Расчет и построение графиков потребления тепловой энергии.

1. Исходные данные.

Используя приложение 1 [5], для г. Орел находим:

Таблица 2.1

Расчетная температура наружного воздуха для отопления
Расчетная температура наружного воздуха для вентиляции
Средняя за отопительный период температура наружного воздуха
Продолжительность отопительного периода
Расчетная температура внутри жилого и общественного помещения (принимается по [10])

Продолжительность стояния температур представлена в таблице 2.2 (по приложению 1 [5]):

Продолжительность стояния температур наружного воздуха, г.Орел

Таблица 2.2

Среднесуточная и ниже температуры наружного воздуха	-40	-35	-30	-25	-20	-15	-10	-5	0	+8
Продолжительность стояния	-	-	6	23	112	371	581	1696	2952	4968

2. По исходным данным рассчитаем тепловые нагрузки районов и сведем их в таблицу

Таблица 2.3

	Промплощадка		1й жилой район		2й жилой район
	МВт	%	МВт	%	МВт	%
	40	100	30	100	20	100
	10	25	24	80	12	60
	8	20	1,5	5	3	15
	22	55	-	-	-	-
	0	-	4,5	15	5	25

3. Вычислим нагрузки отопления, вентиляции (с учетом длительности суточной работы

16 ч) и горячего водоснабжения в зависимости от температуры наружного воздуха по формулам [5].

1. Промплощадка.

1. нагрузка отопления:

• при :

;

• при :

;

• при :

.

2. нагрузка вентиляции:

• при :

;

• при

• при :

.

Технологическая нагрузка и нагрузка ГВС являются круглогодичными, поэтому отдельный расчет по температурам не приводим. Сведем результаты в таблицу.

Таблица 2.4

	Тепловая нагрузка в МВт при температуре
Отопление	2,67	7,33	10
Вентиляция	2,13	5,87	5,87
Технология	22	22	22
ГВС	0	0	0
Всего	26,8	35,2	37,87

1. Первый жилой район.

1. нагрузка отопления:

• при :

;

• при :

;

• при :

;

2. нагрузка вентиляции:

• при :

;

• при :

;

• при :

.

Таблица 2.5

	Тепловая нагрузка в МВт при температуре
Отопление	6,4	17,6	24
Вентиляция	0,4	1,1	1,1
Технология	-	-	-
ГВС	4,5	4,5	4,5
Всего	11,3	23,2	29,6

2. Второй жилой район.

1. нагрузка отопления:

• при :

;

• при :

;

• при :

;

2. нагрузка вентиляции:

• при :

;

• при :

;

• при :

.

Таблица 2.6

	Тепловая нагрузка в МВт при температуре
Отопление	3,2	8,8	12
Вентиляция	0,8	2,2	2,2
Технология	-	-	-
ГВС	5	5	5
Всего	9	16	19,2

2. Рассчитаем летнюю нагрузку ГВС. Продолжительность летнего периода:

.

Таким образом, летняя нагрузка ГВС составит:

.

Технологическая нагрузка и нагрузка ГВС являются круглогодичными, поэтому отдельный расчет по температурам не приводим. Сведем результаты в таблицу.

3. Путем суммирования графиков тепловых нагрузок отдельных потребителей построим графики тепловых нагрузок всей системы

теплоснабжения

Таблица 2.7

	Суммарная тепловая нагрузка в МВт при температуре
	12,27	33,73	46
	3,33	9,17	9,17
	22	22	22
	9,5	9,5	9,5
	47,1	74,4	90

4. По данным таблиц 2.4 и 2.5 строим график тепловых нагрузок и график потребления тепловой энергии (рис. 2.1).

2. Разработка режима регулирования тепловых нагрузок.

Вид регулирования закрытых систем теплоснабжения выбирается в зависимости от отношения , которое учитывает наличие нагрузки горячего водоснабжения.

Если , то регулирование ведётся по совмещённой нагрузке отопления и горячего водоснабжения при одноступенчатом или двухступенчатом последовательном присоединении подогревателей горячего водоснабжения. При наличии нагрузки горячего водоснабжения и закрытой системы теплоснабжения согласно СНиП 2.04.01-85* нельзя понижать температуру в прямой магистрали ниже . Если это произойдёт, то сетевая вода не нагреет водопроводную воду до минимального значения в теплообменном аппарате. Поэтому графики температур прямой и обратной магистрали имеют излом, которому соответствует температура наружного воздуха . В зоне наружных температур выше в отопительную установку поступает вода с более высокой температурой при том же расходе, что вызывает переотопление помещений. Для устранения этого явления производят регулирование «пропусками», т.е. периодически отключают подачу сетевой воды в систему отопления потребителя.

При регулировании вентиляционной нагрузки различают три диапазона. Центральное регулирование имеет место только в диапазоне 2. Здесь температура сетевой воды в обратной магистрали совпадает с температурой после отопительной установки. В диапазоне 1 тепловая нагрузка возрастает, а температурный перепад одинаковый, следовательно в зоне от до расход сетевой воды на вентиляцию должен быть при минимальным, а при максимальным. В диапазоне 3 нагрузка вентиляции постоянна, а температуры в прямой и обратной магистрали возрастают. Калориферы всегда подключаются к ответвлению первыми по ходу воды. Это связано с тем, что после калориферов сетевая вода сильно охлаждается и должна поступать в обратную магистраль в таком месте, чтобы ни на отопление, ни на горячее водоснабжение эта вода не использовалась, [8].

1. Расчет регулирования.

Отношение , принимаем регулирование по совмещённой нагрузке отопления и горячего водоснабжения. При регулировании по совмещенной нагрузке расход воды из сети определяется только нагрузкой отопления, поэтому регулятор расхода устанавливается перед ответвлением на ГВС, следовательно, регулирование здесь связанное. При пиковых нагрузках ГВС расход тепла на водоснабжение соответствует расчетному, следовательно, расход в систему отопления меньше расчетного, поэтому происходит «недоотапливание», но температура внутри помещений чрезмерно не снижается в силу непродолжительности максимума нагрузок ГВС и существенной аккумулирующей способности зданий.

Схема подключения потребителей тепловой энергии при регулировании по совмещенной нагрузке представлена на рисунке 3.2.

Рис.2 Схема подключения потребителей тепловой энергии по совмещенной нагрузке

2. Построение отопительного графика.

При зависимой схеме присоединения отопительных установок к тепловой сети температуры воды определяем по формулам [5]:

• в подающем трубопроводе тепловой сети

;

• в обратном трубопроводе

;

• в подающем трубопроводе местной системы

,

где – перепад температур воды в местной системе при расчетном режиме;

– перепад температур воды в тепловой сети при расчетном режиме;

– температурный напор отопительного прибора при расчетном режиме;

– температура наружного воздуха.

Результаты расчета по приведенным выше формулам сводим в таблицу 3.1

Таблица 3.1

t н	Q̄ō	τ1, ˚С	τ2.0 ', ˚С	τ3.0, ˚С
+8	0,27	54,38	38,38	45,04
+7	0,29	56,87	39,53	46,76
+6	0,31	59,34	40,67	48,45
+5	0,33	61,79	41,79	50,12
+4	0,36	64,22	42,88	51,77
+3	0,38	66,63	43,96	53,41
+2	0,40	69,03	45,03	55,03
+1	0,42	71,41	46,08	56,63
0	0,44	73,78	47,11	58,22
-1	0,47	76,14	48,14	59,80
-2	0,49	78,48	49,15	61,37
-3	0,51	80,81	50,14	62,92
-4	0,53	83,13	51,13	64,47
-5	0,56	85,44	52,11	66,00
-6	0,58	87,74	53,08	67,52
-7	0,60	90,03	54,03	69,03
-8	0,62	92,32	54,98	70,54
-9	0,64	94,59	55,92	72,03
-10	0,67	96,85	56,85	73,52
-11	0,69	99,11	57,78	75,00
-12	0,71	101,36	58,69	76,47
-13	0,73	103,60	59,60	77,93
-14	0,76	105,83	60,50	79,39
-15	0,78	108,06	61,39	80,84
-16	0,80	110,28	62,28	82,28
-17	0,82	112,50	63,16	83,72
-18	0,84	114,70	64,04	85,15
-19	0,87	116,91	64,91	86,57
-20	0,89	119,10	65,77	87,99
-21	0,91	121,29	66,63	89,40
-22	0,93	123,48	67,48	90,81
-23	0,96	125,66	68,32	92,21
-24	0,98	127,83	69,16	93,61
-25	1,00	130,00	70,00	95,00

По полученным значениям построим отопительный график (рис. 3). При температуре находим температуру точки излома , при этом температура в обратном трубопроводе будет равна .

3.2.2 Балансовая нагрузка ГВС:

,

3.2.3 Суммарный перепад температур сетевой воды в 1 (нижней) и 2 (верхней) ступенях подогревателя ГВС:

⁰С,

3.2.4 Перепад температур в нижней ступени подогревателя:

⁰С;

где

⁰С.

Перепад температур в верхней ступени подогревателя

⁰С.

3.2.5 Температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах:

⁰С

⁰С

3.2.6 В диапазоне 2 максимальный перепад температур воды в нижней ступени подогревателя будет при t_но=-25 ^оС:

⁰С

3.2.7 Соответственно найдем:

⁰С.

⁰С

⁰С

По результатам расчета построим «повышенный» температурный график (рис. 3.1 ). При температуре находим температуру точки излома , при этом температура в обратном трубопроводе будет равна .

3. Регулирование вентиляционной нагрузки, [5].

В построенном температурном графике тепловой сети выделим диапазоны по температурам :

1 диапазон – ;

2 диапазон – ;

3 диапазон – .

Раздельно по каждому диапазону найдем температуру воды после калорифера.

Диапазон 3

По уравнению рассчитаем . По построенному графику некоторые неизвестные величины, входящие в формулу:

; .

Рассчитаем при :

.

Методом подбора находим . При данных условиях расход сетевой воды на вентиляцию составит:

=75 т/ч

Диапазон 2

Температура воды после калорифера при :

Расход сетевой воды на вентиляцию составит:

=125,1 т/ч

Диапазон 1

Температуру воды после калорифера при найдем из уравнения: ,

.

Методом подбора находим .

Расход сетевой воды:

=43,5 т/ч

4. По полученным значениям строим температурный график тепловой сети (рис. 3.2).