La distribución y el transporte del portador de calor entre los consumidores se realiza a través de una red de calor especial. Es uno de los elementos principales de toda la estructura de las comunicaciones de ingeniería. La confiabilidad y la calidad de la transmisión dependen directamente de cómo funciona. Las tuberías de las redes de calor no son los únicos elementos de esta estructura. Además de ellos, también incluye varias estructuras. Estos incluyen, en particular, estaciones de aceleración y bombeo, puntos de calefacción.
Estructura
La red de calor, basada en un esquema de suministro centralizado, se divide en dos niveles en su estructura: principal y trimestral (micro-distrito). El primero consiste en elementos que conectan fuentes de calor con puntos locales (distrito) de su distribución entre los consumidores finales. En la mayoría de los casos, son un sistema en bucle de tuberías (diámetro 500–1400 mm) y estructuras de ingeniería. Estos elementos están ubicados por toda la ciudad, lo que asegura la confiabilidad de la transmisión y la capacidad de atender la demanda de consumo. Gracias a la separación, se facilita enormemente el funcionamiento de las redes de calefacción. Entonces, se crean varios esquemas.controles que aumentan la fiabilidad del trabajo y aumentan la calidad del suministro. El diseño y tendido de redes de calefacción del tipo principal se lleva a cabo teniendo en cuenta posibles fallas en el funcionamiento de cualquier elemento submarino. En este sentido, se crean enlaces de respaldo. Están conectados a fuentes de calor. Con este enfoque, se crea un sistema de gestión unificado. Es capaz de proporcionar ininterrumpidamente los indicadores declarados de los modos térmico e hidráulico. Al mismo tiempo, el trabajo se lleva a cabo incluso si falla uno de sus elementos (fuente de suministro, una de las ramas de la línea principal). La distribución del refrigerante en tales condiciones es mejor, se reducen las pérdidas debidas a la transmisión y se observan ahorros de combustible.
Gestión
Las reglas de las redes de calor prevén la presencia de elementos especiales con la ayuda de los cuales se controla la estructura. Estos incluyen, en particular, mecanismos de bloqueo: válvulas. Con su ayuda, la red de calefacción general se divide en secciones separadas. El impacto en las válvulas le permite encender (apagar) pequeñas secciones de la carretera, así como las estaciones de bombeo y aceleración ubicadas en ellas. La mayoría de los dispositivos modernos están equipados con un accionamiento eléctrico. Se colocan en promedio cada 1-3 km de la carretera. La gestión general de las redes incluye el control del modo de funcionamiento y del estado de los elementos estructurales, la prevención de posibles averías. Para proteger contra el golpe de ariete, se instala un dispositivo de alivio especial en los puntos locales.
Red de calefacción de un cuarto. Características
Estas estructuras son sistemas ramificados sin salida. Están conectados a puntos de calefacción. La gestión se produce tanto en modo manual como fuera de línea. Tal estructura tiene un diámetro de hasta 400 mm, por lo tanto, las interrupciones en el suministro de energía térmica a los consumidores como resultado de una falla en dicha red se consideran aceptables. Sin embargo, como resultado del diseño general de los esquemas de suministro, solo una pequeña parte de los usuarios finales sufre en caso de mal funcionamiento. La reparación de redes de calefacción en este caso no lleva mucho tiempo. Los puntos por donde ingresan los medios al sistema están automatizados. Esto le permite ahorrar en el consumo de energía térmica.
Conexión a la red troncal
Las redes de distribución se conectan al sistema general mediante mezcladores o bombas (mixing-circular), con menos frecuencia a través de calentadores de agua. El uso de este último hace que el sistema sea más flexible y confiable. Esto es posible debido a la separación de los regímenes hidráulicos de los sistemas principal y de distribución. El portador que ingresa a las redes generales desde diferentes fuentes puede tener diferentes temperaturas, superando la que ya está en la tubería. Los sistemas de suministro equipados con bombas excluyen el aislamiento hidráulico de las líneas de los circuitos de distribución. Como resultado, la gestión del modo de emergencia correspondiente se vuelve más complicada. En este caso, es posible mantener de forma independiente con la ayuda de una bomba en las redes de distribución de circular ycondiciones de temperatura, que diferirán de las principales.
Vista de dos niveles del sistema
El esquema de la gran estructura de la red de calor tiene una vista de dos niveles. En la parte superior está la carretera de circunvalación. Ramas parten de él a los puntos calientes de las regiones. La conexión utiliza el método ordinario. En caso de falla de la sección de la red principal a la que está conectado el punto de calefacción, los consumidores finales se ven privados de energía térmica. Los usuarios están conectados al punto de distrito mediante sistemas locales: este es el nivel inferior.
Reserva de servicio
El refrigerante se suministra a la red principal desde la central térmica y la sala de calderas de distrito. En este caso, es posible realizar el proceso de reserva de suministro en caso de avería de uno de los puntos de calentamiento del medio. Esto se hace instalando un puente de conexión en las líneas de suministro y retorno. La combinación de estos elementos forma una red de calentamiento de un solo anillo. El diámetro diseñado de los elementos conductores de los sistemas se calcula de tal manera que garantice el rendimiento del portador requerido incluso en situaciones de emergencia. En condiciones de operación ininterrumpida estable, el refrigerante se mueve a través de todas las tuberías de calor de la red. En este caso, el uso de puentes pierde su significado. Para un uso más eficiente de los puentes y una reducción en el costo de calentamiento del refrigerante, se utiliza el método de "reserva descargada". En este caso, hay una superposición completa de los puentes. Los puentes se encienden solo en caso de falla de los elementos térmicos.red.
Tuberías de calor de redes
El movimiento del transportador se realiza a lo largo de estos elementos, en forma de los cuales aparece el agua. Las tuberías de calor se instalan por métodos subterráneos y de superficie. En el primer caso, la junta tiene una serie de ventajas significativas: mayor vida útil, fácil control del estado del sistema y acceso más fácil para la resolución de problemas. Sin embargo, la instalación de una tubería de calor sobre el suelo en las ciudades modernas es prácticamente imposible debido a restricciones arquitectónicas. En estas condiciones, la mayoría de los sistemas son subterráneos. Para instalar dichas tuberías, se abren canales especiales.
Uso del sistema
Antes del lanzamiento de trabajo, se realizan pruebas térmicas de redes de calefacción. Los elementos instalados se llenan de agua caliente a diferentes temperaturas. Posteriormente, el fluido se drena repetidamente durante su vida útil. Como resultado de todas las influencias internas, las paredes de la tubería cambian, la salida de esta situación es la instalación de compensadores en las tuberías. Los dos extremos de la sección se fijan de forma fija en los soportes. Un compensador está instalado en el medio. Además, las tuberías se fijan de manera fija cerca de intercambiadores de calor, bombas. Esto se hace para aliviar la carga ejercida por la deformación térmica. Los soportes se colocan en canales o cámaras especiales. En los canales, la tubería se coloca sobre soportes móviles. Para monitorear constantemente el estado de los sistemas, se están construyendo cámaras subterráneas especiales. Acomodan varias válvulas, válvulas de drenaje, grifos de aire ycompensadores. En algunos casos (por ejemplo, con un diámetro de tubería de agua de más de 500 mm), se levantan pabellones en el suelo sobre las cámaras para probar las redes de calefacción y un mantenimiento más cómodo. La colocación de puntos y estaciones de bombeo se realiza en edificios especialmente equipados.
Elección de la opción óptima para redes de calefacción
Actualmente, hay una gran cantidad de esquemas de redes de calefacción y formas de colocarlas. Por lo tanto, se consideran varias opciones en la etapa de diseño. Comparando todas las condiciones posibles, se realizan cálculos técnicos y económicos, se selecciona la opción menos costosa y con mejores características. De acuerdo con estos cálculos, se determina el diámetro de los elementos utilizados, los materiales aislantes y su espesor, la potencia de las bombas instaladas. Además, se mantienen los costos de construcción y mantenimiento de la tubería de calor, por las pérdidas de calor durante la transmisión desde la fuente hasta el consumidor.
Sistemas de calefacción rusos
La mayoría de las redes de calefacción actualmente en funcionamiento en Rusia se construyeron en la URSS, después del colapso del cual se redujo drásticamente la financiación para la reubicación y renovación de las tuberías de calor existentes. Los controles programados del estado de los sistemas y sus reemplazos regulares han cesado, el control por parte del estado también ha comenzado a debilitarse.
La situación general de las redes de calefacción en el país comenzó a deteriorarse drásticamente. En condiciones de ahorro significativo, los requisitos para la calidad de los elementos comenzaron a disminuir,utilizados en la reubicación de los sistemas existentes. El ahorro se tradujo en una reducción del coste de los trabajos, lo que repercutió en su calidad final. Los sistemas construidos en estos años tenían una vida útil baja y requerían un nuevo reemplazo después de 5 a 7 años. Todo ello provocó un fuerte aumento del número de averías, lo que provocó un aumento de la capacidad de los servicios de emergencia. Las pérdidas de calor durante la transferencia del portador se estiman en un 20-50% de la producción total durante el período de calefacción y entre un 30 y un 70% en verano. Estas cifras son varias veces superiores a las normas adoptadas en los países desarrollados de Europa.
