 |
Регулирование подачи тепла
|
|
|
|
Система теплоснабжения представляет собой взаимосвязанный комплекс потребителей, отличающихся как характером, так и величиной теплопотребления. Режимы расхода тепла многочисленными абонентами неодинаковы. В этих условиях необходимо искусственное изменение параметров и расхода теплоносителя в соответствии с фактической потребностью абонента. Регулирование повышает качество теплоснабжения, сокращает перерасход тепловой энергии и топлива. Если система теплоснабжения характеризуется наличием разнородных потребителей, то центральное регулирование выполняется по преобладающей нагрузке. Существует зависимая и независимая схема присоединения потребителей. Применяют качественно-количественое регулирование, т.е. путем изменения расхода и температуры теплоносителя.
Для зимнего периода производят регулирование системы по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжение по следующим исходным данным:
tср.о – средняя температура за отопительный период, 0С;
Tвн – температура внутри помещения,0С;
T н.р.о.- расчетная температура воздуха для проектирования отопления, 0С;
- температура воды в подающем трубопроводе при t н.р.о;
- температура воды в обратной линии при t н.р.о;
- температура воды после смесительного устройства при t н.р.о;
- температура горячей воды;
- температура холодной воды зимой.
Определяем расчетные значения температурного напора 
, 0С, в нагревательных приборах отопительной системы по формуле
, (13)
Определяем перепад температур сетевой воды 
,0С по формуле
, (14)
Определяем перепад температур воды в отопительной системе 
, 0С, по формуле
, (15)
Определяем относительный расход тепла на отопление 
, при различных температурах наружного воздуха (от tн= +8 0С до tн.р.о.)
|
|
|
, (16)
Определяем температуру воды в подающем трубопроводе 
,0С, по формуле
, (17)
Температуру воды после отопительной установки 
,0С, определяем по формуле
, (18)
По найденным значениям и 
при различных температурах наружного воздуха строим отопительный график- график температур качественного регулирования отопительной нагрузки.
Современные системы теплоснабжения характеризуются наличием разнородных потребителей, отличающихся как видом так теплопотребления, так и параметрами теплоносителя. Для разнородных потребителей центральной регулирование, выполняемое по преобладающей нагрузке, должно быть дополнено групповым и местным регулированием.
При этом температура сетевой воды в подающем трубопроводе закрытых систем не должна быть ниже 70 0С, т. е. при более низких температурах нагрев водопроводной воды в теплообменнике до 60-650С будет невозможен. В результате такого ограничения график температур имеет вид ломаной линии с точкой излома при минимально допустимой температуре воды. Температура наружного воздуха, соответствующая точке «излома» или «срезки» графика, обозначается 
. Точка излома температурного графика делит отопительный период на два диапазона:
I - в интервале наружных температур 
.
II - в интервале температур 
Граница между диапазонами находится графически в точке пересечения кривой 
с горизонтальной линией, соответствующей 
. Полученный график температур носит название отопительно-бытового.
По этому графику установим: 
; 
; 
.
Центральное качественное регулирование по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения принимают при суммарном среднечасовом расходе тепла на горячее водоснабжения более 15% от суммарного максимального часового расхода на отопление 
>15. Присоединение подогревателей горячего водоснабжения не менее чем у 75% абонентов должно быть выполнено по двухступенчатой последовательной схеме. Сетевая вода перед поступлением в систему отопления проходит через подогреватель верхней ступени, где температура ее снижается от до 
. Обратная вода после системы отопления поступает в подогреватель нижней ступени, где остывает от 
до 
. В часы максимального водопотребления снижается температура воды, поступающей в систему отопления, что приводит к уменьшению отдачи тепла. Этот небаланс компенсируется в часы минимального водопотребления, когда в систему отопления поступает вода с температурой более высокой, чем требуется по отопительному графику.
|
|
|
Суточный баланс тепла на отопление обеспечивается при расчете температурного графика по «балансовой» нагрузке горячего водоснабжения 
, несколько превышающей среднечасовой расход тепла на горячее водоснабжение, определим по формуле
, (19)
где 
- балансовый коэффициент, учитывающий неравномерность суточного графика горячего водоснабжения обычно =1,2.
Задачей расчета является определение перепадов температур сетевой воды в подогревателе верхней ступени 
и нижней ступени 
.
При постоянном расходе сетевой воды и при «балансовой» нагрузке горячего водоснабжения суммарный перепад температур сетевой воды в подогревателях верхней и нижней ступени 
- величина постоянная.
, (20)
где 
- расчетная разность температур сетевой воды по отопительному графику.
Перепады температур сетевой воды в подогревателях верхней и нежней ступени определяют для каждого диапазона отдельно.
Диапазон 1. Предварительно определяют температуру водопроводной воды на выходе из подогревателя нижней ступени 
при температуре наружного воздуха 
, 
и задавшись величиной недогрева 
, (21)
Перепад температур сетевой воды в подогревателе нижней ступени 
находится по формуле
, (22)
При известном суммарном перепаде температур значение 
находится по формуле 
, (23)
Диапазон 2. Перепад температур сетевой воды в подогревателе нижней ступени находят по формуле
, (24)
По найденным значениям 
и 
, известным температурам воды отопительно-бытового графика (
; ) находят температуры в подающем и обратном трубопроводах при регулировании по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения по формулам
|
|
|
, (25)
, (26)
Графики температур, построенные с помощью двух последних равенств, называют повышенными.
При суммарном среднечасовом расходе тепла на горячее водоснабжение более 15% расчетного часового расхода тепла на отопления (
>0,15) регулирование открытых систем производится по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения качественным или качественно-количественным методом.
Центральное качественное регулирование по совместной нагрузке (скорректированный температурный график) применяют при соотношении тепловых нагрузок у большинство потребителей в пределах
, (27)
Для сохранения суточного баланса тепла на отопление основной расчет проводится по балансовой нагрузке горячего водоснабжения 
с балансовым коэффициентом 
.
Расход воды на отопление при любой температуре наружного воздуха и балансовой нагрузке горячего водоснабжения определяют из уравнения теплового баланса системы отопления с учетом водоразбора на горячее водоснабжение
, (28)
где 
- расчетный расход воды на отопление, кг/с;
- доля водоразбора из подающего трубопровода.
, (29)
Относительный расход воды определяем по формуле
, (30)
или 
, (31)
где 
, (32)
Температуру воды в подающем и обратном трубопроводах определяют по формулам
, (33)
, (34)
Найдем распределение расхода воды на вводе между отоплением и горячим водоснабжением.
Расчетный расход сетевой воды на отопление определяем по формуле
, (35)
Расходы сетевой воды на горячее водоснабжение при 
и ;
, (36)
а при 
и 
;
, (37)
Определим долю водоразбора сетевой воды на горячее водоснабжение из подающей линии
при 
, (38)
Расход сетевой воды на горячее водоснабжение из подающей линии при этой наружной температуре воздуха
, (39)
Расход сетевой воды на горячее водоснабжение из обратной линии при этой наружной температуре воздуха
, (40)
Расход сетевой воды в обратном трубопроводе на выходе из теплового пункта абонентского ввода в интервале температур ……….. составляет 
.
|
|
|
Расчет расходов сетевой воды при других наружных температурах воздуха проводится аналогично.
Расход сетевой воды в обратном трубопроводе на выходе из теплового пункта абонентского ввода при наружной температуре воздуха
. , (41)
Полученные данные заносим в таблицу и строим скорректированный график
Таблица 4.Результаты расчета скорректированного графика
| Температура воздуха ОС tн | Относительный расход т/ч | Температура
воды 
| Доля водоразбора из подающей линии | Расход воды, т/ч | ||||||||
| На отопление Gо | На горячее водоснабжение. | На вводе. | ||||||||||
Тепла
|
Воды
|
|
| |||||||||
| Общий расход Gr | Из подающего трубопровода Gr* β | Из обратного трубопровода (1- β) Gr | В подающем G1 | В обратном G2 | ||||||||
3.4. Гидравлический расчёт.
Задача гидравлического расчета состоит в определении диаметров труб по данным расходам теплоносителя и располагаемым перепадам давления во всей сети или в отдельных её участках. Расчетным участком разветвленной сети называют трубопровод, в котором расход теплоносителя не изменяется. Расчетный участок располагается между соседними ответвлениями. Гидравлический расчет ведут по участкам в направлении главной магистрали, соединяющий источник тепла с наиболее удаленным абонентом.
Перед гидравлическим расчетом необходимо: начертить в масштабе расчетную схему трубопровода;
-разделить её на участки;
-определить диаметры участков и расчетные расходы теплоносителя.
Расчет выполняют в два этапа: предварительный и окончательный.
В предварительном расчете определяют
1) по формуле 
, ориентировочное значение 
,
где Z-коэффициент, для водяных сетей Z =0,01;
для паровых сетей Z=0.05-0.1;
G- Расход теплоносителя в начальном участке разветвленного теплопровода, т/ч.
2) значение средней удельной потери давления Rслр,Па/м, определяется по формуле
, (42)
где 
- располагаемый перепад давлений во всей сети, Па;
– общая длина магистрали, м.
3) по известным расходам теплоносителя на участках G1, G2 , …, Gn и Rслр. с помощью номограммы определим диаметры труб с округлением до стандартных размеров.
В окончательном расчете уточняются гидравлические сопротивления на всех участках сети при выбранных диаметрах труб следующим образом:
1.При округлении диаметров труб до стандартных размеров по таблицам или номограммам определяют фактические значение удельных потерь давления по длине R1, R2, …, Rn, и, если необходимо, скорости теплоносителя 
2.Определяют эквивалентные длины местных сопротивлений на расчетных участках 
прил.17 [2]
|
|
|
3.Вычисляют полные потери давления на участках сети 
…… 
(43)
4.Определяют суммарные гидравлические сопротивления для всех участков расчетной магистрали, которые сравнивают с располагаемым в нем перепадом давления:
, (44)
Расчет считается удовлетворительным, если гидравлические сопротивления не превышают располагаемый перепад давлений и отличаются от него не более чем на 10%. В этом случае расчетный расход теплоносителя будет обеспечен с ошибкой не более +3,5%.Диаметры труб ответвлений рассчитываются в такой же последовательности.
Конечные результаты гидравлического расчета следует перевести в мм. вод. ст. Данные заносятся в таблицу 5.
Таблица 5. Пример гидравлического расчета водяной тепловой сети
| № участка | Предварительный расчет | Окончательный расчет | |||||||
| G, т/ч | ,
м
| dн  , мм
| Rл Па/м |  ,
м/с
|  ,
м
|  ,
м
| 
Па 
|  ,
м
| |
| . . .n Ответвления . . n |
По данным гидравлического расчета строится пьезометрический график
|
|
|
