Для спрощення приготування теплоносія в джерелі тепла централізованого теплопостачання та зниження витрат на трубопроводи в теплових мережах бажано застосовувати один-єдиний теплоносій. Такий теплоносій мав би бути універсальним і відповідати важливість справ економічним і технічним завданням. Однак на практиці різного характеру споживачі тепла пред'являють до теплоносія і його параметрами дуже різні вимоги.
Так, наприклад, для житлових будинків, які потребують тільки в опаленні і гарячому водопостачанні, як оптимального і в умовах Радянського Союзу єдиного теплоносія підходить гаряча вода. Для громадських і виробничих будівель, які потребують опаленні, вентиляції, кондиціонування повітря і гарячому водопостачанні, гаряча вода також підходить в якості єдиного і оптимального теплоносія.
Вибір теплоносія для кожного окремого споживача тепла або для групи споживачів проводиться таким чином:
1. Перевіряється, який теплоносій встановлений або рекомендований до застосування діючих санітарних норм для даного споживача тепла.
2. Перевіряється, які теплоносії в даному випадку допускаються до застосування діючих протипожежних норм і правил.
3. Встановлюються вимоги, що пред'являються основним технологічним процесом виробництва до теплоносія і його параметрам.
4. Перевіряється економічна доцільність застосування наміченого теплоносія.
Застосування в якості теплоносія гарячої води при централізованому теплопостачанні в принципі економічніше застосування пара.
У системах централізованого теплопостачання вибір теплоносія, як правило, слід проводити відповідно до СНиП II-36-73 і діючими санітарними та протипожежними нормами. При цьому необхідно враховувати наступне;
1. Для подачі тепла в системи опалення, вентиляції та кондиціонування повітря перевага віддається гарячій воді, при якій надходження тепла піддається центральному якісному регулюванню.
2. При роботі водяних систем в приміщеннях відсутні специфічний запах гарячої пилу і неприємні металеві шуми, властиві роботі парових систем при русі пароконденсатной суміші по трубопроводах. Таким чином, водяні системи покращують санітарно-гігієнічні умови та сприяють створенню в приміщеннях більш здоровою і комфортною обстановки.
3. Можливий радіус дії водяної системи (30-60 км від джерела тепла до споживача) значно можливий радіус дії парової системи (до 6-15 км). Завдяки цій важливій перевазі теплопостачання при теплоносії - гарячій воді може здійснюватися від джерела тепла, розташованого далеко від споживачів, навіть за межею міста.
4. При теплоносії - воді відпадає важке завдання зі збору та повернення конденсату в джерело тепла. Станція перекачування конденсату з конденсатними баками вимагає у споживачів тепла досить великих приміщень. Повернення конденсату пов'язаний з явищем вторинного пароутворення. Для використання тепла вторинної пари встановлюють спеціальні пароводяні підігрівачі, що вловлюють тепло пароконденсатной суміші. При відсутності цієї або іншої можливості тепло вторинної пари втрачається. Кількість зібраного конденсату в місцевій системі парового опалення не перевищує 90%. Порівняно важко забезпечити чистоту конденсату, що повертається з технологічної апаратури промислових підприємств. Від впливу повітря метал труб і устаткування окислюється (корродирует) і забарвлює конденсат в червоний колір. Конденсат, що утворюється в подогревателях мазуту, мастил, розчинів барвників досить часто в джерело тепла не повертається, так як .в разі виходу з ладу нагрівальних трубок підігрівача одного споживача тепла весь конденсат, зібраний в джерелі тепла з усього району, може стати непридатним для використання , що створить труднощі в. харчуванні котлів.
5. Перевазі пара в випадках, коли споживачі тепла потребують теплоносії, що володіє постійними параметрами - тиском або температурою. Незмінність будь-якого з цих параметрів теплоносія досить важлива для багатьох технологічних процесів.
6. Пар володіє також цінним властивістю утримувати в одиниці маси значно більше тепла, ніж гаряча вода. Так, наприклад, 1 т пара з параметрами р = = 0,5 МПа і / = 150 ° С може віддати споживачеві приблизно в 6 разів більше тепла, ніж 1 т гарячої води при тій же температурі.
При розгляді діючих в СРСР технічних норм, правил і практичних рекомендацій щодо вибору теплоносія для будь-якого споживача тепла видно, що в даний час в переважній кількості випадків перевага віддається гарячій воді. Пар в якості теплоносія виступає в основному в тих випадках, коли гаряча вода своїми параметрами або технічними особливостями не відповідає вимогам споживача.
При виборі пари в якості єдиного теплоносія завжди слід розглянути, чи не виникне в майбутньому можливість підключення об'єкта до системи теплопостачання від ТЕЦ. В цьому випадку опалення, вентиляція та гаряче водопостачання обов'язково повинні здійснюватися на теплоносії - гарячій воді, щоб зберегти для ТЕЦ теплові навантаження, що забезпечують найбільш економічний теплофікаційний режим роботи електростанції.
В результаті навіть на промислових підприємствах, в обов'язковому порядку потребують технологічному парі, зазвичай опалення, вентиляцію, кондиціювання повітря та гаряче водопостачання забезпечують другий системою теплопостачання, що працює на гарячій воді.
За кордоном в даний час пар як теплоносій використовується досить широко. Діючі в США, ФРН і деяких інших державах норми дозволяють застосування пара навіть для опалення житлових будинків. Наприклад, у ФРН в 1965 р з 115 діючих в країні систем централізованого теплопостачання 50 працювали на теплоносії - гарячій воді і 65 на парі [26]. За останні роки, однак, в зарубіжних країнах також помічається тенденція до переважного застосування в якості теплоносія гарячої води.
У будь-якому випадку при виборі теплоносія є фактори економічного характеру (при забезпеченні належної якості теплопостачання). Число теплоносіїв не має істотного, ні тим більше вирішального значення. На практиці відомі випадки успішної роботи теплопостачання підприємств, що використовують більше п'яти різних теплоносіїв - гарячої води і пара, централізовано готуються в джерелі тепла.
Нижче наводяться параметри, що застосовуються в даний час для постачання гарячої води і пари.
Скипання гарячої води починається при наступних тисках:
Однак місцеві системи опалення, вентиляції, кондиціонування повітря, гарячого водопостачання та технологій, обладнані радіаторами, калориферами і підігрівниками з допустимим робочим тиском р = = 0,6 МПа не можуть прийняти з теплового пункту теплоносій з тиском, що перевищує це значення. Усунення цього протиріччя може бути дозволено наступними двома основними способами:
1) шляхом застосування теплоиспользующих приладів і установок (радіаторів, калориферів, підігрівачів та ін.), Здатних витримати робочий тиск теплоносія р = 1,6--2,0 МПа (// «S 160--200 м вод. Ст.) . Застосування теплоносія з підвищеними параметрами в теплових мережах і в місцевих системах призводить до підвищення вимог до використовуваних матеріалів, труб, арматури, апаратурі для забезпечення безпеки експлуатації. Підвищуються також вимоги до рівня технічної підготовки обслуговуючого персоналу;
2) шляхом підключення споживачів тепла до системи централізованого теплопостачання за незалежною схемою через спеціально споруджуються центральні теплові пункти (ЦТП). В цьому випадку виходить двоконтурна схема теплопостачання, при якій на ділянці від джерела тепла до ЦТП циркулює теплоносій з підвищеними параметрами, а за ЦТП зберігаються допускаються для місцевих систем нижчі параметри. Такі ЦТП вимагають установки місцевих мережевих, а іноді і підживлювальних насосів, які споживають електричну енергію і вимагають наявності обслуговуючого персоналу.
В даний час в Радянському Союзі широко поширене і надійно освоєно застосування теплоносія-гарячої води з параметрами 150-70 ° С. Надалі намічається можливість застосування води з параметрами tf = 180-s-70 ° C і / = 200--70 ° С для систем теплопостачання з великими радіусами дії.
Параметри водяної пари. Що виробляється паровими котлами або отримується від ТЕЦ пар буває насиченою або перегрітою. Споживачам в основному-необхідний сухий насичений пар, так як, вступаючи в нагрівальні прилади, він негайно починає конденсуватися, змочує поверхню нагріву і таким чином збільшує коефіцієнт теплопередачі в нагрівальному приладі.
Навпаки, перегрітий пара не змочує поверхні нагрівання нагрівальних приладів. Тому теплопередача від перегрітої пари до нагрівального приладу буде менш інтенсивна.
Застосування перегрітої пари на виробництві не завжди допускається, так як він може виявитися причиною браку продукції через високу температуру перегріву. Це спостерігається в целюлозно-паперової, харчової промисловості, при виробництві лізину і т. П. Однак в окремих випадках для роботи в промисловості потрібно саме перегрітий пар.
При русі пара по паропроводах деякий перегрів його завжди бажаний. При втраті тепла шляхом транспортування пара невеликої його перегрів затримує утворення конденсату. Досвід показує, що досить вигідним є подача споживачам злегка перегрітого (на 5-20 ° С) пара.
В даний час споживачі тепла застосовують пар з наступними параметрами:
1) р-0,3 МПа, 134-4-140 ° С. Такий пар застосовується при опаленні, вентиляції, гарячому водопостачанні, в технологічних процесах промисловості, наприклад папероробними машинами старого типу і т.п .;
2) р = 0,4-2,0 МПа, 144-5-440 ° С. Пар цих параметрів застосовується для технологічних процесів в харчовій промисловості, а також при виробництві штучного волокна, будівельних матеріалів, деревоволокнистих плит і т. П.
Крім згаданих на практиці використовуються й інші параметри пара. Споживачі пара пред'являють досить різні вимоги до стійкості в підтримці постійних параметрів (тиску і температури) пара.
При виборі теплоносія слід мати на увазі, що параметри пара змінюються при проходженні його по зовнішніх мереж великої протяжності. В середньому тиск пари падає на 0,1 МПа / км, а температура відповідно на 5-20 ° С / км. Тиск в трубопроводах гарячої води падає орієнтовно на 0,8 МПа / км (підсумовуючи падіння тиску в подаючому і зворотному трубопроводах), в той час як температура води практично мало змінюється (до 1 ° С на 3 км довжини мережі).
Практика централізації теплопостачання .показала, що кожне місто, селище міського типу, радгоспний і колгоспний центр потребує кількох теплоносіях з різними параметрами.
Теплоносії готуються або централізовано в районних джерелах тепла по одноконтурній схемі, або децентралізовано в теплових пунктах споживачів тепла за двоконтурною схемою.
З метою спеціалізації виробництва і централізації основних процесів теплопостачання доцільно готувати в районних джерелах тепла теплоносії, в яких потребує значна частина споживачів.
Ширака 3. Е. Теплопостачання: пров. з латиш. - М .: Енергія, 1979.