Методичка по Теплоснабжению

Построение правой части графика, т.е. зависимости суммарного расхода тепла от длительности стояния температур наружного воздуха ведется следующим образом: разбить ось абсцисс от tо до tн=+8 0C на интервалы 5 0 (+8)÷(+5); (+5)÷(0); (0)÷(-5); (-5)÷(-10); (-10)÷(-15) и так далее до tо. На линии к- m находят точки, соответствующие температурам +8, +5, 0, -5, -10 … tо. Далее точки, лежащие на линии к-m переносятся в правую часть графика. Для этого в направлении τ откладывают длительность стояния соответствующих температур и восстанавливают перпендикуляры из этих точек до пересечения их с горизонтальными линиями, идущими от точек, лежащих на линии к-l-m. Например, точка 2 найдена следующим образом: из точки на оси tн, соответствующей температуре t1 восстанавливают перпендикуляр до пересечения с линией к-m. Из полученной точки 1 ведут прямую, параллельную оси абсцисс. Из точки τ1, лежащей на оси τ и соответствующей длительности стояния температур наружного воздуха, равной и ниже t1, восстанавливают перпендикуляр до пересечения с горизонтальной линией, идущей из точки 1. Пересечение их дает точку 2. Линия m-n-p-τ t есть зависимость суммарного теплового потока от длительности стояния температур наружного воздуха. В точку n, соответствующей концу отопительного периода (длительность которого равна τ0) имеет место падения теплового потока с величины ∑Q= QMIN 0+ QMIN v+ Qhm до величины QS HM , которая остается постоянной в летний период. Площадь, ограниченная

замкнутой линией o-m-n-p-τ-s-o представляет собой годовой расход тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение района.

Годовой расход тепла определяется по формуле:

∑ Qгод = Qот 3600 24 N0 + QvMAX 3600 Z N0 + Qhm 3600 24 N0 +

nо – количество дней отопительного периода;

Z – число часов работы системы вентиляции в общественных зданиях, при отсутствии данных можно принять 16 часов;

24 – число часов работы системы отопления.

ВЫБОР СХЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ И МЕТОДА РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТПУСКА ТЕПЛА

Схема теплоснабжения в курсовом проекте задается руководителем и входит в задание. При открытой схеме теплоснабжения расчеты гидравлических режимов являются наиболее сложными по сравнению с закрытой схемой. Поэтому для более полного овладения навыками проектирования в курсовом проекте рекомендуется принимать открытую схему теплоснабжения. Данные методические указания составлены по открытой схеме теплоснабжения.

Как правило, за основу в двухтрубных тепловых сетях, где основной вид нагрузки отопление, принимают центральной качественное регулирование отпуска тепла на отопление.

В приведенных ниже формулах для расчета графиков регулирования от-

12

пуска тепла приняты следующие основные обозначения:

TI – расчетная температура внутреннего воздуха в 0С;

Tн – произвольная (текущая) температура наружного воздуха в 0С для которой определяют температуры и расход воды;

T0 – расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления в 0С;

T н′′′ – температура наружного воздуха в точке излома графика температур воды 0С;

τ1 – температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети 0С;

τс - температура воды в подающем трубопроводе местных систем отоп-

ления после смешения 0С; τ20 - температура воды в обратном трубопроводе местных систем отопле-

ния 0С;

τ2 - температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети 0С;

τ2В - температура воды в обратном трубопроводе местных систем венти-

ляции 0С;

го водоснабжения 0С;

U – коэффициент смешения.

Расходы тепла (тепловые потоки) Q, расходы воды G, температуры воды в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети и местных систем, средние температуры для произвольной (текущей) температуры наружного воздуха tн обозначены без дополнительных индексов. Те же величины при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления t0, обозначены одним штрихом, а при температуре наружного воздуха T н′′′ в точке излома гра-

фика – с тремя штрихами.

Tср.в = (T н + Ti ) 0,5 – средняя температура в калорифере при температуре tн. При центральном качественном регулировании по отопительной нагрузке

температуры воды в подающем трубопроводе тепловой сети τ1, после системы отопления τ20 и в подающем трубопроводе местных систем отопления τс определяют по формулам:

13

Q0 = Ti −Tн - относительный расход тепла на отопление (191).

Ti −T0

Данные расчетов сводятся в табл. 5.

Табл. 5

В период высоких наружных температур возникает необходимость повышения температуры воды в подающем трубопроводе до значений, допустимых для всех потребителей тепла и в частности для нужд горячего водоснабжения, где температура воды должна поддерживаться не ниже 600С (550С непосредственно у потребителя). Таким образом, график «ломается» при значениях наружных температур от +80С до tн111, когда температура воды в подающем трубопроводе поддерживается не ниже 600С. Соответственно «излом» показывается и по линиям τ2, τi. В диапазоне tн111<tн< +8 0С при постоянной температуре воды в подающем трубопроводе регулирование отопительной нагрузки осуществляется обычно местными пропусками. Периодическое отключение систем отопления предотвращает перегрев помещений. Число ежесуточной работы системы определяется из уравнения:

Ti − Tн′′′

Всвязи с периодическим отключением отдельных отопительных устано-

вок общий расход воды в сети сокращается по мере повышения температуры наружного воздуха. Температуру обратной воды для этого диапазона принимают постоянной и равной τ20′′′ .

В диапазоне T0 < T н < T н′′′ осуществляется центральное качественное регулирование G0 =1.

РЕГУЛИРОВАНИЕ ОТПУСКА ТЕПЛА НА ВЕНТИЛЯЦИЮ

Для двухтрубных водяных тепловых сетей с подачей тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение температуру воды в подающем трубопроводе τ1 принимают по отопительному графику. По характеру изменения температуры воды и расхода тепла на вентиляцию отопительный период делится на два диапазона.

1. В диапазоне T н′′′ < T н < 80C при переменной вентиляционной нагрузке темпера-

тура в подающей линии постоянна. С увеличением вентиляционной нагрузки возрастает расход воды, что приводит к сокращению времени пребывания воды в калорифере и к росту температуры обратной воды. Регулирование расхода воды осуществляется с помощью регулировочного клапана РК по импульсу от температуры воздуха за калорифером. (См рис. 2).

14

Рис. 2 Принципиальная схема подключения калорифера к тепловым сетям. К – калорифер; РК – регулировочный клапан.

Неизвестное значение обратной воды τ2В определяется решением уравнения (20) методом последовательных приближений:

равны 1 (по принятому регулированию отпуска тепла).

15

РЕГУЛИРОВАНИЕ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

В открытых системах теплоснабжения разбор воды горячее водоснабжение осуществляется в зависимости от температуры воды в сети. При температуре воды в подающем трубопроводе равной 60 0С, водоразбор ведется только из подающей линии. С повышением температуры сетевой воды (τ1>60 0С) водоразбор осуществляется одновременно из обоих трубопроводов, в таком соотношении, чтобы температура воды, поступающей на горячее водоснабжение, была равна 60 0С (55 0С). В холодный период отопительного сезона при τ2>60 0С разбор воды происходит только из обратной магистрали. Для смешения воды в абонентских узлах ввода предусматривается установка терморегуляторов (рис. 3). Изменение места и величины водоразбора существенно влияет на гидравлический и тепловой режимы системы теплоснабжения. Выбор метода центрального регулирования производится в зависимости от соотношения тепловых нагрузок горячего водоснабжения и отопления, а также абонентского узла ввода.

Ghm

β1Ghm β2Ghm

Рис. 3 Схема абонентского ввода в открытых системах теплоснабжения при центральном качественном регулировании по отопительной нагрузке. С – смеситель. ОК – обратный клапан, РР – регулятор расхода.

Приведенное выше центральное качественное регулирование по отопительной нагрузке применяется при отношении Qhm/Q0max<0,15 и присоединении систем отопления и горячего водоснабжения к тепловой сети по принципу несвязанного регулирования (см. рис. 3). В этом случае расход воды на отопление поддерживается регулятором расхода РР и независит от нагрузки горячего водоснабжения. Величина водоразбора из подающей линии Ghd1 и из обратной Ghd2 равна:

16

При отношении Qhm/Q0max> 0,15 регулирование открытых систем производится по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения качественным или количественным методом.

ЦЕНТРАЛЬНОЕ КАЧЕСТВЕННОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ПО СОВМЕСТНОЙ НАГРУЗКЕ (СКОРРЕКТИРОВАННЫЙ ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ГРАФИК)

применяют при соотношении 0,15≤Qhm/Q0max<0,3. Регуляторы расхода в абонентских узлах ввода устанавливают перед ответвлением на горячее водоснаб-

жение. Они поддерживают постоянный расход воды, равный расчетному на отопление. Водоразбор из подающей линии уменьшает поступление сетевой воды в систему отопления. Небаланс тепла на отопление компенсируется некоторым повышением температуры в подающем трубопроводе по сравнению с отопительным графиком. При этом методе регулирования строительные конструкции здания могут быть использованы в качестве аккумулятора тепла, выравнивающего неравномерности суточного графика теплопотребления.

Отношение среднего теплового потока на горячее водоснабжение к расчетному тепловому потоку на отопление:

Поправочный (балансовый) коэффициент к среднему потоку на горячее водоснабжение для компенсации небаланса теплоты на отопление, вызываемого неравномерностью суточного графика горячего водоснабжения =1,1.

Относительный расход воды на отопление и температуры воды в подающем и обратном трубопроводах τ1 и τ2 определяется по формулам:

17

Температура воды в подающем и обратном трубопроводах:

Рис. 4 Схема абонентского ввода в открытых системах теплоснабжения при центральном качественном регулировании по совместной нагрузке отопления и горячего водоснабжения.

На рис. 5 показан скорректированный график температур воды и изменение расхода волы на отопление. При температуре обратной воды τ20 ≥ 60 0С водоразбор осуществляется только из обратной магистрали. В этом диапазоне в систему отопления поступает расчетный расход воды G = 1, вследствие чего скорректированный график соответствует отопительному. При выполнении расчетов для построения скорректированного графика температур студент может использовать примеры.

18

КАЧЕСТВЕННО-КОЛИЧЕСТВЕННОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ

При свободном располагаемом давлении на коллекторах станции применяется относительно редко. Принципиальная схема узла ввода показана на рис. 6.

Рис. 6 Схема абонентского ввода при открытой системе теплоснабжения

ицентральном качественном регулировании по суммарной нагрузке отопления

игорячего водоснабжения.

Диафрагмы на подающем и обратном трубопроводах устанавливаются при начальной регулировке сети. Это осуществляется при включенной нагрузке горячего водоснабжения. Подбором соответствующих диаметров диафрагм обеспечиваются одинаковые давления в подающей и обратной линиях во всех абонентских вводах. В этих условиях расход воды у однотипных абонентов изменяется по одному закону. Расчет графиков производится по методике Соколова.[6].

20