Трохи історії
Опалювальна техніка має багатовікову історію. Перші опалювальні пристрої були відомі ще за кам'яного віку. На початку нашої ери з'явилися опалювальні печі з відведенням продуктів горіння через димарі. Вдосконалюючись, ці печі довгий час були основним видом опалення.
Важливий етап у розвитку опалювальної техніки пов'язаний з виникненням центральних систем опалення. Найбільш ранньою була система опалення, яка функціонувала завдяки мережі каналів, розміщених під підлогою, за якими пропускалися димові гази з печі. З XV століття вже застосовувалося повітряне опалення з подачею в приміщення повітря, нагрівають при зіткненні з поверхнями печі. Системи водяного та парового опалення отримали розвиток в XVI столітті.
Загадковий «носій»
Ми знаємо, що коли влада оголошуює початок опалювального сезону, це означає, що найближчим часом по трубах піде теплоносій. Давайте більш детально зупинимося на тому, з чого він складається. В енергетиці носій теплової енергії визначається, як рушійне рідке або газоподібне середовище, яке використовується для здійснення теплообміну. Тобто, віддавши тепло через нагрівальні прилади (батареї) повітрю в приміщенні, теплоносій повертається по трубопроводах у котел, де його повторно нагрівають і він знову продовжує свій шлях.
Найбільш поширеними видами теплоносіїв в системах опалення є вода, водяна пара або ж водні растфори з антифризами (низкозамерзающие рідини), часто, етиленгліколю або пропіленгліколю.
Підготовлена вода - займає приблизно 68% від усього обсягу використовуваних теплоносіїв. Це - ідеальний теплоносій: стійкий і інертний, з високою теплоємністю і низькою в'язкістю. Але що означає - підготовлена? Як мінімум - без суспензій, тобто профільтрована, а ще бажано, щоб вона була м'якою (без солей жорсткості) і не містила розчиненого в ній повітря. Останнє особливо важливо, оскільки кисень - джерело корозії металу, солі жорсткості утворюють на гарячих поверхнях котла твердий наліт, відомий нам як накип і погіршує теплопередачу і відповідно ефективність котла.
Читайте також: Теплові мережі диктують правила
Солі жорсткості і повітря, що містяться у воді, якою тільки що заповнили систему опалення, не так страшні, якщо ця система замкнута, герметична, і вода в ній циркулює, не оновлюючись. Тоді концентрації і того, і іншого досить швидко сходять нанівець, і в подальшому така «мертва» вода ні котлу, ні системі нічим не загрожує. Інша справа, коли вода із системи опалення витрачається для побутових потреб, та її кількість в системі заповнюється за рахунок підживлення - як правило, таке рішення приймається «з економії», і про відповідну підготовку води мови немає.
У води як у теплоносія єдиний мінус - при температурі нижче нуля градусів Цельсія вона замерзає, при цьому, коли розтає, збільшується в об'ємі, розриваючи навіть сталеві труби, резервуари, які заповнює. Тому системи опалення, для яких існує небезпека розморожування, вже давно придумали заповнювати незамерзаючим теплоносієм - соляним розчином або сумішшю антифризів з водою.
Незамерзаюча рідина
Однак при використанні в системі опалення незамерзаючих рідин, комунальним теплоенергетикам доводиться брати до уваги їх характеристики, такі як теплоємність, теплопровідність, щільність, в'язкість. Вони значно відрізняються від аналогічних характеристик води, і з урахуванням цього доводиться підбирати насоси, теплообмінники, опалювальні прилади. Крім того, такий теплоносій з часом деградує - він розшаровується, частина компонентів випадає в осад, відповідно властивості змінюються. Тому за станом незамерзаючого теплоносія в системі опалення необхідно постійно стежити, і час від часу його повністю замінювати.
Система диктує свої правила
Системою теплопостачання називають сукупність і взаємодія таких елементів: трубопроводи, насоси, прилади та обладнання теплоспоживання, обладнання автоматики і апаратура, регулююча, сигналізує і реєструє. Робота всіх цих елементів базується на законах фізики, хімії, механіки, гідравліки, термодинаміки. Системи теплопостачання з різною будовою і призначенням елементів класифікуються за такими ознаками: за джерелом виготовлення тепла; вигляду теплоносія; способом подачі води на гаряче водопостачання; кількістю трубопроводів теплових мереж.
За джерелами виготовлення тепла розрізняють три види систем теплопостачання: високоорганізоване централізоване теплопостачання на базі комбінованого вироблення тепла і електроенергії на теплоелектроцентралях (ТЕЦ) - теплофікація; централізоване теплопостачання від районних опалювальних і промислово-опалювальних котелень; децентралізоване теплопостачання від малих котелень, індивідуальних опалювальних печей.
Читайте також: Боротьба за тепло
Для централізованого теплопостачання використовують два типи джерел тепла: теплоелектроцентралі (ТЕЦ) і районні котельні (РК). На ТЕЦ відбувається комбіноване виробництво тепла та електроенергії, що забезпечує суттєве зниження питомих витрат палива при одержанні електроенергії. При цьому спочатку тепло водяної пари застосовується для одержання електроенергії при розширенні пари в турбінах, а потім тепло, що залишається, відпрацьована пара використовується для нагрівання води в теплообмінниках, складових теплофікаційних обладнання ТЕЦ. Гаряча вода застосовується для теплопостачання.
Іншим джерелом теплопостачання є районні котельні. Теплова потужність РК складає 150 - 200 Гкал / год Така концентрація теплових навантажень дозволяє використовувати великі агрегати, сучасне технічне оснащення котельних, що забезпечує високий ККД використання палива.