Siltumnesēja sadale un transportēšana starp patērētājiem notiek pa speciālu siltumtīklu. Tas ir viens no galvenajiem elementiem visā inženierkomunikāciju struktūrā. Pārraides uzticamība un kvalitāte ir tieši atkarīga no tā, kā tā darbojas. Siltumtīklu cauruļvadi nav vienīgie šīs struktūras elementi. Papildus tiem tas ietver arī dažādas struktūras. Tie jo īpaši ietver droseles un sūkņu stacijas, apkures punktus.
Struktūra
Siltumtīkls, kas balstīts uz centralizētas piegādes shēmu, savā struktūrā ir sadalīts divos līmeņos: galvenajā un ceturkšņa (mikrorajonā). Pirmais sastāv no elementiem, kas savieno siltuma avotus ar vietējiem (rajona) punktiem tā sadalei starp gala patērētājiem. Vairumā gadījumu tās ir cilpveida cauruļu sistēma (diametrs 500–1400 mm) un inženierbūves. Šie elementi atrodas visā pilsētā, kas nodrošina pārvades uzticamību un spēju apmierināt patēriņa pieprasījumu. Pateicoties atdalīšanai, tiek ievērojami atvieglota siltumtīklu darbība. Tātad tiek veidotas dažādas shēmaskontroles, kas palielina darba uzticamību un paaugstina piegādes kvalitāti. Galvenā tipa siltumtīklu projektēšana un ieklāšana tiek veikta, ņemot vērā iespējamās kļūmes jebkura zemūdens elementa darbībā. Šajā sakarā tiek izveidotas rezerves saites. Tie ir savienoti ar siltuma avotiem. Ar šo pieeju tiek izveidota vienota vadības sistēma. Tas spēj nepārtraukti nodrošināt deklarētos termisko un hidraulisko režīmu rādītājus. Tajā pašā laikā darbs tiek veikts pat tad, ja kāds no tā elementiem (piegādes avots, viens no galvenās līnijas atzariem) neizdodas. Šādos apstākļos dzesēšanas šķidruma sadalījums ir labāks, tiek samazināti zudumi transmisijas dēļ, un tiek novērots degvielas ietaupījums.
Vadība
Siltumtīklu noteikumi paredz īpašu elementu klātbūtni, ar kuru palīdzību tiek kontrolēta konstrukcija. Tie jo īpaši ietver bloķēšanas mehānismus - vārstus. Ar to palīdzību vispārējais siltumtīkls ir sadalīts atsevišķās sadaļās. Trieciens uz vārstiem ļauj ieslēgt (izslēgt) mazus šosejas posmus, kā arī uz tiem esošās sūknēšanas un droseļvārsta stacijas. Lielākā daļa mūsdienu ierīču ir aprīkotas ar elektrisko piedziņu. Tie tiek novietoti vidēji ik pēc 1-3 km šosejas. Tīklu vispārējā vadība ietver darbības režīma un konstrukcijas elementu stāvokļa kontroli, iespējamo darbības traucējumu novēršanu. Lai aizsargātu pret ūdens āmuru, vietējos punktos ir uzstādīta īpaša atslodzes ierīce.
Ceturkšņa siltumtīkli. Funkcijas
Šīs struktūras ir sazarotas strupceļa sistēmas. Tie ir savienoti ar siltuma punktiem. Pārvaldība notiek gan manuālā, gan bezsaistes režīmā. Šādas konstrukcijas diametrs ir līdz 400 mm, tāpēc tiek uzskatīti par pieņemamiem pārtraukumi patērētāju siltumenerģijas apgādē šāda tīkla pārrāvuma rezultātā. Tomēr piegādes shēmu vispārējās konstrukcijas rezultātā darbības traucējumu gadījumā cieš tikai neliela galalietotāju daļa. Siltumtīklu remonts šajā gadījumā neaizņem daudz laika. Punkti, caur kuriem mediji nonāk sistēmā, ir automatizēti. Tas ļauj ietaupīt uz siltumenerģijas patēriņu.
Savienojuma izveide ar mugurkaulu
Sadales tīkli tiek pievienoti vispārējai sistēmai, izmantojot maisītājus vai sūkņus (jaukšanas apļveida), retāk caur ūdens sildītājiem. Pēdējā izmantošana padara sistēmu elastīgāku un uzticamāku. Tas ir iespējams, pateicoties galveno un sadales sistēmu hidraulisko režīmu atdalīšanai. Pārvadātājam, kas ienāk vispārējos tīklos no dažādiem avotiem, var būt atšķirīga temperatūra, kas pārsniedz to, kas jau ir cauruļvadā. Padeves sistēmas, kas aprīkotas ar sūkņiem, izslēdz līniju hidraulisko izolāciju no sadales ķēdēm. Rezultātā atbilstošā avārijas režīma vadība kļūst sarežģītāka. Šajā gadījumā kļūst iespējams patstāvīgi uzturēt ar sūkņa palīdzību apļveida un sadales tīklostemperatūras apstākļi, kas atšķirsies no galvenajiem.
Sistēmas divu līmeņu skats
Siltumtīklu lielās struktūras shēmai ir divu līmeņu skats. Augšpusē ir apvedceļš. No tā atiet filiāles uz reģionu siltumpunktiem. Savienojums izmanto parasto metodi. Maģistrāles posma, kuram ir pievienots siltumpunkts, atteices gadījumā gala patērētājiem tiek liegta siltumenerģija. Lietotāji ir savienoti ar rajona punktu, izmantojot vietējās sistēmas - tas ir zemākais līmenis.
Apkalpošanas rezervācija
Dzesēšanas šķidrums tiek piegādāts maģistrālajam tīklam no termoelektrostacijas un rajona katlumājas. Šajā gadījumā ir iespējams veikt piegādes rezervēšanas procesu, ja kāds no mediju apkures punktiem sabojājas. To veic, uzstādot savienojuma džemperi uz barošanas un atgriešanas līnijām. Šo elementu kombinācija veido vienotu gredzenu apkures tīklu. Sistēmu vadošo elementu projektētais diametrs ir aprēķināts tā, lai nodrošinātu vajadzīgā nesēja caurlaidību arī avārijas situācijās. Stabilas nepārtrauktas darbības apstākļos dzesēšanas šķidrums pārvietojas pa visiem tīkla siltuma cauruļvadiem. Šajā gadījumā džemperu izmantošana zaudē nozīmi. Lai efektīvāk izmantotu džemperus un samazinātu dzesēšanas šķidruma sildīšanas izmaksas, tiek izmantota "izkrautās rezerves" metode. Šajā gadījumā ir pilnīga džemperu pārklāšanās. Džemperi tiek ieslēgti tikai siltuma elementu atteices gadījumā.tīkls.
Tīklu siltuma cauruļvadi
Nesēja kustība tiek veikta pa šiem elementiem, kuru veidā parādās ūdens. Siltumvadi tiek ierīkoti ar virszemes un pazemes metodēm. Pirmajā gadījumā blīvei ir vairākas būtiskas priekšrocības: pagarināts kalpošanas laiks, vienkārša sistēmas stāvokļa uzraudzība un vieglāka piekļuve problēmu novēršanai. Taču virszemes siltumvada ierīkošana mūsdienu pilsētās ir praktiski neiespējama arhitektūras ierobežojumu dēļ. Šādos apstākļos lielākā daļa sistēmu atrodas pazemē. Lai uzstādītu šādus cauruļvadus, izlaužas īpaši kanāli.
Sistēmas izmantošana
Pirms darba uzsākšanas tiek veiktas siltumtīklu termiskās pārbaudes. Uzstādītie elementi ir piepildīti ar dažādu temperatūru karstu ūdeni. Pēc tam šķidrums tiek atkārtoti iztukšots tā kalpošanas laikā. Visu iekšējo ietekmju rezultātā mainās caurules sienas, izeja no šīs situācijas ir kompensatoru uzstādīšana cauruļvados. Sekcijas divi gali ir stingri piestiprināti pie balstiem. Vidū ir uzstādīts kompensators. Turklāt cauruļvadi tiek fiksēti pie siltummaiņiem, sūkņiem. Tas tiek darīts, lai atvieglotu termiskās deformācijas radīto slodzi. Balsti tiek novietoti kanālos vai īpašās kamerās. Kanālos cauruļvads ir novietots uz kustīgiem balstiem. Lai pastāvīgi uzraudzītu sistēmu stāvokli, tiek būvētas īpašas pazemes kameras. Tajos ir ievietoti dažādi vārsti, drenāžas vārsti, gaisa krāni unkompensatori. Dažos gadījumos (piemēram, ja ūdens caurules diametrs ir lielāks par 500 mm) virs kamerām tiek uzcelti zemes paviljoni, lai pārbaudītu siltumtīklus un ērtāku apkopi. Punktu un sūkņu staciju izvietošana notiek speciāli aprīkotās ēkās.
Optimālā varianta izvēle siltumtīkliem
Šobrīd ir milzīgs skaits siltumtīklu shēmu un to ierīkošanas veidu. Tāpēc projektēšanas stadijā tiek apsvērtas vairākas iespējas. Salīdzinot visus iespējamos nosacījumus, tiek veikti tehniskie un ekonomiskie aprēķini, tiek izvēlēts lētākais variants ar vislabākajām īpašībām. Pēc šiem aprēķiniem tiek noteikts izmantoto elementu diametrs, izolācijas materiāli un to biezums, uzstādīto sūkņu jauda. Papildus tiek saglabātas izmaksas par siltumvada izbūvi un uzturēšanu, par siltuma zudumiem pārvades laikā no avota līdz patērētājam.
Krievijas apkures sistēmas
Lielākā daļa šobrīd ekspluatējamo siltumtīklu Krievijā tika izbūvēti vēl PSRS laikā, pēc kuras sabrukuma krasi tika samazināts finansējums esošo siltumvadu pārvietošanai un atjaunošanai. Sistēmu stāvokļa plānveida pārbaudes un to regulāras nomaiņas ir beigušās, arī valsts kontrole ir sākusi vājināties.
Kopējā situācija ar siltumtīkliem valstī sāka strauji pasliktināties. Ievērojamu ietaupījumu apstākļos sāka samazināties prasības elementu kvalitātei,izmanto esošo sistēmu pārvietošanai. Ietaupījumi izraisīja darba izmaksu samazināšanos, kas ietekmēja to galīgo kvalitāti. Šajos gados uzbūvētajām sistēmām bija zems kalpošanas laiks un pēc 5-7 gadiem tās bija jāmaina atkārtoti. Tas viss izraisīja strauju darbības traucējumu skaita pieaugumu, kā rezultātā palielinājās neatliekamās palīdzības dienestu kapacitāte. Siltuma zudumi nesēja nodošanas laikā tiek lēsti 20-50% no kopējās jaudas apkures periodā un no 30 līdz 70% - vasarā. Šie skaitļi vairākas reizes pārsniedz Eiropas attīstītajās valstīs pieņemtās normas.
