Типы задач. 
Задачи перспективных схем теплоснабжения. 
Изменение зон действия источников тепловой энергии (систем теплоснабжения)

Задачи с расширением зон действия изолированных систем теплоснабжения

Задачи с расширением зон действия существующих изолированных систем теплоснабжения, чаще всего, возникают в связи с необходимостью обеспечения теплоснабжением планируемых к строительству объектов теплопотребления, размещение которых предполагается на границе или вблизи границ существующей зоны действия источника тепловой мощности (см. рис. 1).

Конфигурация размещения новых потребителей относительно существующей зоны действия изолированной системы теплоснабжения может существенно различаться, так же как может различаться и мощность (разумеется, тепловая) присоединяемых потребителей или районов, но существа задачи это не меняет. В любом случае должна быть рассмотрена возможность прокладки нового ответвления от магистрального теплопровода до района новой застройки и реконструкция магистрального теплопровода (если потребуется) от источника до точки присоединения нового ответвления (вместе с сооружением новой тепловой камеры).

К этому же классу задач относятся задачи присоединения потребителей к тепловым сетям в существующей зоне действия источника тепловой энергии. Задачи этого типа появляются в случае адресной привязки строящегося объекта. В этом случае моделируется строительство теплопровода от ответвления до границы участка (кадастрового квартала), на котором запланировано строительство объекта. Гидравлический расчет циркуляции теплоносителя от присоединенного объекта до источника тепловой энергии обязателен и в этом случае.

Для оценки финансовых потребностей в реализацию расширения зоны действия потребуется применение опыта проектирования тепловых сетей или, если у вас такого опыта нет, вам придется показать несколько вариантов конфигурации трассы ответвления с вариантами точки присоединения.

Задачи с сокращением зон действия изолированных систем теплоснабжения

Рассмотрение задач с сокращением зон действия существующих изолированных систем теплоснабжения возникает в нескольких случаях:

а) при высокой неоднородности плотности тепловой нагрузки в зоне действия системы теплоснабжения, когда, например, в зоне действия существуют несколько подобластей (подмножеств) с высокой плотностью тепловой нагрузки, а между ними существует подобласть с низкой плотностью тепловой нагрузки (см. рис. 2);

б) при принятии решения застройщиком об обеспечении многоквартирного жилого дома, планируемого к строительству в существующей зоне действия системы теплоснабжения, от индивидуального источника теплоснабжения (встроенно-пристроенной котельной, крышной котельной или от квартирных теплогенераторов, см. рис. 3);

в) при различных способах разбора теплоносителя на цели горячего водоснабжения потребителей, например в случаях, когда часть системы теплоснабжения является «открытой» (т.е. с непосредственным разбором теплоносителя на цели горячего водоснабжения из систем отопления), а часть закрытой (т.е. с обеспечением подогрева холодной воды на цели горячего водоснабжения в рекуперативных теплообменниках, расположенных в центральных или индивидуальных тепловых пунктах — см. рис. 4).

Для случая «а» изолированная система теплоснабжения образована на базе единственного источника тепловой энергии и обеспечивает теплоснабжение потребителей в двух направлениях по двум выводам тепловой мощности. Вывод в зону 1 организован с целью обеспечения теплоснабжения производственных предприятий. Вывод в зоны 3, 2 и 4 — для теплоснабжения коммунально-бытовых потребителей (население и общественные здания). За время жизни системы теплоснабжения тепловая нагрузка производственных потребителей снизилась в 10 раз. А зона «2», застроенная одно-двухэтажными жилыми зданиями, обеспечивалась от источника централизованной системы теплоснабжения. Зона «2» характеризуется низкой плотностью тепловой нагрузки (Гкал/ч/га) и высоким показателем относительной материальной характеристики распределительной тепловой сети (м²/Гкал/ч). Зона 3 и 4 — это зоны застройки с высокой плотностью тепловой нагрузки.

В такой конфигурации задача должна быть решена в рамках сокращения зоны действия существующего источника (т.е. ликвидации вывода тепловой мощности в зону «1» и перевода потребителей зоны «2» на индивидуальное теплоснабжение). Критерием для принятия решения первого плана является анализ тарифных последствий для: измененной зоны действия существующей системы теплоснабжения; ликвидированной зоны действия «1» и зоны действия «2», переведенной на индивидуальное теплоснабжение.

Для случая «б», в зоне существующей изолированной системы теплоснабжения собственником (застройщиком) принимается решение об обеспечении планирующегося к строительству многоквартирного жилого здания от индивидуального источника теплоснабжения (какого типа — значения не имеет).

В такой конфигурации задача должна быть решена в рамках анализа тарифных последствий для потребителей существующей зоны действия, в случае присоединения планирующихся к строительству многоквартирных жилых зданий к существующим тепловым сетям, и в случае организации теплоснабжения от индивидуальных источников теплоснабжения.

Для случая «в», существующая зона действия изолированной системы теплоснабжения организована с различным способом присоединения систем горячего водоснабжения потребителей к тепловым сетям. На севере зоны (которая исторически строилась раньше, чем южная) горячее водоснабжение потребителей организовано с непосредственным разбором теплоносителя из систем отопления (открытая система теплоснабжения), на юге — присоединение систем горячего водоснабжения потребителей к тепловым сетям организовано с использованием рекуперативных теплообменников в групповых (центральных) и индивидуальных тепловых пунктах.

В приведенной постановке задача сводится к определению тарифных последствий в двух, вновь возникающих зонах действия: сокращенной зоны действия существующего источника тепловой энергии и вновь образованной зоны действия нового источника тепловой энергии.

Задачи с определением приоритетности расширения зоны действия изолированной системы теплоснабжения

Такие задачи возникают в случаях планирования зон перспективного строительства (с высокой плотностью тепловой нагрузки) в областях между зонами действия существующих изолированных систем теплоснабжения (см. рис. 5).

Решение такой задачи не является столь утилитарным как представлено в названии. Возникает достаточно высокая вариативность возможностей организации теплоснабжения. На представленном рисунке рассмотрен только один из вариантов — расширение зоны действия одного из источников. Но, как правило, рассматриваются несколько вариантов. Например, решениями такой задачи могут быть:

• а) объединение зоны действия источника 1 и источника 2 единой тепловой сетью (слияние зон и организация системы теплоснабжения с выделенными зонами действия источников тепловой энергии);
• б) разделение тепловой нагрузки между источниками 1 и 2 с расширением их зон действия;
• в) строительство нового источника 3 с организацией новой зоны действия, обеспечивающей все приросты спроса на тепловую мощность;
• г) и наконец, строительство в каждой новой зоне застройки собственного источника тепловой энергии.

В любом случае, выбор предпочтительного варианта осуществляется на базе анализа тарифных последствий каждого варианта, с учетом реорганизации зон.

Задачи с преобразованием изолированных систем теплоснабжения в зоны теплоснабжения с выделенными или (динамическими) зонами действия источников теплоснабжения

Такие задачи возникают в связи с доказательством целесообразности объединения нескольких изолированных систем теплоснабжения в единую зону теплоснабжения с несколькими источниками теплоснабжения, работающими на единую тепловую сеть.

Пространственная конфигурация таких задач близка к конфигурации зон, представленных на рис. 5. При этом, возникает (или не возникает) спрос на тепловую мощность в зонах, расположенных между существующими зонами, принципиально не важно. В качестве целевой функции для решения такой задачи принимается надежность теплоснабжения и возможность перераспределения тепловой нагрузки между существующими зонами действия существующих источников.

Задачи с расширением зон действия систем теплоснабжения с выделенными зонами действия источников тепловой энергии (теплоты)

Задачи расширения зон действия существующих систем теплоснабжения с выделенными зонами действия источников тепловой энергии возникают в связи с необходимостью обеспечения теплоснабжением планируемых к строительству объектов теплопотребления, размещение которых предполагается на границе или вблизи границ существующей зоны действия системы теплоснабжения (в этом смысле задача по определению совпадает с задачей 2.1) и с перераспределением тепловой нагрузки между действующими источниками (или, по-другому, с переконфигурацией выделенных зон действия существующих источников тепловой энергии).

Другие задачи

В настоящее время наиболее часто решаемая задача — это расширение существующей зоны действия источника с комбинированной выработкой тепловой и электрической энергии в зоны действия изолированных систем теплоснабжения, образованных на базе котельных. При этом, обеспечение приростов перспективной тепловой нагрузки, расширение зоны действия источника в новые районы застройки отодвигается на второй план. Это важная задача, но мы не выделили ее в отдельную группу только потому, что приоритетной задачей схемы теплоснабжения является всё-таки обеспечение всего перспективного спроса на тепловую энергию.