этом для соблюдения санитарных норм часто приходится очищать воду от загрязнений. Их наличие хорошо заметно при первом включении пробного отопления: вода в горячий кран приходит такая же, как и пропускаемая через окисленные после летнего простоя батареи. Качество получаемой воды напрямую зависит от износа отопительного оборудования и наличия фильтрующих элементов. Несмотря на это, открытая система довольно распространена благодаря ее массовому применению в советское время.

Закрытая система теплоснабжения

Этот метод также использует тепловую магистраль, как и описанный выше. Разница состоит в способе нагрева: если в открытом вода нагревается на ТЭЦ и напрямую поступает в дом, то при закрытом она имеет отдельный, выделенный контур. В него закачивается очищенная холодная вода, которая проходит через нагревательные теплообменники. Они в свою очередь забирают тепло от магистральной воды, нагретой ТЭЦ. Той самой, которая напрямую подается при открытом способе ГВС. Возможны и иные источники тепла, но самым распространенным является конвекция, передача тепла от ГВС открытого типа.

При таком способе качество воды никак не зависит от труб центрального отопления. Для закрытого метода необходимо наличие теплообменников, дополнительных насосов, что повышает себестоимость при переходе с открытого типа на закрытый. Но возможна и последующая экономия из-за стабильности заданных температурных режимов: в открытом типе часто приходится излишне греть магистральную воду из-за ее разделения для нужд отопления и бытовых целей. Также выигрывает закрытая система по органолептическим и бактериологическим показателям. Температура воды в доме всегда стабильная и не зависит от температуры воздуха зимой, как в открытом методе получения ГВС. Однако приготовить горячую воду мало, надо ее еще без потерь доставить в дома или квартиры. Сегодня существуют два варианта подачи - циркулярный и тупиковый.

Циркулярный способ подачи

В нем нагретая жидкость постоянно циркулирует по замкнутому кругу ТЭЦ или котельная, магистраль, подстанция, водопровод и назад. Сделано это по ряду причин, среди которых большое количество абонентов, потери тепла при простое воды. На практике такой способ позволяет получить из крана горячую воду моментально. Она всегда в пути и готова к использованию. При ее остановке произойдет остывание, что чревато большими потерями. В высотных домах для этого используется разделение стояка на блоки или дополнительные насосы.

Возможны при циркулярном способе и небольшие трудности: все владельцы полотенцесушителей в ванной комнате знают о невозможности уменьшить их жар в летнее время года: нагретая вода в них циркулирует круглосуточно и круглогодично. Единственным способом корректировать температуру этого устройства будет монтаж крана-регулятора и врезка дополнительной трубы, по которой жидкость будет течь при закрытом кране на полотенцесушителе.

Тупиковый способ подачи

Здесь система горячего водоснабжения работает менее эффективно: потребитель имеет законченный, тупиковый водопровод. В нем присутствуют только подающие воду трубы, лишенные возвратного контура. Нагретая жидкость движется при открытии крана смесителя, а при его закрытии вода в трубе останавливается и постепенно остывает. На практике это означает, что при длительном, в частности ночном, бездействии смесителя из крана сначала потечет прохладная вода и только потом горячая. Тупиковый способ подачи обычно используется в частных домах, подключенных к водопроводу. В последнее время именно тупиковый метод подключения стал популярным из-за распространения индивидуальных нагревателей - бойлеров.

Локальные системы ГВС

Бойлер для горячей воды является альтернативой любой системе ГВС при ее отсутствии или запасным вариантом на случай традиционного летнего отключения. Источником тепловой энергии является газ или электричество. Также бойлеры подразделяются на проточные и накопительные. В первом случае холодная вода из крана пропускается через нагреватель и сразу выводится наружу. Второй более основательный, и в нем нагретая вода до желаемой температуры хранится в резервуаре емкостью до 200 л. Слив ее производится через обычный смеситель, который подключен через запираемый разветвитель на бойлер и магистральный горячий водопровод.

Локальные системы ГВС могут применяться и на весь многоквартирный дом в индивидуальном порядке. Такое иногда используется в новостройках, которые оборудованы автономным тепловым пунктом. По сути это один большой бойлер на весь дом. Такая независимая система позволяет экономить на транспортировке горячей воды по длинной магистрали и практически исключает традиционные летние отключения на регламентные работы.

Какая бы система горячего водоснабжения не использовалась, каждая из них обладает плюсами и минусами. На качество горячей воды могут влиять не только наличие/отсутствие тупикового водопровода, но и давление холодной воды в магистрали. При его увеличении и плохой работе смесителя порой трудно добиться идеального баланса холодной и горячей воды на выходе. Если в доме часто случаются отключения ГВС, то стоит приобрести и установить бойлер: его присутствие поможет комфортно пережить время ремонта тепловой магистрали.

Пожалуй, всем известно, что огромные котлы-градирни и испускающие дым полосатые трубы, что видны с любой точки города, принадлежат ТЭЦ. Более того, многие знают, что эти махины обеспечивают наши дома светом, отоплением и горячим водоснабжением. Но что именно представляет собой процесс образования тепла и как в нем задействованы колонны градирен – вопрос довольно запутанный.

Расходные материалы

Весь процесс работы ТЭЦ начинается с подготовки воды. Поскольку она используется здесь в качестве основного теплоносителя, то перед попаданием в паровой котел, где с ней будут происходить основные метаморфозы, требует предварительной очистки. Чтобы предупредить накипь на стенках котлов, воду сначала смягчают – ее жесткость порой необходимо уменьшить в 4000 раз, также ее нужно избавить от различных примесей и взвесей.

В качестве топлива для подогрева котлов с водой на различных электростанциях используют, как правило, газ, уголь или торф. Сгорание этих материалов выделяет тепловую энергию, которую на станции и используют для работы всего энергоблока. Уголь перед использованием перемалывают, а поступающий газ очищают от механических примесей, сероводорода и углекислого газа.

Производство пара

Огромный паровой котел в машинном зале – высота с 9-этажный дом не предел – можно назвать сердцем ТЭЦ. Его питает подготовленное топливо, выделяя при этом огромное количество энергии. Под ее силой вода в котле превращается в пар с температурой на выходе почти в 600 градусов. Под давлением этого пара вращаются лопасти генератора, в результате чего создается электричество.

ТЭЦ вырабатывает также тепловую энергию, предназначенную для отопления и горячего водоснабжения района и города. Для этого на турбине существуют отборы, которые выводят часть нагретого пара, пока тот еще не дошел до конденсатора. Выведенный пар передается в сетевой подогреватель, выступающий в качестве теплообменника.

Тепловые сети

Попав в трубки сетевых подогревателей, вода нагревается и передается по подземным трубопроводам дальше в тепловую сеть за счет насосов, гоняющих воду по трубам. Теплосети, как правило, несут воду 70-150 градусов – все зависит от температуры снаружи: чем ниже градус на улице, тем горячее теплоноситель.

Перевалочным пунктом для теплоносителя становится центральный тепловой пункт (ЦТП) . Он обслуживает сразу целую систему зданий, предприятие или микрорайон. Это своеобразный посредник между объектом, создающим тепло и непосредственным потребителем. Если в котельной вода нагревается благодаря сгоранию топлива, то ЦТП работает с уже нагретым теплоносителем.

Рецепт горячей воды

Поставка теплоносителя заканчивается на входе в ЦТП или ИТП (индивидуальный ТП) – так, теплоноситель передается для дальнейших действий в руки ТСЖ или другой управляющей компании. Именно в тепловом пункте создается та горячая вода, с которой мы привыкли иметь дело – поступающая сюда с ТЭЦ вода греет в теплообменнике чистую холодную воду из водозаборников и превращает ее в ту самую горячую, что течет в наших кранах.

Обогрев здания и комнаты, эта вода постепенно остывает, ее температура падает до 40-70 градусов. Часть такой воды идет на смешение с теплоносителем и подается в наши краны с горячей водой. Дорога же другой части – снова на станцию, здесь остывшую воду согреют сетевые теплообменники.

Для чего же нужны градирни?

Величественные и массивные башни, называемые градирнями, не являются реакторами и центрами событий на ТЭЦ и на самом деле играют вспомогательную роль. Как это ни удивительно, но они применяются на теплостанции для охлаждения воды. Но зачем давать остывать той воде, которую постоянно нагревают?

В градирнях используется вторая часть « обратки», прошедшей цикл нагревания-охлаждения. Но ее температура еще довольно велика: 50 градусов для дальнейшего применения – слишком высокий показатель. Используют же побывавшую в градирнях воду для охлаждения конденсаторов паровых турбин. Это необходимо для того, чтобы пар, прошедший через паровую турбину, смог попасть в конденсатор и на холодных трубах внутри него сконденсироваться. Эти трубы как раз и охлаждаются водой, прошедшей градирни, температура которой теперь около 20 градусов. Если их не остудить, то не будет и потока пара через турбину, тогда и работать она не сможет. Конденсатор же снова превратит пар в воду, которая будет вновь пущена по циклу.