Гідравлічні режими роботи тм

Головна вимога до гідравлічних режимів роботи ТМ є розподілення теплоносія у відповідності з тепловими навантаженнями споживачів. В експлуатаційних умовах ТМ працюють в постійно змінних режимах. Зміни виникають за рахунок місцевого регулювання, а також за рахунок підключення та відключення споживачів. В відкритих системах зміни витрати води в ТМ виникають за рахунок водозбору на гаряче водопостачання з подавального та зворотного трубопроводів.

Для розрахунку гідравлічного режиму потрібно знати гідравлічні характеристики насосів, та характеристику опору ТМ. Гідравлічні характеристики насосів задаються виробниками у вигляді залежності напору від витрати води.

Характеристику ТМ визначають за квадратичним законом:

, ( 11.1. )

де - втрати тиску, Па (м.в.ст.); - характеристика опору ТМ; - об’ємна витрата теплоносія, м /с.

Рис.11.1. Характеристика теплової мережі.

1 – характеристика насоса;

2 – характеристика ТМ;

А – характеристика гідравлічного режиму роботи гідравлічної мережі з даним насосом.

Характеристика опору залежить від:

• діаметру трубопроводів;

• матеріалу трубопроводів;

• еквівалентній довжині місцевих опорів;

• густини теплоносія;

• і НЕ залежить від витрати теплоносія.

Розрахункова характеристика опору ТМ визначається таким чином:

1.Для послідовно приєднаних ділянок характеристики додаються.

Рис.11.2. Послідовно з’єднані ділянки.

( 11.2. )

Характеристика опору послідовно з’єднаних ділянок дорівнює сумі характеристик опору цих ділянок.

2.Для паралельно з’єднаних ділянок

Рис.11.3. Паралельно з’єднані ділянки.

= + + . ( 11.3. )

,

де - провідність а ;

( 11.4. )

Для паралельно з’єднаних ділянок складається провідність, тобто

Метою розрахунку гідравлічного режиму є визначення втрат на ділянках ТМ та у абонентів, абсолютних та наявних тисків в розрахунковому режимі. Розрахунки гідравлічних режимів проводяться також при підключенні та відключенні споживачів.

ТМ мають складну конфігурацію, для підвищення надійності роботи на них влаштовують перемички між магістралями та перемички між ТМ від різних джерел теплоти, а також ТМ можуть бути кільцевими.

Гідравлічні режими в ТМ описуються законами Кірхгофа:

І закон. Сума витрат теплоносія в кожному вузлі дорівнює 0.

( 11.5. )

ІІ закон. Сума втрат напору в замкнутому кільці дорівнює 0.

( 11.6. )

Гідравлічна стійкість

Метою розрахунку гідравлічного режиму є забезпечення споживачів теплотою у відповідності з графіком теплоспоживання. Вибір діаметрів ТМ потрібно виконувати з умови забезпечення наявного тиску біля кожного споживача при змінних режимах роботи ТМ. Якщо на абонентських вводах встановлені регулятори витрати тиску та температури, то метою розрахунку є забезпечення наявного тиску не менше за потрібний для роботи обладнання.

Якщо тиск більший за потрібний, то він дроселюється в регуляторах. Якщо наявний тиск менший за потрібний регулятори повністю відкриваються та перетворюються в звичайні опори, а розподілення теплоносія відбувається в залежності від гідравлічного опору абонента.

Якщо система теплопостачання неавтоматизована, тобто не має регуляторів, розподілення теплоносія здійснюється у відповідності з гідравлічними опорами абонентів.

Якщо на кожному абонентському вводі встановити регулятор витрати теплоносія, який забезпечує постійну витрату та редуцирує тиск, то гідравлічна стійкість теплових мереж дорівнює 1.

При зміні витрати води в теплових мережах втрати тиску та витрати біля кожного споживача змінюються, але напір мережного насосу на джерелі теплоти залишається постійним.

Гідравлічна стійкість ТМ характеризується відношенням розрахункової витрати теплоносія до максимально можливої витрати.

( 11.7. )

При збільшені витрати теплоносія в ТМ втрати напору(тиску) збільшуються, а при зменшені витрати теплоносія, втрати напору зменшуються.

Рис.11.4. До розрахунку гідравлічного режиму.

1 – розрахунковий режим;

2 – режим при відключенні споживача №2.

( 11.8. )

Щоб збільшити гідравлічну стійкість системи теплопостачання потрібно зменшувати втрати тиску в ТМ та збільшувати наявний напір на абонентах (тобто збільшувати гідравлічний опір абонентів), відповідно потрібно збільшувати діаметри ТМ та зменшувати діаметри абонентських вводів, або встановлювати на абонентських вводах шайби та діафрагми. Можливо також збільшувати напір мережних насосів для підвищення гідравлічної стійкості. Тобто підвищення гідравлічної стійкості потребує додаткових капіталовкладень в ТМ та мережні насоси, а також збільшення затрат на електроенергію. В ідеальному випадку при наявності регуляторів на кожному абонентському вводі гідравлічна стійкість У=1. Підвищення гідравлічної стійкості дозволяє зменшити витрату води та збільшити надійність забезпечення споживачів у відповідності з їх теплоспоживанням. В відкритих системах теплопостачання гідравлічні режими значно складніші ніж в закритих.