Для перемещения теплоты в настоящее время используют два вида теплоносителя — воду и пар, в связи с чем и различают водяные и паровые системы теплоснабжения. Д ля покрытия сезонной нагрузки и нагрузки горячего водоснабжения в качестве теплоносителя используют воду. Пар в качестве теплоносителя используется для покрытия технологических нагрузок в паровых системах теплоснабжения промпредприятий. В этих случаях теплоноситель — пар часто используется также для покрытия нагрузок отопительной, вентиляционной и системы горячего водоснабжения.
Выбор теплоносителя определяется технико-экономическим расчетом и зависит от характера источника тепла и вида теплопо-требителя.
Вода как теплоноситель имеет ряд преимуществ перед паром:
— возможность транспорта тепла на большие расстояния без его существенных потерь. Понижение температуры воды в среднем составляет менее 1 °С на 1 км теплопровода. Энергетический потенциал пара изменяется более значительно, например, давление пара уменьшается в среднем на 0,1-0,15 МПа на 1 км длины паропровода. Соответственно при водяных системах давление пара в отборах турбин значительно ниже, чем при паровых системах (0,06-0,2 МПа против 0,1-0,15 МПа);
— осуществление центрального качественного и количественного регулирования у источника тепла;
— сохранение всего конденсата у источника тепла. В паровых системах неизбежна потеря конденсата, а также его загрязнение и аэрация. Очистка возвращаемого конденсата и его деаэрация в ряде случаев приводит к значительным материальным затратам;
-схемы присоединения потребителей к водяным теплосетям проще, чем к паропроводам. Дополнительные устройства и оборудование систем возврата и транспорта конденсата в паровых системах также увеличивают материальные затраты;
-повышенная аккумулирующая способность водяной системы позволяет сглаживать график теплоснабжения.
— более широкие возможности применения пара как теплоносителя при сочетании технологических нагрузок с нагрузками отопительной, вентиляционной системы и системы горячего водоснабжения;
— хорошее распределение тепла между абонентами при разветвленной теплосети. В водяных теплосетях хорошее распределение теплоносителя может быть достигнуто более точной увязкой всех ответвлений при гидравлическом расчете теплопроводов;
— незначительная величина гидростатического давления при больших перепадах высот рельефа местности вследствие значительно меньшей удельной плотности пара по сравнению с водой;
— отсутствие расхода электроэнергии на перемещение пара. В паровых системах электроэнергия расходуется только на возврат конденсата, количество ее не сравнимо с количеством электроэнергии на транспорт воды в водяных системах;
— простота обнаружения аварий и их ликвидация (полностью пар из паропровода не выпускается).
При выборе параметров теплоносителя учитываются техникоэкономические показатели по всем элементам системы — источнику тепла, теплосети, абонентским установкам.
В настоящее время для удовлетворения коммунально-бытовой нагрузки (нагрузки отопления, вентиляции и горячего водоснабжения) жилых, общественных зданий и промышленных предприятий в качестве теплоносителя используется вода, т.е. применяют водяные системы теплоснабжения. При теплофикации это позволяет использовать для теплоснабжения отработавший пар низкого давления из отборов теплофикационных турбин, что повышает эффективность теплофикации.
Пар как теплоноситель используется на предприятиях, обычно в сочетании с технологическим потреблением пара, а также после технологических аппаратов в виде конденсата.
Зачастую, паром на предприятиях нагревается вода через специальные теплообменники ПНД, в которых пар отдаёт тепло, а вода его принимает.
В тех случаях, когда основной тепловой нагрузкой теплового района является технологическая нагрузка высокого потенциала, а сезонная нагрузка невелика, в качестве теплоносителя применяется пар.
При выборе системы теплоснабжения и параметров теплоносителя учитываются технические и экономические показатели по всем элементам системы: источнику тепла, теплосети, абонентским установкам. При выборе паровых систем от тепловая нагрузка покрывается паром более высокого потенциала, поэтому удельная комбинированная выработка электрической энергии снижается.
Температуру воды в водяных тепловых сетях в настоящее время принимают по графику от 120-70 до 150-70. Переход на повышенные параметры сулит экономическую выгоду, однако это требует повышение давления, что в свою очередь требует перевода всех систем отопления на независимую схему и возможно при соответствующих запасах прочности трубопроводов теплосети.
Но увеличение температуры теплоносителя снижает его расход и соответственно уменьшает диаметры теплопроводов. Это влечет за собой уменьшение энергии на транспорт теплоносителя, уменьшение капитальных затрат и т.д.
Так, если увеличить расчетный перепад температур теплоносителя в два раза (с 120-70 до 170-70), то расход сетевой воды сократится в два раза, гидравлическое сопротивление уменьшится в четыре раза (квадратичная зависимости), а расход энергии на привод сетевых насосов уменьшится в восемь раз (кубическая зависимость).
С другой стороны, увеличение температуры теплоносителя при его неизменном расходе позволяет увеличить количество транспортируемой теплоты в тепловой район, что дает возможность подключать новых потребителей теплоты при уплотнении застройки.