La gran mayoría de los edificios de apartamentos de nuestro país cuentan con calefacción centralizada. La reforma de la vivienda y los servicios comunales, el aumento anual de las tarifas hacen que la gente piense en la eficiencia del uso de la calefacción. Para reducir los costos operativos, debe conocer el diseño del sistema de suministro de calor.
- Cómo funciona el sistema de calefacción centralizado
- Fuentes de calor
- Esquema de recuperación de calor
- Dispositivo de cogeneración
- Algoritmo de trabajo de fuentes de calor.
- Diseño de intercambiador de calor
- Características de las salas de calderas de distrito.
- Equipo de calefacción interior
- Ventajas y desventajas de la calefacción urbana.
- Cómo se calientan las casas en otros países
- Maneras de reducir costos
- ¿Vale la pena renunciar a la calefacción urbana?
Cómo funciona el sistema de calefacción centralizado
La calefacción urbana es un método para suministrar calor desde una sola fuente a instalaciones residenciales e industriales ubicadas en un área grande.
El esquema general se ve así:
- El refrigerante se calienta en objetos ubicados por separado a la temperatura requerida.
- A través de tuberías tendidas en el suelo o al aire libre, se suministra calor a las casas.
- En las unidades de calefacción, el consumo de energía y la distribución del calor se organizan a lo largo de las entradas de la casa.
- A través de los elevadores del cableado interno, se suministra refrigerante caliente a cada apartamento y a los tramos de escaleras.
- Para calentar los apartamentos se utilizan intercambiadores de calor, que comúnmente se denominan radiadores o baterías.
La sala de calderas ubicada en la propia casa es un caso especial de calefacción central.
Cada uno de los sistemas se puede organizar de diferentes formas y realizar funciones adicionales.
Fuentes de calor
El refrigerante se calienta en plantas de energía y calor combinadas (CHP), plantas de energía del distrito estatal (GRES) o salas de calderas especialmente construidas para este propósito que sirven a varias áreas residenciales.
Los nombres de TPP y GRES siguen siendo de la época soviética, aunque los propietarios ahora son empresas privadas de energía.
Las casas de cogeneración, GRES y calderas se diferencian:
- el propósito principal y el modo de funcionamiento;
- energía;
- radio del área de servicio.
Sobre la base de la viabilidad económica de las plantas de cogeneración se están construyendo en asentamientos con una población de 100 mil habitantes e industria desarrollada. Los GRES están diseñados para ciudades pequeñas y medianas con bajo consumo de energía. Las casas de calderas calientan edificios residenciales y públicos, instalaciones industriales en un radio de no más de 3 km.
Las plantas combinadas de calor y energía están diseñadas de tal manera que en la estación fría su propósito principal es calentar agua para fines de calefacción. Durante el período entre combustibles, la estación cambia al modo de generación de energía.
Se necesitan centrales eléctricas estatales para generar electricidad. El calor se libera durante el funcionamiento de las turbinas y se dirige a fines de calefacción.
Las casas de calderas calientan exclusivamente el agua para los sistemas de calefacción, no generan electricidad.
Esquema de recuperación de calor
Los diagramas funcionales de la operación CHPP y GRES son muy similares, la diferencia radica en la capacidad y construcción de los equipos.
La recepción de energía eléctrica y térmica en las CHPP y TPP se produce debido a la combustión del combustible. Requiere carbón, fuel oil o gas natural para funcionar.
Dispositivo de cogeneración
Las principales unidades de la CHP son:
- economía de combustible: un conjunto de lugares para el almacenamiento y preparación de combustible;
- sala de calderas que consta de una caldera y equipos auxiliares;
- turbinas y equipos eléctricos;
- planta de condensado;
- intercambiadores de calor que extraen calor para calefacción urbana;
- sistema técnico de abastecimiento de agua.
Los sistemas adicionales son los sistemas de eliminación de humo y limpieza de humo, sistemas de eliminación de cenizas y escoria, tuberías.
Las salas de calderas son mucho más simples: no incluyen turbinas, plantas de condensado y otros equipos auxiliares.
Algoritmo de trabajo de fuentes de calor.
CHP y GRES son estructuras extremadamente complejas, pero el principio de funcionamiento para calentar el refrigerante no es difícil de entender:
- El combustible preparado se suministra a la sala de calderas. El carbón debe triturarse, preferiblemente hasta obtener un estado polvoriento. Para la combustión, se bombea aire a la cámara de combustión.
- En la sala de calderas, el agua técnica en las calderas se lleva al estado de vapor, que está a alta presión.
- El vapor se suministra a través de tuberías a las palas de la turbina, que, mientras giran, generan energía eléctrica.
- Después de la turbina, el vapor enfriado ingresa al intercambiador de calor, donde emite energía térmica al agua para el sistema de suministro de calor centralizado.
- El vapor enfriado pasa a la fase líquida, que la unidad de condensado limpia de vapores e impurezas.
- El agua depurada se suministra a la sala de calderas, donde comienza un nuevo ciclo de calefacción.
En el modo de uso de verano, cuando se requiere mucha menos agua caliente, la cogeneración cambia al modo de generación de electricidad. En este caso, el vapor se enfría en torres de refrigeración al estado de agua, se bombea a una altura de hasta 12 metros y se pulveriza mediante instalaciones especiales. El exceso de vapor se descarga a la atmósfera.
El agua entra a la piscina, donde se enfría. Además, mediante unidades de condensación, se suministra a la sala de calderas. Se repite el proceso. Para compensar las pérdidas, se agrega agua de fuentes externas: ríos o lagos.
La CHP y GRES a carbón deben estar equipados con sistemas de limpieza de humo.
Diseño de intercambiador de calor
La función de los intercambiadores de calor es tomar calor del vapor que ha pasado por la turbina.
Los dispositivos se clasifican por diseño:
- carcasa y tubo;
- seccional (elemental);
- laminar.
Cada tipo tiene muchos diseños.
La más común y efectiva es la versión de carcasa y tubo del dispositivo. El vapor presurizado ingresa al haz de tubos, que se encuentra en una carcasa sellada. El agua fría se suministra dentro de la carcasa. Tiene lugar el proceso de intercambio de calor: los tubos calentados por vapor calientan el agua dentro del tanque. Las bombas crean presión para el movimiento del fluido en las tuberías del sistema de calefacción central.
Características de las salas de calderas de distrito.
Las salas de calderas, según el portador de calor intermedio, se dividen en vapor y agua.
En el primer caso, el agua se lleva al estado de vapor, en el segundo, el agua por debajo de los 100 grados participa en el intercambio de calor. La opción depende del proyecto, la distancia a los objetos y otras características técnicas de la construcción.
El vapor como refrigerante para el suministro de apartamentos se usa con menos frecuencia, solo se puede encontrar en viviendas antiguas.
Equipo de calefacción interior
La distribución de calor en las instalaciones de un edificio de apartamentos se lleva a cabo de acuerdo con uno de los esquemas:
- monotubo con relleno superior;
- monotubo con relleno inferior;
- dos tubos con relleno inferior;
- dos tubos con relleno superior.
En el primer caso, el refrigerante a presión sube a través del elevador central hasta el piso superior. Además, por gravedad, el agua, habiendo cedido parte del calor a las baterías, regresa a la unidad de calefacción y luego es transportada hacia la CHP (sala de calderas).
Los elevadores pasan dentro de los apartamentos y es técnicamente difícil, ya veces imposible, desconectar su hogar del sistema general. La temperatura de los radiadores se puede controlar mediante termostatos especiales, que requieren soldadura para su instalación.En edificios de gran altura, para suministrar el refrigerante al último piso, se instalan bombas adicionales en las unidades de suministro de calor, lo que aumenta los costos y el costo de los servicios prestados.
La interferencia con el segundo esquema también es técnicamente imposible: las tuberías también corren dentro de los apartamentos aquí.
Recientemente, en viviendas nuevas y durante la reconstrucción de edificios antiguos, se han realizado esquemas bicatenarios con la ubicación de comunicaciones comunes en los accesos o minas tecnológicas. En tales casos, es posible desconectar un solo apartamento del suministro de calor.
Para apagar la calefacción sin autorización por cualquier motivo, la ley rusa prohíbe estrictamente.
Existe una restricción sobre la instalación de radiadores en edificios de apartamentos. La presión en un edificio de 5 pisos varía de 2 a 4 atm, y en un edificio de 9 pisos hasta 7 atm.
En el verano, después de los trabajos de reparación en las comunicaciones, se realizan pruebas de presión: la presión se eleva a 10-12 atm para detectar fugas. Al llenar el sistema con refrigerante, es posible que se produzcan golpes de ariete.
Según las posibles cargas, al reemplazar los radiadores, se niegan a los productos totalmente de aluminio y eligen radiadores bimetálicos. Preste atención a los indicadores de presión garantizados que la batería puede soportar.
Ventajas y desventajas de la calefacción urbana.
Todos los equipos, sistemas técnicos y comunicaciones tienen ventajas y desventajas. Los pros y los contras se consideran junto con el componente económico y la facilidad de uso.
Las cualidades positivas de la calefacción centralizada incluyen:
- Los costos operativos bajo el sistema central son comparables o más bajos que los cargos de energía individuales.
- La mayoría de las casas de calderas de distrito de CHP, GRES funcionan con cualquier tipo de combustible, lo que permite crear reservas de emergencia para su funcionamiento.
- Solo hay radiadores de los equipos de calefacción en las viviendas. Se retiran plantas de calderas de las zonas residenciales, se han instalado zonas sanitarias a su alrededor, lo que mejora el medio ambiente.
- El propietario no compra equipos costosos (calderas).
- Calentar el apartamento no depende del suministro de energía y electricidad a la casa.
- Reduce la probabilidad de accidentes y desastres asociados con fugas de gas.
- No es necesario celebrar contratos y pagar el mantenimiento de los equipos de gas.
- La organización proveedora elimina los accidentes tan pronto como sea posible y corre por cuenta propia.
Las desventajas incluyen:
- pérdidas en las redes que entregan calor a la casa: la longitud de la tubería puede ser de 10 km;
- la organización proveedora incluye los posibles costos en las tarifas, por lo que el pago es significativamente más alto de lo que podría ser;
- control limitado de la temperatura en el apartamento, causado por los esquemas para construir redes dentro de la casa;
- la imposibilidad de desconectar un apartamento separado de la red de viviendas comunes sin una decisión judicial;
- dependencia de las tarifas (establecidas por comisiones regionales), que el propietario no puede influir.
Se considera que la desventaja más importante en la facilidad de uso es la imposibilidad de calentar la casa durante el período entre hornos. En primavera y otoño, a menudo hay fuertes caídas de temperatura a las que la CHPP no puede responder rápidamente. Cambiar los modos de funcionamiento conlleva grandes pérdidas económicas.
Cómo se calientan las casas en otros países
Nuestro país heredó la calefacción central como legado de la economía socialista. En una economía planificada y con grandes recursos energéticos, la calefacción centralizada fue construida y en su mayor parte pagada por el estado.
Las tuberías con refrigerante enfriado en las casas en el camino hacia la CHPP eran una fuente de calor para invernaderos, empresas industriales y complejos de cría de ganado.
La producción en masa de equipos para calefacción individual comenzó sistemáticamente a mediados de los años 90, antes de eso había escasez incluso para los hogares privados.
Hay muy pocos países en el planeta con condiciones climáticas similares y densidad de población comparable. Para ahorrar recursos en la mayor parte del mundo, la calefacción está descentralizada.
En Alemania, Francia, Canadá, se construyeron sistemas similares al nuestro hasta los años 50 del siglo pasado. La consiguiente crisis energética mundial desencadenó el desarrollo de sistemas de calefacción que sirven a uno o más edificios de varios pisos. Para ello, se está construyendo una sala de calderas independiente. No hay comunicaciones largas para el transporte de agua caliente, las pérdidas se minimizan.
Es fácil poner en marcha las unidades en caso de una ola de frío repentina y, en días cálidos, reducir el consumo de energía al reducir la temperatura del agua en circulación.
No hay calefacción centralizada en Francia y Gran Bretaña; allí, cada apartamento tiene una caldera separada con una cámara de combustión cerrada, cuyo funcionamiento está controlado por el propietario del apartamento.
La disponibilidad y disponibilidad de recursos energéticos en la región juega un papel importante.
En Polonia y China, muchas casas se calientan con carbón, en Islandia, con agua de fuentes termales. En Noruega, se utiliza activamente electricidad barata.
Maneras de reducir costos
Hay pocas oportunidades para reducir los costos operativos de los proveedores y los costos de calefacción para los propietarios de apartamentos:
- aislamiento térmico de alta calidad de las tuberías principales, especialmente las ubicadas en la superficie;
- instalación de dispositivos de medición de energía domésticos generales que comparan la temperatura del refrigerante en la entrada y salida; conociendo el volumen del líquido que fluye, el equipo calcula automáticamente las calorías consumidas;
- instalación de dispositivos de medición individuales en cada apartamento, que es aplicable solo para los esquemas 3 y 4 discutidos anteriormente.
No hay otras opciones para influir en el pago.
¿Vale la pena renunciar a la calefacción urbana?
La legislación no establece restricciones para cambiar el esquema, pero no hay instrucciones claras sobre las cuales es posible rechazar la calefacción en un edificio de apartamentos.
Las organizaciones proveedoras están directamente interesadas en un mayor número de clientes, por lo tanto, acuerdan cambios en el esquema de calefacción solo mediante una decisión judicial.
La norma de que la gasificación solo se puede llevar a cabo en casas con una altura de hasta 11 pisos fue cancelada recientemente.
El tribunal deberá recopilar documentos, algunos de los cuales son muy difíciles de obtener y, a veces, imposibles:
- certificado de propiedad: se excluye la remodelación de apartamentos no privatizados;
- el consentimiento de los residentes de toda la entrada: no puede obtenerlo solo si las tuberías no son propiedad de toda la casa;
- proyecto de remodelación;
- permiso de servicio de gas;
- aprobación del proyecto en el Ministerio de Situaciones de Emergencia u otra organización responsable de la seguridad contra incendios de la instalación;
- Cálculo de ingeniería hidráulica de una organización especializada sobre la posibilidad de reequipar el sistema y mantener las características después de excluir un apartamento en particular del circuito general.
No puede negarse completamente a pagar. El recibo contendrá la cantidad por el calor desprendido por las contrahuellas y tablones de las tuberías, deberá pagar las tarifas de calefacción de la entrada.
La calefacción central, no siempre económica, pero confiable y ampliamente utilizada, bajo ciertas condiciones y costos adicionales se puede reemplazar por una individual.Antes de comenzar con la disposición de la calefacción personal, vale la pena sopesar todos los pros y los contras, calcular los costos y los posibles ahorros y luego tomar la decisión final sobre la renovación.
