Первые распределительные сети централизованного отопления на основе водяного пара были введены в эксплуатацию в 1880 году в США. Эти системы сегодня известны, как распределительные сети отопления Первого поколения (1G). До 1930-х водяной пар был единственным теплоносителем.
В 30-е годы ХХ века альтернативным решением пару стала горяча вода: благодаря этому, температура теплоносителя была уменьшена с 200 оС до 120 оС – и это нововведение ознаменовало начало Второго поколения (2G) в истории ЦО.
В это время, в Дании появляются первые аккумуляторы тепловой энергии (емкости) – как неотъемлемой части системы ЦО. В первую очередь, это обеспечило большую гибкость работы теплоэлектростанций, производящих, как тепло, так и электрическую энергию.
Следующий рывок в развитии технологий системы ЦО произошел в начале 1980-х, когда в распределительных сетях ЦО на смену стальным трубам в железобетонных каналах пришли теплоизолированные стальные трубы.
Так появилось Третье поколение ЦО (3G), - благодаря переходу на технологичные трубы, уменьшились тепловые потери и, как следствие, стало возможным понижение рабочей температура в тепловых сетях. Также, свой вклад в производство тепловой энергии начала вносить возобновляемая энергия: благодаря частичной замене горючих ископаемых на потенциал биомассы и запуску больших солнечных теплоэлектростанций, отдающих избыточное тепло в сети ЦО.
Биогазовая станция в Австралии
Солнечные батареи в Калифорнии
Таких заводов, на основе использования энергии биомассы и солнца, становится с каждым годом все больше – во многих странах мира. Температура теплового потока в сетях постепенно понижается до уровня 70-90 о С.
Сегодня мы уже имеем дело с Четвертым поколением (4G), характеристикой которого является рабочая температура 50-60 оС. Такая невысокая температура теплоносителя является следствием эволюции технологий, позволяющих значительно сокращать тепловых потерь в сетях ЦО.
Одновременно, это подтверждает не менее важное обстоятельство: использование ресурса низкой температуры дает возможность использовать избыточное тепло промышленности, которое еще совсем недавно можно было лишь списывать на неизбежные потери. Более того, увеличился объем утилизации солнечного тепла, благодаря большим сезонным хранилищам тепловой энергии, - для последующего использования в зимний период.
Температура теплового потока четвертого поколения 50-60 оС – низкая, но недавние тестовые распределительные сети отопления подтвердили свою эффективность эксплуатации, даже, при 30-35 оС, таким образом, точку в истории развития централизованного отопления ставить еще рано.
Что дальше:
- Университеты США и Канады меняют свои сети ЦО – переходят с паровых (1G) на горячеводные (3G), и это позволит сократить существующие потери тепла на 33 - 50 %;
- В Копенгагене, Дания, последняя из всех известных паровых систем ЦО, введенная в эксплуатацию еще в 1906 году, переводится на другой теплоноситель – горячую воду. В 2021 году этот проект должен быть успешно сдан в эксплуатацию – таким образом осуществится полный переход системы ЦО з 1G на 3G;
Теплоэлектростанция в Копенгагене
- В Альбертслунде, Дания, недавно началась разработка первый проект по комплексному переводу муниципальной системы ЦО третьего поколения 3G - на 4G. Открытие объекта намечено на 2026 год;
- Современным трендом становится перевод систем ЦО в старом жилищном фонде с третьего поколения (3G) на четвертое 4G.
Важно понимание необратимости эволюции систем ЦО Первого или Третьего поколения – на Четвертое. Гарантией успеха может быть плодотворная коммуникация энергетиков с политиками и обществом, информирование об обязательности эффективного использования «избыточных» ресурсов энергии, утилизация которых была бы невозможна без существующей системы централизованного теплоснабжения.
