Павильон «Теплоснабжение» Сектор «Централизованные котельные»

Централизованными называются котельные, поставляющие теплоэнергию в теплосеть, к которой могут присоединиться все потребители, живущие в этом районе.
Системы централизованного теплоснабжения в Российской Федерации обеспечивают в настоящее время теплопотребление в объеме 2171 млн Гкал в год, что примерно соответствует годовому теплопотреблению всех стран Западной Европы и почти в 10 раз пре­вышает теплопотребление, обеспечиваемое системами централизованного теплоснабжения в этих странах.
Для начала анализа имеет смысл оценить эффективность систем централизованного типа и автономной (с точки зрения физики без учета субъективных факторов).
Рассмотрим схему централизованного отопления и ГВС:
В этой системе есть источник тепла (централизованная котельная), в которой химическая энергия топлива (будем рассматривать наиболее эффективный случай сжигания газа) преобразуется в теплую энергию. Учитывая применяемые промышленные котлы – КПД лучших из которых около 0,8-0,85%. То есть преобразование энергии топлива в тепло происходит с эффективностью 80-85%. Причем для нормальной работы котел большой мощности должен работать на стационарном режиме без остановок. Затем – и эта схема принята во всех централизованных котельных – нагретый теплоноситель проходит через теплообменник, где с коэффициентом теплопередачи 0,92-0,98 (в зависимости от конкретной конструкции теплообменника и его технического состояния) тепло передается теплоносителю, который циркулирует в теплотрассе от котельной к конкретному потребителю. Длина теплотрассы может колебаться от километра до десятков километров, причем неизбежны потери тепла по длине трубы (около 100Вт/м теплотрассы) и давления от трения теплоносителя по длине трубы. Для компенсации потерь давления в центральной котельной необходимо устанавливать мощные насосы и обеспечивать на начальном участке теплотрассы давление до 18-20 атмосфер с тем, чтобы на конце трубы оно сохранилось хотя бы 2 атмосферы. Для поддержания давления в теплотрассах непосредственно на входе у дома и подготовки горячей воды в теплообменниках от отопительной воды в жилых районах установлены тепловые пункты или бойлерные. В связи с наличием потерь в теплотрассе (тепла и давления) эффективность теплотрассы составляет приблизительно 0,9-0,92 в лучших случаях (при отсутствии утечек теплоносителя и усиленных потерь тепла по длине – все видели зимой «парящие» трубы и зеленую траву в 30 градусный мороз над теплотрассами) 0,8-0,85 в обычном режиме (реальной жизни), до 0,6-0,7 в изношенных старых сетях с утечками и т.д. затем тепло подается в систему отопления дома и радиаторы непосредственно в квартирах.
Пока мы не знали других радиаторов – чугунные радиаторы и конвекторы в виде трубы с гармошкой в высотных домах образца 70-80 годов – были единственно возможным вариантом. С появлением изделий буржуазного производства – мы ощутили, что бывают радиаторы, которые при низкой температуре теплоносителя в них способны отдавать значительно больше тепла, чем изделия отечественные. По разным оценкам эффективность радиаторов в среднем 07,-0,8, у импортных – 0,9-0,92. Оценим суммарную эффективность централизованной системы отопления:
(от газа, подаваемого в котел до тепла в квартире)
КПДсист.= КПДкотла х КПДтеплообменника х КПДтеплотрассы х КПДрадиаторов= 0,85х0,95х0,9х0,8=0,58 (это для наилучших условий). Реально это 0,4-0,5.