ОТКРЫТАЯ СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Открытая система теплоснабжения - система теплоснабжения, у которой нагретая в источнике теплоты вода отбирается из подающего и обратного теплопроводов в смеситель, где она доводится до температуры 65 С, и затем подается к водоразборным кранам горячего водоснабжения для использования потребителем. Отсюда название системы — открытая. Остальная часть горячей воды используется для отопления и вентиляции. Таким образом вода является частично циркуляционной, частично прямоточно-водопроводной. Вода-разбор непосредственно из тепловой сети позволяет применять дешевые смесительные устройства вместо теплообменных аппаратов, что составляет главное преимущество открыой системы теплоснабжения. В нашей стране примерно половина действующих систем теплоснабжения открытые. Однако при прохождении через отопительные приборы, калориферы, соединительные трубопроводы санитарно-гигиенические качества воды снижаются, что является основным недостатком открытой системы теплоснабжения, усложняющим работу санитарной службы. Вода имеет цветность, может появиться запах из-за отложения осадков в отопительных приборах. При присоединении систем отопления к тепловым сетям через элеваторы или насосы, то есть по зависимой схеме, в радиаторах отлагается осадок, развиваются колонии бактерий. Поэтому в качестве отопительных приборов радиаторы использовать нельзя. Для повышения качества воды, отбираемой из тепловой сети, целесообразно отопительные установки присоединить по независимой схеме, то есть через теплообменники, но это существенно снижает экономические показатели открытой системы теплоснабжения. Для исключения кислородной коррозии и накипеобразования в трубах, теплообменниках теплоприготовительных установок и водогрейных котлах в источнике теплоты предусматриваются химическая водоочистка и деаэрация воды, что удорожает открытую систему теплоснабжения.
Источником теплоты открытой системы теплоснабжения является теплоприготовительная установка теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Пар из отборов турбины поступает в основные подогреватели, в которых конденсируется и отдает теплоту воде, циркулирующей в системе. Поступающая из теплоснабжаемого района вода бустерным (вспомогательным) насосом подается в теплообменники. Возвращается только та вода, которая не была использована па горячее водоснабжение и прошла через систему отопления, то есть чисто отопительная вода. Ее расход соответственно потребностям абонентов поддерживается автоматическими регуляторами, которые устанавливают перед системами отопления и вентиляции. Теплоноситель, израсходоваваший на горячее водоснабжение, пополняется водой на ТЭЦ, которая попадает в обратную линию перед бустерным насосом. Добавляемая вода поступает из городского водопровода в теплофикационный трубный пучок, встроенный в конденсатор турбины, где подогревается до температуры охлаждающей воды конденсатора и поступает на химводоочистку. Затем вода насосом подается в деаэратор, где освобождается от растворенных в воде воздуха. Требуемый температурный режим в деаэраторе поддерживается добавляемым в него паром или горячей водой. Из деаэратора вода с помощью насоса через регулятор подпитки поступает в тепловую сеть. В основных подогревателях температура воды повышается до 120 С. Зимой при низких наружных температуpax требуется вода более высокой температуры, и ее подогревают в пиковом котле. Циркуляция теплоносителя в тепловых сетях обеспечивается циркуляционным насосом. Теплоноситель по тепловым сетям подается в районы и распределяется по абонентам. В тепловых пунктах зданий теплоноситель первоначально отбирается на горячее водоснабжение и по трубопроводам поступает к водоразборным кранам. Температуpa смешенной воды поддерживается постоянно, автоматическим регулятором температуры, установленным на трубе отбора теплоносителя из подающей линии. На трубе отбора из обратной линии устанавливают обратный клапан, чтобы не допустить перетекания воды из подающей линии в обратную. Циркуляционная линия обеспечивает поддержание расчетной температуры горячей воды перед водоразборной арматурой независимо от интенсивности ее отбора. Регулятор давления "до себя" (регулятор подпора), устанавливаемый на обратной линии после абонентского ввода, обеспечивает залив воды в систему отопления здания при низких давлениях в обратной линии. Подача теплоносителя для горячего водоснабжения и теплоты на отопление в открытая система теплоснабжения зависит от потребности в них абонентов. Это достигается установкой регулятора температуры, который поддерживает температуру горячей воды постоянной, независимо от ее разбора. В системы отопления поступает постоянный расход теплоносителя, поддерживаемый регулятором расхода. Соответствие подаваемой теплоты потребностям обеспечивается в ее источнике поддержанием температурного графика качественного регулирования. Таким образом, абонентский пункт обеспечивает независимое, несвязанное регулирование отпуска теплоносителя для горячего водоснабжения и теплоты на отопление зданий и, несмотря на разные режимы потребления, обе группы потребителей удовлетворены. Но в осенне-весенний период температуpa подаваемой воды выше потребного значения для отопления. Разбор горячей воды осуществляется неравномерно, поэтому подающие линии тепловой сети должны быть рассчитаны на максимальный расход. При этом с увеличением количества присоединенных абонентов к данному участку теплопроводов график потребления уплотняется и его неравномерность уменьшается. Расчетный расход по обратной линии будет меньше, так как в обратную линию поступает теплоноситель, возвращающийся из систем отопления после отбора воды для горячего водоснабжения. Максимальный расход будет при нулевом отборе. Следовательно, расчетный расход теплоносителя по обратной линии будет равен расчетному расходу на отопление и вентиляцию зданий.
Для сокращения расчетных расходов воды и снижения стоимости тепловых сетей применяют схемы со связанным регулированием подачи теплоносителя для горячего водоснабжения и теплоты на отопление. У открытой системы теплоснабжения со связанным регулированием лимитируется суммарный расход теплоты на отопление и горячее водоснабжение. В этом случае расход определяется как расчетный на отопление и вентиляцию и средний за неделю на горячее водоснабжение. Таким образом расходы теплоты балансируются в суточном и недельном разрезах; не балансируются часовые расходы. Поэтому при потреблении теплоты для горячего водоснабжения, превышающем среднее количество теплоты, в систему отопления недодается теплоты, а при провалах потребления теплоты для горячего водоснабжения теплоты подается больше, чем необходимо. Возможность подачи на отопление зданий переменного количества теплоты обеспечивается теплоаккумулирующей способностью строительных конструкций зданий. Таким образом эта способность зданий используется для покрытия неравномерности потребления горячей воды. Переменная подача теплоты на отопление зданий приводит к колебанию температуры воздуха внутри его помещений. Санитарно-гигиенические требования допускают колебания в 1—1,5°С. Если соотношение максимального расхода теплоты для горячего водоснабжения и расчетного расхода теплоты на отопление не более 0,6, то колебания температуры воздуха внутри помещений не выходят за допустимые границы. При большем соотношении следует применять схемы с независимым регулированием.
Открытая система теплоснабжения пополняются водой из источника теплоты, при этом исходной является водопроводная вода, температуpa которой колеблется в пределах 5—15°С. Температуpa конденсата в конденсаторе турбины не опускается ниже 30—35°С. Возникает перепад температур в 20—30°С, который позволяет использовать для теплоснабжения теплоту конденсации пара в конденсаторах ТЭЦ, что повышает экономичность открытой системы теплоснабжения. Применяют открытые системы теплоснабжения, у которых расход теплоносителя в тепловых сетях рассчитан на удовлетворение только отопительной нагрузки, для чего температуру подаваемого теплоносителя увеличивают из расчета компенсации расхода на горячее водоснабжение. Для открытой система теплоснабжения необходима водоподготовка, так как вся пополняющая водозабор вода подогревается в теплообменниках и водогрейных котлах источников теплоты, где нельзя допускать накипеобразования, поэтому воду химически очищают от солей жесткости. Использование в тепловых сетях обработанной воды способствует увеличению срока службы системы горячего водоснабжения. Необходимость в водоподготовке предопределяет экономическая целесообразность применения открытой системы теплоснабжения при малой жесткости воды (до 2 мг-экв/л). При высокой жесткости воды водоподготовка необходима при любой системе теплоснабжения. В таких условиях экономически целесообразно применять открытую систему теплоснабжения, так как централизованная водоподготовка в источнике теплоты требует меньших капитальных и эксплуатационных затрат, чем рассредоточенная водоподготовка в закрытых системах. Расход воды в подающей и обратной линиях открытой системы теплоснабжения является переменным из-за неравномерного отбора горячей воды из тепловой сети. Расход изменяется как по сезонам из-за изменения соотношения отбираемой воды из подающей и обратной линий с изменением температуры теплоносителя, поступающего из источника теплоты, так и в течение суток из-за неравномерного потребления горячей воды. Переменный расход приводит к нестабильности гидравлического режима тепловой сети, что усложняет эксплуатацию системы. Нестабильный режим в обратной линии влияет на режим давлений у потребителей.